G.U.N.T. Gerätebau GmbH Tel.: 040 / 67 08 54 - 0 Internet: www.gunt.deFahrenberg 14 · 22885 Barsbüttel Fax: 040 / 67 08 54 - 42 E-mail: [email protected]
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SYSTEME FÜR DIE TECHNISCHE AUSBILDUNGSYSTEME FÜR DIE TECHNISCHE AUSBILDUNG
GRUNDLAGENVERSUCHE ZUR REGELUNGSTECHNIK
Einfache, schnell erfassbare Regelstreckenmodelle mit umfangreichen Softwarefunktionen
DurchflussFüllstand
Drehzahl Position
Temperatur
Druck
DIE SERIE FÜR DEN LEICHTEN EINSTIEG IN EINE KOMPLEXE THEMATIKPLANUNG & BERATUNG · TECHNISCHER SERVICE · INBETRIEBNAHME & SCHULUNG
Statik · Festigkeitslehre · DynamikKonstruktionslehre & MaschinenelementeMaschinenzustandsüberwachungMaterialeigenschaften
TECHNISCHE MECHANIK & MASCHINENELEMENTE
Technisches Zeichnen · Schnittmodelle Längenprüftechnik · Maschinen- und Gerätetechnik Fertigungstechnik · MontagetechnikInstandhaltung · Maschinenzustandsüberwachung Automatisierung
MECHATRONIK
Thermodynamische Grundlagen Thermodynamische Anwendungen Kraft- und ArbeitsmaschinenVerbrennungsmotoren · Kälte- und KlimatechnikHeizung und Lüftung · Sanitärtechnik
WÄRMELEHRE & VERSORGUNGSTECHNIK
Grundlagen der Strömungslehre · Technische Rohrströmung · Demonstrationsmodelle Strömungs-maschinen · Strömungsmaschinen · Grundlagen der Luftströmung · Hydrologie und Wasserbau Elemente aus dem Rohrleitungsbau
TECHNISCHE STRÖMUNGSLEHRE
Grundlagen der Regelungstechnik · Komponenten und Kalibrierung · Einfache Regelsysteme aus der ProzesstechnikKomplexe Regelsysteme aus der ProzesstechnikMechanische Verfahrenstechnik · Chemische VerfahrenstechnikThermische Verfahrenstechnik · Anlagen- und ApparatetechnikGrundverfahren der Wasserbehandlung
PROZESSTECHNIKS y s t e m e
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PROZESSTECHNIK
NEU ERSCHIENENEGUNT-TEILKATALOGE:
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STATIK &FESTIGKEITSLEHRE a
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THERMISCHEVERFAHRENSTECHNIK a
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MECHANISCHEVERFAHRENSTECHNIK b
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VERBRENNUNGS-MOTOREN a
RT 010 Füllstandsregelung
RT 010 - 060 GRUNDLAGENVERSUCHE ZUR REGELUNGSTECHNIK
Prozess
ADCAuf-
nehmer
Stellglied
Computer-interface
DAC
PCUSB
Hardware
Kompakte Tischmodelle mit geringem Platzbedarf
Typische Regelstrecken aus der Prozesstechnik
Aufgedrucktes Prozessschema ermöglicht einfache Zuordnung der regelungstechnischen Größen
Gute Beobachtung der Prozesse durch transparente Elemente (Abdeckungen, Behälter, Leitungen)
Ideal geeignet für Mehrplatzanwendungen
Leichter Wechsel von Gerät zu Gerät durch USB-Anschluss
Software
Moderne Steuerungs- und Datenerfassungssoftware auf LabVIEW-Basis unter Windows
Softwareregler in Echtzeit mit Auswahl der Reglerart
kontinuierlich: P, PI, PD, PID
schaltend: 2-Punkt, 3-Punkt
Anzeige und Speicherung aller Prozessgrößen
Aufnahme und Auswertung von Sprungantworten zur Systemidentifi kation
Bearbeitung von Sprungantworten durch Filterung und Dezimierung
Simulation von Regelstrecken
Vorgabe eines Führungsgrößenverlaufs mit Einstellung eines Toleranzbandes
Netzwerkfähig
Sprachumschaltung
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Das Gerätekonzept mit Hardware/Software Integration (HSI)
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RT 010 - 060 GRUNDLAGENVERSUCHE ZUR REGELUNGSTECHNIK
RT 010 Füllstandsregelung
Füllstandserfassung über Druckaufnehmer
Füllstandsregelung über Drehzahl der Pumpe
Störgrößenerzeugung über elektromagnetisches Ventil
RT 030 Druckregelung
Elektronischer Druckaufnehmer
Drehzahlgeregelte Membranpumpe als Stellglied
Magnetventil zur Störgrößenerzeugung
RT 020 Durchflussregelung
RT 040 Temperaturregelung
Temperaturaufnehmer an drei Postionen
Metallstab über Peltierelement heizen und kühlen
Schaltbarer Lüfter zur Störgrößenerzeugung
RT 050 Drehzahlregelung
Induktiver Drehzahlaufnehmer
Drehzahlregelung über Gleichstrommotor
Störgrößenerzeugung über einstellbare Last
RT 060 Positionsregelung
Drehgeber als Positionsaufnehmer
Positionsregelung eines Verfahr- schlittens über Getriebemotor
Zwei Mikroschalter zur Endlagenabschaltung
Die Hardware: Veranschaulichung regelungstechnischer Prozesse an realen Regelstreckenmodellen
Turbinenrad- Durchfl ussaufnehmer
Elektromagnetisches Proportionalventil als Stellglied
