Einschwingverhalten
Der Prozess muss ein stabiles, verzugsbehaftetes, asymptotisches Einschwingverhalten zeigen.
Nach einem Sprung der Stellgröße muss der Istwert in einen stationären Zustand übergehen. Ausgeschlossen sind damit Prozesse, die schon ohne Regelung ein oszillatorisches Verhalten zeigen, sowie Regelstrecken ohne Ausgleich (Integrator in der Regelstrecke).
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Warnung |
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Es kann Tod, schwere Körperverletzung oder erheblicher Sachschaden eintreten. Während einer Optimierung ist der Parameter MAN_ON nicht wirksam. Hierdurch können Stellwert oder Istwert ungewünschte –auch extreme- Werte annehmen. Der Stellwert wird durch die Optimierung vorgegeben. Um die Optimierung abzubrechen müssen Sie zuerst TUN_ON = FALSE setzen. Damit ist auch MAN_ON wieder wirksam. |
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Sicherstellen eines quasi-stationären Anfangszustandes (Phase 0)
Bei niederfrequenten Schwingungen des Istwerts, z. B. auf Grund falscher Reglerparameter, ist der Regler vor dem Start der Optimierung auf Handbetrieb zu stellen und das Abklingen der Schwingung abzuwarten. Alternativ könnte auch auf einen "sanft" eingestellten PI-Regler (kleine Kreisverstärkung, große Integrationszeit) umgeschaltet werden.
Nun müssen Sie warten, bis der stationäre Zustand erreicht ist, d. h. bis Istwert und Stellwert eingeschwungen sind. Zulässig ist auch ein asymptotisches Einschwingen bzw. langsames Driften des Istwertes (quasi-stationärer Zustand, siehe nachfolgendes Bild). Die Stellgröße muss konstant sein bzw. um einen konstanten Mittelwert schwanken.
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Hinweis Vermeiden Sie, die Stellgröße kurz vor Start der Optimierung zu verändern. Eine Änderung der Stellgröße kann auch unbeabsichtigt durch das Herstellen der Versuchsbedingungen erfolgen (z. B. Schließen einer Ofentür)! Sollte dies doch geschehen sein, müssen Sie mindestens warten, bis der Istwert wieder asymptotisch in einen stationären Zustand einschwingt. Bessere Reglerparameter erzielen Sie jedoch, wenn Sie warten bis der Einschwingvorgang vollständig abgeklungen ist. |
Im folgenden Bild ist das Einschwingen in den stationären Zustand dargestellt:
Linearität und Arbeitsbereich
Der Prozess muss ein lineares Verhalten über dem Arbeitsbereich zeigen. Ein nichtlineares Verhalten tritt z. B. bei einem Wechsel eines Aggregatszustandes auf. Die Optimierung muss in einem linearen Teil des Arbeitsbereiches stattfinden.
Das heißt, dass sowohl für die Optimierung als auch für den normalen Regelungsbetrieb nichtlineare Effekte innerhalb dieses Arbeitsbereichs vernachlässigbar klein sein müssen. Allerdings ist es möglich, beim Wechsel des Arbeitspunktes den Prozess neu zu optimieren, wenn die Optimierung wieder in einer kleinen Umgebung des neuen Arbeitspunktes durchgeführt wird und während der Optimierung die Nichtlinearität nicht durchfahren wird.
Wenn bestimmte statische Nichtlinearitäten (z. B. Ventilkennlinien) bekannt sind, ist es in jedem Fall sinnvoll, sie vorab mit einem Polygonzug zu kompensieren, um das Prozessverhalten zu linearisieren.
Störeinflüsse bei Temperaturprozessen
Störeinflüsse wie die Wärmeübertragung an benachbarten Zonen dürfen den Gesamttemperaturprozess nicht zu stark beeinflussen. Z. B. müssen bei der Optimierung von Zonen eines Extruders alle Zonen gleichzeitig aufgeheizt werden.