# PID-Regulation

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### Übersichtsschaltbild

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Dieser Funktionsbaustein kann als P-, I-, PI-, PD- oder PID-Regler verwendet werden


### Funktion

* Der PID-Regler steuert automatisch physikalische Größen in einem Prozess, damit ein vorgegebener Sollwert möglichst genau eingehalten wird – auch bei Störungen
* *Vergleich von Soll- und Istwert:*
  * Regler misst kontinuierlich die Regelgröße (Istwert)
  * Vergleicht diese mit der Führungsgröße (Sollwert)
  * Aus der Differenz (Regelabweichung) wird eine Stellgröße berechnet, die den Prozess beeinflusst

* *Ziel:*
  * Die Regelabweichung im eingeschwungenen Zustand möglichst minimal halten

* *Berücksichtigung des Zeitverhaltens:*
  * Da Prozesse zeitabhängig reagieren, kompensiert der Regler die Dynamik der Regelstrecke
  * So erreicht die Regelgröße den Sollwert in gewünschter Form (von aperiodisch bis leicht schwingend)
 
* *Risiken bei falscher Einstellung:*
  * Zu langsame Regelung
  * Große Regelabweichungen
  * Ungedämpfte Schwingungen der Regelgröße
  * Im schlimmsten Fall Beschädigung der Regelstrecke

* *Flexibilität:*
  * Der Baustein kann als P-, I-, PI-, PD- oder PID-Regler eingesetzt werden
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### Anlegen

* Mit dem **grünen Plus-Symbol** können Sie eine neue Regelung anlegen
* Wählen Sie anschließend **Ausgänge** und **RID Regulation**
  
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**Name**

* Geben Sie einen Namen für den Baustein an

**Istwert/Sollwert**
* Wählen Sie beispielsweise „Fix Value“ und eine Temperatur von z. B. 65 °C
* Alternativ haben Sie auch die Möglichkeit, einen variablen Sollwert festzulegen, der beispielsweise in Abhängigkeit der Außentemperatur angepasst wird

**Updaterate**

* Geben Sie hier an, wie oft die Regelung aktualisiert werden soll

**positiv/negativ**
* Hier geben Sie die Regelrichtung vor
* Bei einer Überschussregelung wird diese Funktion beispielsweise auf *negativ* eingestellt

**Min. Abweichung**

* Hier legen Sie den kleinsten Änderungsschritt fest

**YMin**
* Legen Sie hier den Startwert fest
* Dieser beginnt üblicherweise bei 0, er kann jedoch auch höher liegen z.B.: 20

**YMax**

* Legen Sie hier den Endwert fest
* Dieser Wert ist üblicherweise bei 100, er kann jedoch auch niedriger liegen

**Kp**

* Hier geben Sie den Proportionalanteil an, siehe P-Regler

**Ki**
* Hier geben Sie den Integralanteil an, siehe I-Regler

**Kd**
* Hier geben Sie den Differentialanteil an, siehe D-Glied

**Schnittstelle**

* Wählen Sie die Schnittstelle die den Wert ausgeben soll

**Freigabe**

* Hier können Sie durch eine anderen Baustein die Regelung ein oder ausschalten

**no Log / Log Local / Log Portal**

* Legen Sie fest, ob die Werte

  * nicht aufgezeichnet,

  * am Gerät gespeichert oder

  * im Portal aufgezeichnet werden sollen
 
Bestätigen Sie die Eingaben zweimal mit **OK** und anschließend mit **Speichern**

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### Reglerarten

**P-Regler**

* Sprungantwort P-Anteil
* Der P-Regler besteht ausschließlich aus dem proportionalen Anteil Kp
* Sein Ausgangssignal u ist direkt proportional zum Eingangssignal e


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**I-Regler**

* Sprungantwort I-Anteil
* Ein I-Regler (integrierender Regler, I-Glied) wirkt durch zeitliche Integration der Regelabweichung e(t) auf die Stellgröße
* Die Wirkung wird durch die Nachstellzeit TN gewichtet

[![](https://anleitung.smart-dog.eu/uploads/images/gallery/2024-01/scaled-1680-/zFyyeQZDjQhgJhth-image-1704719724690.png)](https://anleitung.smart-dog.eu/uploads/images/gallery/2024-01/zFyyeQZDjQhgJhth-image-1704719724690.png)

**D-Glied**

* Sprungantwort des idealen D-Gliedes
* Das D-Glied wirkt als Differenzierer und wird nur in Kombination mit P- und/oder I-Reglern eingesetzt
* Es reagiert nicht auf die Höhe der Regelabweichung e(t), sondern auf deren Änderungsgeschwindigkeit

[![](https://anleitung.smart-dog.eu/uploads/images/gallery/2024-01/scaled-1680-/qbHw8ihaNj4HIuoT-image-1704719755229.png)](https://anleitung.smart-dog.eu/uploads/images/gallery/2024-01/qbHw8ihaNj4HIuoT-image-1704719755229.png)

**Empirische Dimensionierung**
* In der Praxis werden Regelkreise oft ohne exaktes Modell dimensioniert
* Die Reglerparameter werden anhand von praktischen Erfahrungswerten voreingestellt und dann angepasst
* Diese Methode eignet sich vor allem für einfache Systeme

**Die Vorgehensweise sieht dabei folgendermaßen aus**

* P-Anteil klein wählen, I- und D-Anteil auf 0 setzen
* P-Anteil erhöhen: Langsam steigern, bis die Dämpfung kritisch wird. Bei Schwingungen P leicht reduzieren
* I- und D-Anteil hinzufügen: Nach und nach erhöhen, bis ein akzeptables Regelverhalten erreicht ist

[![](https://anleitung.smart-dog.eu/uploads/images/gallery/2024-01/scaled-1680-/UPgOAzdtEZEc8uSp-image-1704719804363.png)](https://anleitung.smart-dog.eu/uploads/images/gallery/2024-01/UPgOAzdtEZEc8uSp-image-1704719804363.png)