Wahl Der Abtastzeit Aus Regelungstechnischer Sicht; Problemstellung - Siemens Simatic S5 Handbuch

Die PID-Operation wird durch einen per Programm realisierten P D -
AZgorithms nachgebildet. Dabei wird in jedem Abtastschritt unter
Verwendung gespeicherter, vergangener ProzeBsignalwerte eine
Dlfferenzengleichung
berechnet.
Ein Regler, der so aus einer Eingangswertefolge
eine Stellwertefolge
erzeugt, heiBt
Abtastregler.
Die Zeit, die zwischen zwei derartigen Aktualisferungen ver-
streicht, wird
Abtastzeit
TA genannt.
Der berechnete Stellwert wird nach erfolgter Digital-Analog-
Wandlung über ein
Stellglied
an den ProzeB ausgegeben.
Die Forderung der quasi-analogen Wirkungsweise des digitalen PID-
Reglers ist durch ausreichend häufige Abtastung, also durch ge-
eignete Wahl der Abtastzeit, zu erreichen.
1-2 Wahl der Abtastzeit aus regelungstechnischer Sicht
1.2.1
Problemstellung
Die
Abtastzeit
ist eine charakteristische G r ö h digitaler Re-
gelkreise. die es bei Analogregelungen nfcht gibt. Sie stellt
die
Zeitspanne
dar, die zwischen 2 Bearbeitungen des Regelungs-
Programms liegt.
Aus Laufzeitgründen wird man versuchen, die Abtastzeit: möglichst
groß zu wählen. Je gröser die Abtastzeit einer Regelung gewählt
wird, desto seltener wird der Prozessor von dieser Regelung in
Anspruch genommen, desto mehr Regelkreise können somit von dem
Prozessor bearbeitet werden.
Die Abtastzeit darf jedoch nicht zu gro& werden, da der Regler
sonst nicht schnell genug auf eine auftretende Störung reagieren
kann.
Andererseits darf die Abtastzeit einen bestimmten Mindestwert
-
vorgegeben durch Programmlaufzeiten sowie die Wandlungszeiten der
AD- und DA-Umsetzer
-
nicht unterschreiten. Wenn z.B. nur alle
400 ms ein neuer MeBwert durch den AD-Wandler bereitgestellt wird
(Baugruppe 6ES5-465-4U), dann ist eine kleinere Abtastzeit un-
s innig.
Ein weiterer, wesentlicher Aspekt kommt hinzu: Der Software-
Regler soll nach den gleichen Verfahren
zu
parametrieren sein wie
ein analoger Regler und dabei gleiches Verhalten aufweisen. Dies
setzt voraus, da& ein Software-Regler das Zeitverhalcen des ana-
logen Reglers hinreichend genau annähert.
Die zwechä&ige Wahl der Abtastzeit ist dabei von entscheidender
Bedeutung.