Strukturierte Fertigungsdaten · 2026

PID-Reglereinheit

Auf Basis strukturierter CNFX-Herstellerprofile wird PID-Reglereinheit im Bereich Maschinen- und Anlagenbau anhand von Versorgungsspannung bis Leistungsaufnahme eingeordnet.

Technische Definition und Kernbaugruppe

Ein typisches PID-Reglereinheit wird durch die Baugruppe aus Mikrocontroller/Prozessor und Eingangsschaltung beschrieben. Für industrielle Anwendungen werden Materialauswahl, Fertigungsprozess und Prüfbarkeit gemeinsam bewertet.

Eine Steuereinheit, die den PID-Algorithmus (Proportional-Integral-Derivative) implementiert, um die Temperatur zu regeln, indem sie Ausgänge basierend auf der Abweichung zwischen Sollwert und Messwert anpasst.

Technische Definition

Innerhalb von Temperatursensor- und Reglersystemen ist die PID-Reglereinheit der Rechenkern, der kontinuierlich Korrekturmaßnahmen berechnet und anwendet, um eine präzise Temperaturregelung aufrechtzuerhalten. Sie empfängt Eingaben von Temperatursensoren, vergleicht sie mit dem gewünschten Sollwert und gibt Steuersignale an Heiz-/Kühlelemente aus, wobei proportionale, integrale und derivative Terme verwendet werden, um Fehler zu minimieren und Schwingungen zu verhindern. Die Einheit ist als Komponente für die Integration in größere Maschinen und Anlagen konzipiert, typischerweise montiert auf einer Frontplatte mit Schnittstelle. Sie arbeitet mit einer 24-V-Gleichstromversorgung (verpolungssicher) und verbraucht je nach Ausgangslast 5–10 W. Die Regelgenauigkeit beträgt ±0,5 % vom Messbereich, mit einer 16-Bit-Eingangsauflösung für analoge Signale. Der isolierte Ausgang liefert ein 4–20-mA-Signal mit einer maximalen Last von 500 Ω. Die Abtastzeit ist zwischen 100 und 500 ms einstellbar. Die Einheit arbeitet in nicht kondensierender Umgebung bei -20 bis 60 °C und kann bei -40 bis 85 °C gelagert werden. Die relative Luftfeuchtigkeit muss zwischen 10 % und 90 % nicht kondensierend bleiben. Das Gehäuse bietet Schutzart IP54 bis IP65 (Frontplatte IP65) gemäß IEC 60529 und besteht aus flammhemmendem PC/ABS (UL 94 V-0). Die Abmessungen betragen 96×96×100 mm (B×H×T) mit einem Schalttafelausschnitt von 92×92 mm gemäß DIN 43700, und das Gewicht liegt je nach Optionen zwischen 0,3 und 0,5 kg. Die Einheit besteht aus einer Leiterplatte, Mikrocontroller/Prozessor, elektronischen Bauteilen (Widerstände, Kondensatoren, ICs) und einem Kunststoff- oder Metallgehäuse. Alle aufgeführten Parameter sind Referenzbereiche; verifizieren Sie modellspezifische Werte und Normen mit dem Hersteller oder Lieferanten vor der Beschaffung.

Funktionsprinzip

Die Einheit berechnet den Fehler (Differenz zwischen Sollwert und tatsächlicher Temperatur) und berechnet dann drei Regelterme: Proportional (P) reagiert auf die aktuelle Fehlergröße, Integral (I) akkumuliert vergangene Fehler, um stationäre Abweichungen zu eliminieren, und Derivative (D) prognostiziert zukünftige Fehler basierend auf der Änderungsrate. Diese Terme werden summiert, um eine Regelgröße zu erzeugen, die das Heiz-/Kühlsystem anpasst. Der Ausgang ist ein 4–20-mA-Signal, das Aktuatoren wie Ventile oder Heizungen ansteuert. Die Abtastzeit bestimmt, wie oft der Algorithmus aktualisiert wird, und kann zwischen 100 und 500 ms eingestellt werden, um die Prozessdynamik anzupassen. Der Integralterm hilft, Offset zu eliminieren, während der Derivativterm Überschwingen dämpft. Eine korrekte Einstellung der P-, I- und D-Verstärkungen ist für eine stabile Regelung unerlässlich; falsche Einstellungen können zu Schwingungen oder trägem Verhalten führen. Die 16-Bit-Eingangsauflösung gewährleistet eine präzise Messung der Sensorsignale.

