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Oktober 2003 / Prozess-automatisierung Blatt 2.1 © Prof. Dr.-Ing. Benedikt Faupel

Vorlesung Prozessautomatisierung

Grundlagen für die ProzessautomatisierungGrundlagen für die ProzessautomatisierungFliessbilder, R&I-Schema in der VFTFliessbilder, R&I-Schema in der VFT

28. Oktober 2003

Hochschule für Technik und Wirtschaft des SaarlandesFachbereich Elektrotechnik

Goebenstr. 4066117 Saarbrücken


Themen Vorlesung PATT (1)

22.10.2003 Einführungsvorlesung29.10.2003 Beschreibungen, Hilfsmittel, Dokumentationen für

AutomatisierungsprojekteFließbilder, R&I-Schemen, Normen, Symbole der Pneu-matik, Verfahrenstechnik, etc., Übungen

05.11.2003 Projektabwicklung & -tätigkeitenProjektphasen, Tätigkeiten, Vorgehensweise, KostenTerminplanung, Ablage, Layout, Auftragsabwicklung

12.11.2003 & SPS-/PLC-Systeme19.11.2003 Aufbau, Funktionsweise, Arbeitsweise, Begriffe,

Digital- und Analogwertverarbeitung, SensoranschlussAufbauarchitektur (zentral, dezentral), Visualisierung,ProTool, WinCC, HMI, Zubehör, Anbieter, MarktanalyseProgrammierung IEC-61131, etc.



26.11.2003 AblaufprogrammierungKonzepte, Beschreibungen, Elemente, Transitionen,Diagramme, Modelle (entry, exit, do), Applikationen

03.12.2003 - Matlab/Simulink17.12.2003 Weihnachspause

07.01.2004 KommunikationssystemeBussysteme, Konzepte, Begriffe, ISO/OSI, CSMALeiter, Protokolle, Profile (DP,PA,FMS), ASI, CAN

14.01.2004 Optische Nachrichtentechnik (Kunz)Lichtwellenleiter, Übertragungsraten, Anschaltungen

21.01.2004 Profibus / Labor



28.01.2004 Methoden in AutomatisierungstechnikFuzzy, Neuronale Netze, Konzepte, Beschreibungen, Applikationen, Berechnungsverfahren, Regelungen

04.02.2004 Tag der offenen Tür11.02.2004 Klausurtraining 18.02.2004 Ersatztermin

frei / Fragestunde / Sonstiges / SemesterabschlussReglereinstellung auf vorgegebenen Durchtrittsfrequenzund Phasenreserve


Thema heute

Grundlagen für die Prozessautomatisierung :„Übertragungsverhalten, Wirkungspläne, Erstellung von Wirkungsplänenfür technische Systeme, Erstellung von Regelschemen für Regelungsauf-gaben, Anwendungsbeispiele“

Grundlagen• Grundbegriffe • Anwendungen• Beispiele• Grundlagenwissen


Wirkungsplan / Signalflußplan

• Sinnbildliche Darstellung der Wirkungsweise von Signalen in einem System

• Darstellung in Form von Blöcken und Wirkungslinien• Die Wirkung wird in die durch die Pfeilrichtung gekenn-

zeichnete Richtung übertragen.• Grundstrukturen für Wirkungspläne

Reihen- oder KettenschaltungParallelschaltungKreisstruktur mit Gegenkopplung

• Jeder Block erhält eine eigenständige Funktionsbeschreibungim Zeit- oder Frequenzbereich

ProportionalblockIntegralblockDifferentialblock


Verknüpfungen von Übertragungsblöcken (1)

Mögliche Verknüpfungen von Übertragungsblöcken (Systemen):• Verzweigung

• Summationselement

• Inversion

• Multiplikation

Quelle: Wendt


Verknüpfungen von Übertragungsblöcken (2)

Mögliche Verknüpfungen von Übertragungsblöcken (Systemen):• Division

• Kettenschaltung

• Parallelschaltung

• Indirekte und direkte Gegenkopplung (Rückkopplung für Regelkreis)

