Dieses Gerät verfügt auch über einen digitalen Eingang, der für drei Zwecke verwendet werden kann: Sollwertumschaltung, Regelung Ein- oder Ausschalten, Umschaltung zwischen manuellen und automatischen Betrieb. Der TRM500 ist mit zwei Relaisausgängen (5A, 3A und 20 A unterstützt), einem SSR-Ausgang (0 / 5V, 25-40 mA) ausgestattet. Die Temperatursteuerungen können in einem Betriebstemperaturbereich von -20 …+50 ° C vorgenommen werden. PID-REGELUNG ALLGEMEIN Jeder PID-Regelungsalgorithmus besteht aus drei Anteilen: Einem P-Anteil, einem I-Anteil und einem D-Anteil. Anschaulich ausgedrückt, der proportionale Anteil ist verantwortlich für die Bewältigung der aktuellen Regelabweichung. Der integrale Anteil übernimmt alle Regeldifferenzen in der Vergangenheit und der differnzielle Anteil prognostiziert die Prozessänderungen in der Zukunf. Die Kombination dieser drei Komponenten macht die Strategie der Prozesssteuerung. ANWENDUNG DER PID-REGELUNG PID-Regler werden für Prozesse, bei denen eine schnelle und präzise Regelung erforderlich ist, empfohlen.
Neben PID-Reglern, die speziell der Heizungssteuerung dienen, gibt es Systeme für Temperaturbereiche von -200 bis über 2400 °C. Sie sind für Kühlräume, Kühlschränke, Trocknungs- oder Brennöfen geeignet oder kommen in Laboren zum Einsatz. High-End-Systeme verfügen über mehrere programmierbare Sollwerte und Optionen der Selbstoptimierung. Einfache Regler dagegen bieten deutlich weniger Einstellmöglichkeiten. Besonders beliebt sind PID-Temperaturregler mit programmierbarem Eingang, an den sowohl Temperaturmessfühler als auch Stromquellen angeschlossen werden können. Oft lassen sich die einzelnen PID-Werte abschalten oder unterschiedlich kombinieren. PID-Regler einstellen – so geht's Für eine exakte PID-Regelung führt der Weg an einer Simulationssoftware kaum vorbei. Einfacher ist die sogenannte empirische Dimensionierung, also einfaches Ausprobieren nach praktischen Erfahrungswerten. Dabei werden die drei PID-Parameter als KP, KI und KD definiert. Man beginnt zunächst mit einer unkritischen Einstellung, indem für KP einer kleiner Wert gewählt wird.
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Das Autotuning bestimmt die besten PID-Komponenten in Bezug auf das Prozessverhalten. Oftmals besteht keine Notwendigkeit, alle drei Anteilen des PID-Regler einzubeziehen. Zu diesem Zweck unterstützen die PID-Regler von akYtec eine manuelle Einstellung. Auf diese Weise, wenn einer von drei Koeffizienten auf 0 gesetzt ist, wird der entsprechende Anteil nicht in den Steueralgorithmus eingeschlossen. Kombinationen von PI- und PD-Kontrollen werden in praktischen Anwendungen sehr häufig verwendet.
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Den Proportional Regler, kurz P- Regler, kennzeichnet, dass die Reglerausgangsgröße proportional zur Regeldifferenz ist. Liegt eine momentane Regeldifferenz $D $ und eine Reglerausgangsgröße $ U_{PR} $ vor, so ist es erforderlich einen Startwert $ U_0 $ und einen Proportionalitätsfaktor $ V_P $ festzulegen. Formal äußert sich das dann wie folgt: Methode Hier klicken zum Ausklappen Reglerausgangsgröße P-Regler: $ U_{PR} = - V_P \cdot D + U_0 $ Wie dir vielleicht aufgefallen ist, geht der Proportionalitätfaktor negativ in die Gleichung ein. Dies resultiert aus der Tatsache, dass dieser der Abweichung vom Sollwert entgegenwirken soll. Mit Hilfe einer Äquivalenzumformung können wir aus der obigen Gleichung die Gleichung für die Regelabweichung bilden. Methode Hier klicken zum Ausklappen Regelabweichung: $ D = \frac{ U - U_0}{-V_P} $ Dieser Gleichung kann man entnehmen, dass ein möglichst großer Proportionalitätsfaktor die Regelabweichung klein hält. Zeitgleich bewirkt eine Vergrößerung des Proportionalitätsfaktors eine beschleunigte Reaktion des Reglers.
Nun sinkt die Temperatur wieder und der Kreislauf beginnt von vorn. Ein PID-Temperaturregler dagegen "lernt" aus dem Temperaturverhalten und reduziert schon kurze Zeit nach der Installation das Überschwingen. Die Temperaturdifferenz zwischen Sollwert und Ist-Wert bleibt deswegen minimal. Erreicht wird dies durch drei Regler, die über mathematische Funktionen, den PID-Algorithmus, gesteuert werden: Der P-Regler wirkt proportional steuernd, der I-Regler integrierend steuernd und der D-Regler differenziell steuernd. Während der P-Regler die Abweichung zwischen Soll- und Ist-Wert misst, summiert der I-Regler diese Abweichungen und vergleicht sie mit den bisher gespeicherten. Sind die Abweichungen zu groß, steuert er dagegen und aktiviert den Brenner. Der D-Glied-Regler reagiert auf plötzliche Schwankungen der Temperatur und greift in diesen Fällen sofort korrigierend ein. PID-Regler halten die eingestellte Temperatur sehr exakt ein. Diese Bauarten von PID-Reglern gibt es Einfache Programmierung über vier Tasten.
Dies kann jedoch auch ein unerwünschtes Überschwingen verursachen und die Schwingneigung des Reglers erhöhen. Wie der zeitliche Verlauf des P-Reglers ausfällt siehst du im nachfolgenden Bild. Verlauf des P-Reglers Vorteile des P-Reglers Der P-Regler als stetiger Regler ist vergleichsweise einfach. So kann dieser im einfachsten Fall mit einem einfachen Widerstand elektronisch realisiert werden. Auch die Reaktion ist im Vergleich zu anderen stetigen Reglern zügig. Nachteile des P-Reglers Infolge der dauerhaften Regelabweichung kann der Sollwert im Zeitverlauf nicht ganz genau erreicht werden. Reaktionsgeschwindigkeit ist nicht ideal Ausgleich dieser Nachteile ist selbst durch einen größeren Proportionalitätsfaktor nicht kompensierbar, ein Überschwingen des Reglers wäre die Folge - Ergo: weiterer Nachteil. Im kritischen Zustand gerät der Regler in eine dauerhafte Schwingung. Folge: Die Regelgröße wird anstelle der Störgröße durch den Regler selbst periodisch vom Sollwert entfernt. Hinweis Hier klicken zum Ausklappen Im nachfolgenden Kurstext wirst du merken, dass die dauerhafte Regelabweichung durch den Einsatz eines I-Reglers gelöst werden kann.
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