In der Automatisierungstechnik wird zwischen Steuerung und Regelung technischer Prozesse unterschieden.

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1 U Berakaemie Freiber Praktikm Atomatisiernssysteme Institt für Atomatisiernstechnik Versch eeln einfacher Prozesse (P) April 2010 Zielstelln: ennenlernen er wesentlichen Eienschaften eines einfachen eelkreises mit einem PID-eler Einführn in praktische Methoen zr elerparametriern am Beispiel eines realen Prozesses (Füllstansbehälter) Übn im Uman mit er imlationssoftware MALAB/IMULIN Literatr: [1] Lnze, Jan: eelnstechnik 1; priner-verla 2008, 7. Aflae [2] Unbehaen, Heinz: eelnstechnik 1; Viewe-Verla 2007, 14. Aflae [3] Fölliner Otto: eelnstechnik; Hüthi-Verla 2008, 10., rchesehene Aflae 1 heoretische Grnlaen 1.1 eeln n teern echnoloische Afabenstellnen erforern es oftmals, ynamische ysteme ezielt z beeinflssen, so ass ie Prozessrößen (Asansrößen) einen bestimmten zeitlichen Verlaf afweisen. Das heißt z.b., sie af einen festen Wert z brinen n ort z halten (z.b. Einstellen er amtemperatr, Anfahren eines Elektromotors). Dafür ist es notweni, ass ie Asansrößen es Prozesses rch soenannte tellrößen beeinflssbar sin. In er Atomatisiernstechnik wir zwischen teern n eeln technischer Prozesse nterschieen. teern (nach DIN 19226): Das teern ist er Voran in einem ystem, bei em eine oer mehrere Größen als Einansrößen anere Größen als Asansrößen afrn er em ystem eientümlichen Gesetzmäßikeit beeinflssen. eeln (nach DIN 19226): Das eeln, ie eeln, ist ein Voran, bei em fortlafen eine Größe, ie eelröße (z reelne Größe), erfasst, mit einer aneren Größe, er Führnsröße, verlichen n im inne einer Anleichn an ie Führnsröße beeinflsst wir. P/1

2 Abbiln 1 zeit as Blockschaltbil einer teern. Dabei ist w ie Führnsröße, z ie törrößen (z 1 peisestörn, z 2 Laststörn), y ie tellröße n x ie eelröße. Die trecke repräsentiert en technoloischen Prozess (as ynamische ystem). Abbiln 1: Blockschaltbil einer teern Man spricht bei er teern von einer offenen teerkette. Damit ie eelröße er Führnsröße folen kann, ist ein enaes ynamisches Moell er trecke erforerlich. Basieren af em treckenmoell kann ie teereinrichtn ie tellröße berechnen, so ass ie eelröße er Führnsröße nahe kommt. Aftretene törrößen können in er teerkette nach Abbiln 1 nicht aselichen weren, a sie irekt af ie eelröße wirken. Abbiln 2 zeit as Blockschaltbil einer eeln. Wesentliches Merkmal ist ie ückführn er eelröße. Diese wir fortlafen mit er Führnsröße verlichen n ie Abweichn (eelifferenz x ) em eler zeführt. In iesem Fall spricht man von einem eschlossenen eelkreis. omit ist es mölich rch einen eeineten eler allen aftretenen törrößen enteen z wirken. Abbiln 2: Blockschaltbil eines eelkreises Um ie eelifferenz z bilen, mss ie eelröße messtechnisch erfasst n wenn notweni afbereitet weren (z.b. rch Filter). Die ynamischen Übertranseienschaften es Messliees müssen aher f. bei er Moelliern es eelkreises beachtet weren. Ach ie telllieer (telleinrichtnen) weisen ein ynamisches Verhalten, welches nter Umstänen berücksichtit weren mss. Die tell- n Messeinrichtnen weren zr vereinfachten Darstelln es eelkreises (vl. Abbiln 2) er trecke bzw. em eler zeornet. In iesem Versch wir er einfache eelkreis zr Führn es Prozesses Füllstansbehälter mit einem klassischen PID-eler betrachtet. P/2