Quelle: Wendt


Wirkungspläne

Aufbau, Schaltungen und Umgang mit Wirkungsplänen ist bekannt(Systemtheorie, Regelungstechnik)

Erstellung von Wirkungsplänen für praktische Anwendungen ist ehernicht so geläufig. Es geht darum, aus einer skizzierten Anordnung überdie Funktionsweise eines Systems in Form eines Wirkungsplanes zu erkennen und für die einzelnen Komponenten die geeigneten Über-tragungselemente identifizieren zu können. Das korrekte systemtechnische Umsetzen eines Wirkprinzips in einenWirkungsplan bildet die Grundlage für das Systemverständnis (Soll-Werte, Regelgröße, Stellgröße, Stelleinrichtung) und für Optimierungvon Automatisierungsaufgaben.


Temperaturregelung im Bügel-eisen – Technische Ausführung

Quelle: Merz, Jaschek

Prinzipielle Funktionsweise eines elektrischen Bügeleisens:•Sollwerterzeugung : Sollwertschraube•Regler: Kontaktfeder (nicht stetig, 2-Punkt)•Stellglied: Nocke•Regelstrecke: Sohle•Messeinrichtung: Bimetallelement


Temperaturregelung im Bügel-eisen - Wirkungsplan



Temperatursteuerung Heizungs-anlage – Technische Ausführung


Prinzipielle Funktionsweise Ölheizung •Sollwerterzeugung : Steuergerät•Steuerteil: Steuergerät•Stellglied: Regelventil•Regelstrecke: Haus•Messeinrichtung: Thermometer


Temperatursteuerung Heizungs- anlage - Wirkungsplan


Steuergerät mit EinstellkennlinienHeiztemperatur der Heizungsvorlauf-Temperatur wird erfahrungsgemäß aufAußentemperaturwerte eingestellt.


Temperaturregelung Heizungs-anlage – Technische Ausführung


Prinzipielle Funktionsweise Ölheizung •Sollwerterzeugung : Thermostat•Regler: Regler•Stellglied: Regelventil•Regelstrecke: Haus•Messeinrichtung: Thermometer

Bei der Heizungsregelung spielt die Außentemperatur keine Rolle, da nachder Rauminnentemperatur geregelteingestellt wird.


Temperaturregelung Heizungsanlage - Wirkungsplan


Einstellung über Steuergerät ist nichterforderlich.


AnwendungsaufgabenWinkelregelung Antenne

BeschreibungDie Winkellage der Antenne wird nach Sollwert W geregelt eingestellt. Der

aktuelle Wert x wird mittels Potentio-

meter in die Spannung Ux umgewandelt

und mit dem Sollwert UW verglichen.

Die verstärkte SpannungsdifferenzUe = Uw – Ux dient zur Ansteuerung

des Motors.

Gesucht ist der Wirkungsplan des Regelkreises.


AnwendungsaufgabenWinkelregelung Antenne

Lösung:

Alle Potentiometer, Getriebe und Verstärker sind als P-wirkendeGlieder anzusetzen.

Der Antrieb (Motor) ist als PT1-Glied vereinfacht zu sehen.

Die Regelgröße x wird durch Integration der Winkelgeschwindig-keit gewonnen. Das Übertragsglied ist als I-Glied zu interpretieren.

Der Regelkreis wird rückgeführt in Gegenkopplung mit Differenzbildung der Spannungswerte.

Identifizierung der RegelkreiselementeRegel-

streckeAntenne mit Winkel x und UA als Stellgröße

Stellglied Motor mit Getriebe

Messein-richtung

Potentiometer mit Ux

Regler Leistungsverstärker

Sollwert-bildung

Potentiometer mit UW


AnwendungsaufgabenFeder-Dämpfungs-System

Beschreibung:Die Skizze zeigt ein mechanisches System einerRegelstrecke. Die Ein- und Ausgangsgrößen sind die Kraft F(t) und der Weg x(t).

