Steuerungssystem

Ein Steuerungssystem ist ein System, das das Verhalten eines Prozesses oder einer Anlage regelt. Es nimmt Messgrößen als Eingangssignale, vergleicht sie mit einem Sollwert und beeinflusst das System, um Abweichungen zu minimieren. Grundsätzlich unterscheiden sich offene Regelkreise ohne Rückkopplung von geschlossenen Regelkreisen mit Feedback.

Die Grundkomponenten sind Sensoren zur Messung, Aktoren zur Beeinflussung des Prozesses, eine Reglereinheit (Controller) und der zu steuernde Prozess. Signale können analog oder digital übertragen werden; moderne Systeme arbeiten typischerweise mit digitalen Controllern und diskreten Abtastprozessen. Regelungen lassen sich durch Regelgesetze (z. B. PID) oder durch Zustandsschätzung und Zustandsregelung formulieren.

In der Praxis werden Steuerungssysteme als klassische Regelung (P, I, D, Kombinationen), Zustandsraummodelle, Optimierungs- oder robuste Regelung eingesetzt. Digitale Implementierung ermöglicht Simulation, Fernüberwachung und integrierte Sicherheitsmechanismen. Wichtige Konzepte sind Stabilität, Regelgeschwindigkeit, Genauigkeit und Störungsrobustheit.

Anwendungen finden sich in der Automatisierungstechnik, Prozesssteuerung, Robotik, Fahrzeugtechnik, Energieversorgung und Verkehrstechnik. Bei der Planung stehen Funktionsanforderungen, Zuverlässigkeit, Sicherheit und Wartungsfreundlichkeit im Vordergrund.

Beispiele: In einer Heizungsanlage regelt der Thermostat die Temperatur über Feedback; in einer CNC-Maschine steuern Servoantriebe die Positionen der Achsen. Steuerungssysteme bilden die Grundlage moderner automatisierter Systeme.