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Erfahrener Benutzer
Robotik Einstein
Meistens sieht man Zweipunktregler für Heizplatten. Durch die thermische Trägheit der beheizten Masse ist eine kontinuierliche Regelung normalerweise nicht notwendig. Bei Zweipunktreglern muß man aber darauf achten, dass die Schaltfrequenz nicht zu niedrig wird (sonst schwankt die Temperatur zu stark). Das könnte man zwar prinzipiell dadurch erreichen, dass man den Fühler sehr nahe an die Wärmequelle (Heizwicklung) heranbringt, allerdings hat diese Methode den Nachteil, dass die dort gemessene Temperatur nicht repräsentativ für die Heizplattenoberfläche ist. Alternativ kann man die Frequenz auch durch eine verzögerte positive Rückkopplung im Regelkreis erreichen, die der Hysterese entgegenwirkt. Bei Raumthermostaten findet man z.B. häufig einen kleinen Heizwiderstand nahe am Fühler, der bei Einschalten der Heizung bestromt wird und dadurch trotz Hysterese ein Oszillieren des Reglers erzwingt (selbst wenn die Raumtemperatur konstant bleibt).
Die beschriebene Maßnahme hat noch den zusätzlichen erwünschten Effekt: Ein P (und noch mehr der PI) Regler wird beim ersten Hochheizen typischerweise einen Überschwinger produzieren. Die beschriebene Rückführung wird aber nach einer langen Heizphase entsprechend früher abschalten. Der Effekt ist also in diesem Fall ähnlich zu dem eines D-Glieds.
Zum Übertragungsverhalten der Heizplatte: Die Zeitkonstante der Heizplatte kann man natürlich auch aus der Heizleistung und der Wärmekapazität (aus Masse und spez.Wk) rechnen. Etwas aufwändiger wird es dann, wenn noch eine beliebige Zusatzkapazität aufgeheizt werden muß. Allerdings sollte die Heizplatte ohne Heizgut den kritischsten Fall für den Regler darstellen. Ich hatte schon einmal einen ähnlichen Fall bei dem ich den (analog aufgebauten) Regler zusammen mit dem Ofen (Regelstrecke) in PSpice simuliert habe. Der Ofen war dann eine entsprechende Rückführung auf den Reglereingang mit einer angenommenen Zeitkonstanten. Das ist dann auch in der Praxis ganz brauchbar gegangen.
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