Für das Kräftegleichgewicht gilt folgende Dgl.

Gesucht ist der Wirkungsplan der Regelstrecke!

( ) ( ) ( ) ( )mx t Bx t Cx t f t


AnwendungsaufgabenFeder-Dämpfungs-System

Lösung:

Identifizierung der Regelstrecke mit Ein- und AusgangsgrößenEingangsgröße ist f(t) / Ausgangsgröße x(t)

Aus dem Kräftegleichgewicht lässt sich die Dgl.Aufstellen und nach der höchsten Ableitung um-stellen

1( ) ( ) ( ) ( )

B Cx t f t x t x t

m m m

B/m

C/m

1/m


AnwendungsaufgabenFeder-Dämpfungs-System (2)

Beschreibung:Die Skizze zeigt ein mechanisches System einerRegelstrecke. Die Ein- und Ausgangsgrößen sind die Kraft vein(t) und der vaus(t).

Es gelten folgende Gleichungen für die einzelnenElemente der Strecke:


( )auseinB

ausC

F B v v

F C v dt


AnwendungsaufgabenFeder-Dämpfungs-System (2)

Lösung:Aus den gegeben Zusammenhängen und dem Kräftegleichgewicht kann die Dgl abgeleitet werden.Eingangsgröße vein(t) / Ausgangsgröße vaus(t).

( )auseinB

ausC

aus ausein

F B v v

F C v dt

Cv v v dt

B

C/B


Anwendungsaufgaben Lage- regelung Magnetschwebekörper

Beschreibung:Eine Eisenkugel soll durch die Magnetkraft in einergewünschten Position gehalten werden. Die Positionder Kugel wird fotometrisch erfasst.Im stationären Zustand gilt folgende Gleichung:fm= Ki im - Kxx

Der OP stellt ein PID-Regler dar. OP und Verstär-ker arbeiten ohne Zeitverzögerung. Die Messver-stärker wirken als P-Übertragungsglieder.



Anwendungsaufgaben Lage- regelung Magnetschwebekörper

Identifizierung der RegelkreiselementeRegel-

streckeKugel im Kraftfeld mit Spulen- strom als Stellgröße

Stellglied Magnetspule

Messein-richtung

Photoelement mit Photostrom If

Regler Operationsverstärker

Sollwert-bildung

Potentiometer mit UW

Beschreibung:Es gilt für die Regelstrecke (Schwebekörper) das Kraftgleichgewicht FG = FM. Im stationären Zustand gilt für die Abweichungen vom Arbeitspunkt:( )

( )

m m xI

I xm

f mx t K i K x

K Kx t i x

m m

x x xmi


Anwendungsaufgaben Lage- regelung MagnetschwebekörperLösung Wirkungsplan:Der gesamte Wirkungsplan kann nun aus den einzelnen Systemkomponenten erstellt werden.

Regelstrecke:

Wirkungsplan:

x x xmi

x x xmi

OP Leistungs- verstärker


Verfahrenstechnische Prozesse automatisieren

2. Thema heute:

Darstellungsmöglichkeiten von verfahrenstechnischen Pro-zessen als Grundlage für die Realisierung von Automatisie-rungslösungen für solche Prozesse


Fließbilder – Was versteht man darunter?

Fliessbilder geben einen einfachen Überblick über die Funktion und Arbeitsweise verfahrenstechnischer Anlagen. Im Fliessbild werden die grundlegenden Stoffströme und groben anlagentechnische Einrichtungen dargestellt, wie z.B. Materialfluss, Hilfsstoffe, verfahrenstechnische Aggregate wie Erhitzer, Kühler,Trockner, Zerkleinerungsanlagen etc, erforderliche Behälter, Rohr-Leitungen, Reaktoren, Wärmetauscher, Kühler und Heizelemente, Pumpen und Kompressoren etc.)

