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Drosselungsbereich gleichmäßig über beide Seiten des
Sollwertes hinweg (siehe Abbildung D-1). In manchen
Anwendungen wie bei der Verflüssigerregelung kann der
Drosselungsbereich jedoch anders gelegt werden (siehe
Drosselungsbereich Seite D-1).
.
THROTTLING
RANGE
0%
CONTROL INPUT
Abbildung D-1
- Drosselungsbereich
Beispiel 1: Angenommen, eine
Vitrinenregelungsanwendung hat einen
Drosselungsbereich von 10 Grad. Der Einfachheit halber
gehen wir davon aus, dass nur der Proportionalmodus
aktiv ist und die proportionale Konstante Kp 1 ist. Das
System beginnt mit einem Ausgang von 0 % am unteren
Ende des Drosselungsbereichs und mit einem
Eingangswert von 24°F. Da der Drosselungsbereich 10
Grad ist, addiert der Proportionalmodus allmählich 100
% zum Ausgangsprozentsatz, während sich der Eingang
im Zeitverlauf auf 34° ändert.
Nehmen wir einmal an, der Eingang erhöht sich jedes
Mal, wenn eine Aktualisierung vorgenommen wird, um 1
Grad. Die folgende Anpassung würde dann auch nach
jeder Aktualisierung erfolgen:
„P"-Modusanp. = (1,0)(1 Grad) / 10 Grad = 0,1 = 10 %
Nach 10 Aktualisierungen wäre der Eingangswert
34°F und der Ausgang wäre 100 %. Das Gleiche würde
geschehen, wenn fünf Aktualisierungen von jeweils 2 Grad
oder hundert Aktualisierungen von jeweils 0,1 Grad
vorgenommen werden würden. In jedem Fall verschiebt
sich die Temperatur insgesamt um 10 Grad, und weil der
Drosselungsbereich auch 10 Grad ist, verschiebt sich der
Ausgang proportional von 0 % auf 100 %.
Höhere Drosselungsbereichswerte führen zu einem
breiteren Bereich von 0-100 % und führen daher zu einer
kleineren Reaktion auf Änderungen der Eingangswerte.
Proportionalkonstante (K
Die Proportionalkonstante ist ganz einfach ein
Multiplikator, der zur Feineinstellung des Ausmaßes der
Anpassung im Proportionalmodus verwendet werden
kann. Eine Erhöhung des K
D-2
•
E2 RX/BX I&O-Handbuch
OUTPUT AT
SETPOINT
(shown here as 50%)
100%
26512028
)
p
-Wertes führt zu einer
p
größeren Reaktion auf Änderungen der Eingangswerte,
während eine Verringerung zu einer kleineren Reaktion
führt.
Eine Änderung von K
p
dasselbe wie die Änderung des Wertes des
Drosselungsbereichs. Ein TR von 10 und ein K
sind beispielsweise dasselbe wie ein TR von 5 und ein K
von 1. Mathematisch gesehen wird der effektive
proportionale Bereich berechnet, indem der
Drosselungsbereich durch K
Wenn der Proportionalmodus in Ihrem System nicht
richtig funktioniert, wäre es eventuell angebracht, den
Drosselungsbereich auf einen geeigneteren Wert zu
ändern. K
ist als Feineinstellungskonstante gedacht (z. B.
p
könnte sie dazu verwendet werden, die Reaktion leicht zu
beschleunigen, indem sie auf 1,04 eingestellt wird, oder
sie zu verlangsamen, indem sie auf 0,98 eingestellt wird).
Integralmodus
Der Integralmodus (wird auch als „I"-Modus
bezeichnet) ist der Teil der PID-Regelung, die versucht,
den Eingang dem Sollwert gleichzusetzen. Wenn eine
Aktualisierung vorgenommen wird, misst der
Integralmodus die Differenz zwischen dem aktuellen
Eingangswert und dem Sollwert. Das Ausmaß dieser
Differenz legt die Ausgangsprozentsatzanpassung des
Integralmodus fest.
Warum der „I"-Modus notwendig ist
Auch wenn der Proportionalmodus den Großteil der
Arbeitslast während der PID-Regelung übernimmt, gibt es
jedoch zwei wesentliche Mängel, die den Einsatz des „I-
"Modus erfordern.
Proportionaler Versatz
Wenn der Proportionalmodus ganz alleine zum
Einsatz kommt, kann er nur eine Änderung des Fehlers
verhindern. Wenn sich der Fehler nicht ändert, erfolgt
auch keine Änderung des „P"-Teils des Ausgangs. Das
bedeutet, das System kann eine Stabilität bei einem
beliebigen Wert erreichen, und zwar unabhängig davon,
ob es über oder unter dem Sollwert liegt (siehe Abbildung
D-5). Der Proportionalmodus alleine hat keinerlei
Mechanismen, die den Fehler nach einer Stabilisierung auf
Null bringen können. Um den Eingang in Richtung
Sollwert zu bewegen, ist der „I"-Modus erforderlich.
bewirkt im Wesentlichen
von 2
p
geteilt wird.
p
026-1611 Rev 1 05-05-03
p
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