3 1.2 ennwertermittln für trecken mit Asleich (P n ) Die prnantwort von eelstrecken mit zwei oer mehr Verzöernslieern (P n ) kann schwinenes oer aperioisches Verhalten afzeien. Im ahmen ieses Praktikms weren asschließlich aperioische eelstrecken behanelt. Der allemeine Verlaf er prnantwort eines aperioischen P n ystems ist in Abbiln 3 arestellt. Abbiln 3: Aperioischer Verlaf er prnantwort eines P n ystems As em Verlaf können rafisch ie ennwerte Verzszeit, ie Asleichszeit sowie ie treckenverstärkn s ermittelt weren. Zr Bestimmn von n wir im Wenepnkt er prnantwort x a (t) eine anente anelet. Der chnittpnkt er Wenetanente mit er Zeitachse entspricht er Verzszeit. Diese ist ein Maß für ie Zeit, bis sich eine Änern er tellröße af ie eelröße merklich aswirkt. Die Differenz zwischen em chnittpnkt mit x e0 (neer Beharrnswert) n em chnittpnkt mit er Zeitachse ( ) eribt ie Asleichszeit. Diese ist ein Maß für ie Daer es Asleichsvorans, in er ie eelröße nach Ablaf er Verzszeit em neen Beharrnswert zstrebt. Die treckenverstärkn entspricht em Qotienten as neem Beharrnswert n er Einanssprnhöhe x e0. As iesen ennrößen ist es nicht irekt mölich, ass Moell er trecke als Differentialleichn z formlieren. Es existieren praktische Nähernsverfahren für verschieene Moellansätze (z.b. P 2, P 3, P n mit n leichen Zeitkonstanten). Im Praktikmsversch soll ie Nähern rch ein P 2 mit nterschielichen Zeitkonstanten erfolen. Dieses Verfahren kann nr anewenet weren, wenn as Verhältnis / ist (eraben empirische Unterschnen). Die Differentialleichn eines solchen ystems latet: x t) + ( + ) x + x x ( ) (1) 1 2 a ( 1 2 a a = e t Die Bestimmn er Zeitkonstanten 1 n 2 erfolt mit Hilfe er abelle 1 in folenen eilschritten: 1. Bestimmen es Verhältnisses / P/3

4 2. Ablesen er korresponierenen ennwerte / n µ f. rch lineare 1 Interpolation 3. Berechnn von 1 n 2 2 µ = 1,01 1,10 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 1 2,73 2,85 4,00 5,20 6,35 7,48 8,59 9,68 10,77 1 9,65 9,66 10,35 11,50 12,73 13,97 15,22 16,45 17,67 abelle 1: abelle zr Bestimmn er Zeitkonstanten 1 n 2 Dieses Ersatzmoell kann anschließen für ie imlation er eelstrecke verwenet weren. 1.3 Der klassische PID-eler Unter em Beriff eler versteht man im Allemeinen ie ealisiern eines eelalorithms. Je nach Übertranseienschaften er trecke n er technoloischen Afabenstelln ist ein eeineter eler aszwählen. Die meisten hete in er Instrie einesetzten elertypen basieren af em klassischen PID-eler. Dieser elertyp weist rei rnsätzliche Verhaltensweisen af: proportionales Verhalten (P-Anteil), interierenes Verhalten (I-Anteil) n ifferenzierenes Verhalten (D- Anteil). Die zehörien Differentialleichnen sin in (2)-(4) aneeben., I n seien abei jeweils ie Verstärknsfaktoren. D P-Verhalten: yp = x (2) I-Verhalten: y = x ( t t (3) I I ) D-Verhalten: y = x (4) D Der P-Anteil stellt eine statische Beziehn ar n arbeitet verzöernsfrei. Die Asansröße y P änert sich proportional zr Einansröße x. Der I-Anteil änert ie Asansröße y I so lane, bis ie eelifferenz x = 0 ist. Daher besitzen eler mit I-Anteil keine bleibene eelabweichn, sie weisen allerins eine roße Asreelzeit af. Je läner eine eelifferenz vorliet, mso stärker wirkt ieser Anteil. Beim D-Anteil änert sich ie tellröße y D proportional zr Änernseschwinikeit von x. Je schneller sich ie eelifferenz änert, mso stärker wirkt er D-Anteil. Ein reiner D-eler ist in er Praxis nicht realisierbar n ist stets an Zeitverzöernen ekoppelt. D P/4

