Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 2-Punkt-PID Regler?


von Schrotti (Gast)


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Hi,

ich habe mal eine Verständnisfrage zu Reglern:

Ich finde immer wieder, bei kommerziellen PID-Reglern, die Bezeichnungen 
2-Punkt-PID-Regler und 3-Punkt-PID-Regler. Wie ist das denn zu 
verstehen? Ich dachte 2- bzw. 3-Punkt-Regler und PID-Regler sind 
vollkommen unterschiedliche Regelkonzepte?

Danke!

von Erfahrener Entwickler (Gast)


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Das dürfte sich auf das Stellglied beziehen:

Stell dir einen Klappe in einem Lüftungskanal vor, die mit einem Motor 
verstellt werden kann. Motor linksrum = Klappe geht zu, Motor rechtrum = 
Klappe geht auf. Motor stop = Klappe bleibt. Oder ein Ventil mit einem 
Motor zum auf- und zudrehen.

Wenn Du jetzt den Volumenstrom mit einem PID-Regler regeln willst, muss 
der den Motor entweder links, rechts oder stoppen. Das ist dann der 
3-Punkt-PID-Regler.


Einen 2-Punkt-PID-Regler brauchst Du z.B. bei einer Heizung, die Du nur 
Ein- und Ausschalten kannst. Da muss der PID-Regler quasi eine langsame 
PWM machen.

von Schrotti (Gast)


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Danke!

Ist das dann noch ein PID-Regler, wenn er nur mit einem 2-Punkt-Ausgang 
arbeitet?

Beim Beispiel Heizung: Wenn man eine PID-Regler mit einem 4-20 mA 
Ausgang hat und einen Leistungsregler mit entsprechendem Steuereingang, 
an dem die Heizung angeschlossen ist: Ist dann eine stufenlose Regelung 
möglich oder unterscheidet sich das dann nicht vom PID-2-Punkt-Regler?

Nochmal danke!

von M. K. (sylaina)


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Die Bezeichnung PID-2-Punkt-Regler oder PID-3-Punkt-Regler ist einfach 
Quatsch. Das ist halt einfach nur Marketing-Gequatsche was den Laien 
beeindrucken soll. Ob das Stellglied eines PID-Reglers nun nur 2 
Stellungen kennt oder 386723 ist für die Regelung an sich völlig egal. 
Wichtig ist doch nur, was hinten raus kommt. Bei Beispiel deiner Heizung 
interessiert es dich doch nur, wenn du dem Regler sagst, du willst 25 °C 
haben ob er die Heizung dann auch wirklich so regelt, dass sie wirklich 
25 °C warm macht. Ob der Regler dass jetzt so macht, indem er alle 
Stunde ne Schippe Kohle nachwirft oder nen Schalter umlegt interessiert 
doch eigentlich überhaupt nicht.

von Schrotti (Gast)


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Naja es interessiert mich schon. Zwar nicht aus praktischen Gründen aber 
ich würde es gerne verstehen. Ich hatte nämlich schon den Fall, dass ein 
PID Regler eine Heizung mit relativ großer Leistung (40kW) durch Ein- 
und Ausschalten geregelt hat. Das hat dann zu enormen 
Temperaturschwankungen geführt. Daher interessiert mich auch diese 
PID-2-Punkt Regelung... macht für mich irgendwie keinen Unterschied zu 
einem einfachen 2-Punkt-Regler, oder sehe ich das falsch?

von Joachim B. (jar)


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Schrotti schrieb:
> aber
> ich würde es gerne verstehen. Ich hatte nämlich schon den Fall, dass ein
> PID Regler eine Heizung mit relativ großer Leistung (40kW) durch Ein-
> und Ausschalten geregelt hat. Das hat dann zu enormen
> Temperaturschwankungen geführt.

ich würde es auch gerne verstehen.

Ein-Ausschalten bleibt für mich eine 2-Punktregelung, nix PID
40kW hatte der Widerstandsofen in meiner Diplomarbeit, entworfen hatte 
ich eine PID, aber zum Ende wurde die Zeit knapp, kein Wunder bei den 
Zeitkonstanten von dem Monster mit ca. 1m³.
Also zur 2-Punktregelung gewechselt, meine enormen 
"Temperaturschwankungen" waren im Bereich bis 1000°C +-5K, der 8-bit 
Auflösung vom ADC geschuldet und besser als der gekaufte Regler +-80K.

PID ist PID & 2-Punkt ist 2-Punkt, PID-2-Punkt ist blabla

von Gerd E. (robberknight)


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Joachim B. schrieb:
> Ein-Ausschalten bleibt für mich eine 2-Punktregelung, nix PID

Ein 2-Punkt-Regler schaut nur auf den aktuellen Sensorwert. Da ist 
keinerlei I- und D-Anteil mit im Spiel.

Beim PID gibts die dagegen.

PID ist daher eine andere Regelung als 2-Punkt, ganz egal wieviel 
Stellungen  das Stellglied hat.

von M. K. (sylaina)


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Schrotti schrieb:
> Daher interessiert mich auch diese
> PID-2-Punkt Regelung... macht für mich irgendwie keinen Unterschied zu
> einem einfachen 2-Punkt-Regler, oder sehe ich das falsch?

