PID-Regelung für Dummies: Alles, was Sie wissen müssen

In einer geschlossenen Schleife werden ständig Informationen über den aktuellen Zustand des Prozesses an den PID-Regler zurückgegeben.

Er nutzt diese Informationen, um eine Korrektur an seinem Ausgang vorzunehmen und so den Prozess so nah wie möglich am Sollwert zu halten.

Dieser Mechanismus verbessert die Genauigkeit bei der Verwaltung von Prozessvariablen erheblich und ermöglicht so eine strengere Regulierung und eine höhere Stabilität.

Darüber hinaus tragen Systeme mit geschlossenem Regelkreis effektiv dazu bei, externen Störungen entgegenzuwirken und unerwünschte Schwankungen zu minimieren.

Alles oder Nichts bezeichnet einen Steuerungsmodus, in dem das System entweder zu 100 % eingeschaltet oder vollständig ausgeschaltet ist. Es gibt keine Betriebsstufen dazwischen.

1. Mangelnde Genauigkeit: Im Gegensatz zur PID-Regelung, bei der die Leistung fein abgestimmt wird, um die gewünschte Temperatur zu erreichen und zu halten, arbeitet die Ein/Aus-Regelung nur mit Extremzuständen (zu 100 % eingeschaltet oder ausgeschaltet). Diese Methode neigt dazu, eine Überschreitung des Temperaturziels zu erzeugen, bevor sie sich stabilisiert, was eher zu Schwankungen führt als zu der Stabilität, die mit einer PID-Regelung erreicht wird.
2. Temperaturschwankungen: Die Betriebsart Ein/Aus führt zu stärkeren Schwankungen der Temperatur um den Sollwert. Diese Schwankung kann bei Prozessen, die eine feine und konstante Temperaturregelung erfordern, schädlich sein.
3. Abnutzung der Geräte : Das häufige Ein- und Ausschalten von Geräten bei einer Ein/Aus-Regelung belastet die mechanischen und elektrischen Komponenten stärker und verkürzt potenziell ihre Lebensdauer im Vergleich zu einem sanfteren Betrieb, der durch eine PID-Regelung ermöglicht wird.
4. Energieverbrauch: Obwohl die Ein/Aus-Regelung aufgrund von Inaktivitätsperioden energiesparender erscheinen mag, können häufige Ein-/Ausschaltzyklen tatsächlich langfristig zu einem höheren Energieverbrauch führen, insbesondere in Fällen, in denen das System beim Start viel Energie verbraucht. Die PID-Regelung tendiert durch ihre Feinabstimmung zu einem optimierten Energieverbrauch.
5. Reaktion auf Störungen: Die On/Off-Regelung kann bei plötzlichen Prozessstörungen (z. B. Öffnen einer Tür in einem klimatisierten Raum) weniger effektiv sein, da sie nur mit Ein- oder Ausschalten reagieren kann, während die PID-Regelung die zugeführte Energie proportional anpassen kann, um der Störung schnell entgegenzuwirken.

Alles in allem kann die On/Off-Regelung für einfache und weniger anspruchsvolle Anwendungen angepasst werden.

Für eine präzise und effiziente Temperaturkontrolle, insbesondere in industriellen Umgebungen oder bei kritischen Prozessen, bieten PID-Regler: Die Lösung zur Verbesserung Ihrer industriellen Prozesse jedoch erhebliche Vorteile in Bezug auf Stabilität, Energieeffizienz und Geräteschutz.

Das Proportionalband ist der Wertebereich, innerhalb dessen der Regler bei einer Proportionalregelung von seinem ausgeschalteten Zustand in seinen vollen Zustand übergeht (und umgekehrt). Sie ist der Teil der PID-Regelung, der auf die Abweichung zwischen dem Wert, den man erreichen möchte, und dem aktuellen Wert reagiert. Je größer diese Abweichung ist, desto größer ist die vorgenommene Korrektur.

Das Integralband ist der Teil der PID-Regelung, der sich im Laufe der Zeit aufbaut. Wenn die Abweichung bestehen bleibt, auch wenn sie noch so klein ist, wird diese Korrektur immer weiter ansteigen, bis die Abweichung korrigiert ist.

Dieabgeleitete Aktion in der PID-Regelung ist der Teil, der auf die Änderungsgeschwindigkeit der Abweichung reagiert. Sie versucht, die Zukunft dieser Abweichung vorherzusagen und eine vorbeugende Korrektur vorzunehmen, um zu schnelle Änderungen zu minimieren.

Die Vorteile von PID-Reglern in der Industrie sind zahlreich. In der Pharmaindustrie ist die Temperaturregelung von größter Bedeutung, ebenso wie in der Lebensmittelindustrie (z. B. Sicherung der Produktionsqualität in Bäckereiöfen oder Temperaturregelung in Pizzaöfen), in der Automobilindustrie (z. B. Senkung des Energieverbrauchs in Lackierkabinen ) in Labors (z. B. Sicherung der Materialqualität bei der Prüfung von Automobilwerkstoffen), in Spezialmaschinen wie Verpackungsmaschinen oder Verbesserung der Qualität in der Kunststoffverarbeitung mit Temperaturreglern, insbesondere für :

• Die Temperaturregelung
• Die Kontrolle des Durchflusses und der Geschwindigkeit von Flüssigkeiten
• Die Levelüberwachung
• Die Druckregulierung

Und viele weitere Anwendungen mit Temperaturregelungssystemen.