5 Drch ie Parallelschaltn (aitive Verknüpfn) er o.. Anteile ereben sich verschieene kombinierte elertypen. Beetsam sin abei er PD-, er PI- n er PID- eler (Gleichnen (5)-(7)). PD-eler: y = x + x (5) PI-eler: D y = x + x ( t t (6) I ) = (7) PID-eler: y x + x t + x I Die ebrächlichen Formen er elerleichnen erhält man rch as Asklammern er elerverstärkn n em Einführen von Nachstellzeit D = (Gleichnen (8)-(10)). omit eribt sich V D = n Vorhaltzeit N I PD-eler: y [ x + x ] = (8) V PI-eler: PID-eler: 1 y = x + x t N (9) 1 y = x + x t + x V N (10) Neben er Aswahl einer eeineten trktr (P, I, PD, PI, PID) ermölichen es ie Parameter, N n V en eler af ie konkrete reelnstechnische Afabe abzstimmen. Das ieale ifferenzierene Verhalten es D-Anteils beim PD- n PID-eler ist nicht realisierbar n wir as praktischen Grünen ach nicht anestrebt. Im Falle eines iealen D-Anteils würe er eler bei hochfreqenten törnen (Prozessraschen) übersteern. Deshalb wir eine zsätzliche Zeitverzöern erster Ornn mit er Zeitkonstante 1 eineführt. Ein solcher technischer eler wir entsprechen als PD 1 - oer PID 1 -eler bezeichnet. Die resltierene Differentialleichn, am Beispiel es technischen PID-elers, ist in (11) arestellt. PID 1 -eler: ( ) + = y y( t) 1 x + x t x V (11) N N In er Praxis ist ie Vorhaltzeit V es D-Anteils m en Faktor 4-10 rößer als 1. Dieser V Faktor wir als Vorhaltverstärkn V = bezeichnet. V 1 P/5

6 1.4 Gütekriterien Der in Abbiln 2 arestellte eelkreis besitzt rei Einansrößen, ie Führnsröße w(t) n ie törrößen z 1 (t) n z 2 (t). Die eelröße x(t) wir von iesen Größen irekt oer inirekt beeinflsst. Je nach technoloischer Afabenstelln soll er eschlossene eelkreis ein tes Führns- n/oer törverhalten afweisen. Beim Führnsverhalten wir asschließlich ie Führnsröße betrachtet,.h. ie törrößen haben keinen Einflss (z 1 =z 2 =0). Analo wir beim jeweilien törverhalten ie Führns- n ie anere törröße z Nll esetzt. Unter einem ten Führnsverhalten versteht man, ass ie eelröße einer zeitlich veränerlichen Führnsröße mölichst exakt folt. Ein tes törverhalten ist rch as schnelle Asreeln von törnen ekennzeichnet. Dabei wir sowohl as stationäre als ach as ynamische Verhalten betrachtet. Im stationären Zstan ( t ) soll mölichst x(t)=w(t) sein. Wir ieses nicht erreicht, so spricht man von einer bleibenen eelabweichn x b = w( t ) x( t ). Ein tes ynamisches Verhalten ist rch eine erine Asreelzeit As (Zeit bis zm Eintritt in en oleranzbereich, ohne iesen wieer z verlassen) sowie rch ein erines maximales Überschwinen ü ekennzeichnet. Beim Führnsverhalten wir zsätzlich eine erine Anreelzeit An (Zeit bis zm ersten Erreichen es ollwertes) anestrebt, sofern er eschlossene reis chwinnen asführt. Der oleranzbereich ist rch en Anwener je nach afabenmäßier Anforern festzleen. In Abbiln 4 sin iese ennrößen zr Gütebewertn arestellt. Abbiln 4: Führns- n törrößenverhalten Zsammenfassen lassen sich ie folenen einfachen Gütekriterien efinieren: ü, An, As, x b min Da ein irekter Zsammenhan zwischen iesen ennrößen besteht, ist es in er eel nicht mölich, alle riterien leichzeiti z erfüllen. Weiterhin können prozessabhäni zsätzliche Anforernen an ie eeln estellt sein (bspw. aperioisches Anleichen an ie Führnsröße). 1.5 Empirische Einstellreeln für en PID-eler Für trecken mit Asleich n aperioischem Verhalten existieren zahlreiche Einstellreeln für en klassischen P, PI n PID-eler. Diese wren teilweise empirisch n teilweise rch imlation an entsprechenen Moellen entwickelt. Mit Hilfe solcher Einstellreeln ist P/6

