Impulsregler - PID

Zweipunktregler ohne Rückführung

Zweipunktregler haben als Schaltfunktion den Zustand "EIN" und "AUS". Dies entspricht 100 % bzw. 0 % Leistung. Durch dieses Verhalten tritt eine Dauerschwingung des Istwerts x um den Sollwert w auf.

Amplitude und Periodendauer der Schwingung wachsen mit dem Verhältnis von Verzugszeit T_u zur Ausgleichszeit T_g der Regelstrecke. Diese Regler werden hauptsächlich für einfache Temperaturregelungen (z. B. für elektrisch direktbeheizte Öfen) oder als Grenzwertmelder eingesetzt.

Die folgende Grafik zeigt die Kennlinie eines Zweipunktreglers

Die folgende Grafik zeigt die Regelfunktion eines Zweipunktreglers

Zweipunktregler mit Rückführung

Das Verhalten von Zweipunktreglern bei Regelstrecken mit größeren Verzugszeiten, z. B. Öfen, bei denen der Nutzraum von der Heizung getrennt ist, lässt sich durch elektronische Rückführungen verbessern.

Durch die Rückführung wird die Schaltfrequenz des Reglers erhöht, wodurch sich die Amplitude des Istwerts verkleinert. Außerdem können die Regelergebnisse im dynamischen Betrieb wesentlich verbessert werden. Die Grenze für die Schaltfrequenz ist durch die Ausgangsstufe gesetzt. Sie sollte bei mechanischen Stellgliedern wie Relais und Schützen 1 bis 5 Schaltungen pro Minute nicht überschreiten. Bei binären Spannungs- und Stromausgängen mit nachgeschalteten Thyristor- oder Triacstellern können hohe Schaltfrequenzen gewählt werden, die weit über der Grenzfrequenz der Regelstrecke liegen.

Da die Schaltimpulse am Ausgang der Regelstrecke nicht mehr feststellbar sind, erhält man vergleichbare Ergebnisse wie mit kontinuierlichen Reglern.

Der Ausgangswert wird durch Pulsweitenmodulation des Ausgangswerts eines kontinuierlichen Reglers erzeugt

Zweipunktregler mit Rückführung werden zur Temperaturregelung in Öfen, an Verarbeitungsmaschinen der Kunststoff-, Textil-, Papier-, Gummi- und Lebensmittelindustrie sowie für Heiz- und Kühlgeräte eingesetzt.

Dreipunktregler

Dreipunktregler werden für Heizen/Kühlen eingesetzt. Diese Regler haben als Ausgang zwei Schaltpunkte. Durch elektronische Rückführstrukturen werden die Regelergebnisse optimiert. Einsatzgebiete für derartige Regler sind Wärme-, Kälte-, Klimakammern und Werkzeugbeheizungen für kunststoffverarbeitende Maschinen.

Die folgende Grafik zeigt die Kennlinie eines Dreipunktreglers