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unilogo Universität Stuttgart
Technische Kybernetik
 

Geschichte der Regelungstechnik

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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:


  1. Die Aufgabe einer Regelung ist Befehlsausführung im allgemeinen; sie soll eine Größe (die Regelgröße) einer vorgegebenen Größe (die Führungsgröße) gleich machen.
  2. Eine Regelung wirkt in einem geschlossenen Kreis mit negativer Rückkopplung.
  3. 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