7 es oftmals mölich, mit erinem Afwan zahlreiche praktische Prozesse hinreichen t z reeln. Für höhere Anforernen kann af Basis er empirisch efnenen Parameter eine Optimiern rcheführt weren. Ach können ie Parameter als tartparameter für nmerische Verfahren verwenet weren. Im Versch weren ie Einstellreeln nach Zieler/Nichols n Chien/Hrones/eswick verwenet. Einstellreel nach Zieler/Nichols Mit einer elereinstelln nach Zieler/Nichols wir ein leicht schwinenes Führnsverhalten n ein tes törverhalten erzielt. Vorrassetzn ist, ass eine stabile eelstrecke mit nähernsweise aperioischem Überansverhalten (P n ) vorliet. Dieses Verhalten kann nach pfermüller rch ein P 1 t Moell hinreichen t nachebilet weren. Daz weren znächst emäß Abbiln 3 ie charakteristischen Parameter (Asleichszeit) n (Verzszeit) as er P n prnantwort abelesen n anschließen ie Approximation mit 1 = n t = rcheführt. Nach Zieler / Nichols ibt es zwei Verfahren zr Parameterermittln: ie Methoe es tabilitätsranes (I) sowie ie Methoe er Überansfnktion (II). Die Bestimmn nach er Methoe es tabilitätsranes erforert einen eschlossenen eelkreis n wir wie folt rcheführt: 1. Der eler wir als reiner P-eler eschaltet. 2. Verrößern er elerverstärkn bis er eschlossene eelkreis Daerschwinnen mit konstanter Amplite asführt. Diese elerverstärkn wir als kritische Verstärkn -krit bezeichnet. 3. As er chwinn wir ie kritische Perioenaer krit abelesen. 4. Anhan er nachfolenen abelle 2 weren ie elereinstellwerte, N n V bestimmt. eler N V P-eler 0,5 krit - - PI-eler 0,45 krit 0,85 krit - PID-eler 0,6 krit,5 krit 0,12 abelle 2: Einstellreeln nach Zieler/Nichols (Methoe I) 0 krit In er Praxis ist ieses Verfahren oftmals nicht einsetzbar, a es nicht mölich ist en instriellen Prozess renzstabil z betrieben. In iesem Fall (wie ach im vorlieenen Versch) kann ie Methoe er Überansfnktion anewant weren. Diese Methoe erforert ie enntnis er treckenparameter: treckenverstärkn, Asleichszeit n Verzszeit. Die elerparameter können as iesen ennrößen mit er nachstehenen abelle ermittelt weren. P/7

