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5 Regeltheorie
5.1 Zugregelung
Bei der Herstellung und Weiterverarbeitung von Folien, Drähten, Seilen, Papier oder
Gewebe ist es wichtig, dass das Produkt zur Sicherung einer gleichbleibenden Qualität
mit konstanter Zugspannung über die Rollen geführt wird. Die Zugspannung kann sich
ändern, wenn Temperatur oder Feuchtigkeit schwanken, sich der Auf- oder Abwickel-
durchmesser ändert oder wenn das Material bedruckt, beschichtet, geklebt oder gepresst
werden. Mit dem FMS Zugregelsystem kann die Materialspannung kontinuierlich gemes-
sen und auf dem gewünschten Wert gehalten werden.
5.2 PID-Regler
Es ist das Ziel jeder Regelung, die Ände-
rungen des Sollwertes und den Einfluss von
Störgrössen ohne Überschwingen und ohne
Pendelungen auszuregeln.
Das gelingt jedoch nur dann, wenn der
Regler ein dynamisches Verhalten hat, das
an das zeitliche Verhalten der Regelstrecke
angepasst ist.
Der beim CMGZ433 verwendete PID-
Regler besitzt ein Ausgangssignal, das der
Summe von P-, I- und D-Verhalten ent-
spricht. Der D-Anteil kann wahlweise voll-
ständig weggelassen werden. Durch den di-
gitalen Aufbau weist der Regler ein exakt reproduzierbares Verhalten auf, da jeder Einstell-
wert als numerischer Wert bekannt ist. Daraus resultieren eine sehr hohe Langzeit- und Tem-
peraturstabilität, da numerische Werte nicht wegdriften, und eine Austauschbarkeit der Gerä-
te ohne neuerlichen Abgleich.
P-Verhalten
Ein Regler mit reinem Proportionalverhalten liefert als Stellgrösse ein zeitlich unverzö-
gertes Signal, das proportional zur Regelabweichung ist. Bei Regelabweichung Null ist
auch die Stellgrösse Null. Eine geringe Regelabweichung bewirkt eine geringe Stellgrös-
se, die aber nicht ausreicht, um die Abweichungen auszuregeln. Eine P-Regelung weist
stets eine bleibende Regelabweichung auf. Die charakteristische Grösse für einen P-
Regler ist der Proportionalfaktor X
I-Verhalten
Bei einem Regler mit Integrierverhalten wird die Regelabweichung laufend zur Stellgrös-
se addiert und diese ausgegeben. Der I-Regler vergrössert oder verkleinert die Stellgrösse
so lange, bis die Regelabweichung zu Null wird. Die dann ausgegebene Stellgrösse wird
solange auf dem aktuellen Wert gehalten, bis neue Regelabweichungen auftreten. Ein I-
Regler ist dadurch in der Lage, Regelabweichungen dauerhaft zu beseitigen. Die charak-
teristische Grösse für einen I-Regler ist die Nachstellzeit T
D-Verhalten
Bei einem Regler mit Differenzierverhalten ist die Stellgrösse proportional zur Ände-
rungsgeschwindigkeit der Regelabweichung. Eine sprunghafte Veränderung der Re-
gelabweichung bewirkt den charakteristischen Nadelimpuls in der Stellgrösse. Ein D-
Regler reagiert also bereits, wenn erst eine kleine Regelabweichung vorhanden ist. Die
charakteristische Grösse für einen D-Regler ist die Vorhaltezeit T
Bedienungsanleitung CMGZ433
Bild 3: Schrittantwort eines PID-
Reglers
.
p
7
.
n
.
V
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