Kurzbeschreibung :
Laborversuch LTR700 Luft- und Temperatur-Regulierstrecke
 

Der Laborversuch "Luft- und Temperatur-Regulierstrecke" beinhaltet die technische Realisierung zweier Regelstrecken (1. Ordnung bei Durchflußregelstrecke, höhere Ordnung bei Temperaturregelstrecke) mit zugehörigem Stellglied.  Ein Ventilator erzeugt einen Luftstrom in einem Kunststoffrohr. Ein Heizelement erwärmt den Luftstrom. Eine am Ventilator befestigte Drosselklappe ermöglicht die Aufschaltung einer sprungförmigen Störung auf den Luftstrom. Der gesamte mechanische Aufbau ist durch einen Thermo-Bimetallschalter gegen Überhitzung geschützt. Bei ca. 87°C wird die Heizeinrichtung abgeschaltet. Zur Messung der Temperatur wird eine PT100-Meßsonde eingesetzt. Ein Differenzdrucksensor dient zur Erfassung des Volumenstroms, indem der Druck vor einer Meßblende gemessen wird (als Referenzdruck dient der konstante Aussendruck). Beide Sensoren (Industriestandard) sind an bestimmten Stellen des Rohrs eingebaut. An dem elektrischen Anschlußgehäuse, das ebenfalls am Rohr befestigt ist, befindet sich zusätzlich ein Schalter, mit dem die Heizleistung, z.B. als Störgrößenaufschaltung, verändert werden kann. Der komplette mechanische Aufbau ist auf einer Grundplatte aus Acrylglas montiert.  Das zugehörige Stellglied wird mittels zweier Kabel mit der Mechanik verbunden. Am Stellglied können die Heizleistung und die Strömungsgeschwindigkeit wahlweise intern mit Potentiometern oder extern über 4...20 mA-Eingängen verändert werden. Die Meßsignale des Differenzdrucksensors und der PT100-Sonde werden als 4...20 mA-Signal bereitgestellt. Für den externen Aufbau von Meßschaltungen werden an zwei zusätzlichen Ausgängen die Versorgungsspannung 24VDC zur Verfügung gestellt. Alle Ein- und Ausgänge sind auf 4mm-Sicherheitsbuchsen geführt.  Der Laborversuch "Luft- und Temperatur-Regulierstrecke" eignet sich hervorragend zur Demonstration folgender Regelstrecken:  als Strecke 1. Ordnung bei Durchflußänderung durch Betätigung der Drosselklappe am Eingang des Ventilators

als Strecke 2. Ordnung bei Temperaturänderung hervorgerufen durch Sprung im Luftdurchfluß (Drosselklappe) oder Veränderung der Heizleistung mittels Schalter an der Mechanik Nach dem Anschluß zusätzlicher externer Regler können mit dem Laborversuch "Luft- und Temperatur-Regulierstrecke" folgende Regelkreise realisiert werden:  Einfacher Regelkreis mit einer Strecke 1. Ordnung (Luftdurchflußregelung, Temperatur bleibt ungeregelt),   Einfacher Regelkreis mit einer Strecke 2. Ordnung (Lufttemperaturregelung, Durchfluß bleibt ungeregelt),   Kaskadenregelung mit übergeordneter Temperaturregelung und unterlagertem Durchflußregler   Getrennte Regelkreise, in denen Luftdurchfluß und Temperatur unabhängig voneinander geregelt werden. Als Beispiele für mögliche Laborübungen mit dem Laborversuch "Luft- und Temperatur-Regulierstrecke" werden vorgeschlagen:  Identifikation der statischen und dynamischen Eigenschaften der Regelstrecke,   Linearisierung der Drucksensorkennlinie sowie Kompensation bestimmter Einflüsse auf die Meßgenauigkeit,   Aufbau, Inbetriebnahme und Bestimmung der Eigenschaften einfacher geschlossener Regelkreise mit Strecken 1. und 2. Ordnung,   Aufbau, Inbetriebnahme und Bestimmung der Eigenschaften einer Kaskadenregelung (Luft/Temperatur),   Aufbau, Inbetriebnahme und Bestimmung der Eigenschaften von getrennten Regelkreisen. Technische Änderungen vorbehalten (Stand: 03.02.1999)