Durchflussregler – Grundprinzip

Die Messung von Durchfluss zählt zu den fundamentalen Messaufgaben in der Verfahrenstechnik. Darüber hinaus ist es in vielen Prozessen nicht nur nötig, den Durchfluss zu messen, sondern auch – trotz eventueller Schwankungen – den Durchfluss konstant zu halten. An dieser Stelle setzten Durchflussregler ein. Mit steigender Komplexität der einzelnen Anlagen, steigen auch die Anforderungen an die Durchflusseinrichtungen selbst und deren einzelnen Komponenten wie den Durchflussreglern. Generell gilt, dass dem Einsatz von einem Durchflussregler immer die Messung des Durchflusses vorausgeht. Danach muss die Messinformation einer weiteren Nutzung zugänglich gemacht werden, d.h. durch Anzeige oder Weiterverarbeitung in informationsverarbeitenden Systeme dem Regler zur Verfügung gestellt werden. Nun vergleicht die Regelelektronik des Durchflussreglers den gemessenen Istwert mit dem gewünschten Sollwert. Kommt es hier zu einer Abweichung, ermittelt der Durchflussregler die sogenannte Regeldifferenz oder auch Regelabweichung, welche er an die Durchflusssteuerung weitergibt. Im Folgenden wird zumeist die Durchlassöffnung verändert, somit der Durchfluss entsprechend angepasst, bis Soll- und Istwert identisch oder aber stark angenähert sind. Nun hält der Durchflussregler den Durchfluss konstant.

Durchflussregler – Ausführungen

Für die mannigfachen Anforderungen der Durchflussmessung und Regelungstechnik wurden unterschiedliche Durchflussregler entwickelt. Man unterscheidet zwei Gruppen von Durchflussreglern, unstetige bzw. schaltende und stetige Durchflussregler.

unstetige Durchflussregler

Die wichtigsten nichtstetigen Durchflussregler sind dabei der sogenannte Zweipunktkregeler und der Dreipunktregler. Die Zweipunkt- und Dreipunktregler arbeiten wie ein Schalter. Fällt zum Beispiel bei Erstgenannten der Istwert unter den Sollwert, schaltet der Durchflussregler den Ausgang ein. Steigt wiederum der Istwert über den Sollwert, wird der Ausgang wieder abgeschaltet. Grundsätzlich können Zweipunktregler auch mit umgekehrter Wirkungsweise betrieben werden. Ein Dreipunktregler ist wiederum eine Kombination aus zwei Zweipunktreglern.

stetige Durchflussregler

Für anspruchsvollere regelungstechnische Aufgaben werden stetige Regler eingesetzt. Zu nennen sind hier: P-, PD-, PI- und PID-Regler. Für alle Arten der stetigen Durchflussregler gilt, dass deren Ausgangssignal im Gegensatz zu unstetigen Reglern jeden beliebigen Wert innerhalb des Stellbereichs – der Bereich zwischen dem größten und dem kleinsten möglichen Wert der Ausgangssignale, d.h. bei einem Regelventil zwischen den Stellungen „auf“ und „zu“ – annehmen kann. Stetige Durchflussregler können somit auf jede Änderung des Istwerts gegenüber dem Sollwert reagieren.

Durchflussregler – Technische Daten

Um die an eine Regelung gestellten Anforderungen zu erfüllen ist es unumgänglich, immer einen zur Regelstrecke passenden Durchflussregler zu wählen. Entsprechend ist eine Vielzahl unterschiedlicher Durchflussregler auf dem Markt, deren Angebot immer wieder erweitert wird. Relevante technische Daten, die es immer zu überprüfen gilt sind:

• Einsatzbereich
• Messungsgenauigkeit
• Reproduzierbarkeit
• Temperaturkoeffizient
• Druckkoeffizient
• Ansprechzeit
• Maximale Medien- und Umgebungstemperatur
• Maximaler Mediendruck
• Gasdichtheit
• Regelbereich
• Versorgungsspannung
• Ausgang
• Steuersignal