DE1123740B

DE1123740B - Two-position controller

Info

Publication number: DE1123740B
Application number: DEH39747A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Heinlein
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1960-06-23
Filing date: 1960-06-23
Publication date: 1962-02-15

Description

Zweipunktregler Die Erfindung befaßt sich mit einem Zweipunktregler, bestehend aus einem Meßinstrument mit einem Ist- und Sollwertzeiger und einer Rückführung, bei dem durch Schließen des aus dem Kontakt der Rückführung und dem Kontakt des Ist- und Sollwertzeigers gebildeten Kontaktpaares durch Öffnen oder Schließen eines Stromkreises die die Regelgröße erzeugende Energie und gleichzeitig die Energiequelle für die Rückführung abgeschaltet werden.Two-point controller The invention is concerned with a two-point controller, consisting of a measuring instrument with an actual and target value pointer and a feedback, in which by closing the from the contact of the feedback and the contact of the Actual and setpoint pointer formed contact pair by opening or closing one Electric circuit generates the controlled variable energy and at the same time the energy source be switched off for the return.

Es sind Anordnungen bekannt, bei denen die Rückführung so auf den Istwertzeiger einwirkt, daß der vom Istwertzeiger angezeigte Wert gegenüber dem Wert der Regelgröße in voreilendem Sinne verschoben wird, so daß der Regelvorgang zeitiger als ohne Rückführung beendet wird. Der Nachteil dieser bekannten Anordnungen besteht darin, daß der Istwert um den Wert der bleibenden Proportionalabweichung verfälscht wird.Arrangements are known in which the return so on Actual value pointer has the effect that the value displayed by the actual value pointer is compared to the Value of the controlled variable is shifted in a leading sense, so that the control process is terminated earlier than without return. The disadvantage of these known arrangements consists in the fact that the actual value by the value of the remaining proportional deviation is adulterated.

Andere bekannte Anordnungen, bei denen die Rückführung auf den Sollwertzeiger einwirkt, haben den Nachteil, daß durch die Rückführung der Sollwert um den Wert der bleibenden Proportionalabweichung verfälscht wird.Other known arrangements in which the feedback to the setpoint pointer acts have the disadvantage that the setpoint is reduced by the value the remaining proportional deviation is falsified.

Weiterhin sind auch Anordnungen bekannt, bei welchen an einem zusätzlichen Meßinstrument die Größe der Proportionalabweichung abgelesen werden kann, so daß mit Hilfe des auf dem anderen Meßinstrument angezeigten Ist- bzw. Sollwertes auf die wahre Größe des Ist- oder Sollwertes geschlossen werden kann.Furthermore, arrangements are also known in which an additional Measuring instrument the size of the proportional deviation can be read off, so that with the help of the actual or target value displayed on the other measuring instrument the true size of the actual or setpoint can be inferred.

Es sind auch Anordnungen bekannt, bei denen der Energiekreis für die Rückführung kurz- oder abgeschaltet werden kann, so daß dann der Ist- oder Sollwertzeiger den wahren Ist- bzw. Sollwert anzeigt.Arrangements are also known in which the energy circuit for the Feedback can be briefly or switched off so that the actual or setpoint pointer shows the true actual or target value.

Um diese Nachteile zu vermeiden, stellt sich die Erfindung die Aufgabe, sowohl den Istwert als auch den Sollwert stets unverfälscht anzuzeigen.In order to avoid these disadvantages, the invention has the task of to always display both the actual value and the setpoint in an undistorted manner.

Erfindungsgemäß wird dies bei einem Zweipunktregler, bestehend aus einem Meßinstrument mit Ist-und Sollwertzeiger und einer Rückführung, bei dem durch Schließen des aus dem Kontakt der Rückführung und dem Kontakt des Ist- oder Sollwertzeigers gebildeten Kontaktpaares durch Öffnen oder Schließen eines Stromkreises die die Regelgröße erzeugende Energie und gleichzeitig die Energiequelle für die Rückführung abgeschaltet werden, dadurch erreicht, daß die Rückführung derart mit einem weiteren Zeiger versehen ist, daß auf der gleichen Skala des Meßinstrumentes, auf der durch den Ist- und Sollwertzeiger stets der wahre Ist- bzw. Sollwert angezeigt werden, vor Beginn der Zweipunktregelung der Proportionalbereich und nach Einsetzen der Zweipunktregelung die Proportionalabweichung angezeigt werden.According to the invention, this is done with a two-point controller consisting of a measuring instrument with actual and target value pointer and a feedback, in which by Closing of the contact of the feedback and the contact of the actual or setpoint pointer formed contact pair by opening or closing a circuit which the Energy generating the controlled variable and at the same time the energy source for the feedback be switched off, achieved in that the return in such a way with a further Pointer is provided that on the same scale of the measuring instrument on which by the actual and setpoint pointer always shows the true actual or setpoint, before the start of the two-point control the proportional band and after the start of the Two-point control, the proportional deviation can be displayed.