8 eler N V P-eler - - PI-eler 0,9 3,3 - PID-eler 1,2,0 0,5 abelle 3: Einstellreeln nach Zieler/Nichols (Methoe II) 2 Einstellreeln nach Chien/Hrones/eswick Für P n -eelstrecken, welche rch treckenverstärkn s, Verzszeit n Asleichzeit beschrieben weren können, ibt as Verfahren nach Chien/Hrones/eswick Einstellreeln für ein tes Führns- bzw. törverhalten an. Die Einstellreeln sin anwenbar für / > 3. owohl für Führns- als ach törverhalten können jeweils zwei verschieene Parametersätze berechnet weren: aperioischer eelverlaf kürzester Daer (maximale Überschwinweite ü = 0%) kleinste chwinnsaer bei einem Überschwinen von ü = 20% Das tatsächliche Erebnis stimmt oftmals nicht mit en aneebenen Werten für ie Überschwinweite überein. Besoners bei lansamen eelstrecken liefert as Verfahren nicht immer befrieiene Erebnisse. Die Einstellreel nach Chien/Hrones/eswick wir nach folener Vorehensweise anewenet: Znächst weren ie treckenparameter, n as er prnantwort bestimmt, anschließen können ie elerparameter mittels abelle 4 berechnet weren. Aperioischer eelverlaf (ü = 0%) leinste chwinnsaer (ü = 20 %) eler Führn törn Führn törn P PI PID N N V 0,30 0,35 0,60 P/8 0,30 0,60 1,20,00 0,95 0,70 0,60 4 0,95,35 0,70 0,70 2,30 1,20 2,40 1 2,00 0,50 0,42 0,47 0,42 abelle 4: Einstellreeln nach Chien/Hrones/eswick

9 2. Verschsafba 2.1 echnoloischer Afba Im Praktikmsversch sollen ie im Abschnitt 1 beschriebenen Verfahren am Beispiel eines Füllstansbehälters anewenet weren. Ziel es Versches ist es, rch eeln en Wasserstan in einem zylinrischen Behälter konstant z halten. Der Verschsafba ist schematisch in Abbiln 6 arestellt. Mit Hilfe einer reiselpmpe MP wir Wasser in en Behälter eförert. Die Förermene ist mit em Motorreelventil MV einstellbar. Mit Hilfe er Hanventile V1, V2 n em Behälter-Bypass V3 sin ie treckenparameter beeinflssbar. Für en Praktikmsversch sin ie Ventilstellnen voreeben: Ventil V1 V2 V3 telln ca. 20% eöffnet ca. 75% eöffnet Vollstäni eschlossen abelle 5: Ventilstellnen es Füllstans Das telllie wir vom Motorreelventil, as Messlie für en Füllstan von einem Drckmessmformer P für en Boenrck ebilet. Als eeleinrichtn ient er Diitalreler D20, er zr Grppe er verfahrenstechnischen ompaktreler ehört. Er ist konstrktiv interiert in as niverselle eelmoell IAIN, welches im Versch zsätzlich zr inalafbereitn entzt wir. Dieser Bastein hat ie Afabe, ie vom Messlie kommene eelröße x M von einem trom- in ein pannnssinal z waneln n einstellbar z verstärken. Drch einen iefpassfilter 1. Ornn wir as Messsinal elättet n zr eeln afbereitet. Der ompaktreler ist über eine 232 chnittstelle mit einem Compter verbnen. Dieser ermölicht es, ie Verläfe er eel- n tellröße z visalisieren. Für as ystem ereben sich rch peichereffekte zwei Zeitkonstanten: Zeitkonstante 1 resltiert as er peichern er Masse im Behälter, 2 ist rch en elektronischen iefpassfilter bestimmt. P/9

