Digitale und analoge Regler
In industriellen Anwendungen überwiegen mittlerweile die digitalen Regler. Hierzu beigetragen hat im Wesentlichen die Einführung leistungsfähiger und preiswerter Mikroprozessoren. Ein Vorteil der digitalen Regler ist ihre kompakte Bauweise sowie ihre direkte Anschlussmöglichkeit an die Prozesssignale.
Funktionell unterscheiden sich digitale und analoge Regler nicht wesentlich. Der Unterschied liegt in der internen Verarbeitung. Bei den analogen Reglern erfolgt die Verarbeitung durch Operationsverstärker. Die digitalen Geräte besitzen einen Mikroprozessor, der die Signale berechnet. Vorher erfolgt die Digitalisierung des Eingangssignals durch einen Analog-Digital-Umsetzer (ADU). In die andere Richtung erfolgt der Vorgang nach dem gleichen Prinzip. Der vom digitalen Regler berechnete Wert wird zur Ansteuerung des Stellglieds mit einem DAU in ein analoges Signal gewandelt. Da diese Wandlungen und das Regelprogramm eine gewisse Zeit beanspruchen, vergeht pro Durchlauf die so genannte Takt- oder Abtastzeit. So entsteht eine zusätzliche Verzögerung der Signalübertragung im Regelkreis. Deshalb ist die erreichbare Schnelligkeit digitaler Regelungen bei gleicher Struktur kleiner als bei analogen Reglern. Die Weiterverwertung der Informationen über die Regelgröße und anderer Prozesszustandsgrößen gestaltet sich mit digitalen Reglern wesentlich unkomplizierter.
Ausführungen und Anwendungsgebiete
Besonders in chemischen und verfahrenstechnischen Anlagen kommen die so genannten industriellen Kompaktregler zum Einsatz. Die Palette reicht von klassischen Geräten für den Schalttafeleinbau bis zu Typen für die Hutschienenmontage. Die meisten Kompaktregler besitzen ein integriertes Display. Hier werden häufig Segmentanzeigen eingesetzt, mit denen große Zahlenwerte dargestellt werden können. Steht genügend Platz zur Verfügung, lassen sich neben dem Soll- und Istwert auch Einheiten und Betriebszustände anzeigen. Das sorgt bei der Inbetriebnahme und Bedienung für eine gute Übersicht über die einzelnen Prozesse. Die Geräte besitzen im Gegensatz zu speicherprogrammierbaren Steuerungen oder PC-basierten Lösungen einen höheren Bedienkomfort und haben viele zusätzliche Funktionen. Einige Industrieregler haben Software-Tools, mit denen die Konfiguration einfach zu handhaben ist, und zwar direkt in physikalischen Prozesseinheiten wie z.B. C°. Komplizierte Umrechnungen entfallen, und tiefer gehende Programmierkenntnisse sind nicht erforderlich. Dadurch wird bei der Konfiguration wertvolle Planungszeit eingespart. Oft beherrschen die Geräte mehrere Regelverfahren wie Störgrößenaufschaltung oder Verhältnisregelung. Es finden sich auf dem Markt auch digitale Regler, die für bestimmte Anwendungen oder Branchen optimiert wurden. Hierzu gehören z.B. Leistungsregler in der Kunststoff verarbeitenden Industrie. Die Definitionen und Begriffe werden jedoch nicht eindeutig verwendet, und die Übergänge zwischen den Reglertypen sind fließend. Häufig erhalten die Regler eine Zusatzbezeichnung, aus der ihre bevorzugte Verwendung hervorgeht, wie Temperatur-, Druck-, Feuchte- oder Positionsregler. In der folgenden Produktübersicht sind auch Regler zu finden, die neben der Temperatur- oder Druckregelung auch frei programmierbare Steueraufgaben übernehmen können.
Erschienen am: 14.12.2006, Ausgabe SPS-MAGAZIN 12 2006