Die erfindungsgemäße Anordnung hat den Vorteil, daß auf der Skala des Meßinstrumentes der Ist- und der Sollwert stets unmittelbar unverfälscht abgelesen werden können. Weiterhin wird auf der gleichen Skala durch den weiteren Zeiger die Größe des Proportionalbereiches und die bleibende Proportionalabweichung angezeigt.The arrangement according to the invention has the advantage that on the scale of the measuring instrument, the actual value and the setpoint value are always read directly and without distortion can be. Furthermore, on the same scale, the additional pointer shows the The size of the proportional range and the remaining proportional deviation are displayed.

An Hand des Ausführungsbeispieles der Zeichnung sei die Erfindung nun im folgenden näher erläutert. Die Fig. 1 gibt in perspektivischer Ansicht die zum Verständnis der erfindungsgemäßen Anordnung erforderlichen Einzelheiten wieder; alle zum Verständnis der Erfindung nicht unbedingt erforderlichen Teile sind fortgelassen.The invention is based on the exemplary embodiment of the drawing now explained in more detail below. Fig. 1 is a perspective view of the details necessary to understand the arrangement according to the invention again; all parts that are not absolutely necessary for an understanding of the invention have been omitted.

Auf der Achse 1 des Meßinstrumentes ist der Istwertzeiger 2 starr befestigt. Eine Abfühlvorrichtung fühlt die Regelgröße der Regelstrecke ab und überträgt deren Wert auf das Meßwerk, so daß mit Hilfe des Istwertzeigers der jeweilige Wert der Regelgröße auf der Skala abgelesen werden kann. Die Abfühlvorrichtung, die Übertragung des Wertes der Regelgröße auf den Istwertzeiger des Meßwerkes sind nicht dargestellt. Auf der Achse 1 des Meßwerkes ist ein Kontakt 3 drehbar gelagert, der über die Flachspiralfeder 4 elektrisch mit der Zuleitung 5 des Regelstromkreises verbunden ist. Der Anschlag 6 ist mit dem Istwertzeiger 2 in Deckung. An ihm liegt auf Grund der Federkraft der Spiralfeder 4 der Kontakt 3 an. In der Verlängerung der Achse 1 ist die Achse 7 angeordnet, mit der der Sollwertzeiger 9 a und der Sollwertsteller 9 starr verbunden sind. Der Proportionalbereichszeiger 8 ist auf der Achse 7 drehbar gelagert. Beide Zeiger 8 und 9 a können mit Hilfe des Sollwertstellers 9 auf den gewünschten Skalenwert eingestellt werden. Der Zeiger 8 trägt einen Kontakt 10, der über die Flachspiralfeder 11 mit der Zuführung 12 elektrisch verbunden ist. Auf der Achse und an dem Zeiger 8 ist ein spiralförmig aufgewickelter Bimetallstreifen 13 befestigt, der die Heizwicklung 14 trägt, deren eines Ende über die Achse 7 und die Spiralfeder 17 mit der Zuleitung 18 und deren anderes Ende über die Spiralfeder 15 mit der Zuleitung 16 elektrisch leitend verbunden ist. Die Zuleitungen 16 und 18 führen zu einer Heizstromquelle, deren Spannung einstellbar veränderlich ist. Der Bimetallstreifen 13 ist derart am Zeiger 8 und an der Achse 7 befestigt, daß er sich durch die Wärmeentwicklung in der Heizwicklung entgegen seiner Federkraft gegen den Istwertzeiger 2 bewegt. Bewegt sich also der Istwertzeiger 2 infolge des ihm von der Abfühlvorrichtung zugeführten Wertes der Regelgröße im Uhrzeigersinne, so bewegt sich der Zeiger 8 mit dem Bimetallstreifen 13 und der Heizwicklung 14 um einen durch die Stromstärke oder Spannung des Heizstromkreises bestimmten Betrag in entgegengesetztem Sinne auf den Istwertzeiger 2 zu. Der Proportionalbereich wird zwischen dem starren Zeiger 9 a und dem beweglichen Zeiger 8 angezeigt.The actual value pointer 2 is rigid on axis 1 of the measuring instrument attached. A sensing device senses the controlled variable of the controlled system and transmits it their value on the measuring mechanism, so that with the help of the actual value pointer the respective value the controlled variable can be read on the scale. The sensing device, the transmission the value of the controlled variable on the actual value pointer of the measuring mechanism are not shown. On the axis 1 of the measuring mechanism, a contact 3 is rotatably mounted, which via the flat spiral spring 4 is electrically connected to the lead 5 of the control circuit. The attack 6 is congruent with actual value pointer 2. It is due to the spring force the spiral spring 4 of the contact 3 on. The axis is in the extension of axis 1 7 arranged, with which the setpoint pointer 9 a and the setpoint adjuster 9 are rigidly connected are. The proportional range pointer 8 is rotatably mounted on the axis 7. Both Pointers 8 and 9 a can be set to the desired scale value with the aid of the setpoint adjuster 9 can be set. The pointer 8 carries a contact 10, the about the flat spiral spring 11 is electrically connected to the feed 12. On the axis and to the pointer 8 a spirally wound bimetal strip 13 is attached, which carries the heating coil 14, one end of which via the axis 7 and the spiral spring 17 with the supply line 18 and its other end via the spiral spring 15 with the supply line 16 is electrically connected. The leads 16 and 18 lead to a heating current source, whose voltage is adjustable. The bimetal strip 13 is such attached to the pointer 8 and the axis 7 that it is due to the heat generation moves against the actual value pointer 2 against its spring force in the heating winding. So if the actual value pointer 2 moves as a result of what is supplied to it by the sensing device If the value of the controlled variable is clockwise, the pointer 8 moves with the bimetallic strip 13 and the heating coil 14 by one by the current strength or voltage of the heating circuit certain amount in the opposite sense to the actual value pointer 2. The proportional band is displayed between the rigid pointer 9 a and the movable pointer 8.

