AT218632B - Dreipunktregler - Google Patents

Description

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  Dreipunktregler 
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   namik der Regelung schädliche Zeitkonstante des Integrierverstärkers prinzipiell durch eine verzögerte Gegenkopplung gleicher Zeitkonstante kompensiert werden. Unter Einsparung verzögernder Rückführglieder   

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 wird erfindungsgemäss der Integrator gleichzeitig   zur Verzögerung des Eingangs- wie   des Gegenkoppelstromes herangezogen. Die Gegenkopplung wird daher unverzögert auf   denEinng   des Integrators rückgeführt und bewirkt   dessen Rückintegration   in die Ausgangslage.

   Da die Dauer dieser   Rücldntegration   abhängig ist von der Differenz zwischen dem Eingangsstrom und dem konstanten Gegenkoppelstrom, erhält man als weiteren Vorteil, dass   die Kontaktschliessungszeit   des nachgeschalteten Relais mit dem Regelfehler wächst. 



   Für den Fall, dass man grosse Regelfehleroberwellen bzw. statistische Schwankungen sofort ausregeln will, kleinere dagegen unterdrücken bzw. erst ihren Einfluss auf den Mittelwert der Regelgrösse ausregeln will,   lä). sich   durch ein weiteres Merkmal der Erfindung die Anregelzeit des Reglers in der Weise beträchtlich herabsetzen, dass die Verwendung eines zusätzlichen Beschaltungswiderstandes das Fehlerzeitintegral, welches zum Ansprechen einer Kippstufe erforderlich ist, linear mit der Grösse der auftretenden Regelabweichung verkleinert. 



   Die Erfindung verbindet also unter Anwendung einer einfachen, billigen Schaltung durch eine kräftige Oberwellenunterdrückung eine geringe Schalthäufigkeit mit einer hohen Regelgenauigkeit. 



   Vorteilhafte Anwendungsgebiete für die Erfindung sind Elektrodenregelungen von Reduktions- und Niederschachtöfen, Kesselregelung, Regelung von chemischen Prozessen, Betätigung von Stelltransformatoren bei der Netzspannungsregelung sowie Betätigung von Lastschaltern für Zu- und Abschaltung von Kondensatorbatterien bei der Blindlastkompensation. 



   An Hand eines Ausführungsbeispiels sei die Erfindung näher erläutert. 



   Im Prinzipschaltbild nach Fig. l ist die grundsätzliche Schaltung dargestellt. Der   Messwertumformer   1 gibt eine dem Regelfehler proportionale Gleichspannung UE ab. die mit starken Oberwellen überlagert sein kann. Diese Spannung wird über den Widerstand 10 dem ein- oder mehrstufigen Verstärker 2 zugeführt, der im unbeschalteten Zustand eine grosse Verstärkung und eine kleine Zeitkonstante besitzt. Durch den einstellbaren Beschaltungskondensator 8 erhält er eine Integriercharakteristik, die in Fig. 2 dargestellt ist. 



  Bei konstanter Eingangsspannung UE steigt die Ausgangsspannung UA linear mit der Zeit an. Als soge-   nannten   Integrierzeit T, welche proportional der Grösse des Kondensators 8 ist, definiert man die Zeit, in der nach Anlegen einer konstanten Eingangsspannung die Ausgangsspannung den Wert der Eingangsspannung erreicht. 



   Der Gegenkoppelwiderstand 9 begrenzt die Verstärkung des Integrators und bestimmt die Ansprechgrenzen der Anordnung bezüglich statischer Regelfehler. Die Ausgangsspannung UA des Integrators wirkt auf die   beidenKippstufen 3   und 4, die bei unterschiedlichen Vorzeichen ansprechen. Deren   Ansprechwer-   
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 undAbfallwerte E. o sind durchFig.seits gegebenenfalls   über Unikehrschütze   den mit einer Bremsung versehenen Motor 7 steuern. Die näheren Einzelheiten dieser Motorschaltung sind nicht dargestellt. Hilfskontakt dieser Relais bewirken über den einstellbaren Widerstand 11 eine Gegenkopplung auf den   Verstärkereingang 2.   



