 |
|
 |
Technische Kybernetik |
 |
| |
 |
Geschichte der Regelungstechnik
|
|
|
 |
 |
 |
|
 |
 |
 |
Die frühesten bekannten Regelungen findet man bei den drei
Mechanikern Ktesibios, Philon und Heron. Sie lebten zur Zeit des Hellenismus
und verkörpern den damaligen Höhepunkt der antiken Technik. Im Bereich
der Regelungen entwickelten sie Schwimmerregelungen, deren Grundidee dem Wasseruhrenbau
entstammt. Sie versuchten die dort gewonnenen Erkenntnisse auf andere Anwendungsgebiete
zu übertragen, jedoch nur mit mäßigem Erfolg.
Die Tradition dieser Regelungen blieb bis ins Mittelalter lebendig.
In dieser Zeit wurde jedoch nichts großartig Neues entdeckt. Lediglich
das altbekannte wurde verfeinert und verbessert, z.B. durch bessere Ventile.
Erst in der Neuzeit wurde das Prinzip der Regelung wieder weiterentwickelt.
Dies geschah Anfang des 17. Jahrhunderts durch Cornelis Drebbel. Er entwickelte
einen thermostatischen Ofen, dessen Temperaturregelung den Bedingungen einer
Regelung gerecht wird.
Aus dieser Erfindung leiten sich weitere Temperaturregelungen ab,
die zum Teil auf dem selben Funktionsprinzip beruhen, teilweise aber auch komplett
neu gestaltet wurden. Diese Temperaturregler zeichnen sich vor allem dadurch
aus, daß sie ingenieurmäßig durchkonstruiert sind und ihre
praktische Einsatzfähigkeit erhöht wurde (18. Jh.).
Im 18. Jahrhundert vollzog sich ein Durchbruch im Bereich der Regelungstechnik.
Während bis zu diesem Zeitpunkt kaum neue Anwendungsgebiete der Regelungstechnik
erschlossen wurden - obwohl die technischen Möglichkeiten vorhanden und
das Wissen über die bereits existierenden Regelungen frei zugänglich
war - wurden im Zuge der Industriellen Revolution zahlreiche neue Regelungen
erfunden. Die beiden größten Gruppen neuer Regler sind die der Fliehkraftregler
und die der Dampfdruckregler.
Der Fliehkraftregler stammt ursprünglich aus dem Windmühlenbau.
James Watt übernahm ihn, um ihn in seinen Dampfmaschinen als Drehzahlregler
einzusetzen. Diese Regelung wird vom Volksmund oft auch fälschlicherweise
als erste Regelung vermutet.
Auch wurde der Schwimmregler im 18. Jahrhundert "wiederentdeckt"
und in Dampfmaschinen zur Niveauregelung des Wassers im Kessel benutzt.
Praktisch im gleichen Atemzug wurde der Dampfdruckregler erfunden
um ebenfalls in Dampfmaschinen eingesetzt zu werden. Er diente dazu, den Druck
im Kessel zu regeln, damit dieser nicht im Extremfall explodierte und um den
Druck in den Dampfleitungen konstant zu halten.
Bis ins 20. Jahrhundert blieb die Regelungstechnik ein Spezialgebiet
des Kraftmaschinenbaus, obwohl auch in den verschiedensten anderen Gebieten
neue Regelungen erfunden wurden.
Im 20. Jahrhundert kam es dann schließlich auch zu einer
Definition des abstrakten Begriffes des Regelkreises und des symbolischen Diagramms
des Blockschemas, durch das jeder Regelkreis dargestellt werden kann.
Teil dieser Definition sind drei Kriterien zur Bestimmung einer
Regelung nach einem Entwurf für die DIN 19226 von 1962 und der "Nomenklatur
der Regelungstechnik" des Schweizer elektrotechnischen Vereins von 1956:
- Die Aufgabe einer Regelung ist Befehlsausführung im allgemeinen; sie
soll eine Größe (die Regelgröße) einer vorgegebenen
Größe (die Führungsgröße) gleich machen.
- Eine Regelung wirkt in einem geschlossenen Kreis mit negativer Rückkopplung.
- Eine Regelung besitzt ein Element zum Erfassen der Regelgröße,
das von den Einrichtungen, die in die Regelstrecke eingreifen, physisch getrennt
ist.
Diese drei Kriterien sind in den folgenden Beispielen nicht unbedingt
vollständig gegeben.
Beispiele
Wasseruhr des Ktesibios
Wasserstandsregelung von Iwan Iwanowitsch Polsunow
Bonnemain's Temperaturregelung
Druckregler von R. Delap
Fliehkraftregler nach James Watt
|
|
|
|
|