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ER5000 Serie — Funktionsweise
PID-Regler verstehen
PID-Regler
ermöglichen mechanischen Systemen einen besonders präzisen und
zuverlässigen Betrieb, der nur gelegentlich von Menschen überwacht werden muss.
Sie können praktisch jede messbare physikalische Eigenschaft innerhalb der Anlage
wie Druck, Durchfluss, Temperatur, Position, Geschwindigkeit, Kraft, Konsistenz,
Drehmoment und Beschleunigung regeln.
PID-Regler arbeiten in einem kontinuierlichen Regelkreis von Überwachung und
Reaktion. Der ER5000 durchläuft alle 25 ms einen Regelkreis.
Zu Beginn jedes Regelkreises liest der Regler den Eingangswert über einen Sensor
innerhalb der Anlage ab, um den aktuellen Wert einer gemessenen Eigenschaft, zum
Beispiel den Systemdruck (den
Istwert
vorher festgelegten Zielwert (dem
Sollwert
Stimmen die beiden Werte überein, wird ein Null-Fehler-Signal erzeugt und es wird
keine Aktion durchgeführt. Stimmen die beiden Werte nicht überein, wird eine
positive oder negative
Regelabweichung
die Abweichung zu korrigieren.
Ist die Regelabweichung das Ergebnis einer ungewollten Änderung in der
Betriebsumgebung, versucht der Regler, das System auf den vorherigen Stand
zurückzubringen. Ist die Regelabweichung das Ergebnis einer geplanten Änderung
des Sollwerts, versucht der Regler, das System auf den neuen Zielwert zu bringen.
www.emerson.com/tescom
) zu ermitteln und vergleicht diesen mit einem
).
erzeugt und der Regler wird aktiviert, um
In jedem Fall agiert der Regler weiter, bis Soll- und Istwert übereinstimmen. Dann
erzeugt der Regler ein Null-Fehler-Signal und kehrt in die Überwachungsfunktion
zurück. In einem solchen Moment sagt man, das System befindet sich im
Die Reaktion des PID-Reglers, von der Erzeugung der Regelabweichung
Zustand
bis zum Erreichen des stabilen Zustands, wird von einem komplexen Algorithmus
gesteuert, der auf drei unabhängigen, aber in Wechselbeziehung zueinander
stehenden Werten (auch
genannt) basiert.
Anteil
•
Der
Proportionalanteil
der Regelabweichung. Mit jedem Durchlauf des Regelkreises ändert sich
der P-Anteil direkt proportional zur Größe der Regelabweichung. Der
Proportionalanteil ist am größten, wenn die Regelabweichung zum ersten
Mal festgestellt wurde und wird schrittweise kleiner, je näher der Regler das
System an den Sollwert angleicht.
•
Der
Integralanteil
(I-Anteil) reagiert auf die zeitlich aufsummierten Werte
der Regelabweichung des Systems. Der I-Anteil wird größer, solange eine
Regelabweichung im System festgestellt wird und wird erst wieder kleiner, wenn
eine Abweichung in die gegenteilige Richtung feststellbar ist. Der I-Anteil behält
seinen Wert nach der Korrektur der Regelabweichung bei, dies nennt man
.
Wind-Up-Effekt
ZURÜCK
(P-Anteil) reagiert auf den momentanen Wert
Stabiler
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