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Steuern und Regeln

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Grundlagen

In der modernen Gebäudetechnik müssen viele Vorgänge automatisch ablaufen. Es werden verschiedene Systeme zur Überwachung und Optimierung der gesamten Gebäudetechnik eingesetzt. Ziel ist ein bestmöglicher Betriebsablauf, Energieeinsparungen, eine Steigerung des Komforts und ein sicherer Betrieb. Die jeweiligen Prozessabläufe unterscheidet man in Steuerungs- und Relegungsvorgänge.

Definition

Regeln und Steuern stellen technische Vorgänge in Anlagen oder einzelnen Geräten dar, bei denen bestimmte physikalische Größen wie z.B. Temperatur, Druck oder Feuchte in einer beabsichtigten Weise nach einer vorgegebenen oder festgelegten Gesetzmäßigkeit variiert werden.

Steuerung

Definition

Das Steuern, die Steuerung, ist ein Vorgang in einem System, bei dem eine oder mehrere Eingangsgrößen die Ausgangsgrößen in vorgegebener Weise, durch bestimmte Gesetzmäßigkeiten, beeinflusst. Kennzeichen einer Steuerung ist der offene Wirkungsweg ( Steuerkette ).

Aufbau und Wirkungsweise

Beispiel

Als ein einfaches Beispiel einer Steuerung ist die witterungsgeführte Raumtemperatursteuerung zu nennen, die in Abhängigkeit zur Außentemperatur den Heizmittelstrom festschreibt. Eine bestimmte Außentemperatur ( Eingangsgröße ) bewirkt eine bestimmte Stellung/Position am Stellgerät. Dadurch wird der Heizmittelstrom beeinflusst. Als Wirkung ergibt sich eine Raumtemperatur ( Ausgangsgröße ). Die Raumtemperatur wirkt nicht auf die Außentemperatur zurück. Charakteristisch ist somit für die Steuerung ein offener Wirkungsablauf, auch als Steuerkette bezeichnet.

Die Steuerkette

Das Steuerglied ist die bestimmende Größe der Steuerung. Es wertet die Messwerte der Eingangsgröße ( Außentemperatur ) aus und wirkt in Abhängigkeit des Ergebnis auf den Steller ein. Das Steuerglied erhält keine „Rückmeldung“ ob die gewünschte Temperatur erreicht, über- oder unterschritten wurde. Störgrößen ( offene Fenster, Sonneneinstrahlung ) werden nicht erkannt oder mit einbezogen. Das Eingangssignal bestimmt alleine den Ablauf der Steuerung. Für einen effektiven Einsatz einer Steuerung muss das immer beachtet werden.

Regelung

Definition

Regeln ist ein Vorgang, bei dem fortlaufend eine Größe, die Regelgröße ( die zu regelnde Größe ) erfasst, mit einer anderen Größe, der Führungsgröße, verglichen und im Sinne einer Angleichung an die Führungsgröße verglichen wird. Kennzeichen einer Regelung ist der geschlossene Wirkungsweg.

Aufbau und Wirkungsweise

Beispiel

Bleiben wir bei dem Beispiel der witterungsgeführten Raumtemperatursteuerung und erweitern die Steuerung um ein Raumthermostat. Die aktuelle Raumtemperatur wird gemessen und der Istwert wird mit dem Sollwert verglichen. Bei Abweichungen vom Sollwert, zum Beispiel bei zu geringer Raumtemperatur, gibt der Regler ein Signal und versucht die Temperaturabweichung durch Veränderung der Stellgröße ( Hub des Mischers ) auszugleichen. Es erfolgt also eine Rückmeldung. Aus einer einfachen Steuerkette ohne Rückmeldung wird eine Regelung. Es entsteht ein Regelkreis. Man spricht auch von einem geschlossenen Wirkungsweg. Die Einflussnahme möglicher Störgrößen, wie geöffnete Fenster oder Sonneneinstrahlung werden also berücksichtigt und ausgeglichen.

Quelle: www.wikipedia.de