10 Abbiln 6: chematische Darstelln es Füllstan-Verschsafbas P/10

11 2.2 Afba n Fnktionsweise es ompaktrelers D20 Abbiln 7 zeit ie Frontplatte es ompaktrelers D20. In abelle 6 sin ie einzelnen Anzeie- n Beienelemente sowie ie Fnktionen erlätert. Abbiln 7: Frontplatte es ompaktrelers D20 Nmmer Erlätern 1 LED Balken zr Anzeie er eelifferenz x 2 Anzeien für nteren n oberen Alarm (eelifferenz rößer als voreebene Grenze) 3 Veränern er tellröße y im Hanbetrieb 4 Anzeie er tellröße 5 Umschalttaste für Hanbetrieb (tellwerte weren über 3 veränert) n Atomatikbetrieb (Betrieb mit einestelltem eler) 6 Anzeie für Han- (LED an) bzw. Atomatikbetrieb (LED as) 7 Einstellen es internen ollwertes w 8 Umschalten zwischen internem (am ompaktreler) n externem (über 232) ollwert 9 Anzeie für internen (LED an) oer externem (LED as) ollwert 10 Display zr Anzeie von ollwert w / eelröße x 11 Umschalten er arestellten Größe er Anzeie Anabe er arestellten Größe: ollwert (rüne LED), eelröße (rote LED) abelle 6: Anzeie- n Beienelemente es ompaktrelers D20 P/11

12 Alle Größen im ompaktreler weren prozental aneeben. Der Verschsafba ist so kalibriert, ass 50% tellröße einer Fülllstanshöhe von 50cm entsprechen. Die an en ompaktreeler rückemelete eelröße entspricht in iesem Falle 50%. Dieser Betriebszstan wir im ahmen es Versches als Arbeitspnkt efiniert. Bei er Beienn es ompaktreler wir zwischen 3 Ebenen nterschieen: trktrierebene, Parametrierebene n Beienebene. Nach em Einschalten befinet sich er eler in er Beienebene. In ieser kann mittels er in abelle 6 eschilerten Beienelemente er Prozess eführt weren. Um ein versehentliches Verstellen er Parameter z verhinern, ist ie trktrier- n ie Parametrierebene nr mit Hilfe er aneebenen Beienfole erreichbar (vl. Abbiln 7): 1. Gerückthalten von (11) bis in (4) P erscheint 2. Drücken von (7) nach oben bis im Display (10) tr (trktrierebene) oer Par (Parametrierebene) erscheint 3. Drücken von (3) in beliebie ichtn Eine ückkehr ist über ie aste (11) mölich (trktrierebene Parametrierebene Beienebene). In er trktrierebene weren ie rnleenen Eienschaften es elers mit Hilfe von 48 trktrschaltern festelet. Im Display (4) wir er ewählte chalter anezeit, ieser kann mit (3) ewechselt weren. Anzeie (10) zeit en zehörien einestellten Wert, welcher mit (7) veränert weren kann. Der eler ist in iesem Zstan inaktiv. Die Parametrierebene erlabt es ie elerparameter (, N, V, V V ) einzstellen. In ieser Ebene bleibt er eler aktiv. Die Anzeie (4) zeit en Parameter. Afrn er berenzten Darstellnsmölichkeit (7-ement-Anzeie) weren folene Anzeien für ie Parameter verwenet: cp N tn V t V V. Der entsprechene Parameter ist mit (7) veränerbar. Mit (3) wir zwischen en Parametern ewechselt. 2.3 Moell in Matlab/imlink Abbiln 8 zeit as Moell er Füllstansreeln in Matlab/imlink. Die Darstelln ist verleichbar mit Abbiln 2 es Grnreelkreises. Abbiln 8: Moell er Füllstansreeln in Matlab/imlink P/12

13 Die verweneten Blöcke sin in abelle 7 krz erlätert. Blockspezifische Einstellnen erfolen rch einen Doppelklick af as ymbol. ymbol Erlätern prnförmies Einanssinal. Über en Parameter tep ime wir er Zeitpnkt es prnes festelet. Final Vale beschreibt ie prnhöhe. Der cope ient er Visalisiern von inalen. Drch Doppelklick wir er entsprechene Verlaf anezeit. Mit Hilfe ieses ymbols können inale rch Aition oer btraktion miteinaner verknüpft weren. Die trktr es PID-elers ist in iesem Block hinterlet. Die mölichen Einstellwerte entsprechen en in Abschnitt 1.3 aneebenen Parametern. (siehe Abbiln 9) Eine Moellstrktr für ein P 2 -ystem mit verschieenen Zeitkonstanten 1 n 2 (vl. Abschnitt 1.2) wir rch iesen Block repräsentiert. Das Fenster für ie Einabe er Parameterwerte ist in Abbiln 9 arestellt. abelle 7: Erläternen z en verweneten Blöcken in Matlab/imlink Abbiln 9: Einabefenster für ie elerparameter (linke Abbiln) n für ie treckenparameter (rechte Abbiln) Nachem er eelkreis vollstäni parametriert ist, kann rch einen lick af en tart Btton ie imlation estartet weren (siehe Abbiln 10). Neben em Btton ist es mölich, ie imlationsaer in eknen einzstellen. Im Praktikmsversch ist als Vorabe 600s ewählt. Nach em imlationslaf können ie Erebnisse im cope betrachtet weren. Abbiln 10: Menüleiste n oolbar von imlink P/13

