Stetigregler: Funktion, Arten und Einsatzbereiche
Stetigregler vergleichen den Sollwert einer Größe kontinuierlich mit ihrem Istwert. Stellen sie dabei eine Differenz fest, reagieren sie mit einer Ausgangsgröße, deren Wert von dieser abhängt. Im Gegensatz zu unstetigen Reglern wie dem 2-Punkt-Regler, der lediglich die Zustände „Ein“ und „Aus“ kennt, hat die Ausgangsgröße dabei einen stetig verlaufenden Wert. Wir erklären, was das heißt und stellen verschiedene Arten der Stetigregler vor.
Die Charakteristik stetiger Regler einfach erklärt
Stetigregler wirken sich ohne Pause auf den Regelkreislauf aus. Sie werten die Daten angeschlossener Sensoren zu jeder Zeit aus und senden kontinuierlich Signale zu einem Aktor. Der Ausgangswert bewegt sich dabei variabel zwischen zwei Zuständen.
Einfach zu erklären ist das an einem Beispiel: Möchten Verbraucher ihre Heizung steuern, funktioniert das besonders einfach mit einem 2-Punkt-Regler . Dieser überwacht die Temperatur im Raum und schaltet die Anlage ab, sobald diese einen voreingestellten Sollwert überschreitet. Sinkt die Raumtemperatur wieder ab, schaltet der unstetige Regler den Kessel wieder ein. Dieser arbeitet dann mit voller Leistung, bis er erneut ein Signal zum Abschalten erhält.
Mit einem Stetigregler können Verbraucher die Leistung der Heizgeräte an den aktuellen Bedarf anpassen. Dazu überwacht ein Sensor kontinuierlich die Raumtemperatur. Der Regler gleicht diese mit der Wunschtemperatur ab und ermittelt aufgrund der Regeldifferenz einen variablen Ausgangswert.
In Folge dessen kann die Heizung die Vorlauftemperatur anheben oder absenken, um mehr oder weniger Wärme in das Haus einzubringen.
Stetigregler arbeiten also kontinuierlich. Sie vermeiden größere Sprünge und ermöglichen einen flexiblen Betrieb der Anlage.
Verschiedene Arten der Stetigregler im Überblick
Abhängig davon, wie Regler auf Veränderungen der Regeldifferenz reagieren, lassen sich verschiedene Arten unterscheiden. So gibt es zum Beispiel P-, I- und D-Regler.
P- oder Proportionalregler: Regler mit P-Anteil verstärken die Wirkung von Ausgangssignalen. Sie reagieren schnell und sind vergleichsweise günstig in der Herstellung. Ein Kennzeichen der P-Regler ist jedoch, dass die Regelgröße den Sollwert in der Praxis nie ganz erreicht. Vielmehr schwingt sie ständig um diesen herum.
I- oder Integralregler: Regler mit integralem Verhalten sind sehr genau, arbeiten dafür aber auch langsamer. Möglich ist das, indem sie das Integral der Regeldifferenz bilden und einen linearen Ausgangswert abgeben.
D- oder Differentialregler: Anders als P- oder I-Regler reagieren Stetigregler mit D-Anteil durch eine Sprungantwort auf eine Änderung der Regeldifferenz. Diese erfolgt sehr schnell, lässt jedoch nicht auf die Höhe der Regelabweichung schließen.
Differentialregler kommen daher nur in Verbindung mit Proportional- und/oder Integralreglern zum Einsatz.
Darüber hinaus gibt es zahlreiche Kombinationen der drei Grundtypen.
Einsatzbereiche der Stetigregler in Heizungsanlagen
In der Heizungstechnik kommen Stetigregler unter anderem bei der raumtemperaturgeführten Regelung zum Einsatz. Dabei sitzen die Geräte in einem Führungsraum, der stellvertretend für alle anderen Zimmer im Haus ist. Ein Sensor misst die Temperatur und gleicht diese mit dem Sollwert ab. Letzteren können Verbraucher oft direkt am Gerät einstellen.
Bei einer Regelabweichung wirkt sich der Regler direkt auf den Heizprozess aus. Möglich ist das zum Beispiel über die Regulierung der Vorlauftemperatur, die dabei stetige Werte zwischen dem voreingestellten Minimal- und Maximalwert annehmen kann.