Regelungstechnik  - Wasser  - Pneumatik - Hydraulik

Hier soll kein Buch über Regelungstechnik erstellt werden, sondern einfach nur Übungen  zu Strecken und Reglern.

Damit die Regelkreise allgemeingültig sind werden die Werte genormt (0..1)

Beispiel 1:  Füllstand Regelung-> PID-Regler->Edukit

 In diesem Beispiel wird an das EduKit über EasyPort mit dem PC verbunden.

Der Ablasshahn wird etwas geöffnet, damit entsteht eine PT1 Strecke.

Füllstandsensor: Ultraschallsensor : Faktor=0,3053   Offset= -0,3794 ,

max. Füllung = 3 Liter, für Normierung  x=Füllstand/3 und Sollwert /3.

Die Pumpe ist nicht linear, angenähert wir wie folgt:

Technische Anordnung:

Programm zur Regelung mit EduKit, ohne Linearisierung der Pumpe:  

 Linearisierung der Pumpe    y= y_Offset + (10 - y_offset) * y /10,    y_offset = ca. 4,5

 Füllstandsregelung mit P-Regler:

Wenn ein Wasser abgelassen wird verhält sich die Strecke beim Füllen wie eine I-Strecke. Folglich regelt der P-Regler zu Null aus. Wenn also nicht dauernd Wasser entnommen wir ist dies neben dem 2-Pkt-Regler der richtige Regler.

Wenn jedoch dauernd Wasser entnommen wird, ist zum halten des Füllstandes ein PI-Regler erforderlich, weil dann die Strecke sich wie eine PT1 Strecke verhält.

P-Regler,  die Kennlinie der Pumpe wird linearisiert  (Formelknoten)

Es wird in virtuelles Modell verwendet. DIe Regelungssoftware erkenn ob das virt. Modell gestartet wurde oder ob das reale EasyPot mit dem realen EduKit angeschlossen sit.

 Hinweis:  In der Software  von Festo didactic "FluidLab closed Loop" kann simuliert und geregelt werden. 

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 Beispiel 2:  Regelkreis: Druckregelung in der Pneumatik

 In diesem Beispiel wird der Druck mit Hilfe eines Prop.-Druckventils (Z.B. Fa. Fest Didactic Nr.539779  geregelt. Da es sich um eine TPn - Strecke handelt wird ein PI-Regler verwendet.

EasyPort anschließen (Drucksensor und Prop.-Druckregelventil)

Beispiel :  PI-Regler  mit Druckstrecke (Festo -Prop.-Druckregelventil)

                  Interface: EasyPort, Virtuelles Modell

 Sollwert und Istwert wird normiert (0...1) indem die phys. Werte mit 10 div. werden.

Man kann an den Regler das virt. Modell aufrufen oder alternativ die reale Anlage (EasyPort, Prop-Ventil- Drossel-Vorratsbehälter...) verwenden.  

 Mit einem Vorratsbehälter (als Beispiel ein Zylinder) ist es eine PT1 Strecke- Drossel im Zulauf kann die Zeitkonstante verändert werden. 

Wenn 2 Vorratsbehälter in Reihe geschaltet werden ergibt dies eine Stecke 2. Ordnung. 

 Hinweis:  In der Software  von Festo didactic  FluidLab P kann dieser Regelkreis ergänzend simuliert und real geregelt werden. 

Hier kann eingestellt werden:

P -  I  -  PI  - PID   Störgrößen ( am Druckbehälter)

Geschwindigkeitsalgorithmus - Stellungsalgorithmus

Störgrößenaufschaltung

Stoßfreie Regelung

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Nach der Simulation kann alles real über EasyPort geregelt werden!!

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Beispiel 3 : Regelkreis : Lageregelung in der Hydraulik

Voraussetzung:  PC, EasyPort,  Prop.-Wegeventil + Verstärker, Zylinder mit Wegmesssystem (Linearpoti 0...10V)

Simulation:

Hier wird der PI-Regler verwendet, die Nachstellzeit wird auf einen sehr großen Wert gesetzt z.B. 10000, damit ist der I-Anteil praktisch 0. Da die Strecke eine I-Strecke ist, wir für die Lageregelung ein reiner P-Regler verwendet. Beim PI-Regler wird der Istwert schwingen, weil dann im Regelkreis 2 I-Anteile sind.

Wenn anstatt des virtuellen Programms das EasyPort+reales Ventil+Zylinder angeschlossen wird kann real geregelt werden.

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