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Einrichtung zum Steuern von Anlagen nach einem Programm
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steuerung einer Anlage nach einem vorgegebenen Programm, mit einem mit kontinuierlichem Antrieb versehenen Steuerstreifen, auf dem das Programm in Form einer Sollwert-Grenzlinie aufgetragen ist und dem eine Abtasteinrichtung mit einer Verstelleinrichtung zugeordnet ist. wobei die Abtasteinrichtung zwei nebeneinander angeordnete, mechanisch fest miteinander verbundene Fühler aufweist, welche einen Steuerstromkreis beeinflussen, der über Relais den Antriebsstromkreis schaltet, wobei die Abtasteinrichtung eine längs der Grenzlinie verlaufende Sollstellung aufweist und die Verstelleinrichtung bei Überschreiten der Grenzlinie durch den einen Fühler die Abtasteinrichtung in Richtung zur Sollstellung bis zu deren Erreichung verstellt.
Eine solche Steueranlage ist in der deutschen Patentschrilt Nr. ü 47u4 beschrieben, jedoch hat diese bekannte Anordnung den Nachteil, dass die beiden Fühlorgane in einem gemeinsamen Steuerstromkreis liegen und daher zur Abtastung der Steuerkurve ein ununterbrochenes Umsteuern eines Triebwerkes notwendig ist.
Dieser Nachteil wird bei der Einrichtung nach der Erfindung dadurch vermieden, dass der Steuerstromkreis für jeden Fühler einen getrennten Strompfad aufweist, in welchem jeweils ein eigenes, den Antriebsstromkreis beeinflussendes Relais vorgesehen ist, wobei die beiden Fühler in der Sollstellung, die den Antriebsstromkreis unbeeinflusst lässt, zu beiden Seiten der Grenzlinie liegen,
der eine Fühler bei Überschreiten der Grenzlinie durch das zugeordnete Relais den Amriebsstromkreis im Sinne der Rückführung des Fühlers über die Grenzlinie in der einen Richtung und der andere Fühler bei Überschreiten der Grenzlinie durch das zugeordnete Relais den Antriebsstromkreis im Sinne der Rückführung über die Grenzlinie in der andern Richtung bis zur jeweiligen Erreichung der Sollstellung beeinflusst oder Steuersignale zu einer solchen Beeinflussung des Antriebes abgibt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist mindestens ein weiterer Fühler entlang der Sollwertgrenzlinie geführt, der bei einer Abweichung des Istwertes vom Sollwert um einen bestimmten, einstellbaren Betrag ein Signal auslöst, das eine automatische Nachregelung bewirkt oder einen Bedienungsmann zur Nachregelung anweist.
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inhabers, Fig. 3 ein Blockschema der gesteuerten Anlage nach der Erfindung und Fig. 4 das Steuerdiagramm einer Ausführungsform mit erweiterter Abtastung.
Bei der bekannten Anordnung gemäss Fig. 1 und 2 ist auf einem lichtdurchlässigen, flexiblen Strei-
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fen wird mit Hilfe des Transportzylinders 2 fortbewegt, der über eine flexible Welle 3 von einer Seilscheibe 4, die vom Zugseil ri mitgenommen wird, angetrieben ist. Im Diagramm lc kann z. B. für Seilbahnsteuerungen in der vertikalen Richtung der Weg (Bahnlänge) und in der horizontalen Richtung die Geschwindigkeit aufgetragen sein. Mit Hilfe des 11esswerkes 6 (Fig. 2) wird der Ausleger 7 mit der lichtempfindlichen Zelle 8 um die Achse 7a geschwenkt. Das Messwerk 6 wird mit der Spannung einer vom gesteuerten Vorgang gespeisten Quelle l/, z.
B. einem Tachogenerator, beaufschlagt und verschwenkt die Zelle 8 in Abhängigkeit der gesteuerten Grösse, z. B. der Fahrgeschwindigkeit v, im Sinne der Pfeile von Fig. 1.
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Der flexible, im Bereich Ib lichtundurchlässige Streifen la liegt zwischen einer Lichtquelle 10 und der lichtempfindlichen Zelle 8. Wenn der Lichtstrahl die Zelle 8 erreichen kann, fliesst im Stromkreis 11 ein Strom. Ist jedoch die umgesetzte Spannung der gesteuerten Grösse, z. B. der Fahrgeschwindigkeit, höher als durch das Sollwertdiagramm vorgegeben, so kommt die lichtempfindliche Zelle 8 hinter die licht- undurchlässigeFläche1b zu liegen und der Strom in den Zuleitungen 11 wird unterbrochen. Dadurch wird das Relais 12, das von der Batterie 13 gespeist wird, stromlos und der Kontakt 14 löst einen Steuerimpuls aus.
