Beispielprojekt eines Tanksystem-Regelkreismodells

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

Nach dem Öffnen der Projektdatei werden drei Fenster angezeigt, für die es sich anbietet, sie wie in Abb. 1 dargestellt anzuordnen.

Abb. 1: Die Fenster des Tanksystem-Regelkreismodells

Abb. 1: Die Fenster des Tanksystem-Regelkreismodells

Die drei Fenster beinhalten den „Regelkreisaufbau“, den „YT-Schreiber“, der bestimmte Kennwerte im zeitlichen Verlauf darstellt, sowie eine Simulation des Tanksystems, in dem die Momentanwerte (d. h. die „Ist-Werte“) des Tanksystem-Regelkreismodells angezeigt werden. Im Folgenden wird dieses “Regelkreismodell” kurz erläutert.

Das Fenster des Regelkreisaufbaus

In der Abb. 2 ist das Fenster mit dem modellierten Regelkreis dargestellt. Mit den beiden „Sollwertgebern“ (den sogenannten „Schiebereglern“) auf der linken Seite kann einerseits die “Führungsgröße” „V“, also die gewünschte „Soll-Flüssigkeitsmenge“ im 1. Tank festgelegt werden. Dieser Wert soll vom Regler erreicht bzw. durch Veränderung der Zulaufmenge durch das Eingangsventil Gi am 1. Tank eingehalten werden. Andererseits kann mit dem zweiten Sollwertgeber die „Störgröße“ in Form der Veränderung des Volumens in den Tanks durch Veränderung des Auslassventils G2 beeinflusst werden. Am Drehspulinstrument an der rechten Seite des Fensters wird das “Ist-Volumen” im 1. Tank angezeigt.

Abb. 2: Der modellierte Regelkreis

Abb. 2: Der modellierte Regelkreis

 

Innerhalb des Regelkreisaufbaus ist ein Funktionsbaustein mit zwei Eingängen und zwei Ausgängen enthalten (s. Abb. 3).

Abb. 3: Der Funktionsbaustein des Tanksystemmodells

Abb. 3: Der Funktionsbaustein des Tanksystemmodells

 

Die Ein- und Ausgänge sind wie folgt belegt:

  • Eingang “Gi“: Dieser Eingang beeinflusst das Zulaufventil. Mit Hilfe des Sollwertgebers kann ein Signal angelegt werden, dass die Einlaufmenge bestimmt.
  • Eingang „G0“: Dieser Eingang beeinflusst das Auslaufventil. Mit Hilfe des Sollwertgebers kann eingestellt werden, wie weit das Auslaufventil geöffnet sein soll. Das beeinflusste Auswahlventil wird über das Konfigurationsfenster des Funktionsbausteins ausgewählt. Es kann immer nur ein Auslaufventil verändert werden.
  • Ausgänge „B1“, „B2“ und „B3“: Hier wird die Füllmenge des jeweiligen Tanks ausgegeben. Sie kann z. B. über ein Drehspulinstrument oder mit Hilfe des YT-Schreibers im zeitlichen Verlauf dargestellt werden.

 Das Konfigurationsfenster des Tanksystemmodells

Das Konfigurationsfenster des Tanksystem-Funktionsbausteins stellt das “Typenschild” des Tanksystemmodells dar (s. Abb. 4). Hier können die Kenndaten eingesehen werden. Weiterhin kann hier das Auslaufventil bestimmt sowie der Öffnungsgrad der Ventile zwischen den Tanks verändert werden.

Abb. 4: Das Konfigurationsfenster des Tanksystemmodells

Abb. 4: Das Konfigurationsfenster des Tanksystemmodells

Das „Simulationsfenster“ des Tankmodells

In diesem Fenster (s. Abb. 5) werden die „Ist-Daten“ des Tankmodells dargestellt. Werden die Einstellungen der Sollwertgeber verändert, lassen sich hier die Datenveränderungen beobachten.

Abb. 5: Das "Simulationsfenster" des Tankmodells

Abb. 5: Das „Simulationsfenster“ des Tankmodells

Das „YT-Schreiber-Fenster“

Im YT-Schreiber-Fenster (s. Abb. 6) werden die aktuellen Daten des Tankmodells 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.

Abb. 6: Das YT-Schreiber-Fenster

Abb. 6: Das YT-Schreiber-Fenster

Die Kanäle des YT-Schreibers sind im Beispiel wie folgt belegt (s. Abb. 6):

  • Kanal 1: Das Ist-Volumen in Tank 1
  • Kanal 2: Das Ist-Volumen in Tank 2
  • Kanal 3: Das Ist-Volumen in Tank 3
  • Kanal 4: Der Öffnungsgrad von Zulaufventil Gi

Über das Menü des YT-Schreibers ist es möglich, den Schreiber 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.