DIN-Normen - Teil 224

Bild 914.1

Wirkungsweg und Wirkungsrichtung der Funktionen einer Leiteinrichtung

Bild 914.2

Hierarchischer Aufbau der Leiteinrichtung am Beispiel eines Kraftwerkblockes

19

Elektrotechnik

914

19.14.3

Regelungs- und Steuerungstechnik, Grundlagen

DIN 19226

Leittechnik – Regelungstechnik und Steuerungstechnik – Allgemeine Grundbegriffe (Feb
1994)

Diese Normenreihe entha¨lt die wichtigsten Begriffe und Benennungen, die fu¨r die Planung, den Auf-
bau, die Pru¨fung, den Betrieb und die Darstellung von technischen Regelungen und Steuerungen be-
no¨tigt werden. Das hiermit geschaffene „Begriffsgeba¨ude“ hat nicht nur in der Ingenieurwissenschaft
Eingang gefunden, sondern wird auch in der Biologie, der Volkswirtschaft und vielen anderen Berei-
chen verwendet. Das Beiblatt 1 zur Normenreihe entha¨lt ein umfangreiches deutsch-englisches Stich-
wortverzeichnis.

Allgemeine Grundbegriffe

Ein System im Sinne dieser Norm ist eine abgegrenzte Anordnung von Gebilden, die miteinander in
Beziehung stehen.

Solche Gebilde ko¨nnen sowohl Gegensta¨nde als auch Denkmethoden und deren Ergebnisse (z. B. Or-
ganisationsformen, mathematische Methoden, Programmiersprachen) sein. Diese Anordnung wird
durch eine Hu¨llfla¨che von ihrer Umgebung abgegrenzt oder abgegrenzt gedacht. Durch die Hu¨llfla¨che
werden Verbindungen des Systems mit seiner Umgebung geschnitten. Die mit diesen Verbindungen
u¨bertragenen Eigenschaften und Zusta¨nde sind die Gro¨ßen, deren Beziehung untereinander das dem
System eigentu¨mliche Verhalten beschreiben.

Durch zweckma¨ßiges Zusammenfu¨gen und Unterteilen von solchen Systemen ko¨nnen gro¨ßere und
kleinere Systeme entstehen.

Das Steuern – die Steuerung – ist der Vorgang in einem System, bei dem eine oder mehrere Gro¨ßen
als Eingangsgro¨ßen andere Gro¨ßen als Ausgangsgro¨ßen aufgrund der dem System eigentu¨mlichen
Gesetzma¨ßigkeit beeinflussen.

Kennzeichen fu¨r das Steuern ist der offene Wirkungsweg oder ein solcher geschlossener Wirkungs-
weg, bei dem die durch die Eingangsgro¨ßen beeinflussten Ausgangsgro¨ßen nicht fortlaufend und
nicht wieder u¨ber dieselben Eingangsgro¨ßen auf sich selbst wirken.

Das Regeln – die Regelung – ist ein Vorgang, bei dem eine Gro¨ße, die zu regelnde Gro¨ße (Regelgro¨-
ße), fortlaufend erfasst, mit einer anderen Gro¨ße, der Fu¨hrungsgro¨ße, verglichen und im Sinne einer
Angleichung an die Fu¨hrungsgro¨ße beeinflusst wird. Kennzeichen fu¨r das Regeln ist der geschlossene
Wirkungsablauf, bei dem die Regelgro¨ße im Wirkungsweg des Regelkreises fortlaufend sich selbst
beeinflusst.

Die Regelung hat die Aufgabe, trotz sto¨render Einflu¨sse den Wert der Regelgro¨ße an den durch die
Fu¨hrungsgro¨ße vorgegebenen Wert anzugleichen, auch wenn dieser Angleich im Rahmen gegebener
Mo¨glichkeiten nur unvollkommen geschieht.

Der Vorgang der Regelung ist auch dann als fortlaufend anzusehen, wenn er sich aus einer hinrei-
chend ha¨ufigen Wiederholung gleichartiger Einzelvorga¨nge zusammensetzt (z. B. durch Abtaster in
Abtastregelungen). Auch unstetige Vorga¨nge ko¨nnen fortlaufend sein (z. B. bei Gliedern mit Zwei-
punktverhalten in Zweipunktregelungen). Die Benennung „Regelung“ wird vielfach nicht nur fu¨r den
Vorgang des Regelns, sondern auch fu¨r die Gesamtanlage verwendet, in der die Regelung stattfindet.

