achso, den mega8 hab ich schon bestellt, jedoch sonst noch nichts wirklich, würde den auch gerne verwenden, denn ich fange mit der lüftersteuerung an , vielleicht kommt nochwas dazu ,.
@pidhunter, du beziehst dich jetzt auf das einstellen der regelstrecke?
oder kannst du das für anfänger nochmal besser erklären ?
achso, ja ich nutze die demoversion von bascom
Du willst also einen PI-Regler erklärt haben. Fangen wir einfach an - mit einem anschaulichen P-Regler.
Ein typischer P-Regler, den fast jeder zu Hause hat ist die Füllstandsreglung der Toilettenspülung, also nicht das Teil mit dem Drucksystem, sondern das klassische System mit hochhängendem offenen Wasserbecken und Schwimmer.
Wenn man an der Kette zieht, dann fließt das Wasser runter und ich habe für den Regler eine Spülung ausgelöst und damit unbewußt eine durchaus gewollte "Störgröße" erzeugt.
Erst durch die Störung wird ein P-Reglung aktiv und der Zulauf wird geöffnet und das Wasser steigt bis der Schimmer so hoch steht, dass der Wasserzulauf immer mehr gedrosselt wird, bis der P-Regler schließlich stoppt.
Es scheint alles ok zu sein. Trotzdem hat der P-Regler ein ernstes Regelproblem und das tritt erst zu Tage wenn mal die Dichtung nicht richtig schliesst und ständig etwas Wasser wegfließt, denn dann stimmt auszuregelnde Füllstand nicht mehr.
Wie weit der Füllstand unter dem Soll steht hängt "proportional" davon ab viel Wasser abfliesst. Je größer diese Regelabweichung desto mehr wird das Ventil aufgedreht.
Das kann man einfach testen wenn man ganz langsam an der Kette zieht.
Durch den Hebel wo die Kette dranhängt wird die Verstärkung des Regelkreises eingestellt. Die Stellgröße (Zulaufmenge) hängt proportional von der Abweichung des Füllstandes ab - deshalb auch der Name P-Regler.
Ist die Dichtung ziemlich marode wird der Behälter nie richtig voll und kraftvoll gefüllt wird der Behälter auch nicht wirklich.
Es gibt zwei Möglichkeiten (A) Dichtung reparieren und die ständige Störgröße entfernen oder den Reglertyp derweil anpassen bis der Klempner mit einer neuen Dichtung eintrifft. So eine typische "halbrussische" Lösung interessiert uns, weil die das nicht zu klärende Problem vorübergehend löst und uns den PI-Regler veranschaulicht, also machen wir genau das.
Wir haben den Klempner ja schon angrufen und unser Umweltgewissen beruhigt, aber wir muss aufs Clo und das muss funktionieren, denn der Klempner, der die Dichtung für uns bestellt hat ist noch im Urlaub, also nehmen wir einen Mikrocontroller und spannungssteuerbare Pumpe und einen Tauchfühler dessen Widerstand mit Spannungsteiler eine von der Füllhöhe proportional abhängen Spannung liefert und sagen dem Mikrocontroller !!! JE LÄNGER !!! die Abweichung von Füllstand ansteht desto mehr Wasser fülle im Behälter !!! ZUSÄTZLICH !!! nach.
Genau das ZUSÄTZLICHE Wasser ist dieser schwer fassbare I-Anteil aus dem I-Speicher, dessen zusätzlicher "Speicherinhalt" den Behälter trotzdem noch voll macht. Ein normaler P-Regler kann den Sollwert einfach nicht mehr halten wenn die Störgröße ständig ansteht - eine klassische Gummidichtung ist nicht selbstheilend.
Erklärung der Parameter des PI-Reglers
Die Zeit die, der PI-Regler schneller den Behälter auffüllt (es fliesst kurzzeitig deutlich mehr Wasser zu) als dies der P-Regler für gewöhnlich tun würde, nennt man die Nachstellzeit des PI-Regler's - meist mit Ti abgekürzt.
Der Kehrwert von Ti ist das Ki, also Ki=1/Ti und der oft händeringend gesuchte Ki ist der sogenannte Verstärkungsbeiwert des I-Anteils. Ist dieser Wert klein, dann war die Nachstellzeit gross, also hat der I-Anteil sehr heftig nachgefüllt. Ist der Ki-Wert gross, dann war die Nachstellzeit klein und das Nachfüllen ging gemächlich.
Der Anstieg der Funktion aus dem Weg beim Ziehen der Kette zur resultierenden Wassermenge ist die Kp-Verstärkung, der Verstärkungsbeiwert des P-Reglers, genannt Kp.
Je kürzer der Weg beim Kette ziehen, desto heftiger das Nachfüllen und desto geringer ist die Füllstandsdifferenz, denn die Füllhöhe X wird durch die ZulaufmengeY mit Y=Kp*Xw erreicht, wobei Xw die Regelabweichung ist, also die Differenz zwischen Sollfüllstand W und Istfüllstand X.
Je größer das Kp desto heftiger geht das Nachfüllen und desto mehr "Stellvermögen" hat der P-Anteil und desto schneller reagiert der Regler.
Der Punkt an dem der Zulauf für gewöhnlich aufhört ist der Sollwert W und der momentane Wasserstand ist der Istwert X, deshalb gilt Xw=W-X (Anm: nicht X-W programmieren, denn die Subtraktion ist nicht kommutativ und den Regler funktioniert dann nicht)
Ist die Kp-Verstärkung sehr gross reagiert, also ein Füllen mit sehr viel Druck und mit mindestens Feuerwehr B-Schlauch, dann reagiert der Regler so heftig, dass das Zulaufwasser einfach drüberschwappt und nach dem Drüberschwappen der Behälter trotzdem halb leer ist, also schwingt der Regler hektoliterweise den ganzen Tag und die Stadtwerke machen schon mal den Sekt auf.
Der Punkt an das Überschwingen gerade noch nicht auftritt ist die kritische Kp-Verstärkung.
Liegt man über dieser Grenze wird selbst eine triste Clo-Spülung zu einer dauerhaften Wasserfallattaktion, die bei durchsichtiger, hoch hängender Ausführung des Systems als sprudelnder Abkühlbehälter für einen Freizeitpark taugt.
Fazit der Vorteile eines PI-Regelsystems
Trotz PI-Regler fliesst zwar trotzdem unnötig Wasser weg, aber wenigstes ist der Füllstand genau ausgeglichen und falls jemand auf's Clo muss, dann steht wenigstens noch der volle Wasservorrat zur Verfügung.
Hydraulik-Positioniersysteme sind fast immer mit PI-Reglern aufgebaut, da sonst die Position entweder nicht stimmt oder alles unnötig langsam geht.
Kurz ein PI-Regler arbeitet bei richtiger Einstellung von Kp und Ki schnell und trotzdem präzise.
