Womit befasst sich die Steuer- und Regelungstechnik?

Die Steuer- und Regelungstechnik ist ein Fachgebiet aus dem Bereich der Elektrotechnik, das eine Automatisierung von in der Regel elektrisch betriebenen Prozessen zum Ziel hat. Grundlage hierfür sind Messwerte, die den Ist- und Soll-Zustand beschreiben. Aus diesem Grund gehört auch die Messtechnik zum Fachgebiet, weswegen häufig von MSR - Messen, Steuern, Regeln - gesprochen wird.

Was versteht man unter der Steuer- und Regelungstechnik?

Es handelt sich dabei um zwei Teilgebiete, die häufig vermischt werden und tatsächlich nicht immer ganz einfach voneinander abzugrenzen sind. Am deutlichsten wird dies anhand eines Beispiels.
 
Begonnen wird dabei mit der Regelung. Moderne Ampelanlagen sind mit Sensoren ausgestattet, mit denen der Verkehrsfluss gemessen werden kann. Dieser Sensor misst nun beständig das Verkehrsgeschehen. Sobald beispielsweise auf der Nebenstraße mehr als 10 Autos in der Grünphase die Kreuzung passieren, erfolgt automatisch eine Verlängerung des grünen Signals. Die Ist-Größe, also die Anzahl der passierenden Fahrzeuge, wird beständig weiter gemessen und mit der Soll-Größe - hier 10 - verglichen. Sobald die Anzahl der Autos auf der Nebenstraße wieder geringer wird, wird auch die Grünphase der Ampel verkürzt und die der Ampeln auf der Hauptstraße verlängert. Auf diese Weise soll der Verkehrsfluss insgesamt auf der Kreuzung optimiert werden.

Bei der Steuerung hingegen werden bestimmte Prozesse in Gang gesetzt, ohne auf die aktuelle individuelle Situation zu achten. So schaltet eine gesteuerte Ampel grundsätzlich nach beispielsweise 100 Sekunden Grünphase auf Rot um - unabhängig davon, wie viele Fahrzeuge die Kreuzung passieren und ob es sich auf den Nebenstraßen staut. Der Soll-Zustand - nach 100 Sekunden wird auf Rot umgeschaltet - wird mit dem Ist-Zustand - 60 Sekunden nach der letzten Grünphase - verglichen und veranlasst in diesem Fall 40 Sekunden später eine Ampelschaltung.
 
Während bei der Regelung also der Ist-Zustand permanent mit dem Soll-Zustand verglichen wird und gegebenenfalls in die eine oder andere Richtung korrigiert wird, erfolgt bei der Steuerung zwar ebenfalls eine Abfrage des Ist-Zustands, Störgrößen (der Verkehrsfluss beispielsweise) können jedoch nicht berücksichtigt werden.

In welchem Zusammenhang steht die Steuer- und Regelungstechnik mit der Automatisierungstechnik?

Durch Steuerung und Regelung werden Handlungsanweisungen definiert, die automatisch ablaufen sollen, wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind. Aus diesem Grund ist die Steuer- und Regelungstechnik ein Teilbereich der Automatisierungstechnik.
 
Damit ein Prozess automatisch ablaufen kann, müssen die konkreten Umstände klar definiert sein: Wie läuft der Prozess ab? Wie lange läuft er? Gibt es Störfaktoren? Wenn ja, wie soll mit ihnen umgegangen werden? All diese Komponenten werden durch Steuerungen und Regelungen definiert, sodass der zugrunde liegende Prozess letztlich selbstständig, also automatisch, ablaufen kann.

Welche Aufgaben werden in der Steuer- und Regelungstechnik übernommen und wo findet diese Anwendung?

Die Anwendungsgebiete der Steuer- und Regelungstechnik sind äußerst vielfältig. Eine Aufgabe, die durch automatisierte Prozesse häufig erfüllt werden soll, ist die Nutzeroptimierung. Aus diesem Grund finden Steuerungen und Regelungen zunehmend Anwendung im Haushalt, insbesondere in der Smart Home Steuerung. Die Regelungen, die dabei greifen, kann der Nutzer selbst festlegen, beispielsweise "Wenn draußen die Dämmerung einsetzt, soll sich der Rollladen automatisch schließen." Informationen wie der Zeitpunkt des Sonnenuntergangs in der jeweiligen Region versorgen die zuständigen Sensoren mit allem, was sie wissen müssen, um die Regelung umzusetzen.
 
Vor allem in Industrie und Fertigung dienen Steuer- und Regelungstechnik allerdings auch häufig der Gerätesicherheit. So kann ganz klar definiert werden, dass eine Anlage nicht über ein bestimmtes Leistungsspektrum hinaus belastet werden darf. Sollte dennoch eine höhere Belastung drohen, sorgen integrierte Schutzmechanismen für die Reduzierung der Leistung oder die Abschaltung der Anlage. Wäre ein Mensch für diese Aufgabe verantwortlich, müsste er die Anlage rund um die Uhr höchst konzentriert überwachen, um Gefährdungen auszuschließen. Die Steuer- und Regeltechnik sorgt in diesem Fall also für den Schutz von Mitarbeitern und Geräten und trägt damit zur Langlebigkeit der meist teuren Anlagen bei.

Fazit

Die Steuer- und Regelungstechnik begegnet uns heutzutage in beinahe jedem elektrischen Gerät, auch wenn dies auf den ersten Blick nicht offensichtlich ist. Integrierte Sensoren mit entsprechend programmierten Soll-Zuständen sorgen dafür, dass Gefahrensituationen gar nicht erst eintreten oder erhöhen den Komfort und die Möglichkeiten der Bedienung. Der Unterschied zwischen Steuerung und Regelung ist dabei meist erst erkennbar, wenn man einen genaueren Blick auf den Wirkmechanismus wirft. Letztlich sind beide Fachgebiete jedoch Teilbereiche der Automatisierungstechnik.