Materialfluss: Rohstoffe, Halbzeug, Additive, Zusatzstoffe, WasserHilfsstoffe: Dampf, Gas, Öl, Luft, AbgasFühler: Temperatur, Durchfluss, Durck, DrehzahlAggregate: Wärmetauscher, Pumpe, Motor, Ventile


Arten der Fließbilddarstellung

Verfahrensfließbild (grob) zur Übersichtsdarstellung (Phasenmodell)• Materialfluss (grob)• Einsatz-, Roh- und Hilfsstoffen (Start-, Zwischen- und Endprodukte)• Hauptprozessschritte• Darstellungsform

Kreissymbol (Produkteigenschaften)Rechtecksymbol (Prozesseigenschaften)

Verfahrensfließbild (fein) zur Detaillierung des Verfahrens („rekursiv“)• Materialfluss (detailliert) mit allen Zwischenprodukten• Prozessschritte (detailliert)• Darstellungsform

Genormte Symbole für Aggregate, MSR-Stellen, Stoffarten


Einsatzstoffe (roh)

Stoffvorbereitung (Zuführen und Dosieren)

Zusatzstoffe (roh)

Stoffwandlung (Mischungsprozess

Zwischenprodukt(Feuchte, Dichte)

Grundfließbild / Übersichtfließbild

Phasenmodell: Beschreibung mit standardisierten Netzwerken

Vorteil: einfach / übersichtlich

Nachteil:abstrakt / nicht vollständig


Phasenmodell

Formale Regeln für Erstellung von Phasenmodellen:• Kreissymbol für Produkt / Rechtecksymbol für Prozess• Jedes Produkt wird in einem Prozess verbraucht oder ist ein Aus-

gangsprodukt.• Produktveränderungen können nur über einen Prozess bewirkt werden.• Produkt selber besitzt keine eigene Dynamik (Fähigkeit zur Änderung

seiner Eigenschaften)• Verbindung von Teilprozessen (Prozessketten) erfolgt über die je-

weiligen Eingangs- bzw. Ausgangsprodukte.

Phasenmodell: ständiger Wechsel von Produkten und Teilprozessen


Phasenmodell

Für die Beschreibung von Produkten und Prozessen spielen unterschied-liche Eigenschaften eine Rolle:

Prozesseigenschaften• Ist- und Sollwerte• Steuergrößen• Einstellgrößen

Produkteigenschaften• Physikalische Größen• Chemische Größen• Technologische

Eigenschaften


Beispiel für Übersichtsbild Verfahrensfließbild

Beispieltext:Ein Einsatzstoff wird mit einem Lösungsmittelvermischt und zusammen mit einem Zusatzsatz, der über eine Mahlanlage zerkleinert wird, In einem Behälter gebracht, wo die Stoffe zu einem Mischprodukt reagieren. Anschließend wird dieses Mischprodukt mit Heizdampf er-hitzt. Abschließend wird das Lösungsmittel in einer Trennstufe abgeschieden und zurück-gewonnen. Das Endprodukt wird ebenfalls über die Trennstufe gewonnen.

Lesart:• Materialflussrichtung• Sequentielle und parallel laufende Prozess-

schritte


Fließbilder zur Darstellung des Prozesses

Grundfließbild•Beinhaltet Produktflusslinien, Apparate, Anlagenteile(wie Phasenmodell)

Verfahrensfließbild•Weiterführende, verfahrenstechnische Information und wichtigstePLT-Stellen (Sensorik, Aktorik)

R&I-Fließbild (Rohrleitungs- und Instrumentierungsfließbild)•Detaillierfeste Form der Darstellung von PLT-Aufgaben•Grundlage zur Detailplanung•Schnittstelle zwischen Verfahrens- und Prozessleittechnik-Planung

Quelle Vogel-Heuser, Wuppertal, LFA


PLT-Dokumentation

PLT-(EMR) Stellen-Verzeichnis•Nimmt in geordneter und übersichtlicher Form wesentliche Betriebs-daten, Informationen aus R&I-Fliesßbild mit projektspezifischen Festlegungen auf.•PLT-Stellenbezeichnung sowie Kennbuchstaben der Funktion und eine Kurzbeschreibung der PLT-Aufgaben•Funktionale und gerätetechnische Lösung der Aufgabenstellung•Beschreibung der Nahstellen zur Apparate- und Rohrtechnik

