Seminar

Praktische Steuerungs- und Regelungstechnik

mit Teilnahmebescheinigung

Seminar: Praktische Regelungs- und Steuerungstechnik

Der automatische Betrieb verfahrenstechnischer Anlagen ist ohne bestimmungsgemäß arbeitende Steuerungs- und Regel­ungssysteme undenkbar. Bei kontinuierlicher Produk­tion steht die Regelung im Vordergrund, bei diskontinuierlicher Produktion kommt zusätzlich der Steuerung eine große Bedeutung zu. Steue­rungs- und Regelungstechnik sind Schlüsseldisziplinen der Auto­matisierungstechnik, deren Verständnis für den optimalen Betrieb verfahrenstechnischer Anlagen notwendig ist.

Nach der Darstellung der technischen Motivation werden zunächst anhand von Beispielen Verknüpfungs- und Ablaufsteuerungen vorgestellt. Die Technologie und Funktionsweise der zur Realisierung erforderlichen Steuerungseinrichtungen (speicherprogrammierbare Steuerungen SPS) wird erläutert. Große Bedeutung hat die SPS-Programmierung nach IEC 61131-3 erlangt, auf welche ausführlich eingegangen und welche praktisch demonstriert wird. Anschließend werden in der Weiterbildung regelungstechnische Grundbegriffe wie Regelstrecke, Regeleinrichtung, Regelkreis und Stabilität erläutert. Es folgen beispielgestützte Darstellungen der wichtigsten verfahrenstechnischen Regelstrecken wie etwa Durchfluss, Temperatur, Druck und Füllstand. Für die unterschiedlichen Streckentypen werden geeignete Regeleinrichtungen vorgestellt, deren Verhalten anhand von Streckenkenngrößen vorgegeben wird.

Top Themen

  • Eigenschaften und Einsatz von Verknüpfungs- sowie Ablaufsteuerungen
  • Aufbau und Funktionsweise speicherprogrammierbarer Steuerungen
  • SPS-Programmiersprachen nach IEC 61131
  • Klassifizieren und Identifizieren verfahrenstechnischer Regelstrecken
  • Auswahl und Einstellung geeigneter Regler
  • Regelungsstrukturen und Beispiele geregelter Teilanlagen

Ablauf des Seminars "Praktische Steuerung- und Regelungstechnik"

Erfahren Sie im Seminar "Praktische Steuerung- und Regelungstechnik" mehr zu folgenden Themen:

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Programmablauf

Einführung

  • Technische Bedeutung der Steuerungs- und Regelungstechnik
  • Darstellungen von Steuerungs- und Regelungsaufgaben im R&I-Fließbild, Blockschaltbilder, wichtige Regelwerke

Beschreibung von Verknüpfungssteuerungen

  • Grundlagen der Booleschen Algebra: Grundfunktionen
  • Netzwerke: Elementare Bausteine, binäre Speicher, Zähler, Zeitglieder

Beschreibung von Ablaufsteuerungen

  • Zustandsgraphen: Grundlagen und Darstellung an Hand von Reglerbetriebsarten (Hand, Automatik etc.)
  • Grafcet: Schritte, Transitionen, Aktionen, Strukturen, Hierarchien

Aufbau und Funktionsweise speicherprogrammierbarer ­Steuerungen

  • Zentralbaugruppe (ZBG): SPS-Typen, ZBG-Aufbau, Betriebs­system
  • Anbindung von Feldgeräten

Konzept der SPS-Programmierung nach IEC 61131-3

  • Softwaremodell, Kommunikations- und Programmiermodell (Programmiersprachen)

Funktionsbausteinsprache (FBS/FUP)

  • Anwendungsbereiche
  • Standardfunktionen und -funktionsbausteine
  • Einführung in CODESYS

Praktische Übung 1: Behälterüberwachung

Praktische Übung 2: Ansteuerung eines Schwarz-Weiß-
Ventils

Strukturierter Text (ST)

  • Anwendungsbereiche, Sprachelemente
  • Beispiel: Programmierung eines PT1-Gliedes, Visualisierung