Technische Parameter

Technische Parameter
ParameterTypischer BereichHinweise & Auswahlkriterien
Versorgungsspannung24 ±10% V DCVerpolungsgeschützt
Leistungsaufnahme5–10 WDepends on output load
Regelgenauigkeit±0.5 % FSFull scale of input range
Eingangsauflösung16 bitFor analog inputs
Ausgangstyp4–20 mAIsolated, max load 500 Ω
Abtastzeit100–500 msAdjustable
Betriebstemperatur-20–60 °CNicht kondensierend
Lagertemperatur-40–85 °CNicht kondensierend
Relative Feuchte10–90 % RHNicht kondensierend
SchutzartIP54–IP65Front panel IP65IEC 60529
GehäusematerialPC/ABSFlame retardantUL 94 V-0
Gewicht0.3–0.5 kgDepending on options
Abmessungen (B×H×T)96×96×100 mmPanel cutout 92×92DIN 43700

Die Bereiche sind branchenübliche Richtwerte zur Angebotsvorbereitung und keine Zusage des Lieferanten. Bestätigen Sie jeden Wert und jede Norm vor der Bestellung beim rechtlichen Hersteller.

Hauptmaterialien

Leiterplatte (PCB) Mikrocontroller/Prozessor Elektronische Bauteile (Widerstände, Kondensatoren, ICs) Kunststoff-/Metallgehäuse

Komponenten / BOM

Components / BOM
  • Mikrocontroller/Prozessor
    Führt PID-Algorithmus-Berechnungen aus und verwaltet die Steuerlogik
    Material: Halbleiter (Silizium)
  • Eingangsschaltung
    Konditioniert und digitalisiert Temperatursensorsignale (Thermoelement, RTD usw.)
    Material: Elektronische Bauteile auf Leiterplatte
  • Ausgangstreiber
    Verstärkt das Steuersignal zum Ansteuern von Heiz-/Kühlstellgliedern (Relais, SSR, analoge Ausgänge)
    Material: Elektronische Bauteile auf Leiterplatte
  • Anzeige/Bedienoberfläche
    Zeigt Temperaturwerte und Sollwerte an und ermöglicht die Parametereinstellung
    Material: LCD/LED-Anzeige mit Kunststoffabdeckung
  • Netzteil
    Wandelt AC/DC-Eingang in geregelte Spannungen für interne Schaltungen um
    Material: Elektronische Bauteile auf Leiterplatte

FMEA · Fehleranalyse

Ursache → Fehlermodus → Engineering-Maßnahme

Netzteil-Überspannungstransient über 40 VDC für >100 μs Korruption der Referenzspannung des Analog-Digital-Wandlers, die einen Messfehler von ±5 °C verursacht TVS-Dioden-Begrenzung bei 24 VDC mit 1,5 kW Spitzenimpulsleistung
Integral-Windup aufgrund anhaltender Sollwertabweichung von 10 °C für >300 Sekunden Steuerausgangssättigung bei 100 % Tastverhältnis, die ein Überschwingen von 20 °C verursacht Anti-Windup-Schaltung mit 0,1 s⁻¹ Rückrechnungsverstärkung und 95 % Ausgangsbegrenzung

Technische Bewertung

Betriebsbereich
Betriebsbereich
0-150 °C mit ±0,1 °C Regelgenauigkeit, 4-20 mA Steuersignaleingang, 0-10 VDC Ausgang
Belastungs- und Ausfallgrenzen
Umgebungstemperaturen über 85 °C führen zu thermischer Abschaltung, Eingangsspannungen über 30 VDC beschädigen Analogschaltungen, Ausgangsströme über 25 mA zerstören Ausgangstransistoren
Thermisches Durchgehen der Halbleitersperrschicht bei >150 °C Siliziumtemperatur, dielektrischer Durchschlag bei >30 VDC über 5 μm Oxidschichten, Elektromigration in Aluminiumverbindungen bei >2×10⁶ A/cm² Stromdichte
Fertigungskontext
PID-Reglereinheit wird innerhalb von Maschinen- und Anlagenbau nach Material, Prozessfenster und Prüfanforderungen bewertet.