PLT-(EMR) Stellen-Pläne•Gibt die Zusammenstellung aller zu einer PLT-Stelle gehörenden Ein-richtung wie Antriebe, Stellglieder, Signalgeber, Befehlsgeräte, ihreLage und Verbindung auf.•Er soll die Funktionselement und ihr Zusammenwirken darstellen•Er soll das Prüfen, Warten, Fehlerorten und Instandsetzen ermöglichen


Vom Grundfließbild zur Kon-kretisierung -> Fließbild

Erläuterungen zu Fließbild:

Materialfluss: RohaldehydHilfsstoffe: Heißwasser, DampfFühler:Temperatur, Füllstand, Druck,DurchflussAggregate: Wärmetauscher, Behälter, Ventile

Quelle: Strohrmann


Vom Fließbild zum R&I-SchemaRealisierungsgrundlage

Bild 7. Strohrmann, S.11

Quelle: Strohrmann

DestillationsprozessRegel- und Instrumentie-rungsschema

Konkrete technische Realisierung mit Angabealler Geräte und Aggre-gate. Alle hier dargeStellten Geräte finden sich 1:1 in der Anlage wieder.


Symbolik zur Fließbilderstellung verfahrenstechnischer Anlagen



Fließbilder / Anlagenbeschrei-bung: Normen und RichtlinienDIN 19226 Leittechnik; Regelungstechnik und Steuerungstechnik

Teil 1: Allgemeine GrundbegriffeTeil 2: Begriffe zum Verhalten dynamischer SystemeTeil 3: Begriffe zum Verhalten von SchaltsystemenTeil 4: Begriffe für Regelungs- und SteuerungssystemeTeil 5: Funktionelle BegriffeTeil 6: Begriffe zu Funktions- und Baueinheiten

DIN 19221 Formelzeichen der Regelungs- und Steuerungstechnik

DIN 19225 Benennung und Einteilung von Reglern

DIN 19227 Bildzeichen und Kennbuchstaben für Messen, Steuern, Regeln in der VerfahrenstechnikTeil 1: Zeichen für die funktionelle DarstellungTeil 2: Zeichen für die gerätetechnische DarstellungTeil 3: Zeichen für die funktionelle Darstellung (Ergänzung Teil 1)Teil 4: Zeichen für die funktionelle Darstellung beim Einsatz von Prozessrechnern


Fließbilder / Anlagenbeschrei-bung: Normen und RichtlinienISO 3511 Process measurement control functions and instrumentation –

Symbolic representation-Part 1: Basic requirementsPart 2: Extension of basic requirementsPart 3: Detailed symbols for instrument insterconnection diagramsPart 4: Basic symbols for process computer, interface, and ....

DIN 19228 Bildzeichen für Messen, Steuern, Regeln

DIN 19230 Gleichstromsignal für elektrische Mess- und Regelanlagen

DIN 19231 Druckbereich für pneumatische Signalübertragung

Prozessautomatisierung

DIN 19235 Automat, Automatisierung, Begriffe

DIN 19222 E Leittechnik, Begriffe

DIN 40700 Schaltzeichen, Digitale Informationsverarbeitung

DIN 40300 Informationsverarbeitung, Begriffe

DIN 66201 E Prozessrechnersysteme, Begriffe


Fließbilder / Anlagenbeschrei-bung: Normen und RichtlinienSonstige

DIN 28004 Bildzeichen für Rohrleitungen und Apparate

VDI/VDE 2173 Strömungstechnische Kenngrößen von Stellventilen und deren Bestimmung

VDI/VDE 2174 Mechanische Kenngrößen von Stellgeräten für strömende Stoffe und deren Bestimmung

VDI/VDE 2176 Strömungstechnische Kenngrößen von Stellklappen und deren Bestimmung (Blatt 1)

Auf die hier verwiesenen Normen und Richtlinien besteht kein AnspruchAuf Vollständigkeit und gibt nur einen Überblick über vereinbarte Symbole zur Darstellung verfahrenstechnischer Abläufe.


