Prozesssteuerung: Definitionen und Konzepte

**Open-Loop-Regelung (Offener Regelkreis)**

Die Open-Loop-Regelung, auch offener Regelkreis genannt, bezieht sich auf die Situation, in der der Regler vom System getrennt ist. Der Regler hat keine Funktion auf die Regelgröße und hält den Sollwert nicht aufrecht.

**Closed-Loop-Regelung (Geschlossener Regelkreis)**

Die Closed-Loop-Regelung, auch geschlossener Regelkreis genannt, bezieht sich auf die Situation, in der der Regler mit dem Prozess verbunden ist. Der Regler vergleicht den Sollwert (Sollwert, Referenz) mit der Regelgröße und bestimmt die Korrekturmaßnahmen.

**Prozessvariable**

Die Prozessvariable ist die Variable, die innerhalb eines gewünschten Wertes gehalten oder geregelt werden soll.

**Sollwert oder Referenzpunkt**

Der Sollwert oder Referenzpunkt ist der Wert, den die Regelgröße annehmen soll. Er wird auch als Set Point bezeichnet.

**Stellgröße**

Die Stellgröße ist die Variable, die verwendet wird, um die Regelgröße auf dem Sollwert zu halten. Sie wird verwendet, um Störungen zu kompensieren oder zu korrigieren.

**Störgröße**

Die Störgröße ist eine Variable außerhalb der Regelung, die die Regelgröße beeinflusst und Abweichungen vom Sollwert verursacht.

**Messsensor oder Messelement**

Messsensoren oder Messelemente messen zu teure Stellgrößen, Störgrößen und sekundäre Endpunkte, von denen andere abgeleitet werden, deren Wert nicht direkt gemessen werden kann oder eben doch. Sie messen eine Eigenschaft und erzeugen ein mechanisches, elektrisches oder pneumatisches Signal.

**Messumformer oder Sensor**

Der Messumformer oder Sensor wandelt das Ausmaß des physikalischen Effekts, der auf den Sensor ausgeübt wird, in ein elektrisches (4-20 mA), pneumatisches (3-15 psi) oder digitales Standardsignal um, das über Entfernungen übertragen werden kann, ohne gestört zu werden, und das vom Regler verstanden werden kann.

**Regler**

Der Regler empfängt das Signal, das der Messgröße entspricht, und berechnet die Regelaktion gemäß dem programmierten Regelalgorithmus. Diese Berechnung führt zu einem bestimmten Wert des Standard-Ausgangssignals, das an das Stellglied gesendet wird.

**Generalisiertes Modell mit konzentrierten Parametern**

Das generalisierte Modell mit konzentrierten Parametern geht davon aus, dass das in einem Regelvolumen enthaltene Fluid gut durchmischt ist und daher in keiner Raumrichtung Konzentrations- oder Temperaturgradienten vorhanden sind (Rührkesseltyp). Die Anwendung der Erhaltungsgleichungen für diese Fälle führt zu gewöhnlichen Differentialgleichungen.

**Modelle mit verteilten Parametern**

Es gibt Verarbeitungseinheiten, die aufgrund ihrer eigenen Geometrie starke Konzentrations- oder Temperaturgradienten aufweisen (Rohrreaktor). Die Bilanzgleichungen werden dann zu Differentialgleichungen mit zwei partiellen Ableitungen, eine in Bezug auf die Zeit und eine in Bezug auf die axiale Position z.

**Zeitkonstante**

Die Zeitkonstante (?) ist die Zeit, die eine Konstante benötigen würde, um den neuen stationären Zustand zu erreichen, wenn die Geschwindigkeit, mit der sie sich ihm nähert, jederzeit gleich der ursprünglichen Geschwindigkeit wäre.

**Statische Verstärkung**

Die statische Verstärkung (K) ist das Verhältnis der Änderung des Ausgangssignals nach Erreichen des endgültigen stationären Zustands (?h) zur Änderung der Eingangsgröße.