Ich habe z.B. eine kleine Heizung mit PID-Regelung gebaut. Der 
PID-Regler "regelt" hierbei die PWM mit der die Heizung gesteuert wird, 
also im Prinzip kennt die Heizwendel auch nur "ein" oder "aus". Dennoch 
würde ich hier nicht von einer 2-Punkt-Reglung bzw. PID-2-Punkt-Regelung 
sprechen, das ist für mich ein simpler PID-Regler. Ein 2-Punkt-Regler 
zeichnet sich nicht nur dadurch aus, dass sein Stellglied nur zwei 
Schaltzustände kennt. Ein 2-Punkt-Regler kennzeichnet sich dadurch, dass 
er nur zwei Schaltzustände kennt und je nachdem ob der Istwert größer 
oder kleiner als der Sollwert ist jeweils den einen oder anderen 
Schaltzustand einnimmt. Mein PID-Regler, der die PWM einstellt, kennt 
zwar auch nur zwei Schaltzustände am Ausgang aber er regelt das 
Puls-Pause-Verhältnis der PWM in Abhängigkeit von Ist-/Soll-Wert und 
eben nicht ob der Ausgang nun den einen oder anderen Schaltzustand haben 
soll. Das bedeutet, dass der PID-Regler obwohl der Istwert z.B. kleiner 
als der Sollwert ist, mal den einen Schaltzustand einnimmt und mal den 
anderen Schaltzustand einnimmt. Das ist aber kein Merkmal eines 
2-Punkt-Reglers. Und deshalb meine ich, dass PID-2-Punkt-Regler auch ne 
völlig blödsinnige Bezeichnung ist.

von M. K. (sylaina)


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Gerd E. schrieb:
> Ein 2-Punkt-Regler schaut nur auf den aktuellen Sensorwert. Da ist
> keinerlei I- und D-Anteil mit im Spiel.
>
> Beim PID gibts die dagegen.

Genau. Ein PID-Regler hat ein Gedächtnis und schätzt anhand der 
Vergangenheit auch ab was in der Zukunft passiert. Ein 2- oder 
3-Punkt-Regler sieht nur war grade eben passiert, er weis weder was in 
der Vergangenheit passiert ist noch wie sich der Signalverlauf in der 
Zukunft verändern kann.

von Dieter W. (dds5)


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Ja, der Begriff 2-Punkt Regler wird sehr oft mit einem "Vergleicher" 
assoziiert, der nur abhängig von Soll- und Istwert ein an/aus Signal 
liefert, quasi mit Xp 0 und ohne I und D Anteil.

Das ist aber nicht der Fall sondern der Begriff stand ursprünglich auch 
für einen PID Regler mit Schaltausgang und damit Regelung durch langsame 
PWM.

Heutzutage verstehen viele Leute offenbar nur noch Regler mit 
kontinuierlichem Ausgang (z.B. 4-20mA) mit PID Struktur, auch als PID 
Regler.

von M. K. (sylaina)


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Dieter W. schrieb:
> Ja, der Begriff 2-Punkt Regler wird sehr oft mit einem "Vergleicher"
> assoziiert, der nur abhängig von Soll- und Istwert ein an/aus Signal
> liefert

Aber genau so ist der 2-Punkt-Regler definiert. Und das auch nicht erst 
seit gestern, mein Regelungstechnikbuch hier ist von 1986 (Einführung in 
die Regelungstechnik von Mann/Schiffelgen) und schon da ist der 
2-Punkt-Regler genau so definiert und einen 2-Punkt-PID-Regler kennt man 
auch da nicht ;)

von Andrew T. (marsufant)


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Schrotti schrieb:
> Ich finde immer wieder, bei kommerziellen PID-Reglern, die Bezeichnungen
> 2-Punkt-PID-Regler und 3-Punkt-PID-Regler. Wie ist das denn zu
> verstehen? Ich dachte 2- bzw. 3-Punkt-Regler und PID-Regler sind
> vollkommen unterschiedliche Regelkonzepte?

Ein 2-punkt Regler ist z.B. für eine reine Heizung.
Ein 3-punkt Regler kann Heiz- und und Kühlkreislauf getrennt steuern.

Das macht z.B. Sinn wenn du eien Vollklimatisierung hast: Es macht 
sicher keinen Sinn den Kühlkompressoer mitlaufen zu lassen wenn Du das 
Objekt beheizen mußt.
Umgekehrt soll die Heizung abgeschaltet sein wenn Du nur Kühlung 
benötigst.
Ist die Temperatur im Soll-Toleranzband, sollen sowohl Heizung als auch 
Kühlung abgeschaltet sein.


Findest Du auch unter dem Stichpunkt schaltender- (2 bzw. 
3)-Punkt-PID-Regler.
Ist dann kein kontinuierlicher, sondern per PWM gesteuerter Ausgang.

von Stefan F. (Gast)


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Die neue Steuerung meiner Vaillant Heizung kann ich wahlweise auf 
"analog" und "Zweipunkt" einstellen. So nennen die das.

Mit "analog" ist gemeint, dass die Vorlauftemperatur abhängig von der 
Differenz der Raumtemperatur zum Soll gesteuert wird. Die Umwälzpumpe 
ist dann fast immer eingeschaltet - es sei denn, die Raumtemperatur ist 
mehrere Grad über dem Soll.

Mit "Zweipunkt" ist gemeint, dass die Heizung samt Umwälzpumpe an geht, 
wenn es zu kalt ist, und aus geht, wenn es zu warm ist. Die Hysterese 
ist in diesem Modus einstellbar.

Diese Einstellung befindet sich im Kennwort-geschützten Service-Menü für 
den Techniker. Insofern scheint es wohl aktueller Stand zu sein, dass 
man heute PID mit analogen Vorgängen und Zweipunkt mit digitalen 
Vorgängen assoziiert.

von Schrotti (Gast)


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