Verfahren zur registerhaltigen Regelung von Arbeitsmaschinen f r ablaufende Bahnen
An Arbeitsmaschinen f r ablaufende Bahnen, beispielsweise Papier-, Stoff-oder Bleebbahnen, ist es bekannt, Begelvorrichtungen vorzusehen, die den Vorschub der Bahn auf synchrone Geschwindigkeit mit der Ar beitsmasehine einregeln. Beispielsweise soll bei Querschneidern der Schnitt derart erfolgen, dass die gegebenenfalls auf der Bahn befindlichen Drucke, Muster usw. eine relativ zueinander gleiche Lage auf den einzelnen zerschnittenen Teilen bekommen, das heisst registerhaltig sind. Bei Mehrfarbendruckern sollen die einzelnen Farbbilder genau bereinander gedruckt werden.
Als Mittel zur Messwerterfassung dienen photoelektrisch abgetastete Registermarken, die entweder un tereinander oder mit einem meclianisch mit der Arbeitsmasehine umlaufenden Kontakt- oder-Impulsgeber verglichen werden. Durch die so gemessene Regelabweichung wird ein Stellvorgang. eingeleitet, der die Relativge- schwindigkeit von Bahn und Arbeitsmaschine verstellt. Da die Messung des Istwertes an cler Bahn und die Verstellung ebenfalls an der Bahn erfolgt, ist die ablaufende Bahn gleiehzeitig die Regelstrecke.
Es hat sich nun gezeigt, dass die Zeitkonsta. nte der Regelstrecke relativ gross ist, das heisst, dass die Übergangsfunktion nach erfolgter Verstellung die Bahn nach erst relativ langer Zeit wieder den Normalzustand zeigt. Beim Einschalten der Maschine tritt sehr oft ein relativ gro¯er Fehler auf, der daher erst nach be träehtlieher Zeit ausgeregelt wird. Um diesen Nachteil zu beheben, wird gemϯ vorliegender Erfindung vorgeschlagen, beim Auftre- ten einer Regelabweichung einen gr¯¯eren Stellvorgang als benötigt auszulösen und diesen erst eine Zeitspanne danach wenigstens teilweise wiederrückgängig zu machen. Auf diese Weise wird erreicht, dass der Regler die Bahn in kürzerer Zeit in den Normalzustand überführt, diesen Normalzustand allerdings überschreiten kann.
Zu diesem Zeitpvnkt der Rückgängigmachung des überh¯hten Stellvorganges wird die Bahn ihre Normallage aber höchstens unbedeutend über- schritten haben und kurz darauf in den Normalzustand endgültig einlaufen. Dadurch wird. eine lange Regelzeit verhindert. Im all- gemeinen wird in der Regeltechnik ja alles vermieden, was irgendwelche Pendelungen in den Regelvorgang hineinbringen könnte. Es ist eine wesentliche Voraussetzung der Erfin dlmg, dass die Trägheit der Regelstreeke so beschaffen ist, dass es ohne weiteres riskiert werden kann, durch diese verschiedenen Stellvorgänge eventuell eine Pendelung künstlich zu erzeugen.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs- gegenstandes sei an Hand der Zeichnung näher erlÏutert. Mit 1 sei eine ablaufende Bahn bezeichnet, auf die Registermarken 2 aufgedruckt sind. Diese werden dureh einen Messfühler 3 abgetastet. Als Istwertgeber dient etwa eine weitere Registermarke, wobei beide versehiedenen Arten von Marken von versehiedenen Drucken herrühren, oder es dient als Istwert ein magnetisch, photoelek- triseh oder elektromechanisch erzeugter Impuls eines umlaufenden Istwertgebers. Die Re gelabweichung wird etwa auf einen Vorverstärker 4 gegeben.
Der Vorverstärker kann beliebiger Natur sein und wird in geeigneter Weise so gewählt, dass er die als elektrisehe Grolle auftretende Regelabweichung in optimaler Weise verstärken kann. Vom Vorver- stärker 4 wird die Regelabweichung auf den Regler 5 gegeben, welcher in entspreehender Weise das Stellglied 6 beaufschlagt. Gemäss vorliegender Erfindung soll das Stellglied nun einen überhöhten Stellvorgang einleiten, das heisst, es wird ein solcher Stellvorgang eingeleitet, da. ohne weitere Massnahmen eine Regelabweichung von entgegengesetztem Vor- zeichen nach einer gewissen Zeit auftreten müsste.
Der Vorverstärker 4 soll aber ausserdem die Regelabweichung noch auf einen Speieher 7 geben, weleher den entsprechen- den Messwert hält. In Abhängigkeit vom Auftreten einer Regelabweichung iiberhaupt soll fernerhin ein Zeitstellglied 8 anlaufen, welches nach einer bestimmten Zeitspanne beispielsweise die in 7 gespeicherte Regelabweichung in verringertem Masse mit umgekehrten Vorzeichen ebenfalls auf den Regler 5 gibt, welcher das Stellglied 6 zu einem Eingriff entgegengesetzten Vorzeichens veranlasst, so dass der vorher überhöhte Stellvorgang wieder teilweise rüekgängig gemacht wird.
