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Logiksymbol	Kurzbeschreibung
Image Added	PID-Regler (ohne und mit anti-wind-up)

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Funktionsbeschreibung

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Ziel eines Reglers ist es,

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eine bestimmte Regelgröße (Druck, Temperatur, etc.) auf einen vorgegebenen Sollwert auszuregeln, in dem die Stellgröße zyklisch berechnet wird.
Es gibt unterschiedliche Arten von Regler. Ein PID-Regler ist eine Kombination von drei Reglertypen, nämlich

• einem Proportionalregler (welcher primär die Differenz zwischen Ist-und Sollwert misst und daher sehr direkt auf Abweichungen reagiert [→ “Berücksichtigung der Abweichung”]),

• einem Integralregler (welcher basierend auf Vergangenheitswerten das Ergebnis des P-Reglers optimiert und eher langfristig wirkt [→ “Aufsummierung der Abweichung”]) ,

• einem Differenzialregler (welcher - basierenden auf Veränderungen des Ist-Wertes - versucht, die Zukunft zu antizipieren [→ “Reaktion auf Änderungen der Abweichung”]).

Das Logik-Modul PID awu enthält zusätzlich noch eine sog. Anti-Wind-Up-Funktion. Damit wird vermieden, dass der I-Regler

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weiter aufintegriert, wenn die Stellgröße bereits den Maximalwert erreicht hat.

Eingänge

• Soll(float): Soll-Wert

• Ist (float): Ist-Wert.

• Kp(float): Proportional-Term.

• Ki(float): Integral-Term.

• Kd (float): Differential-Term.

• (nur PID awu) Untergrenze (float): Kleinster möglicher Wert der Stellgröße

• (nur PID awu) Obergrenze (float): Größter möglicher Wert der Stellgröße

• (Optional) Inhibit 1-n(boolean): (Optionale) Sperreingänge, lösen die →Abbruchfunktion aus.

• (Optional) Trigger 1-n(boolean): (Optionale) Triggereingänge, lösen die →Triggerfunktion aus.

Ausgänge

• Stell (float): Stellgröße.

Hinweise

• Grundlagenwissen zur PID-Regelung

  • Nicht wissenschaftliche Erklärung (beachte auch den ersten Kommentar)

  • Artikel in rn-wissen.de

  • Wikipedia-Artikel

Praktische Anwendungsbeispiele

• Temperaturregelung

Zugrundeliegende Modulbausteine

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Code

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Einfache Variante

{  
"Level": [
    [      "$Reference",      "float",      0    ],
    [      "$Controlled",      "float",      0    ],
    [      "$Manipulate",      "float",      0    ],
    [      "$Kp",      "float",      0    ],
    [      "$Ki",      "float",      0    ],
    [      "$Kd",      "float",      0    ],
    [      "$VAR<Inhibit?>",      "bool",      false    ]  ],
"Module": [
    [      "Break",      [        "$VAR<Inhibit?>"      ]    ],
    [       "PID controller",      "$Reference",      "$Controlled",      "$Manipulate",      "$Kp",      "$Ki",      "$Kd"    ]  ],
"Input": [
    [      "Soll",      "Soll-Wert",      "$Reference",      "c"    ],
    [      "Ist",      "Ist-Wert",      "$Controlled",      "a"    ],
    [      "Kp",      "Proportional-Term",      "$Kp",      "c"    ],
    [      "Ki",      "Integral-Term",      "$Ki",      "c"    ],
    [      "Kd",      "Diverential-Term",      "$Kd",      "c"    ],
    [      "Inhibit",      "INHIBIT",      "$VAR<Inhibit?>",      "u"    ]  ],
"Output": [
    [      "Stell",      "Stellgröße",      "$Manipulate",      "a"    ]  ]
}

Variante mit Anti-Wind-Up

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→”PID controller” bzw. “PID_awu”