   Die Ausgangsspannung UA des   Integrierverstärkers   2 entspricht dem Zeitintegral von UE. Solange UA kleiner als   E 1   ist, erfolgt kein Ansprechen und damit keine Befehlsgabe an den Motor. Jede Oberwelle von UE, deren Zeitintegral je Halbwelle kleiner als ein vorgegebener   Wert: .   T ist, wird daher unterdrückt. 



   Bei Überschreiten des vorgegebenen Zeitintegrals durch einen statischen Fehler spricht eine Kippstufe an und gibt dem Motor einenStellbefehl im Sinne einer Verkleinerung des Regelfehlers. Die Kompensation der für die Dynamik der Regelung schädlichen Zeitkonstanten des Integrators wird über die Hilfskontakte der Relais und über den Widerstand 11 erreicht. Diese Gegenkoppltmg führt unverzögert auf 
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 fallen der Kippstufen und Relais bewirkt wird. Wird durch Verkleinerung der   Kapazität   8 die Integrierzeit des Integrators verkleinert, so muss eine entsprechende Vergrösserung des. Widerstandes 11 erfolgen, damit die regeldynamischen Verhältnisse unverändert bleiben. 



   Durch den zusätzlichen Beschaltungswiderstand 12, der an die sonst   überbrückten Klemmen   13 und 14 anzuschliessen wäre, kann erreicht werden, dass die Ausgangsspannung des   Integrierverstärkers   2 schneller einen bestimmten Wert erreicht, wie dies die Kennlinie für UA' in Fig.2 veranschaulicht. Die Grösse UAS'ist dabei proportional der Eingangsspannung UE. Das zum Ansprechen der Kippstufen erforderliche Fehlerzeitintegral wird also bei einer gegebenen Abweichung eher erreicht, als bei kurzgeschlossenen Klemmen 13 und 14. 



   Besitzt   die Regelstrecke   noch zusätzlich eine im Vergleich zur Integrierzeit des Integrators nicht mehr vernachlässigbare Zeitkonstante, so kann an Stelle der starren Gegenkopplung 11 eine verzögerte Gegenkopplung. entsprechender Zeitkonstante verwendet werden. Die Gegenkopplung kann in jedem Falle auch unmittelbar an den Ausgängen der Kippstufen abgenommen werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE ; 1. Dreipunktregler zur Erfassung und Ausregelung des Regelfehlermittelwertes einer mit Oberwellen- bzw. statistischen Schwankungen behafteten Regelgrösse, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Kippstufen, welche über zwei Relais die Regelgrösse in entgegengesetzter Richtung beeinflussen, durch einen In- tegrierverstärker nach Erreichen eines vorgegebenen Zeitintegrals der Regelabweichung beaufschlagt werden und eine von den Ausgängen der Kippstufen abgeleitete Grösse zur dynamischen Stabilisierung der Regelung im Sinne einer Rückführung des Integrierverstärkers in seine Nullage auf den Eingang dieses Integrierverstärkers gegengekoppelt wird.

   2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis Ansprechwertzu Ab- fallwert der Kippstufen wesentlich grösser als 1 gewählt ist.

   3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein zusätzlicher Wider- stand 12 vorgesehen ist, im Sinne einer linear mit der Grösse der Regelabweichung erfolgenden Verklei- nerung des zum Ansprechen der Kippstufen erforderlichen Fehlerzeitintegrals.

   4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Änderung des vorgegebenen Zeitintegrals der Regelabweichung der Widerstand 11 entsprechend variiert wird.

   5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die im Sinne einer Rück- führung in die Nullage wirkende Gegenkopplung unmittelbar an den Ausgängen der Kippstufen abgenom- men ist.

   6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärker und die Kippstufen mit kontaktlosen Bauelementen ausgeführt sind.