3 Stetige Regler - JUMO

5 Schaltende Regler
Schauen wir uns das Regelverhalten des Dreipunktschrittreglers an:
w/x [°C]
w
x
Auf
Zu
(1) (2) (3)
(4)
Abbildung 71: Regelverhalten eines Dreipunktschrittreglers, Struktur PI
Abbildung 71 zeigt Sollwert, Istwert und die beiden Reglerausgänge des Dreipunktschrittreglers:
Bei (1) wird ein neuer Sollwert vorgegeben. Der Regler erkennt, dass der Istwert außerhalb des Proportionalbereiches
liegt, er steuert den Ausgang „Auf“ mindestens bis zum Erreichen des Proportionalbereiches
(Ventil ist zu 100% geöffnet). Zum Zeitpunkt (2) gelangt der Istwert in den Proportionalbereich:
Der P-Anteil wird zurückgenommen, der I-Anteil wird vergrößert. In der ersten Zeit
entspricht die Abnahme des P-Anteils in etwa der Vergrößerung des I-Anteils, der Stellgrad am
Ventil bleibt auf 100%, es erfolgt keine Ansteuerung. In (3) berechnet der Regler, dass der Stellgrad
reduziert werden muss, er fährt das Ventil langsam zu. In (4) berechnet der Regler, dass am Ventil
eine Erhöhung des Stellgrades erforderlich ist. In (5) erreicht der Istwert den Sollwert, es erfolgt keine
weitere Ansteuerung.
Hinsichtlich des Regelverhaltens (P, I und D) kann ein Dreipunktschrittregler wie ein Stetiger Regler
betrachtet werden.
Der Kontaktabstand
Obwohl ein Dreipunktschrittregler ausgeregelt hat, erfolgt von Zeit zu Zeit ein Ansteuern des Stellgliedes
(Auf, Zu, Auf etc.)
Nehmen wir an, dass der Istwert nur etwas über dem Sollwert liegt, wird der Regler das Stellglied
kurz zufahren. Der Regler steuert das Stellglied für mindestens die Dauer seiner Abtastzeit an (typische
Werte liegen bei JUMO-Reglern zwischen 50 ... 250ms). Durch das kurze Zufahren sinkt in
unserem Beispiel der Istwert und liegt schließlich unter dem Sollwert. Der Regler steuert nun für
eine Abtastzeit auf und der Istwert schwingt über den Sollwert usw.
Dieses kontinuierliche Auf- und Zufahren verkürzt die Lebenszeit der Stellglieder und lässt sich
durch die Vergrößerung des Kontaktabstandes beseitigen (XSh ). Der Kontaktabstand befindet sich
symmetrisch um den Sollwert. Gelangt der Istwert in diesen Bereich, erfolgt keine Ansteuerung des
Stellgliedes. XSh wird nach der Optimierung des Reglers eingestellt und nur so groß dimensioniert,
dass es zu keinem andauernden Auf- und Zufahren kommt. Wird der Kontaktabstand zu groß gewählt,
stellt sich eine zu große Regelabweichung ein.
82 5 Schaltende Regler JUMO, FAS 525, Ausgabe 02.06
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