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MESSEN .. STEUERN .. REGELN

MESSEN

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Das Ergebnis der Messung ist im ersten Schritt ein Messwert, der aber eine Messabweichung enthält und von seinem wahren Wert abweicht. Aus dem Messwert sind bekannte systematische Abweichungen heraus zurechnen.

Ein vollständiges Messergebnis ist ein aus Messungen gewonnener Schätzwert für den wahren Wert der Messgröße mit quantitativen Aussagen zur Genauigkeit der Messung.

„Die Auswertung von Messwerten der Messgröße bis zum angestrebten Ergebnis ist Teil der Messaufgabe und wird zur Messung der Messgröße gerechnet.“

Die weitere Verwertung des Messwertes oder Messergebnisses gehört nicht zur Messung.

Die zu messende Größe kann fast jede physikalische Größe sein. Die meisten physikalischen Größen können nicht direkt gemessen werden, sondern müssen unter Verwendung physikalischer Modelle und daraus abgeleiteter Formeln aus anderen gemessenen Daten berechnet werden.

STEUERN

Steuern

Die Steuerungstechnik umfasst den Entwurf und die Realisierung von Steuerungen.Sie ist ein Teilgebiet der Automatisierungstechnik.

Die Steuerung ist ein Plan, nach dem die in technischen Produkten (Geräte, Apparate, Maschinen, Anlagen und biologische Systeme) vorkommenden, prinzipiell veränderlichen (dynamischen) Größen beeinflusst werden.

Abhängig von Eingangsgrößen (zum Beispiel Stellung einer Schalter-Wippe, eines Handrades, Mischhebels oder Drehknopfes ) werden Ausgangsgrößen (zum Beispiel Beleuchtung, Temperatur, Druck oder Drehzahl) mittels eines Aktors (zum Beispiel Schalter, Ventil oder Motor) eingestellt.

Im Gegensatz zur Regelung fehlt bei der Steuerung die Rückkopplung der Ausgangsgröße auf den Eingang. Wenn aber bei der Kommunikation zwischen Mensch und Maschine auf Grund einer angezeigten Ausgangsgröße die Eingangsgröße verändert wird, so findet eine Regelung mit dem Mensch als Regler statt.

Die Zustandsgrößen am Ein- und Ausgang können sowohl analog als auch digital (im besonderem binär) sein. Binäre Zustände sind zum Beispiel die Ein-und Ausgangsgrößen einer Beleuchtung: Der Schalter hat zwei Lagen, das Licht ist ein- oder ausgeschaltet. Werden Steuerungen zur Überwachung eingesetzt, so ist die Ausgangsgröße ebenfalls binär: Erreicht die zu überwachende Größe (Eingangsgröße) einen gefährlichen Wert, so wird ein Prozess oft abgeschaltet (die Ausgangsgröße erhält den Zustand LOW).

REGELN

Regeln

Die Regelungstechnik behandelt und löst die Aufgabe, in technischen Systemen (Geräte, Apparate, Maschinen, Anlagen und biologische Systeme) vorkommende, prinzipiell veränderliche (dynamische) Größen automatisch konstant (oder gezielt veränderlich) zu halten, das heißt Störeinflüsse auszugleichen. Solche Regelgrößen sind meist physikalischer (zum Beispiel Temperatur, Druck, Drehzahl und vieles andere), oder auch chemischer (zum Beispiel pH-Wert im Abwasser) Natur.

Das Grundprinzip besteht darin, den Wert der Regelgröße zu messen (Ist-Wert) und abhängig von seiner Abweichung zum Soll-Wert mittels der in der Regel bereits vorhandenen Möglichkeit seiner Beeinflussung (Steuerung) automatisch (mit dem Stellglied) korrigierend einzugreifen. Durch die Rückkopplung der Regelgröße über Messglied und Regler zur Steuergröße entsteht ein geschlossener Wirkungskreis. Der geschlossene Kreis ist das eindeutige Unterscheidungsmerkmal einer Regelung von einer Steuerung.

Die meisten Regelungen werden verwendet, um den Einfluss von Störungen, die innerhalb des Systems (Regelstrecke) stattfinden, zu kompensieren. Die Regelgröße soll den vorgegebeben festen Sollwert einhalten: Festwert- oder Störgrößenregelung.

Soll die Regelgröße zusätzlich gezielt verändert werden, so handelt es sich um eine Folge- oder Nachlaufregelung. Der variable Sollwert wird Führungsgröße genannt. Wenn keine Störungen zu kompensieren sind, kann die Führungsgröße lediglich die Eingangsgröße einer Steuerung sein.