Telekolleg - Informatik


1

Technologie - 7. Regelungstechnik 3. Regelungsarten

Der Begriff "Regeln" wird mit dem Elektromotor eingeführt. Hier ist die Drehzahl die Regelgröße.

Stand: 13.04.2017

Anordnung von Motor (oben, rot), Tachoscheibe (Mitte) und Generator (grün) | Bild: BR

Der Begriff "Regeln" wird ebenfalls mit dem Elektromotor eingeführt. Seine Drehzahl soll konstant bleiben. Nach der deutschen Industrienorm DIN gilt: "Die Regelung ist der Vorgang, bei dem eine Größe, die zu regelnde Größe (Regelgröße), fortlaufend erfasst, mit einer anderen Größe, der Führungsgröße verglichen und im Sinne einer Angleichung an die Führungsgröße beeinflusst wird. Kennzeichnend für das Regeln ist der geschlossene Wirkungsablauf, bei dem die Regelgröße im Wirkungsweg des Regelkreises fortlaufend sich selbst beeinflusst."

Beim Beispiel der Geschwindigkeitsregelung eines Elektromotors ist die Drehzahl die Regelgröße. Diese wird mit der Tachoscheibe überwacht. Vor der Regeleinrichtung wird die Abweichung zur Führungsgröße festgestellt; das ist hier die Ist-Drehzahl. Der Regler ist ein Verstärker, das Stellglied ein Transistor. Die Stellgröße ist der elektrische Strom, die Steuerstrecke der Elektromotor selbst. Die Drehzahl des Motors die Ausgangsgröße. Es ist praktisch, zusätzlich noch eine Störgröße einzuführen. Das ist hier die Belastung des Motors aufgrund des Generators und der Lampen.

Modellexperiment zu einem Thermostatschalter

Regelungen kommen in technischen Anwendungen sehr häufig vor, z.B. bei einem Haarfön: In einem Modellexperiment fließt der elektrische Strom in einer Serienschaltung durch die Heizwendel und über einen sogenannten Bimetallschalter. Wird die Temperatur zu hoch, dann öffnet sich der Schalter und unterbricht den Stromfluss. Hat sich die Temperatur wieder gesenkt, dann schaltet der Thermostat die Heizung wieder ein.

Eine Thermostatregelung ist ein sogenannter Zweipunkt-Regler. Die Solltemperatur wird nur im zeitlichen Mittel erreicht und zwar durch abwechselndes Ein- und Ausschalten der Heizleistung. Den Abstand zwischen den Schaltwerten nennt man Hysterese; bei einem empfindlichen Thermostat-Schalter kann sie sehr klein sein.

Abgasregelung eines Benzinmotors mithilfe einer Lambdasonde

Ein anderes Beispiel für eine Regelung ist der Abgaskatalysator eines Benzinmotors. Die Lambdasonde prüft den Sauerstoffgehalt des Abgases; eine Elektronik regelt entsprechend das Benzin-Luftgemisch der Einspritzanlage.


1