Beispiele für Phasenmodell, Fließbild und R&I-Schema

Zusatzstoff

Zerkleinern

Einsatzstoff Endprodukt

Lösen Reaktion Trennen

Lösungsmittel

Lösungsmittel

Quelle: PLT Uni Bochum

Grundfließbild / Phasenmodell



Lösungsmittel700 kg/h

Zusatzstoff350 kg/h

M

P1

M

Einstazstoff800 kg/h


1 bar20°C

1 bar20°C

P2

1 bar108°C

Endprodukt1450 kg/h

K1W1

XZ1

M2M1

B1 B2Heizdampf

Tanklager

Heizdampf 3 bar


Fließbild



M3

TRC102

V113

V114

V115

F1

B

Einsatzstoff500 kg/h


Zusatzstoff350 kg/h


Endprodukt1450 kg/h

V104

V101

V201

V103

V203

V204

FRC101

FRC201

LRC111

MM3 3

V106 V107

V108

W2

XZ1

M TRC105

M3V305

V112

V304

V301

V302

V303

V116LRC106

TRC401

Heizdampf5 bar

V206

V105

Kondensat

W1

P1

K1

W3


R&I-Schema


Einführung in die R&I-Symbolik


Kennbuchstaben für EMSR-Technik DIN 19227, Teil 1


Kennbuchstaben für EMSR-Technik DIN 19227, Teil 2


Kennzeichnung einer PLT-Stelle nach DIN 19227 / ISO 3511


Beispiel für Kennzeichnung


R&I-Fließbild


Einfache MSR-Stellen

Messstelle für Temperatur mit VorortanzeigeMessstelle für Temperatur mit Anzeige auf Leitstand Messstelle für Durchfluss zur Registrierung, Regelung und Überwachung mit Alarmmeldung

MSR Durchfluß wirkt auf ein Stellglied (z.B. Ventil)(Wirkungslinie mit Pfeilrichtung)


Einfaches Beispiel mit Interpretation

Anwendung: Pumpe fördert Flüssigkeit über Ventil in RohrleitungMSR-Stelle 5: Überwachung Speed (Drehzahl Antrieb)

6: Anzeige elektrische Größe (Strom Antrieb)7: Vorortanzeige Flüssigkeitsstrom 2: Summation und Anzeige Durchfluß Leitstand1: Anzeige, Regelung Differenzdruck über Ventil4: Handverstellung am Ventil 8: Registrierung ph-Wert Leitstand

Ventil (auf, Mittelstellung, zu)


Anlagenfließbild

Destillationskolonne:

Trennung von Mineralöl in seine einzelnen Bestandteile

6 unabhängige RegelkreiseErkennbar durch Messgrößen(Regelgrößen) und Stellglieder


Technische Lösung für Regelungsaufgabe

Regelgröße: DifferenzdruckStellgröße: Öffnungswinkel Regelventil

Vorgabe: Vorgabe Solldifferenzdruck (Eingabe Leitstand)Anschaltung / Verkabelung Sensor und AktorikRegelung auf SPS / Hardwareregler Ausgabewert Öffnungswinkel über Analogausgängefür Stellung

StromlaufplanKlemmenplanM+K-Liste für BauteileE/A-Liste für SPSVisualisierung (Leitstand)Infos LeitstandDatenarchivierung / Auswertung


Beispiel Mischanlage

Erstellung eines R&I-Schemas aus Lastenheft:

