Messen Steuern Regeln

1. Meßtechnik.- 1.1. Grandbegriffe der Meßtechnik.- 1.1.1. Der Meßvorgang.- 1.1.2. Einmalige Messung, Meßreihe oder Dauermessung.- 1.1.3. Meßgrößen.- 1.1.4. Die Anzeige.- 1.1.5. Anzeigebereich und Meßbereich.- 1.1.6. Meßfehler -- Fehlerursachen und Fehlerbeurteilung.- 1.2. Temperaturmessung in der Verfahrenstechnik.- 1.2.1. Temperaturmessung mit dem Widerstandsthermometer.- Aufbau.- Auswahl des Schutzrohrs.- Halbwertszeit.- Einbaugrundsätze.- 1.2.2. Temperaturmessung mit Thermoelementen.- Hohe Standzeit oder schnelles Ansprechen.- Grundschaltungen.- Anwendungsbeispiele.- Spezialaufgaben.- Auswahlkriterien.- Die Zeitkonstante.- 1.2.3. Der Flüssigkeits-Ausdehnungsfühler.- 1.2.4. Thermo-Bi-Metalle und Invarstab als Temperaturfühler.- 1.3. Kraftmessung.- 1.3.1. Dehnungsmeßstreifen.- Wirkungsweise.- Anwendung.- Formen.- Temperaturkompensation durch Brückenschaltung.- Vollbrückenschaltung mit 4 DMS und Verstärker.- Anwendungsbeispiele.- 1.3.2. Messungen mit Kraftmeßdosen.- 1.4. Drehzahlmessung.- 1.4.1. Analoge Drehzahlmessung.- Stroboskopische.- Tachogenerator.- Impulszählung.- 1.4.2. Digitale Drehzahlmessung (Frequenzmessung).- Kurzzeitmessung.- Frequenz und Drehzahlmessung.- 1.5. Meßwertgeber für weitere nichtelektrische Meßgrößen.- 1.5.1. Meßwertgeber für die Regelgröße Druck.- 1.5.2. Meßwertgeber für Durchfluß (Wirkdruckverfahren).- 1.5.3. Meßwertgeber für Durchfluß nach dem induktiven Meßverfahren.- 1.5.4. Schwebekörper als Meßwertgeber für Durchfluß.- 1.5.5. Meßwertgeber für die Regelgröße Niveau und Dichte.- 1.5.6. Meßwertgeber für die Regelgröße Durchhang.- 1.5.7. Meßwertgeber zur Erfassung des pH-Wertes.- 1.6. Registrierung.- 1.6.1. Die analoge Registrierung.- 1.6.2. Beurteilung und Auswertung des Registrierstreifens.- 1.6.3. Bauteüe der Analog-Registriergeräte.- 1.6.4. Punktschreiber, Linienschreiber und Lichtschreiber im Vergleich.- 1.6.5. Schreibeinrichtung und Meßgerät.- 1.6.6. Auflösungsvermögen und Meßwertgenauigkeit beim Analogschreiber.- 1.6.7. Die Digital-Registrierung.- 2. Steuerungstechnik.- 2.1. Grundbegriffe der Steuerungstechnik.- 2.1.1. Einführung in die Steuerungstechnik.- 2.1.2. Steuerungsarten.- Führungssteuerung und Haltegliedsteuerung.- Propammsteuerungen.- Gegenüberstellung.- 2.1.3. Graphische Darstellung von Steuerungsabläufen.- Bewegungsdiagramme.- Funktionsdiagramme.- 2.2. Grundelemente logischer Schaltungen (Funktionen).- 2.2.1. NICHT (Negation).- 2.2.2. UND-NAND.- 2.2.3. ODER-NOR.- 2.2.4. Exklusiv-ODER.- 2.2.5. NOR und NAND -- universelle Logikbausteine.- 2.2.6. Lehrbeispiele.- 2.3. Schaltalgebra.- 2.3.1. Grundregeln der Schaltalgebra.- Inversionsgesetze.- Distributives Gesetz.- 2.3.2. Karnaugh-Diagramme.- für zwei Variable.- für drei Variable.- für vier Variable.- für fünf Variable.- 2.3.3. Der Speicher als Element der Schaltalgebra.- Statische Speicher.- Speicherelement aus NOR-Elementen.- 2.3.4. Zählspeicher.- Logikplan.- Aufbau eines Dualzählers.- Umsetzung.- 2.4. Technische Ausführung von digitalen Steuerelementen.- 2.4.1. Elektromechanische Bauteile.