Nach der erfindungsgemässen Erweiterung werden an Stelle eines Fühlers mindestens zwei solche vorgesehen, z. B. Lichtstrahlen und Selenzellen, die miteinander mechanisch fest verbunden sind und jeder in einem eigenen Stromkreis liegt.
Gemäss dem Schema nach Fig. 3 treibt ein Motor 15 über ein hydraulisches Getriebe 16 eine Seilscheibe17 an. Am hydraulischen Getriebe ist ein Hebel 18 angebracht. In der Nullstellung des Hebels ist die Drehzahl der Seilscheibe 17 Null. Je weiter der Hebel aus der Nullage herausgeschwenkt wird, desto mehr steigt die Drehzahl der Seilscheibe 17 an, u. zw. dreht sich bei einer Schwenkung des Steuerhebels 18 nach der einen Richtung die Seilscheibe z. B. im Uhrzeigersinn und bei einer Schwenkung des Hebels nachder ändern Richtung entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn. Der Steuerhebel13 wird über ein Schneckengetriebe 19 vom Servomotor 20 angetrieben. Der Servomotor 20 liegt über eine bekannte Reversionsschaltung 21 am Netz 22.
In Fig. 4 ist ein Sollwertdiagramm y = f (x) gezeichnet, u. zw. der Verlauf der Abhängigkeit der GeschwindigkeitvvomWeg s. Es sind darin Photozellen 8 angedeutet, die auf dem Schwenkarm 7 der Fig. 1 und 2 befestigt sind und die, je nach der Grösse der Geschwindigkeit in der y-Richtung verstellt werden.
Die belichteten Zellen sind dabei als kleine Kreise, die unbelichteten als schwarze Scheiben dargestellt.
Wenn der Servomotor 20 (z. B. ein Asynchronmotor) mit Hilfe des Tasters 23 in Fig. 3 eingeschaltet wird, so läuft er mit konstanter Drehzahl und verstellt den Steuerhebel 18. Solange der Istwert der Geschwindigkeit kleiner ist als der Sollwert (Stelle 24 der Fig. 4), erhöht sich die Geschwindigkeit. Sobald die Stelle 25 in Fig. 4 erreicht ist, wird der Lichtstrahl zur Zelle 8a unterbrochen, wodurch ein Kontakt, ähnlich 14 in Fig. 2, in der Reversionsschaltung 21 den Servomotor abschaltet. Damit bleibt der erreichte y- Wert so lange konstant, bis an der Stelle 26 die Zelle 8a wieder belichtet wird und dadurch der Servomotor 20 wieder zu laufen beginnt, wodurch die Geschwindigkeit der Seilscheibe 17 ansteigt. Bei 27 wird der Servomotorwieder abgeschaltet.
An der Stelle 28 in Fig. 4 wird die Lichteinwirkung auf die Zelle 8b unterbrochen, wodurch der zugehörige Kontakt in der Reversionsschaltung 21 den Servomotor in umgekehrtem Drehsinn einschaltet. Die Geschwindigkeit nimmt somit bis zur Stelle 29 ab, wo die Zelle 8b wieder belichtet wird und der Servomotor zum Stehen kommt und somit die erreichte Fahrgeschwindigkeit eingehalten wird, bis eine neue Änderung des Diagramms oder der Belastung auftritt.
Es ist ersichtlich, dass auch komplizierte Programme damit auf einfache und sinnfällige Weise gesteuert bzw. geregelt werden können.
Erfindungsgemäss können noch weitere Fühler vorgesehen werden, die neben den beiden besprochenen liegen ; beispielsweise kann ein dritter Fühler (8c, Fig. 4) angeordnet werden, der bei einer Abweichung des Istwertes y vom Sollwert im Sinne eines zu hohen Wertes einen Befehl auslöst, der in bekannter Weise die Anlage stillsetzt oder ein Signal auslöst, das einen Bedienungsmann veranlassen soll, die Grösse y zu verkleinern oder die Anlage stillzusetzen. - Mit einem vierten Fühler könnten in ähnlicher Weise auch bei Abweichungen im Sinne eines zu kleinen Istwertes Kommandos ähnlicher Art ausgelöst werden ; man kann auch den lichtdurchlässigen Streifen auf beiden Seiten durch lichtundurchlässige Zonen begrenzen.
