Beispielprojekt eines Lufterhitzers-Regelkreismodells

Das Beispiel des Regelkreismodells eines Lufterhitzers können Sie auf der Downloadseite zusammen mit anderen Regelungstechnikbeispielen herunterladen. Die OCZ-Datei können Sie über „Projekte > Laden“ in OmniControl öffnen.

Bei diesem Modell handelt es sich um einen Lufterhitzer (s. Abb. 1). Es lassen sich die gewünschte Temperatur sowie die Stärke des Ventilators einstellen. Außerdem kann die Ausgangstemperatur und das Ausgangsvolumen gemessen werden.

lufterhitzer-1_modell

Abb. 1: Modell des Lufterhitzers

Nach dem Öffnen der Projektdatei werden drei Fenster angezeigt, für die es sich anbietet, sie wie in Abb. 2 dargestellt anzuordnen.

Lufterhitzermodell_alle_Fenster

Abb. 2: Die Fenster des Lufterhitzer-Regelkreismodells

Die drei Fenster beinhalten den „Regelkreisaufbau“, den „YT-Schreiber“, der bestimmte Kennwerte im zeitlichen Verlauf darstellt, sowie die Simulation des Lufterhitzers in dem die Momentanwerte,

d. h. die „Ist-Werte“, des Lufterhitzer-Regelkreismodells angezeigt werden. Im Folgenden wird dieses “Regelkreismodell” kurz erläutert.

Die Fenster des Regelkreisaufbaus

In der Abb. 3 ist das Fenster mit dem modellierten Regelkreis dargestellt. Mit den beiden „Sollwertgebern“ (den sogenannten „Schiebereglern“) auf der linken Seite kann einerseits die “Führungsgröße” „T“, also die gewünschte „Soll-Temperatur“ des Luftstroms am oberen Ausgang eingestellt werden. Dieser Wert soll vom Regler erreicht bzw. eingehalten werden. Andererseits kann mit dem zweiten Sollwertgeber die „Störgröße“ in Form der Veränderung des Volumenstroms, d. h. des Luftdurchsatzes, durch Veränderung der Lüfterdrehzahl verändert werden.

Lufterhitzer_Regelungsaufbau

Abb. 2: Der modellierte Regelkreis

Innerhalb des Regelkreisaufbaus ist ein Funktionsbaustein mit zwei Eingängen und zwei Ausgängen enthalten (s. Abb. 4).

lufterhitzer-2_baustein

Abb. 4: Der Funktionsbaustein des Lufterhitzers

Die Ein- und Ausgänge sind wie folgt belegt:

  • Eingang „Uh“: Mit diesem Eingang lässt sich die Temperatur verändern.
  • Eingang „Uv“: Mit diesem Eingang lässt sich der Volumenstrom des Lufterhitzers durch Veränderung der Lüfterdrehzahl ändern.
  • Ausgang „T“: An diesem Ausgang wird die Lufttemperatur am Ausgang des Lufterhitzers ausgegeben.
  • Ausgang „V“: Mit diesem Ausgang lässt sich das momentan ausgeblasene Volumen darstellen.

Das Konfigurationsfenster des Lufterhitzer-Funktionsbausteins stellt das “Typenschild” des Lufterhitzermodells dar (s. Abb. 5). Hier können die Kenndaten eingesehen werden.

Abb. 5: Das Konfigurationsfenster des Lufterhitzermodells

Abb. 5: Das Konfigurationsfenster des Lufterhitzermodells

Das Simulationsfenster des Lufterhitzers

In diesem Fenster (s. Abb. 6) werden die „Ist-Daten“ des Lufterhitzers dargestellt. Werden die Einstellungen der Sollwertgeber verändert, lassen sich hier die Datenveränderungen beobachten.

Abb. 6: Das "Simulationsfenster"

Abb. 6: Das „Simulationsfenster“

Das YT-Schreiber-Fenster

Im YT-Schreiber-Fenster (s. Abb. 7) werden die aktuellen Daten des Lufterhitzers in ihrem zeitlichen Verlauf in einem „XY-Koordinatensystem“ grafisch dargestellt. Welche Daten hier ausgegeben werden, lässt sich im Konfigurationsfenster des YT-Funktionsbausteins des Regelkreisaufbaus festlegen.

Lufterhitzer_YT-Schreiber

Abb. 7: Das YT-Schreiber-Fenster

Die Kanäle des YT-Schreibers sind im Beispiel wie folgt belegt (s. Abb. 7):

  • Kanal 1: Die Soll-Temperatur
  • Kanal 2: Die Versorgungsspannung der Wärmequelle
  • Kanal 3: Die Ist-Drehtemperatur der Luft am Ausgang. Über das Menü des YT-Schreibers ist es möglich, den Schreiber z. B. zu stoppen und wieder zu starten, Auswertungen vorzunehmen oder auch das Diagramm auszudrucken.

 

Dieses redaktionell überarbeitete Dokument wurde von den Studenten S. Herbeth und M. Kiefer im Rahmen eines Projekts im koop. Masterstudiengang “Berufliche Bildung” der PH Freiburg/HS Offenburg erstellt.