6.9 Adaption und Regelparameter
Ein Regler muss zur Heizzone passen. Eine massive Verteilerplatte reagiert träge und verzeiht große Stellschritte; eine kleine Düse reagiert schnell und schwingt über, wenn man sie ebenso behandelt. Die Regelparameter eines Kanals sind deshalb als eine notwendige Messgröße zu betrachten, die durch die Adaption ermittelt wird.
Modell- und Reglerparameter
| Parameter | Bezug | Bedeutung |
|---|---|---|
| Ks, Tg, Tu | Heizzone | Wie stark die Zone auf Leistung reagiert (Ks, max. erreichbare Temperatur), wie lange sie dafür braucht (Tg, Zeitkonstante) und wie lange sie überhaupt nicht reagiert (Tu, Zeitkonstante). Ergebnis der Messung des zugrunde liegenden thermischen Modells. |
| Kp, Tn, Tv | Regler | Wie kräftig der Regler auf eine Abweichung antwortet (Kp), wie schnell er einen bleibenden Rest ausgleicht (Tn) und wie stark er auf Änderungen vorausschauend reagiert (Tv). Berechnetes Ergebnis der Adaption nach einer internen Abbildungsvorschrift. |
| Cid, Cnb | Dämpfung | Nehmen den I- und den D-Anteil zurück, solange die Abweichung oder ihre Änderung groß ist. Sie unterdrücken das Überschwingen nach einem Sollwertsprung. Nur bei der Einstellregel „Modifiziert“ belegt. |
HINWEIS
Ks, Tg und Tu sind Eigenschaften des Werkzeugs. Sie zu verstellen macht die Regelung nicht besser – es verändert die Annahme, auf der die Regelparameter beruhen. Wer die Regelung anpassen will, ändert Kp, Tn und Tv; wer dem Gerät sagen will, wie die Zone sich verhält, lässt die Adaption laufen.Wie die Adaption misst
Die Adaption läuft in zwei Phasen. Zuerst heizt der Kanal mit konstanter Leistung, und der Thermonom sucht die steilste Stelle des Temperaturanstiegs. Dann schaltet er die Leistung ab und beobachtet das Abkühlen. Aus der Steigung der beiden Kurven und dem Zeitversatz zwischen Einschalten und erster Reaktion ergeben sich Ks, Tg und Tu; die Einstellregel macht daraus Kp, Tn und Tv. Der Ablauf mit den geltenden Zeiten steht unter „Adaption“.
Abbildung 23: Die Adaption heizt mit konstanter Leistung, bis der Anstieg sein Maximum überschritten hat, und beobachtet danach das Abkühlen. Aus beiden Steigungen entsteht das Modell der Heizzone.
Damit die Messung belastbar ist, muss die Zone kalt genug sein: Eine Zone, die schon nahe an ihrer Solltemperatur steht, liefert keinen brauchbaren Anstieg und die Adaption bricht in diesem Fall mit einer Meldung ab.
Einstellregel
Aus demselben Modell lassen sich unterschiedliche Reglercharakteristiken rechnen:
- Standard liefert einen konservativ eingestellten Regler: Langsamer beim Ausregeln, dafür ohne Neigung zum Überschwingen. Die richtige Wahl für Zonen, bei denen eine Übertemperatur das Material schädigt.
- Modifiziert liefert einen schnelleren Regler und setzt zusätzlich die Dämpfungen Cid und Cnb. Er hält die Temperatur genauer und regelt Störungen schneller aus; die Dämpfung verhindert dabei, dass der stärkere Eingriff nach einem Sollwertsprung überschießt.
HINWEIS
Die Einstellregel wird vor der Adaption gewählt: sie bestimmt, wie aus dem Modell die Reglerwerte entstehen. Wer sie nachträglich umstellt, muss die Adaption wiederholen – sonst bleiben die alten Reglerwerte stehen.Wenn die Regelung nicht gefällt
Die erste Maßnahme ist nicht die Änderung der Parameter, sondern eine erneute Adaption an einer kalten Zone. Wurde keine Verbesserung erreicht kann Folgendes versucht werden:
- Der Kanal schwingt um den Sollwert: Die Reglerverstärkung Kp verkleinern oder die Nachstellzeit Tn vergrößern.
- Der Kanal braucht zu lange, bis eine Abweichung verschwindet: Tn verkleinern.
- Der Kanal schießt nach dem Aufheizen über: Ebenfalls Kp verkleinern oder die Tn vergrößer, alternativ Einstellregel „Modifiziert“ verwenden, oder das Aufheizen über die Heizrate begrenzen, siehe Abschnitt 6.3, „Sollwertführung: Rampe und Synchronisation“.
Änderungen jeweils einzeln und in kleinen Schritten, und den Kanal danach beobachten. Mit der Aufzeichnung („Protokollieren“) lassen sich zwei Einstellungen sauber vergleichen, statt sie aus dem Gedächtnis zu beurteilen. Die Reglerwerte sind unter „Meldungen“ (siehe Abschnitt 11.3, „Meldungen“) aufgelistet und können dort exportiert werden. Die gleichzeitige Protokollierung von mehreren Kanälen ist Resourcenintensiv und kann die Reaktionsgeschwindigkeit der Bedienoberfläche verlangsamen.
Zugehörige Einstellungen:RGP-01, „Einstellregel“ · RGP-02, „Adaption“ · RGP-03, „Temp.grenzwert Ks“ · RGP-04, „Aufheizphase Tg“ · RGP-05, „Anlaufverzögerung Tu“ · RGP-06, „Reglerverstärkung Kp“ · RGP-07, „Nachstellzeit Tn“ · RGP-08, „Vorhaltezeit Tv“ · RGP-09, „Cid“ · RGP-10, „Cnb“