Steuern und Regeln

Eine Steuerung wirkt in einer offenen Kette. Sie gibt einen Befehl, etwa Ventil auf, prüft aber nicht, ob das Ergebnis stimmt. Eine Regelung misst die zu regelnde Größe fortlaufend, vergleicht sie mit dem Sollwert und greift bei einer Abweichung ein. Kennzeichen ist der geschlossene Wirkungskreis mit Rückführung. Typische Regelungen an Werkzeugmaschinen und Hydraulikanlagen betreffen Öltemperatur, Druck, Drehzahl und Position.

Im Regelkreis heißt der Sollwert $w$, der gemessene Istwert $x$ und die Differenz Regelabweichung $e=w-x$. Der Regler bildet daraus die Stellgröße $y$, die über das Stellglied, etwa ein Ventil oder einen Frequenzumrichter, auf die Regelstrecke wirkt. Störgrößen $z$ wie eine wechselnde Last oder eine warme Halle verändern den Istwert von außen. Ein Thermostat am Ölkühler arbeitet als Zweipunktregler, der nur ein und aus kennt; die Größe pendelt dann zwischen zwei Schaltpunkten.

Stetige Regler unterscheiden sich im Zeitverhalten. Der P-Regler antwortet sofort und proportional zur Abweichung, lässt aber bei dauernder Störgröße eine bleibende Regelabweichung zurück. Der I-Anteil summiert die Abweichung über die Zeit und regelt sie vollständig aus, reagiert aber träger. Der PI-Regler verbindet beides. Schwingt eine Regelung nach einem Umbau stark, sind oft Verstärkung oder Nachstellzeit falsch eingestellt oder der Fühler sitzt zu weit vom Stellglied entfernt.