14 3. Verschsablaf 3.1. Ermitteln eines Ersatzmoells für ie Füllstansstrecke Entnehmen ie ie ennwerte,, as em Zsatzblatt. Ermitteln ie ein P 2 Ersatzmoell (nach Abschnitt 1.2) für ie trecke. Bitte beachten ie abei ie aneebene prnhöhe Moelliern er trecke in Matlab n imlink a) tarten ie Matlab/imlink n öffnen ie ie Datei Fellstansstrecke.ml as em Verzeichnis M:\PraktikmP b) raen ie ie ermittelten Parameter er trecke in en entsprechenen Block ein. c) Überprüfen ie, ie Gültikeit es Moells anhan es Zsatzblattes n en in 3.1 a) ermittelten ennwerten 3.3. Ermittln er elerparameter Ermitteln ie ie PID-eler-Parameter nach en Verfahren von Zieler/Nichols (Methoe II) n Chien/Hrones/eswick (für Führns- n törverhalten mit aperioischem Verlaf n für 20% Überschwinweite) imlation es eschlossenen eelkreises a) Öffnen ie ie Datei Fellstansreeln.ml as em Verzeichnis M:\PraktikmP b) raen ie ie ermittelten Parameter er trecke in en entsprechenen Block ein. c) raen ie ie in 3.3 ermittelten Parametersätze es elers ein. etzen ie V V =5! ) Bestimmen ie rafisch ie folenen ennwerte as er simlierten prnantwort bei einem eebenen oleranzban von +/ (Abweichn vom Absoltwert): Anreelzeit An, Asreelzeit As, maximale Überschwinweite ü e) Wechsel ie zm törverhalten, inem ie im Block Führnsröße en Parameter Final Vale af 0 n im Block törröße af 10 setzen. f) Bestimmen ie analo z c) ie ennwerte für as törverhalten. (Hinweis: An ist für törverhalten nicht efiniert) ) Wählen ie jeweils einen Parametersatz für tes Führns- bzw. törverhalten as Inbetriebnahme er Füllstansanlae a) chalten ie ie Füllstansanlae ein, wechseln ie znächst in en Hanbetrieb n eben ie eine Ventilstelln von 50% an n stellen ie en ollwert af 50%. b) Wechseln ie in ie trktrierebene n stellen ie ie chalter emäß er bereitlieenen abelle ein. c) Wechseln ie in ie Parametrierebene n stellen ie znächst ie Parameter für Führnsverhalten ein esten er Parameter am Prozess a) chalten ie en eler in Atomatikbetrieb. b) Änern ie en ollwert af 60% n beobachten ie as eelverhalten. Bestimmen ie abei ie ennwerte An, As, n ü. c) Wechseln ie in ie Parametrierebene n stellen ie ie Parameter für törverhalten ein. ) tören ie en Prozess, inem ie as Hanventil V2 sprnarti m eine viertel Umrehn betätien. e) Bestimmen ie hierbei ie ennwerte As, n ü. f) Verleichen ie ie realen Erebnisse mit enen er imlation. Überleen ie, wie as eelverhalten weiter verbessert weren könnte. P/14

15 Zsatzblatt (Gemessene prnantwort bei einer Einanssprnhöhe von 10%) P/15