Zu einer technischen Regelung werden Gera¨te benutzt, in denen sich in einzelnen, ebenso wie in zu-
sammengefassten Gruppen Vorga¨nge des Steuerns abspielen.

Wirkung im Sinne dieser Norm ist die Beeinflussung einer Gro¨ße, der beeinflussten Gro¨ße, durch
eine oder mehrere andere Gro¨ßen, die verursachenden Gro¨ßen.

Prozess ist eine Gesamtheit von aufeinander einwirkenden Vorga¨ngen in einem System, durch die
Materie, Energie oder auch Information umgeformt, transportiert oder auch gespeichert wird.

Algorithmus ist eine vollsta¨ndig festgelegte endliche Folge von Vorschriften, nach denen aus zula¨ssi-
gen Eingangsgro¨ßen eines Systems gewu¨nschte Ausgangsgro¨ßen erzeugt werden.

Wirkungsplan ist die sinnbildliche Darstellung der Gesamtheit der Wirkungen in einem betrachteten
System.

Wirkungsrichtung ist die Richtung, in der die Wirkungen u¨bertragen werden. Sie geht stets von der
verursachenden zur beeinflussten Gro¨ße und wird durch Pfeile dargestellt.

Wirkungsweg ist derjenige Weg, la¨ngs dessen Wirkungen das System durchlaufen. Den Wirkungs-
weg bilden die Elemente des Wirkungsplans.

19

19.14

Messen, Steuern, Regeln, Leittechnik

915

Offener und geschlossener Wirkungsweg: Der Wirkungsweg zwischen verursachender und beein-
flusster Gro¨ße heißt offener Wirkungsweg, wenn von der beeinflussten Gro¨ße kein Wirkungsweg zu
einer verursachenden Gro¨ße zuru¨ckfu¨hrt. Ist ein solcher vorhanden, so liegt ein geschlossener Wir-
kungsweg vor.

Wirkungsablauf ist der Vorgang im Wirkungsweg, in dem die verursachende Gro¨ße die beeinflusste
Gro¨ße a¨ndert.

Offener und geschlossener Wirkungsablauf: In einem System ist ein offener Wirkungsablauf vorhan-
den, wenn ein offener Wirkungsweg vorliegt, oder wenn bei geschlossenem Wirkungsweg die beein-
flussten Gro¨ßen nicht fortlaufend auf die sie beeinflussenden Gro¨ßen wirken. Gibt es u¨ber einen zu-
ru¨ckfu¨hrenden Wirkungsweg fortlaufend eine Wirkung auf die beeinflusste Gro¨ße, so liegt ein
geschlossener Wirkungsablauf vor, in dem diese sich selbst beeinflusst.

Anmerkung:

Beispielsweise weist ein Ru¨cksetzkreis (s. Bild 916.1a) als Steuerung trotz geschlossenen Wirkungswegs
einen offenen Wirkungsablauf auf, wa¨hrend bei der Zweipunktregelung (s. Bild 916.1b) Wirkungsweg
und Wirkungsablauf geschlossen sind.
In einer prozessabha¨ngigen Ablaufsteuerung (s. Bild 916.1c) sind ebenfalls geschlossene Wirkungswege
mit offenem Wirkungsablauf vorhanden.

a) Wirkungsplan eines Ru¨cksetzkreises (offener Wirkungsablauf)

b) Wirkungsplan einer Zweipunktregelung (geschlossener Wirkungsablauf)

c) Wirkungsplan einer prozessabha¨ngigen Ablaufsteuerung (offener Wirkungsablauf)

Bild 916.1

Offener und geschlossener Wirkungsablauf

19

Elektrotechnik

916

Ablaufsteuerung: eine Steuerung mit zwangsla¨ufig schrittweisem Ablauf, bei der der 
bergang von
einem Schritt auf den oder die programmgema¨ß Folgenden abha¨ngig von den 
bergangsbedingun-
gen erfolgt.

Ru¨cksetzkreis: (bisher „bina¨rer Abschaltkreis“ genannt) ist ein bina¨res Schaltsystem in Kreisstruktur,
das mindestens ein bina¨res Speicherglied entha¨lt, u¨ber dessen Ru¨cksetzeingang die Kreisstruktur ge-
schlossen wird.

Kreisstruktur: In einer Kreisstruktur ist innerhalb eines Systems die Ausgangsgro¨ße eines Teilsystems
u¨ber einen weiteren Wirkungsweg als zusa¨tzliche Eingangsgro¨ße einem davor liegenden Teilsystem
zugefu¨hrt.

