Was ist ein PID-Regler?

Ein Proportional-Integral-Derivativ-Regler, kurz PID-Regler genannt, ist ein Gerätetyp, der häufig in Steuerungssystemen verwendet wird. Diese Systeme steuern andere Geräte oder Systeme und der PID-Regler hilft bei der Regulierung wichtiger Variablen innerhalb des Steuerungssystems. Es kann nur ein oder mehrere Geräte gleichzeitig betreffen. Typischerweise wird es in der Industrie und im verarbeitenden Gewerbe eingesetzt.

Um zu verstehen, was der PID-Regler macht und warum er von Vorteil ist, kann ein Beispiel aus dem Alltag herangezogen werden. Wenn einem Hausbesitzer kalt ist, stellt er den Thermostat an der Heizeinheit seines Hauses auf die gewünschte Temperatur ein. Die aktuelle Temperatur im Haus wird als Prozessvariable bezeichnet. Eine Variable ist einfach ein Faktor, wie die Temperatur im Haus, der sich im Laufe der Zeit ändern kann.

Die ideale Temperatur, auf die der Hausbesitzer seinen Thermostat eingestellt hat, wird als Sollwert bezeichnet. Die Prozessvariable und der Sollwert können zu jedem Zeitpunkt gleich sein. Wenn die aktuelle Temperatur im Haus der gewünschten Temperatur entspricht, wären sie gleich. Im Gegensatz zum Sollwert kann sich die Prozessvariable jedoch ändern. Dies geschieht, wenn es im Haus zu heiß oder zu kalt ist.

Bei diesen beiden Begriffen, Prozessvariable und Sollwert, handelt es sich um dieselben Begriffe, die die Funktionsweise eines PID-Reglers ausdrücken. Der Controller ist so eingerichtet, dass er eine Variable steuert, entweder die Temperatur oder einen anderen Aspekt des Systems, über den er Kontrolle hat. Der Regler versucht, die beste Lösung zu finden, um diese Variable auf dem gewünschten Sollwert zu halten.

Es gibt Unterschiede zwischen dem PID-Regler und normalen Reglern in ihrer Funktionsweise. Der PID-Regler verwendet eine erweiterte Formel, um das Auftreten von Fehlern zu verhindern. Dadurch wird sichergestellt, dass die gesteuerten Geräte oder Systeme möglichst reibungslos funktionieren.

Diese Art von Formel wird als Algorithmus bezeichnet. Ein Algorithmus leitet Aktionen basierend auf dem Geschehen. Der Algorithmus hätte spezifische Anweisungen, wie er auf bestimmte Änderungen reagieren soll. Es ähnelt einem Zeitschriftenquiz, bei dem Fragen gestellt werden und der Leser dann mithilfe von Pfeilen auf der Grundlage seiner Antwort auf die vorherige Frage zur nächsten Frage geleitet wird. Auf diese Weise besteht ein Algorithmus aus einer Reihe unterschiedlicher Verfahren, die befolgt oder geändert werden können, je nachdem, was das Gerät tut, das die Befehle empfängt.
Schließlich ist der PID-Regler an einer Rückkopplungsschleife beteiligt. Der Controller sendet die Informationen, die Geräte empfangen sie und die Informationen von den Geräten werden an den Controller zurückgesendet. Der Controller trifft dann auf der Grundlage der empfangenen und gesendeten Informationen eine Entscheidung über das weitere Vorgehen, wodurch eine Endlosschleife entsteht.

Beim Einsatz eines PID-Reglers sticht ein wesentlicher Vorteil hervor. Sie können mehrere Systeme oder Geräte mit wenig menschlichem Eingreifen steuern. Dadurch können sich die Mitarbeiter nicht nur auf andere Aufgaben konzentrieren, sondern es können auch viele Prozesse gleichzeitig ausgeführt werden. Der Nachteil dieser Methode besteht darin, dass der Treiber optimiert werden muss, was bedeutet, dass die Anweisungen, die ihm sagen, was zu tun ist, geändert werden müssen, damit er weiterhin ordnungsgemäß funktioniert. Hierzu sind fortgeschrittene Kenntnisse zur Konfiguration dieses Treibertyps erforderlich, um Fehler zu vermeiden.

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