Störgrößenerzeugung über Drehzahl der Pumpe
RT 010 - 060 GRUNDLAGENVERSUCHE ZUR REGELUNGSTECHNIK
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Geräteauswahl
Eine Software für alle Geräte der Serie
Auswahl des gewünschten Gerätes durch Mausklick
Grüner Rahmen signalisiert aktives Gerät
Auswahl weiterer Benutzeroberfl ächen für das aktive Gerät
Prozessschema
Prozessschema des gewählten Gerätes
Bedienfeld zur Auswahl der Reglerart und Eingabe der Reglerparameter
Anzeige der Echtzeitdaten
Störgrößenaufschaltung
Zeitverläufe
Darstellung der regelungstechnischen Größen in Abhängigkeit der Zeit
Führungsgröße (gelb)
Regelgröße (rot)
Stellgröße (grün)
Farben des Hintergrundes und der Linien frei wählbar
Regelverhalten eines PID-Reglers mit nicht optimaler Anpassung der Reglerparameter
Aufnahme der Sprungantwort (Druckregelstrecke RT 030)
Stellgröße in blau
Regelgröße in rot
Positionierung der Cursor vor und nach dem Sprung der Regelgröße als Vorbereitung des Wendetangentenverfahrens
Automatische Identifi zierung der Regelstrecke mit dem Wendetangentenverfahren
Ausgabe der Regelstreckenparameter
Parametrierung eines PI-Reglers
Berechnung der Verstärkung und der Nachstellzeit aus den ermittelten Regelstreckenparametern
Beobachtung des Regelverhaltens dieses Reglers nach Führungsgrößensprung
Führungsgröße in schwarz
Regelgröße in rot
Die Software: Einfache Bedienung mit wählbaren Benutzeroberflächen Identifizierung einer realen Regelstrecke und Anpassung der Reglerparameter
RT 010 - 060 GRUNDLAGENVERSUCHE ZUR REGELUNGSTECHNIK
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Mit Hilfe des Simulationsmodus der Software können auch regelungstechnische Fragestellungen behandelt werden, für die keine reale Regelstrecke zur Verfügung steht.
Identifi zierung einer realen Regelstrecke (RT 030) mit dem Wendetangentenverfahren
Während der Aufnahme der Sprungantwort wurde mehrfach eine Störgröße aufgeschaltet
Die ermittelten Regelstreckenparameter charakterisieren die gestörte Regelstrecke
Eigenschaften des Simulationsmodus
Die Regelstrecke wird im Simulationsmodus durch Eingabe einer Übertragungsfunktion defi niert
Die Sprungantwort der simulierten Regelstrecke wird automatisch dargestellt
Alle Arten des Softwarereglers sind auf die simulierte Regelstrecke anwendbar
Das Verhalten der simulierten Regelstrecke kann auf die gleiche Weise untersucht werden wie das einer realen Regelstrecke
PT2-Verhalten
Ableitung der gestörten Sprungantwort im Modus „Filterung“
Mögliche Bearbeitung der Sprungantwort auf zwei Arten
Zuschaltung eines Tiefpassfi lters mit Eingabe der unteren Grenzfrequenz
Dezimierung mit Eingabe der Schrittweite
Ableitung der Sprungantwort nach Zuschaltung des Tiefpassfi lters und der Dezimierung
Verringerung der Amplituden durch den Tiefpassfi lter
Verwendung nicht aller Messwerte (Dezimierung)
Sprungantwort mit Wendetangente nach Zuschaltung des Tiefpassfi lters und der Dezimierung
Kurvenverlauf im Vergleich zur unbearbeiteten Sprungantwort glatter
Der neue Kurvenverlauf führt zur Änderung der ermittelten Regelstreckenparameter
PT1-Verhalten
Integral-Verhalten
Simulation von Regelstrecken Bearbeitung von Sprungantworten durch Filterung und Dezimierung
Reale Regelstrecken besitzen meist komplexe Eigen schaften. Der Simulationsmodus ermög licht die Eingabe und Untersuchung elementarer Übertragungs funktionen. Die Vermittlung der regelungstechnischen Grundlagen wird somit auf einfache Weise möglich.
RT 010 - 060 GRUNDLAGENVERSUCHE ZUR REGELUNGSTECHNIK
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Das USB-Kabel wird bei RT 030 entfernt und bei RT 010 eingesteckt.
Der grüne Rahmen signalisiert, welches Gerät aktiv ist.
Im Fenster „Geräteauswahl“ der Software wird per Mausklick von RT 030 zu RT 010 gewechselt.
Jetzt kann mit dem Modell RT 010 Füllstandsregelung gearbeitet werden.
Vorgänge bei den einzelnen Versuchen aufgreifen Diskussion von einzelnen Versuchsergebnissen in der Gruppe möglich
Unterrichtssituation: Der Lehrer greift einen interessanten Zeitverlauf, der am Modell RT 030 Druckregelung aufgetreten ist, auf, um ihn für die gesamte Gruppe zu erläutern.
EINE Software für ALLE Geräte
USB-Anschluss
Noch ist das Modell RT 030 Druckregelung
im Betrieb.
Einfacher Wechsel zwischen den Geräten dieser Serie Zugriffsmöglichkeit auf Einzelarbeitsplätze über lokales Netzwerk