Der Regelvorgang läuft nun folgendermaßen ab: Mit Hilfe des Sollwertstellers 9 werden die beiden Zeiger 8 und 9 a auf den gewünschten Wert der Skala eingestellt. Nun wird der Energiekreis der Regelstrecke, z. B. ein Stromkreis, über ein Schaltorgan, z. B. ein Schütz oder ein Relais, geschlossen. Dieses Schaltorgan schließt ebenfalls direkt oder indirekt den Heizstromkreis des Bimetallstreifens. Das Schaltorgan bildet mit den Zuleitungen 5 und 12 und einer geeigneten Spannungsquelle den Regelstromkreis. Infolge der Energiezufuhr zur Regelstrecke und der Wärmeentwicklung in der Heizwicklung des Bimetallstreifens wandern die Zeiger 2 und 8 in der oben beschriebenen Weise aufeinander zu, bis sie zur Deckung gelangen (s. Figur). Dabei kommen die Kontakte 3 und 10 in Berührung und schließen den Regelstromkreis (Arbeitskontaktsystem), oder sie öffnen den Regelstromkreis (Ruhekontaktsystem). Dadurch werden der Energiekreis der Regelstrecke und der Heizkreis der Heizwicklung unterbrochen. Infolgedessen wandert der Zeiger 8 in Richtung des eingestellten Sollwertes. Der Regelstromkreis wird an den Kontakten 3 und 10 unterbrochen oder geschlossen und dadurch der Energiekreis der Regelstrecke und der Heizkreis des Bimetallstreifens wieder eingeschaltet: Das Ein- und Ausschalten dieser beiden Kreise wiederholt sich. Dabei nähern sich der Zeiger 2 und der Zeiger 8 stetig dem eingestellten Sollwert und führen schließlich kleine Schwingungsamplituden um einen Wert aus, der innerhalb des Proportionalbereiches liegt. Im eingeregelten Zustand der Regelstrecke zeigt jetzt der Zeiger 8 die Proportionalabweichung zwischen dem starren Zeiger 9 a und dem beweglichen Zeiger 8 auf der Skala des Meßinstrumentes an.The control process now runs as follows: With the help of the setpoint adjuster 9, the two pointers 8 and 9 a are set to the desired value on the scale. Now the energy circuit of the controlled system, z. B. a circuit, via a switching element, z. B. a contactor or a relay, closed. This switching element also closes directly or indirectly the heating circuit of the bimetallic strip. The switching element forms the control circuit with the supply lines 5 and 12 and a suitable voltage source. As a result of the energy supply to the controlled system and the heat development in the heating coil of the bimetal strip, the pointers 2 and 8 move in the manner described above towards each other until they come to cover (see figure). This is where the contacts come 3 and 10 in contact and close the control circuit (normally open contact system), or they open the control circuit (normally closed contact system). This will become the energy circle the controlled system and the heating circuit of the heating winding are interrupted. Consequently If the pointer 8 moves in the direction of the set value. The control circuit is interrupted or closed at contacts 3 and 10 and thereby the energy circuit the controlled system and the heating circuit of the bimetal strip switched on again: The Switching these two circles on and off is repeated. The approaching Pointer 2 and pointer 8 steadily follow the set target value and finally lead small oscillation amplitudes around a value that is within the proportional range lies. In the regulated state of the controlled system, the pointer 8 now shows the proportional deviation between the rigid pointer 9 a and the movable pointer 8 on the scale of the measuring instrument at.