Durch entspreehende Bemessung soll die Differenz beider StellvorgÏnge gerade dem erforderlichen Stellvorgang entspreehen, um die ur sprünglich aufgetretene Regelabweichung vollstÏndig verschwinden zu lassen. Wird also beispielsweise ein überhöhter Stellvorgang ausgelöst, der einer dreifachen Regelabwei chung entspricht, so wird nach Ablauf des Zeitrelais ein Stellvorgang umgekehrten Vor- zeichens, der einer doppelten Regelabwei- chung entspricht, eingeleitet.
Es ist a. ber auch möglich, ebenfalls in Ab hängigkeit vom Zeitglied, den überhöhten Stellvorgang wieder vollständig zurückzunehmen und unmittelbar darauf einen Stellvorgang, der exakt der gemessenen Regelabweichung entspricht, mit gleiehem Vorzei- chen wie der vorherige, überhöhte Stellvorgang einzuleiten. GrundsÏtzlich ist es gleichgültig, wo sich Zeitglied 8 und Speicher 7 schaltungsmϯig befinden. Entscheidend ist, dass der eine Messwert einmal unverzögert ber den gesamten Regler als Stellvorgang auf. die Bahn einwirkt, und dass der gleiche Messwert verzögert in der oben angegebenen Weise nochmals auf die Bahn einwirkt.
In den beiden angegebenen Fällen kommt man mit einem Stellglied aus, weil der erste überh¯hte und der zweite korrigierende Stellvorgang nacheinander erfolgen.
Tritt nun beispielsweise die Regelabwei chung am Ausga. ng des Verstärkers 4 als Betrag oder Dauer einer Spannung auf, so kann beispielsweise diese Spannung einem Kondensator zugeführt werden. Tritt iiberhaupt eine Spannung am Ausgang des Vorverstärkers auf, so soll gleichzeitig unabhängig beispiels- weise ein Zeitrelais anlaufen, welches die Abgabe der Kondensatorspannung im Speicher- werk für eine gewisse Zeit sperrt. Während dieser Zeit erfolgte die direkte Beeinflussung des Reglers 5 durch die von 4 abgegebene Spannung.
Nach Beendigung der Eigenzeit des Zeitrelais wird die Kondensatorspannung beispielsweise einem derart gepolten Spannungsteiler zugef hrt, da¯ die Differenz zwi schen der erst 5 zugeführten Spannung und dem nun vom Spannungsteiler an 5 gegebe- nen Spannwngswert gerade einer solchen Spannung entspricht, daR sie im entsprechend eingestellten Regler bzw. Stellglied einen genau der Regelabweichung entspre chenden Stellvorgang werden würde. Diese Differenz tritt aber eben nicht auf einmal auf, sondern nacheinander, so dass der ur sprünglich überhöhte Stellvorgang während der angegebenen Zeitspanne voll wirksam ist und die Regelzeit verkürzt wird.
Tritt der Ausgangswert des VorverstÏrkers 4 als Strom auf, so kann man n ebenfalls im Speicher 7 einen Kondensator aufladen und die Entladung des Kondensators durch geeignete Vorwiderstände und entspreehende Polung durch das Zeitrelais so steuern, dass dieser Strom auf den Regler 5 so einwirkt, dass der überhöhte Stellvorgang, eingeleitet dureh den davor auf 5 einwirkenden Messstrom, teilweise rückgängig gemacht wird. Man kann als Ausgang des Vorverstärkers 4 auch den Aussehlag eines Drehspulsystems mit einer Tastfahne wählen, welche richtungsabhängig die B, eleuchtung für Photowiderstände steuert.
In einfacher Weise kann man beispielsweise als weiteren Ausgang des Vorverstärkers 4 noch ein zweites Drehspulsystem wählen, welches entweder dureh ein Zeitrelais f r eine bestimmte Zeitspanne in seiner Lage festgehalten wird oder einen von vornherein kleineren Aussehlag zeigt, und dessen abgegebene Photoströme durch entsprechend bemessene Vorwiderstände zur Einleitung des zweiten Stellvorganges in geeigneter Weise begrenzt werden.
Statt der Beeinflussung des Stellgliedes zur R ckgÏngigmachung des berh¯hten Stellvorganges können diese Stellvorgänge auch naeh einer vollständigen Wegnahme dieses überhöhten Stellvorganges zur Abgabe eines der Regelabweichung direkt entsprechenden Stellvorganges dienen. Im ersten Falle entspricht der verzögerteAusgangswertvom Vorverstärker der Differenz zwischen Uber- höhung und wahrer Regelabweichung, im zweiten Falle jedoch direkt der Regelabwei chung.
Als Stellglied können ein Stellmotor oder Magnetspulverkupplungen verwendet werden, die ber ein Differentia die Arbeitsmaschine verstellen, oder es können Elektromagnete, Tauchspulenregler, Eldrogeräte oder Hydromagnete verwendet werden. Schliesslich hat sich auch hierf r die Verwendung von Aus gleichswalzen bewÏhrt.
Um den Regler zu verfeinern, kann es zweckmässig sein, auch die Zeitverzögerung, das heisst die Eigenzeit des genalmten Sehalt- mittels, welches den Speicher 7 freigibt, in Abhängigkeit von der gemessenen und ver stärkten Regelabweichung für jeden Regelvorgang neu einzustellen.
Die Anwendung des genannten Regelverfahrens ist auch dann möglich, wenn ein Schrittregler verwendet wird, welcher erst nach einer gewissen Anzahl Messungen eingreift.