Steuern und Regeln mit Stetigventilen

FluidSIM 4 Pneumatik

Fortgeschrittene Simulation und Schaltkreiserstellung

Steuern und Regeln mit Stetigventilen

     
FluidSIM bietet neben einfachen Wegeventilen, die nur diskrete Schaltstellungen besitzen, auch einige Stetigventile. Diese zeichnen sich dadurch aus, dass sie kontinuierliche Zwischenpositionen annehmen können. Angesteuert werden diese Komponenten – ebenso wie elektrisch betätigte Wegeventile – über einen Proportional-Verstärker bzw. über einen Ventilmagneten. Diese werden jedoch durch spezielle Symbole dargestellt:

Proportional-Ventilmagnet und Verstärker

Der einzelne Proportional-Ventilmagnet wird bei lagegeregelten Stetigventilen eingesetzt, bei denen der Regel- und Verstärkerteil im Ventil integriert ist.
Sollten Sie versehentlich ein Wegeventil mit einem Proportional-Ventilmagneten oder umgekehrt ein Proportionalventil mit einem einfachen Ventilmagneten über eine Marke verknüpfen, gibt FluidSIM eine Warnung aus.
Die folgenden beiden Abschnitte geben eine kleine Einführung in die Möglichkeiten der Steuerung und Regelung mit FluidSIM. Der Begriff „Steuerung“ drückt in diesem Zusammenhang aus, dass sich eine Ausgangsgröße in Abhängigkeit von einer Eingangsgröße verändert. Konkret stellt die Spannung am Proportional-Ventilmagnet bzw. am Verstärker eine Eingangsgröße dar. Abhängig von dem Wert (und der Richtung) des durch die Spannung hervorgerufenen elektrischen Stroms (mithilfe eines Verstärkers) wird der Ventilkolben des Proportionalventils zu einer Richtung mehr oder weniger ausgelenkt. Dies ist die Ausgangsgröße. Bei einem konstanten Druck am Ventilanschluss lässt sich damit der Durchfluss steuern. Bei einem konstanten Fluss hingegen, verändert sich abhängig vom Öffnungsgrad, der durch die Ventilstellung bestimmt wird, der Druckabfall. Von „Regelung“ spricht man, wenn die Ausgangsgröße oder eine durch sie beeinflusste Zustandsgröße wieder als Eingangsgröße dient. Dabei können durchaus mehrere Ausgangsgrößen sowie davon abhängige Zustandsgrößen zusammen mit weiteren Eingangsgrößen mithilfe einer Berechnungsvorschrift kombiniert werden. Klassisches Beispiel ist eine Lageregelung, bei der eine bestimmte Position von einem Zylinder angefahren werden soll. Dabei wird das Ventil elektrisch derart angesteuert, dass der Zylinder verfährt. Die Position des Zylinders (als Folge des Verfahrweges aufgrund der Ventilstellung) wird wieder als Eingangsgröße verwendet, indem die Abweichung von der Sollposition des Zylinder betrachtet wird. Sobald der Zylinder seine Zielposition erreicht hat, ist die Abweichung 0 und das Ventil kehrt in die Mittelstellung (Sperrstellung) zurück. Somit bleibt der Zylinder stehen. Sollte der Zylinder aufgrund von Trägheit oder wegen äußerer Störeinflüsse über das Ziel hinausfahren, schaltet das Ventil zur anderen Seite und kehrt die Flussrichtung um; der Zylinder fährt zurück. Dies ist bereits die einfachste Form der Regelung, die so genannte „P-Regelung“.

Steuerung Regelung