Die Erfindung sieht auch vor, den Sollwertsteller 9, den Zeiger 9 n sowie den Zeiger 8 mit seinem Bimetallstreifen 13 und der Heizwicklung mittels einer Hohlwelle auf der Achse 1, die den Istwertzeiger trägt, drehbar zu lagern. Dabei ist der Sollwertsteller 9, der Zeiger 9 a mit der Hohlwelle starr verbunden, der Zeiger 8 mit Bimetallstreifen 13 und der Heizwicklung 14 jedoch drehbar auf der Hohlwelle gelagert.The invention also provides for the setpoint adjuster 9, the pointer 9 n as well as the pointer 8 with its bimetallic strip 13 and the heating coil means a hollow shaft on the axis 1, which carries the actual value pointer, to be rotatably mounted. The setpoint adjuster 9 and the pointer 9a are rigidly connected to the hollow shaft, however, the pointer 8 with bimetallic strip 13 and the heating coil 14 can be rotated stored on the hollow shaft.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen war die Anordnung so geschaffen, daß der Rückführungskontakt dem Istwertzeiger entgegenläuft; es wird jedoch auch vorgesehen, daß dieser Kontakt mit seinem Zeiger 8 dem Istwert voraus gegen den eingestellten Sollwert eilt und bei Erreichen des Kontaktes des Sollwertes die Abschaltung des Energiekreises der Regelstrecke und des Energiekreises der Rückführung erfolgt.In the above-described embodiments, the arrangement was created so that the feedback contact runs counter to the actual value pointer; it will however, it is also provided that this contact with its pointer 8 is ahead of the actual value rushes towards the setpoint and when the contact reaches the setpoint the shutdown of the energy circuit of the controlled system and the energy circuit of the feedback he follows.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Two-point controller, consisting of a measuring instrument with actual and setpoint pointer and a feedback, in which by closing the from the contact of the feedback and the contact of the actual and setpoint pointer Contact pair by opening or closing a circuit that controls the controlled variable generating energy and at the same time the energy source for the return is switched off are, characterized in that the return in such a way with a further pointer is provided that on the same scale of the measuring instrument as that used by the Actual and setpoint pointers always show the true actual or setpoint value before Beginning of the two-position control of the proportional range and after the onset of the two-position control the proportional deviation can be displayed.

2. Two-point controller according to claim 1, characterized in that the return is a bimetallic strip in a manner known per se represents, which is provided with a heating coil, whose heating circuit when (opening or closing the control circuit is switched off.

3. Two-point controller according to Claim 2, characterized in that the bimetal strip is at least partially is wound into a spiral spring.

4. Two-point controller according to claim 2 or 3, characterized in that the bimetal strip on the further pointer and its Axis is attached.

5. Two-point controller according to claim 4, characterized in that that the axis of this additional pointer is in the extension of the axis of the actual value pointer of the instrument.

6. two-point controller according to claim 5; characterized, that with this axis the setpoint adjuster and the setpoint pointer are rigid at the same time are connected.

7. Two-point controller according to claim 4, characterized in that the bimetallic strip is rotatable on the further pointer and the axis of the actual value pointer is attached. Considered publications: German utility model no. 1803 580; U.S. Patent Nos. 2,691,129, 2,564,120; Swiss patent specification No. 214 934.