Taxonomie und Suchbegriffe

Suchbegriffe, Aliase und technische Bezeichnungen für diesen CNFX Datensatz.

Anwendungen / Eingebaute Systeme

Dieses Teil oder Produkt erscheint in den folgenden Systemen und Maschinen.

Industrielles Ökosystem und Lieferkette

Eignung und Auslegungsdaten

Betriebsgrenzen
Betriebsdruck:0 bis 10 bar (prozessanschlussabhängig)
Durchflussrate:
Weitere Spezifikationen:Regelgenauigkeit: ±0,1 % des Messbereichs, Ansprechzeit: <100 ms, Ausgangstypen: 4-20 mA, 0-10 V, Relais
Betriebstemperatur:-40 °C bis 85 °C (Betrieb), -55 °C bis 125 °C (Lagerung)
Montage- und Anwendungskompatibilität
Wasser/Glykol-GemischeIndustriegase (Luft, Stickstoff)Nicht korrosive Prozessmedien
Nicht geeignet: Leitfähige/abrasive Suspensionen mit >10 % Feststoffkonzentration
Auslegungsdaten
  • Prozesstemperaturbereich und Sollwert
  • Erforderliche Regelgenauigkeit (±°C)
  • Heiz-/Kühlleistung (kW) und Ansprechverhalten

Zuverlässigkeits- und Risikoanalyse

Ausfallmodus und Ursache
Integral-Windup
Ursache: Übermäßige Integralwirkung aufgrund anhaltender Regelabweichung, wenn der Reglerausgang sättigt, was zu Überschwingen und Instabilität führt, wenn die Regelgröße zum Sollwert zurückkehrt.
Sensor-Drift oder -Ausfall
Ursache: Verschlechterung des Rückführungssensors (z.B. Thermoelement, Druckaufnehmer) aufgrund von Umgebungsfaktoren (Temperatur, Vibration, Korrosion) oder elektrischen Problemen, was zu ungenauer Messung der Regelgröße und schlechter Regelgüte führt.
Wartungsindikatoren
  • Anhaltende Schwingung oder Pendeln der Regelgröße (z.B. Temperatur, Druck) um den Sollwert, was auf Einstellprobleme oder Komponentenausfall hinweist.
  • Unempfindlicher oder unregelmäßiger Reglerausgang trotz Änderungen des Sollwerts oder der Prozessbedingungen, was auf elektronischen Komponentenausfall (z.B. fehlerhafter Operationsverstärker, beschädigtes Ausgabemodul) oder Signalintegritätsprobleme hindeutet.
Technische Hinweise
  • Implementieren Sie Anti-Windup-Strategien (z.B. Rückrechnung, Begrenzung) im PID-Algorithmus, um Integral-Windup während Sättigungsereignissen zu verhindern, und kalibrieren Sie Rückführungssensoren regelmäßig, um die Messgenauigkeit aufrechtzuerhalten.
  • Verwenden Sie robuste Einstellmethoden (z.B. Ziegler-Nichols, modellbasierte Einstellung), die auf die Prozessdynamik abgestimmt sind, und sorgen Sie für eine ordnungsgemäße elektrische Erdung und Abschirmung, um Rauschen und Störungen in Steuersignalen zu minimieren.