„Im Behälter B1, dessen Zulauf über ein Ventil eingestellt werden kann,wird die Flüssigkeitsstandhöhe gemessen. Übersteigt die Standhöheeinen eingestellten Maximalwert (Grenzwertschalter), so wird eine Pumpe eingeschaltet, die Flüssigkeit von B1 nach B2 pumpt.Die Pumpe schaltet bei Erreichen einer Mindeststandhöhe von B1 (Grenzwertschalter) wieder ab. Vor und hinter der Pumpe befindet sichJeweils ein handbetätigter Schieber für Reparaturzwecke. Im Behälter B2 wird die Temperatur und der Druck gemessen.Bei Überschreiten eines Temperatur- oder Druckgrenzwertes wird einAlarmsignal gegeben. Der Abfluss aus B2 kann über ein Ventilgeregelt eingestellt werden ........ Alle MST sind in der LeitwarteAnzuzeigen.


Erstellen von Regelkreisen in verfahrenstechnischen Anlagen

Ausgangspunkt für den MSR-Techniker (Automatisierungstechniker) istals Basis stets das Grundfließbild einer verfahrenstechnischen Anlage.

Gemeinschaftsaufgabe der Verfahrenstechnik und Elektrotechnik:• Festlegung der Messgrößen (Ort, Funktion, Messart)

Funktion bedeutet: Anzeige im Feld, Anzeige in Warte, RegistrierungSteuernde Größen, regelnde Größen

• Festlegung von steuernden und regelnden Funktionen• Festlegung von Handbedienfunktionen• Festlegung der MSR-Symbole im Fließbild

Aus dem Fließbild entsteht mehr und mehr ein Rohrleitungs- und Instru-mentierungsschema. Im endgültigen R&I-Schema sind alle Elemente für die tatsächliche Ausführung enthalten.


PLT-Stellen-Blatt


Anwendungsbeispiele

Aus einem Vorratsbehälter wird ein variabler Flüssigkeitsstrom ent-nommen. Es ist eine Regeleinrichtung zu skizzieren, so dass ein definierter Behälterfüllstand aufrechterhalten wird.


Lösung

Fühler: SchwimmerkörperStellglied: SchieberRegelstrecke: BehälterRegelgröße: FüllstandshöheSollwert: Einstellung SchwimmerRegler: Gestängeeinrichtung

mit SchwimmerStörgröße: Entnahmemenge

Funktion:Über ein Hebelgestänge bewirkt ein Steigen des Schwimmers das Schließen des Schiebers. Ein Sinken öffnet den Schieber.Regelungsart: Festwertregelung


Temperaturregelung

In einem Durchlauferhitzer wird kaltes Wasser mit Dampf erhitzt.Geben Sie eine Regelschaltung mit Fühler und Stellgliedeinrichtung für diese Aufgabenstellung an.


Lösung

Fühler: Temperatur Regler: RegelelementStellglied: RegelventilSollwert: Sollwertsteller

Messumformer

Funktion:Die Regeldifferenz steuert denRegler. Je größer e desto mehrmuss das Regelventil öffnen. Je kleiner e desto mehr muss dasRegelventil schließen.


Druckregelung

In einem Druckbehälter soll der Gasdruck konstant gehalten werden. Entwerfen Sie eine geeignete Regelschaltung


Lösung

Fühler: Druck Regler: RegelelementStellglied: RegelventilSollwert: Sollwertsteller

Messumformer

Funktion:Die Regeldifferenz steuert denRegler. Ist e > 0 (d.h. pist < psoll)

Dann muss das Ventil schließen(e>0, y<0). Ist e<0 dann muss dasVentil öffnen. Regelsinn beachten!


Regelung eines Banddurchhanges

In einem Bandtransport soll die Höhe des Durchhanaes geregelt werden.Entwerfen Sie eine geeignete Regelschaltung


Lösung

Fühler: Druck Regler: RegelelementStellglied: RegelventilSollwert: Sollwertsteller

Messumformer

Funktion:Die Regeldifferenz steuert denRegler. Ist e > 0 (d.h. pist < psoll)

Dann muss das Ventil schließen(e>0, y<0). Ist e<0 dann muss dasVentil öffnen. Regelsinn beachten!

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