Steuertechnik

Steuertechnik, oft auch als Regelungstechnik bezeichnet, ist ein Teilgebiet des Ingenieurwesens, das sich mit der automatischen Lenkung von Prozessen und Maschinen befasst. Ziel ist es, das Verhalten eines Systems durch Messung des Istwerts und Anpassung des Stellwerts so zu beeinflussen, dass ein gewünschtes Sollverhalten erreicht wird. Dazu werden Regelkreise entworfen, in denen Sensoren den aktuellen Zustand erfassen, Regler den Unterschied zwischen Soll- und Istwert ermitteln und Stellglieder die Regelgröße beeinflussen.

Ein Regelkreis besteht aus einem Plant (zu regelnder Prozess), einem Regler, einem Messsystem und ggf. Störungen. Wichtige Begriffe sind Regelgröße, Stellgröße, Sollwert, Istwert, Abweichung, Rückführung. Beliebte Regelstrategien sind PID-Regler (Proportional-Integral-Deriv), On/Off- und adaptiv-robuste Verfahren. Je nach Anwendung gibt es diskrete (Boolesche oder diskrete Signale) und kontinuierliche Regelung.

Typische Komponenten: Sensoren zur Messung von Größen wie Temperatur, Druck, Durchfluss; Stellglieder wie Ventile, Motoren, hydraulische oder elektrische Aktoren; Regler; und Kommunikations- oder Automatisierungssysteme wie SPS (Speicherprogrammierbare Steuerung), DCS, Industrie-PCs. Die Vernetzung erfolgt über Feldbusse und industrielle Ethernet-Standards, die eine zentrale oder verteilte Regelung ermöglichen.

Anwendungsfelder umfassen die Prozessindustrie (Chemie, Öl und Gas, Nahrungsmittel), Fertigungstechnik, Robotik, Fahrzeugtechnik, Energieversorgung und Gebäudeautomation. Steuertechnik spielt eine zentrale Rolle bei der Gewährleistung von Sicherheit, Qualität, Effizienz und Energieoptimierung.

Aktuelle Entwicklungen betreffen die Digitale Transformation, Erweiterung um Internet of Things, Edge-Computing, Cybersecurity, Funktionssicherheit nach Normen wie IEC 61508 oder ISO 13849-1 sowie Standards für Industriekommunikation (Profinet, EtherCAT).