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Automatische Einstellung der Regelungsparameter
10
Automatische Einstellung der
Regelungsparameter
10.1
Übersicht
Eine QnP(R)HCPU kann selbständig die erforderlichen Regelungsparameter ermitteln. Dieser
Vorgang wird als „Auto-Tuning" bezeichnet. Das Auto-Tuning kann für Regelstrecken mit einer
Verzögerungs- und einer Totzeit eingesetzt werden, die sich mit der folgenden Formel
beschreiben lassen:
K
----------------
1
+
T
S
Solche Regelstrecken findet man bei Anwendungen mit relativ langsamen Reaktionen auf
Stellgrößenänderungen wie z. B. Temperaturregelungen.
HINWEIS
Auto-Tuning kann nur für Regelungen angewandt werden, in denen die PID- oder die 2PID-An-
weisung verwendet wird.
Zur Ermittlung der Regelungsparameter wird beim Auto-Tuning das Verfahren nach Ziegler
und Nichols eingesetzt. Dabei wird die Stellgröße (MV) schrittweise verändert und der Verlauf
des Istwerts analysiert:
● Bei der schrittweisen Veränderung der Stellgröße ändert sich zu Beginn der Istwert nur
langsam. Dann jedoch steigt der Istwert schneller an. Im weiteren Verlauf des Auto-Tunings
wird die Veränderung des Istwerts aber wieder langsamer und pendelt sich schließlich auf
einen festen Wert ein (siehe folgende Abbildung).
● Eine Tangente, die an die größte Steigung des Istwertes gelegt wird, schneidet die
horizontalen Achsen für den ersten und den letzten Istwert (θ
und B. Die Strecke auf der Zeitachse bis zum Punkt A entspricht der „gleichwertigen Totzeit
L", die Strecke von A nach B entspricht der „gleichwertigen Zeitkonstante T" (siehe Abb.).
●
Aus der
Steigung (maximale Änderungsgeschwindigkeit) R berechnet:
R
=
Die Werte für R und L werden dann in die Einstellregeln nach Ziegler und Nichols eingesetzt
und die Regelungsparameter Kp, T
Regelungsanweisungen MELSEC Q4AR/QnPH/QnPRH
–
Ls
×
e
K: Verstärkung, T: Zeitkonstante, L: Totzeit, s: Laplace-Operator
gleichwertigen Zeitkonstante T und dem maximalen Istwert (Y) wird die maximale
Y
--- -
T
Stellgröße für
Auto-Tuning
(AT1MV)
Istwert PV [%]
1
max. Steigung
(Änderungs-
geschwindigkeit)
0
und T
ermittelt.
I
D
X [%]
B
R = Y T
A
T
L
Übersicht
θ
) in den Punkten A
0 und
1
max. Istwertänderung Y [%]
Zeit [s]
10 – 1
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