Ablaufsprache (AS)

  • Anwendungsbereiche
  • Sprachelemente: Schritte, Transitionen und Aktionen
  • Strukturen

Praktische Übung 3: Steuerung einer Pumpe

Grundbegriffe der Regelung

  • Stabilität, Regler, Strecke, Regelkreis, Regelungshierarchie

Regelstrecken der Verfahrenstechnik

  • Klassifizierung: Verzögerungsarme Strecken, Strecken mit Verzögerung, Strecken mit und ohne Ausgleich, Totzeitstrecken, Allpassstrecken
  • Jeweils Darstellung im R&I-Fließbild und Sprungantwort

Einfache Streckenmodelle

  • Aufnehmen der Sprungantwort (Nichtparametrisches Modell)
  • Streckenkenngrößen nach Küpfmüller (Parametrisches Modell)
  • Kennlinienfelder

Praktische Übung 4: Aufnehmen und Auswerten von Sprung­antworten mit CODESYS-Simulation

Smith-Prädiktor

  • Technische Motivation: Kompensieren von Totzeiten
  • Funktionsweise (Einsatz des parametrischen Streckenmodells)

PID-Regelalgorithmen

  • Basisalgorithmus und seine Varianten
  • Beispiele für Reglerbausteine

Reglergerätetechnik

  • Digitale PID-Algorithmen, Prozessregler, Regelung mit Prozessleitsystemen, Funktionsspektrum und industrielle Beispiele

Einschleifige Regelkreise

  • Typische Regler-/Streckenkombinationen
  • Regelung von Strecken mit Ausgleich, Regelung von Standregelstrecken sowie Totzeitstrecken

Praktische Übung 5: Ermitteln von Reglerparametern aus ­Sprungantworten

Regelungsstrukturen

  • Verhältnisregelung und Kaskadenregelung
  • Störgrößenaufschaltung, Regelung mit Bereichsaufspaltung

Beispiele für Regelungen in verfahrenstechnischen Teilanlagen

  • Kontinuierlich betriebene Kolonne
  • Diskontinuierlich betriebener Rührkessel
  • Jeweils R&I-Fließbild mit Regelungsstrukturen

Zielgruppe

Das Seminar "Praktische Steuerung- und Regelungstechnik" richtet sich an:

  • Meister, Techniker und Ingenieure aus den Automatisierungsbereichen in der Chemischen und Petrochemischen Industrie, Nahrungs- und Genussmittelindustrie, Pharmaindustrie und Kraftwerkstechnik
  • Techniker und Ingenieure der E-Technik, Automatisierungstechnik und Mechatronik

Ihr Referent für das Seminar "Praktische Steuerung- und Regelungstechnik":

Wolfgang Schorn, Industrieinformatiker / Lehrbeauftragter, Technische Hochschule Köln (TH Köln), Köln

Wolfgang Schorn war nach seiner Ausbildung zum Mathematisch-­Technischen Assistenten (Industrieinformatiker) lange Zeit im Ressort Prozessleittechnik der Bayer AG beschäftigt. Neben der Projekttätigkeit für die Photofabriken und der Automatisierung verfahrenstechnischer Anlagen betätigte er sich in Forschungsprojekten als Leitender Mitarbeiter und Sachgebietsleiter mit der Entwicklung und dem Einsatz von Rezeptsteu­erungssystemen in der Farben- und Pharmasparte. Nach langjähriger Tätigkeit als freier Dozent im Schulungsbereich von Sun Microsystems Inc. hält er seit 2009 als Lehrbeauftragter Vorlesungen über Rezeptsteu­erung, SPS-Programmierung, Prozessleittechnik und Prozess- bzw. Produktionsautomation an der TH Köln und der Westfälischen Hochschule. Zusammen mit Prof. Dr.-Ing. Norbert Große ist er Autor diverser Fachberichte und Fachbücher aus dem Bereich der Prozessleittechnik.

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Praktische Steuerung- und Regelungstechnik

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