Steuerungsinstrumente

Steuerungsinstrumente bezeichnen Instrumente, Systeme und Technologien, die zur Steuerung, Regelung und Überwachung technischer Prozesse eingesetzt werden. Sie finden Anwendung in Industrieprozessen, Gebäudetechnik, Maschinenbau und Fahrzeugtechnik. Ziel ist es, gemessene Größen zu erfassen, passende Stellbefehle zu berechnen und diese Befehle auf Aktoren umzusetzen, um Sollwerte konstant zu halten.

Zu den zentralen Bausteinen gehören Mess- und Sensoren, die Größen wie Temperatur, Druck, Durchfluss, Füllstand oder Position erfassen; Regler, die die Messsignale verarbeiten und Befehle erzeugen; sowie Stellglieder (Aktoren), die Befehle umsetzen, etwa Ventile, Pumpen, Motoren oder Servos. Anzeigen, Bediengeräte und Kommunikationsschnittstellen ermöglichen Überwachung und Bedienung. In Regelkreisen dient Rückführung als Feedback, wodurch der Prozess kontinuierlich optimiert wird.

Typische Regelungsarten unterscheiden zwischen offenen und geschlossenen Regelkreisen. In vielen Anwendungen kommen geschlossene Regelkreise mit Feedback zum Einsatz. Häufige Reglerarten sind P-, PI- und PID-Regler, ergänzt durch adaptive oder modellbasierte Regler. Technologien umfassen speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS/PLC), distributed control systems (DCS), Leittechnik sowie Sensor-Netzwerke und Feldbusse wie Profibus oder Profinet. Sicherheits- und Zuverlässigkeitsaspekte werden durch Normen adressiert, zum Beispiel IEC 61131-3 für Programmierbare Steuerungen und IEC 61508 bzw. ISO 13849 für funktionale Sicherheit.

Anwendungsfelder reichen von Prozesssteuerung in der Chemie und Petrochemie über Füllstands- und Durchflussregelung bis hin zu Positionsregelung in Automatisierungslinien und Regelungen in der Gebäudetechnik. Die Steuerungsinstrumente tragen maßgeblich zu Effizienz, Qualität und Sicherheit von Systemen bei.