Der Wert y (Geschwindigkeit, Temperatur od. dgl.) wird somit sowohl hinsichtlich seiner oberen wie unteren Grösse in einem einstellbaren Bereich geregelt.
Bei einfachen Betriebsverhältnissen genügt es, dass vom ersten Fühler Kommandos ausgelöst werden, die die Erhöhung der Grösse y über einen eingestellten Betrag verhindern, während bei Unterschreitung ies Sollwertes ein Bedienungsmann die Nachstellung von Hand vornimmt. Lediglich bei Überschreitung ier Grösse y um einen einstellbaren Betrag setzt der zweite Fühler die Anlage still bzw. löst ein Signal aus, das einen Bedienungsmann veranlassen soll, den Wert y zu erniedrigen oder die Anlage stillzu-
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- Bei einfachenbestimmten Betrag ein Signal ausgelöst werden, das den Bedienungsmann veranlassen soll, den Wert y zu erhöhen.
Solche Einrichtungen eignen sich besonders gut für Programmsteuerungen verschiedenster Art, z. B. wieangefuhrt, für Seilbahnen oder Glühöfen u. dgl. Das gewünschte Diagramm lässt sich schnell auf Folien aufzeichnen oder ändern, die die Lichtstrahlen in der gewünschten Weise unterbrechen. Das Verfahren
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zeichnet sich durch grosse Sinnfälligkeit aus. Man kann sofort erkennen, inwieweit das Programm zu jedem Zeitpunkt oder an jeder Stelle eingehalten ist.
Zur erhöhten Sicherheit des gesteuerten Ablaufes kann die Anordnung so getroffen werden, dass bei Ausfall eines Elementes im Steuerkreis, z. B. Ausfall einer Glühlampe, das Kommando einer Änderung im Sinne der Erreichung eines gefahrlosen Wertes entspricht.
Falls eine Pendelbewegung des Fördergutes z. B. bei einer Pendelbahn notwendig ist, kann ein einziges Diagramm gemäss Fig. 4 Verwendung finden. Wird aber eine sehr genaue Regelung an den einzelnen Regelstellen gefordert, so ist es zweckmässig, zwei Einrichtungen anzuordnen, wobei eine für die eine Förderrichtung und die andere für die entgegengesetzte vorhanden ist. Man kann die jeweils nitht benötig- te Einrichtung dann als Überwachungseinrichtung, wie in Fig. 1 geschildert, verwenden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Steuerung einer Anlage nach einem vorgegebenen Programm, mit einem mit kontinuierlichem Antrieb versehenen Steuerstreifen, auf dem das Programm in Form einer Sollwert-Grenzlinie aufgetragen ist und dem eine Abtasteinrichtung mit einer Verstelleinrichtung zugeordnet ist, wobei die Abtasteinrichtung zwei nebeneinander angeordnete, mechanisch fest miteinander verbundene Fühler aufweist, welche einen Steuerstromkreis beeinflussen, der über Relais den Antriebsstromkreis schaltet, wobei
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tungbei Überschreiten der Grenzlinie durch den einen Fühler die Abtasteinrichtung in Richtung zur Ruhelage bis zu deren Erreichung verstellt, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerstromkreis für jeden Fühler (8a, 8b) einen getrennten Strompfad aufweist,
in welchem jeweils ein eigenes den Antriebsstromkreis beeinflussendes Relais (12) vorgesehen ist, wobei die beiden Fühler (8a, 8b) in der Ruhelage, die den An- triebsstromkreis unbeeinflusst lässt, zu beiden Seiten der Grenzlinie liegen, der eine Fühler (8a), bei Überschreiten der Grenzlinie, durch das zugeordnete Relais (12) den Antriebsstromkreis im Sinne der Rückführung des Fühlers über die Grenzlinie in der einen Richtung und der andere Fühler (8b), bei Überschreiten der Grenzlinie, durch das zugeordnete Relais den Antriebsstromkreis im Sinne der Rückführung über die Grenzlinie in der ändern Richtung bis zur jeweiligen Erreichung der Ruhelage beeinflusst oder Steuersignale zu einer solchen Beeinflussung des Antriebes abgibt.