Konformität und Fertigungsnormen

Referenznormen
DIN EN 61508 - Funktionale Sicherheit elektrischer/elektronischer/programmierbarer elektronischer sicherheitsbezogener SystemeCE-Kennzeichnung - Konformität mit EU-Richtlinien (z.B. EMV-Richtlinie 2014/30/EU)
Fertigungsgenauigkeit
  • Analogeingangsgenauigkeit: +/-0,1 % des Endwerts
  • Ausgangsansprechzeit: +/-5 % des spezifizierten Werts
Qualitätsprüfung
  • Funktionale Sicherheitsverifizierungsprüfung (gemäß DIN EN 61508 SIL-Einstufung)
  • Umweltbelastungstest (Temperatur, Feuchtigkeit, Vibration gemäß DIN EN 60068)

Hersteller von PID-Reglereinheit

Herstellerprofile mit passender Produktionsfähigkeit in China.

Die Herstellerliste dient der Vorrecherche und Einordnung von Fertigungskapazitäten. Sie ist keine Zertifizierung, kein Ranking und keine Transaktionsgarantie.

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Beispielhafte Bewertungskriterien aus Einkaufsprozessen

Keine Kundenbewertung und keine Echtzeitdaten. Die Werte zeigen typische Prüfkriterien in RFQ- und Lieferantenbewertungsprozessen.

Technische Dokumentation
4/5
Fertigungsfähigkeit
4/5
Prüfbarkeit
5/5
Lieferantentransparenz
3/5

Die Kriterien dienen als Orientierung für technische Einkaufsprüfungen. Konkrete Kunden, Länder, Bewertungsdaten oder Live-Nachfragen werden nur angezeigt, wenn entsprechende belastbare Daten vorliegen.

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Häufige Fragen

Was sind Versorgungsspannung und Leistungsaufnahme der PID-Reglereinheit?

Die Einheit benötigt eine 24-V-Gleichstromversorgung mit ±10 % Toleranz und ist verpolungssicher. Die Leistungsaufnahme beträgt 5–10 W, abhängig von der Ausgangslast. Verifizieren Sie diese Werte immer mit dem Hersteller für Ihr spezifisches Modell.

Was sind Regelgenauigkeit und Eingangsauflösung?

Die Regelgenauigkeit beträgt ±0,5 % vom Messbereich. Die Eingangsauflösung für analoge Signale beträgt 16 Bit. Diese Spezifikationen sind Referenzwerte; bestätigen Sie sie mit dem Hersteller für Ihre Anwendung.

Welches Ausgangssignal liefert die Einheit?

Die Einheit liefert ein isoliertes 4–20-mA-Ausgangssignal mit einer maximalen Last von 500 Ω. Dieses Signal wird zur Steuerung von Heiz- oder Kühlelementen verwendet. Verifizieren Sie Ausgangstyp und Lastgrenzen mit dem Hersteller.

Was sind die Umgebungs- und mechanischen Spezifikationen?

Die Betriebstemperatur beträgt -20 bis 60 °C, die Lagertemperatur -40 bis 85 °C und die relative Luftfeuchtigkeit 10–90 % nicht kondensierend. Die Schutzart ist IP54 bis IP65 (Frontplatte IP65) gemäß IEC 60529. Die Abmessungen betragen 96×96×100 mm mit einem Schalttafelausschnitt von 92×92 mm gemäß DIN 43700. Das Gewicht beträgt 0,3–0,5 kg. Überprüfen Sie immer die genauen Spezifikationen mit dem Hersteller.

Kann ich Hersteller direkt kontaktieren?

CNFX ist ein offenes Verzeichnis, keine Handelsplattform und kein Beschaffungsagent. Herstellerprofile und Formulare helfen bei der Vorbereitung des direkten Kontakts.

CNFX Industrial Index v2.6.09 · Maschinen- und Anlagenbau

Datenbasis

CNFX-Herstellerprofile, technische Klassifikation, öffentlich verfügbare Produktinformationen und fortlaufende Plausibilitätsprüfung.

Vorläufige technische Einordnung
Diese Seite dient der strukturierten Vorbereitung von Recherche, RFQ und Lieferantenbewertung. Sie ersetzt keine Lieferantenqualifizierung, keine Normenprüfung und keine technische Freigabe durch den Käufer.
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