Steuern und Regeln sind Vorgänge in Systemen, wobei jedes System seine eigenen Gesetzmäßigkeiten hat. Systeme werden von einer oder mehreren Ein- und Ausgangsgrößen beeinflusst. Grundlage für beide Vorgänge sind Messungen innerhalb des Systems. Damit häte man es eigentlich erklärt, aber ein Beispiel macht die komplexe Sache bestimmt einfacher. Dazu werfen wir einmal den Blick auf die:
Grundbegriffe der Regelungstechnik
Steuern ist ein Vorgang, bei dem auf Grund einer Messung eine Eingangsgröße im System verändert wird (= Ursache). Die Wirkung dieser Änderung wird aber nicht überwacht.
Man spricht von einem offenen Wirkungsablauf.
Erklärung der Steuerung am Beispiel der: Mikrowelle
Jede Mikrowelle (MW) hat eine Zeitschaltuhr, normalerweise wählt man an der MW die Leistungsstufe Garen und stellt z. B. 15 min ein. Nach 15 Minuten schaltet die MW automatisch ab, egal ob die Speise heiß ist oder nicht.
Dieser Vorgang entspricht dem Steuern, die Messgröße hier ist die Zeit, die geänderte Eingangsgröße die Leistung der Mikrowelle, die abgeschaltet wird. Benötigt das Gericht zum Garen aus einem Grund länger, z. B. weil es nicht wie üblich bei –18 °C sondern bei –21 °C aus dem Gefrierschrank genommen und in die MW gestellt wurde, so ist nach 15 Minuten das Gericht im Inneren noch kalt.
Legende
Xs = Regelgröße Soll
Y= Stellgröße (hier die Zeit)
Z= Störgröße (hier die stärkere Unterkühlung)
Xi= Temperatur Ist (Rückführungsgröße)
Stellt man sich vor, man hätte ein mikrowellenfestes Thermometer, könnte dieses die Temperatur im Inneren der Speise und damit deren Zustand fortlaufend erfassen. Erst wenn die Gar-Temperatur von beispielsweise 100 °C in der Speise erreicht ist, würde das Gerät abgeschaltet. In diesem Fall handelt es sich um eine einfache Form der Regelung.
Regeln ist demnach also ein Vorgang, bei dem die Messung stetig erfolgt, man spricht dann auch von einer Stetig-Regelung. Wird auf Grund einer Messung eine Eingangsgröße verändert, so wird die Wirkung dieser Änderung fortlaufend erfasst und mit einem voreingestellten Wert, der sog. Führungsgröße verglichen. Abhängig vom Ergebnis dieses Vergleichs wird dann die Eingangsgröße an die Führungsgröße angepasst. Man spricht von einem geschlossenen Wirkungsablauf. Des Rätsels Lösung ist die Erfassung der Störgröße. Aus dem ständigen Vergleichen können von außen wirkende Störungen auf den Regelkreis vom System erfasst und ausgegelichen werden. Dieses selbstständiges Anpassen an eine vorgegebene Größe ist ganz eindeutig eine Regelung.
Beispiele aus dem Heizungsbau:
Steuern
- Kessel EIN/AUS
- Pumpe EIN/AUS
- Ventil mit Handrad AUF/ZU
Regeln
- Ventil mit Thermostatkopf (Thermostatventil)
- Thermostatische Mischarmatur
- elektronisch geregelter Durchlauferhitzer