- NICHT-Stufe.- ODER-NOR-Stufe.- UND-NAND-Stufe.- Exklusiv-ODER-Element.- Speicher (Flip-Flop).- Zeitschalter.- Verzögerungsschaltung.- Impulswandler (Monoflop).- Impulserzeuger.- 2.4.2. Elektronische Bauteile.- Transistor als Schalter.- NICHT-Stufe.- ODER-NOR-Stufe.- UND-NAND-Stufe.- Speicher (Flip-Flop).- Zählspeicher (Untersetzer).- Zeitrelais.- Taktgeber.- Integrierte Schaltungen (IC).- 2.4.3. Fluidik-Elemente.- ODER-NOR-Stufe.- UND-NAND-Stufe.- Speicherelement (Flip-Flop).- Impulswandler-Element.- Impulserzeugung mit Wandstrahlementen.- 2.4.4. Schaltlogik mit Hilfe des Pneumistors.- ODER-Stufe.- UND-Stufe.- Speicherelement (Flip-Flop).- 2.4.5. Statische Fluidik-Elemente.- UND-Element.- ODER-Element.- NICHT-Element.- Speicherelement (Flip-Flop).- Verzögerungsschalter.- Zeitschalter mit einstellbarer Verzögerung.- Impulsformer.- Impulsgenerator.- 2.4.6. Steuerschaltungen mit Fluidik-Elementen.- 2.4.7. Pneumatische Elemente.- Darstellung nach DIN 24300.- NICHT-Stufe.- ODER-NOR-Stufe.- UND-NAND-Stufe.- Speicherschaltungen (Flip-Flop).- Zählspeicher.- Verzögerungsschalter.- Impulswandler (Monoflop).- Impulserzeuger.- Elektropneumatische Schaltungen.- Gegenüberstellung der Steuerungssysteme.- 2.4.8. Sequentielle Steuerungen.- 2.4.9. Ablaufketten.- 2.4.10. Kaskadenschaltung.- 2.5. Periphere Geräte digitaler Steuerungen.- 2.5.1. Elemente der Signaleingabe.- 2.5.2. Elemente der Signalumformung.- 2.5.3. Pneumatische Signalanzeigegeräte.- 2.5.4. Pneumatische Stell- und Arbeitsglieder.- 2.6. Komplexe Schaltungen, Fallbeispiele und Lösungen.- 2.6.1. Lösungsschema für Steuerungsaufgaben.- 2.6.2. Verteilung codierter Teile (Firma Crouzet).- 2.6.3. Elektropneumatische Steuerungen.- 2.6.4. Automatischer Türöffner (Crouzet).- 2.6.5. Folgesteuerung mit Fluidics.- 2.6.6. Hydraulisch gesteuerte Verteilerstation.- 2.6.7. Folgesteuerung (Profil-Press-Steuerung).- 2.6.8. Dreifachpresse.- 2.6.9. Zweifach Nietung (Firma Crouzet).- 2.6.10. Automatische Säge (Firma Crouzet).- 3. Regelungstechnik.- 3.1. Grundbegriffe.- 3.1.1. Regelung.- 3.1.2. Regelung und Steuerung.- 3.1.3. Regelgröße.- 3.1.4. Erfassen, Umformen und Verstärken der Meßwerte.- 3.1.5. Regelstrecke.- 3.1.6. Stellen und Stelleinrichtungen.- Istwert und Sollwert.- Führungsgröße.- Störgrößen.- Regelabweichung Regeldifferenz.- Bleibende und vorübergehende Abweichung.- Umkehrung des Wirkungssinnes.- 3.1.7. Blocksinnbild.- Blockstrukturen.- Blockschaltbild des Reglers.- Blockschaltbild eines einfachen Regelkreises.- Bildzeichen.- 3.1.8. Zeitverhalten der Regelkreisglieder.- Sprungantwort -- Anstiegsantwort -- Impulsantwort.- Übergangsverhalten und Übergangsfunktion.- 3.2. Einteilung und Beurteilung der Regelstrecken.- 3.2.1. Regelstrecken ohne Ausgleich.- Ideale und reale Regelstrecken mit Integralverhalten.- Übergangsverhalten.- 3.2.2. Verzögerungsarme Regelstrecken mit Ausgleich.- Übertragungsbeiwert.- Mit Ausgleich 1. Ordnung.- Drosselglied und Speicherglied.- Speicher mit und ohne Ausgleich.- Zeitkonstante und Aufladeverhalten.- Entladeverlauf eines Speichergliedes.