Glieder und Gro¨ßen

G l i e d e r, 
 b e r t r a g u n g s - u n d B a u g l i e d e r. Regelungen und Steuerungen lassen sich la¨ngs des
Wirkungsweges in G l i e d e r aufteilen.

Bei der gera¨tetechnischen Betrachtung spricht man von B a u g l i e d e r n , bei der wirkungsma¨ßigen
Betrachtung von 
 b e r t r a g u n g s g l i e d e r n.

E i n g a n g s - u n d A u s g a n g s g r o¨ ß e fu¨r allgemeine dynamische Systeme.

– Eine Gro¨ße, die auf

ein System einwirkt, ohne selbst von ihm beeinflusst zu werden, heißt E i n g a n g s g r o¨ ß e u. Eine nur
vom System und seinen Eingangsgro¨ßen beeinflusste und erfassbare Gro¨ße eines Systems heißt
A u s g a n g s g r o¨ ß e v. Sa¨mtliche Eingangsgro¨ßen eines betrachteten Systems bilden den Eingangs-
vektor u

¼ ðu

1

,

. . . ,u

p

Þ, sa¨mtliche Ausgangsgro¨ßen eines betrachteten Systems den Ausgangsvektor

v

¼ ðv

1

,

. . . v

q

Þ.

Signale

Ein Signal ist die Darstellung von Informationen. Die Darstellung erfolgt durch den Wert oder Werte-
verlauf einer physikalischen Gro¨ße, z. B. Spannung, Strom, pneumatischer Druck, Weg usw.

Die Darstellung kann sich auf 
bertragung, Verarbeitung und Speicherung von Informationen beziehen.

Informationsparameter ist diejenige Kenngro¨ße des Signals, welche die Information tra¨gt.

Anmerkung:

In der Nachrichtentechnik und Datentechnik ist hierfu¨r auch die Benennung „Signalparameter“ gebra¨uchlich.

Da bei vielen Signalen der Wert der physikalischen Gro¨ße zugleich die Kenngro¨ße ist, wird ha¨ufig
vereinfacht vom „Wert eines Signals“ gesprochen.

La¨ngs der Wirkungswege werden in der Wirkungsrichtung Signale u¨bertragen, verarbeitet und ge-
speichert. Der Wirkungsweg wird daher auch Signalflussweg genannt.

Eingabesignale sind diejenigen Signale an einem 
bertragungsglied, die die Ausgangssignale an die-
sem 
bertragungsglied steuern.

Ausgabesignale sind diejenigen gesteuerten Signale an einem 
bertragungsglied, die zur Weiteru¨ber-
tragung oder Weiterverarbeitung in Signalflusswegen benutzt werden.

Jedem 
bertragungsglied wird mindestens ein Eingangssignal zugefu¨hrt und mindestens ein Aus-
gangssignal entnommen.

Ein analoges Signal ist ein Signal, bei dem einem kontinuierlichen Wertebereich des Signalparame-
ters Punkt fu¨r Punkt unterschiedliche Informationen zugeordnet sind.

Ein digitales Signal ist ein Signal mit einer endlichen Anzahl von Wertebereichen des Signalparame-
ters, wobei jedem Wertebereich als Ganzem eine bestimmte Information zugeordnet ist. Digitale Sig-
nale ko¨nnen auch mehrparametrig sein. Sie werden dann durch bestimmte Kombinationen von Wer-
tebereichen der verschiedenen Signalparameter gebildet.

Eine solche bestimmte Information ist ein Zeichen im Sinne von DIN 44300.

Ein Bina¨rsignal (Zweipunktsignal) ist ein einparametriges digitales Signal mit nur zwei Werteberei-
chen des Signalparameters. Ein D r e i p u n k t s i g n a l wird mit drei Wertebereichen des Signalparame-
ters gebildet.

Die Information, die von den Signalen getragen wird, kann sowohl bei analogen als auch bei digitalen
Signalen zeitlich (oder bei Speicherung auch o¨rtlich) kontinuierlich oder diskontinuierlich vorliegen (s.
Tab. 929.1 und Bild 929.2).

Ha¨ufig vorkommende Signalformen der Reglerein- und Reglerausgangsgro¨ßen s. Bild 928.1.

19

19.14

Messen, Steuern, Regeln, Leittechnik

917