Unstetige Regler

Bei vielen technischen Regelungen werden bei einfachen Anwendungen Regler mit einem Schaltverhalten verwendet. Diese werden als unstetige Regler bezeichnet, da sie durch ihre unterbrochene Arbeitswiese keinen stetigen Eingriff in die Regelstrecke vornehmen.

Ihr Verhalten entspricht dem einfachen Ein- bzw. Ausschalten einer konstanten Leistung am Eingang der Regelstrecke. Demzufolge üben derartige Regler ihre Stellfunktion durch eine Folge von Energieimpulsen konstanter Impulshöhe, also Energiemenge, aber variabler Einwirkdauer aus.

Schaltende Regler sind einfach zu realisieren, zum Beispiel durch Messwertgeber mit Grenzwertschaltern, Bimetallkontakten und Relais. Des weiteren sind sie robust und preisgünstig und können eine hohe Leistungsverstärkung erreichen. Derartige Vorteile machen unstetige Regler gerade in Bereichen einfacher Anwendungen mit geringen Anforderungen sehr attraktiv.

Zweipunktregler  (siehePDF)

Das Verhalten dieses Reglertyps entspricht am ehesten dem einfachen Ein- bzw. Ausschalten einer bestimmten Leistung. Zweipunktregler weisen demzufolge nur zwei Werte, nämlich "Ein" und "Aus" auf. Oft kommen in der Praxis Zweipunktregler mit einer ausgeprägten Schaltdifferenz, einer so genannten Schalthysterese, zum Einsatz. Ihre Verwendung liegt darin begründet, dass man bei einfachen Anwendungen einen bestimmten Toleranzbereich der Regelgröße zulässt und erst dann durch die Stelleinrichtung in den Prozess eingreifen möchte, wenn dieser Toleranzbereich verlassen wird.

Wichtige Anwendungsgebiete für Zweipunktregler sind:

• Temperaturregelungen im Haushalts- und Industriebereich
• Niveauregelungen für Flüssigkeiten u. ä.
• Regelung von Drücken.

Zweipunktregler sind billig und anspruchslos. Nachteilig ist der stoßartige Betrieb durch das sprunghafte Einschalten der vollen Höhe der Stellenergie und das dadurch unvermeidbare Schwanken des Istwertes um den Sollwert. Zwischen Einschalt- und Ausschaltpunkt pendelt die Regelgröße ständig in einer begrenzten Intervallhöhe, die als Schwankungsbreite oder auch als Schwingspanne bezeichnet wird. Sie ist das kennzeichnende Merkmal der Unstetigkeit.

Unstetige Regler sind durch die begrenzte Anzahl von Werten der Stellgröße gekennzeichnet. In der Praxis gibt es Fälle, in denen die Forderung nach einem dritten Wert der Stellgröße besteht.

Dreipunktregler besitzen wie Zweipunktregler sehr oft Schalthysterese. Sie geben dem Anwender aber die Möglichkeit, insgesamt drei verschiedene Stellsignale am Eingang der Regelstrecke zur Verfügung zu stellen und ermöglichen so Anwendungen wie zum Beispiel:

• motorischer Stellantrieb mit 2 Drehrichtungen (Linkslauf - neutral - Rechtslauf)
• Regelung der Raumtemperatur durch Heizen oder Kühlen bei Klimaanlagen mit Wärmepumpe (Heizen - neutral - Kühlen).

Desweiteren bieten Dreipunktregler mit Totzone und nachgeschalteten Integrierglied, also zum Beispiel einem Stellmotor, den Vorteil geringerer Schalthäufigkeiten und belasten deshalb die Regelstrecke wesentlich weniger als das bei Zweipunktreglern der Fall ist.