- Die Irrationalzahl.- Zeitkonstante und Übertragungsbeiwert.- 3.2.3. Regelstrecken mit Totzeit.- 3.2.4. Regelstrecke mit Ausgleich 2. Ordnung.- Beispielhafte Strecken.- Sprungantowrt.- 3.2.5. Regelstrecken mit Ausgleich höherer Ordnung.- Ordnungszahl und Regelbarkeit.- Diagnose.- 3.3. Unstetige Regler.- 3.3.1. Abgrenzung zwischen Regelstrecke und Regeleinrichtung.- 3.3.2. Zweipunktregler.- Hysterese.- Zweipunktregler mit Totzeit.- Thermobegrenzer und Thermostate.- Schleichende Kontaktgabe und Sprungschaltverhalten.- Stabausdehnungsregler.- Kapillarrohr-Temperaturregler.- Zweipunktregler für Niveaustand.- 3.3.3. Grundlast und Spitzenlast.- 3.3.4. Meßwerkregler.- Mechanischer Abgriff.- Induktive Abtastung.- Fotoelektronische Abtastung.- 3.3.5. Dreipunktregier.- Geschwindigkeits-Regelung.- Zweigruppen-Regler.- Dreieck-Stern-Aus-Regler.- 3.3.6. Rückführung -- Rückkopplung -- Mitkopplung -- Gegenkopplung.- Die thermische Rückführung.- Schaltvoreilung.- 3.3.7. Unstetige Regler im Regelkreis an Strecken ohne Verzugszeit.- Zweipunktregler und Regelstrecke ohne Ausgleich.- Zweipunktregler an Regelstrecke 1. Ordnung.- Schaltdifferenz und Schaltfrequenz.- Zeitkonstante und Schaltfrequenz.- 3.3.8. Unstetige Regler an Strecken zweiter und höherer Ordnung.- Leistungsüberschuß.- Zweipunktregler mit Leistungsüberschuß von 100%.- Schwankungsbreite.- Änderung des Sollwertes.- Bleibende Regelabweichung beim Zweipunktregler.- Rückführung und Schwankungsbreite.- 3.4. Stetige Regler.- 3.4.1. Regler mit P-Verhalten.- Proportional-Bereich.- Sprungantwort und Übertragungsbeiwert.- Kennlinie und Gleichung.- Bleibende Regelabweichung.- Präzision kontra Stabilität.- Stellbereich.- Proportionalbereich.- 3.4.2. Regler mit I-Verhalten.- Stellgeschwindigkeit.- Sprungantwort.- Kennlinie.- Übertragungsbeiwert.- Stellgeschwindigkeit und Schwingungsdämpfung.- Schwingungsverhalten.- Gleichung.- P-Regler und I-Regler im Vergleich.- 3.4.3. Regler mit PI-Verhalten.- Die Nachstellzeit.- Nachstellzeit und Übertragungsbeiwert.- Regelparameter Xp.- Gleichung des PI-Reglers.- Einsatz der Reglertypen.- 3.4.4. Die Rückführung formt den Verlauf der Stellgröße.- 3.4.5. Vorhaltglieder kompensieren Verzögerungen.- D-Anteil als Reglerbestandteil.- PID-Regler.- Verzögerte Rückführung.- Reihenschaltung der verzögerten und der nachgebenden Rückführung.- 3.4.6. Die Kreisverstärkung des Regelkreises ohne I-Verhalten.- 3.4.7. Der Regelfaktor, ein Gradmesser für die bleibende Abweichung.- 3.4.8. Die Regelaufgabe bestimmt die Regelgüte.- 3.5. Regelkreise in allen Lebensbereichen.- 3.5.1. Der Rechner als Regler.- 3.5.2. Beispiel einer rechnergesteuerten Regelung.- 4. Mikroprozessor -- Mikrocomputer.- 4.1. Einführung.- 4 2. Elemente des Mikrocomputers.- 4.2.1. Modell-Mikrocomputer.- 4.2.2. Mikroprozessor -- CPU.- 4.2.3. Speichersysteme.- 4.2.4. Ein- und Ausgabeeinheit.- 4.3. Programmierung des Mikrocomputers.- 4.3.1. Einführung.- 4.3.2. Aufbau eines Flußdiagramms.- 4.3.3. Programmiersprachen.- 4.4. Anwendungen.- Formelzeichen der Regelungstechnik.- Sachwortverzeichnis.