DE1146681B

DE1146681B - Pressure fluid operated regulator

Info

Publication number: DE1146681B
Application number: DEE19728A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Gerd Eifert
Original assignee: JC Eckardt AG
Current assignee: JC Eckardt AG
Priority date: 1960-08-05
Filing date: 1960-08-05
Publication date: 1963-04-04

Description

Druckmittelbetriebener Regler Die Erfindung betrifft einen druckmittelbetriebenen Regler mit einem Sollwertgeber, der den Sollwert als pneumatischen oder hydraulischen Druck auf das Regelwerk gibt.Pressure-medium-operated regulator The invention relates to a pressure-medium-operated regulator Controller with a setpoint generator, which sets the setpoint as pneumatic or hydraulic Pressure on the rules.

Beim Anfahren von Regelkreisen wird bisher üblicherweise die Regelgröße, wie z. B. Druck, Temperatur, Durchfluß u. ä., zunächst von Hand ungefähr auf den vorgeschriebenen Sollwert gebracht. Bei einer Druckregelung soll dadurch verhindert werden, daß ein hoher Druck plötzlich in die Apparaturen der Anlage einströmt und dadurch Behälter oder Rohrleitungen gefährdet werden könnten. In anderen Regelkreisen soll dadurch verhindert werden, daß Energiequellen, wie Pumpen, Dampferzeuger u. ä., überlastet werden. Außerdem soll durch das Anfahren von Hand ein unzulässig großes Überschwingen des Istwertes über den Sollwert hinaus dadurch verhindert werden, daß der wirksame Sollwert nur langsam erhöht wird. Ein derartiges Anfahren eines Regelkreises verlangt jedoch geschultes Bedienungspersonal und bei größeren Regelanlagen einen erheblichen Arbeitsaufwand. Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das oft schwierige Anfahren eines Regelkreises zu erleichtern.When starting control loops, the controlled variable such as B. pressure, temperature, flow rate and the like, initially by hand approximately on the prescribed target value brought. This is intended to prevent pressure regulation that a high pressure suddenly flows into the equipment of the system and this could endanger containers or pipelines. In other control loops is to be prevented that energy sources such as pumps, steam generators and. Ä., are overloaded. In addition, the manual approach should make an impermissible large overshoots of the actual value beyond the setpoint can be prevented, that the effective setpoint is only increased slowly. Such a start-up of a However, the control loop requires trained operating personnel and for larger control systems a considerable amount of work. The invention is now based on the object to facilitate the often difficult approach to a control loop.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen den Sollwertgeber und das Regelwerk ein Relais geschaltet ist, das in Abhängigkeit von dem Istwert der Regelgröße den am Regler wirksamen Sollwert auf den eingestellten Sollwert ansteigen läßt.According to the invention this object is achieved in that between the Setpoint generator and the set of rules a relay is switched, which is dependent on the actual value of the controlled variable the setpoint effective on the controller to the set Can increase the setpoint.

An Hand der schematischen Darstellung eines Ausführungsbeispieles in den Abb. 1 und 2 wird die Erfindung, wie sie für pneumatisch oder hydraulisch arbeitende Regelkreise Anwendung finden soll, im folgenden näher erläutert.Using the schematic representation of an exemplary embodiment in Figs. 1 and 2 the invention as it is for pneumatic or hydraulic working control loops should be used, explained in more detail below.

Ein Relais 1 ist zwischen dem Sollwertgeber 2 und dem Regelwerk 3 eingebaut und weist einen dritten Anschluß als Eingang des Istwertes x der Regelgröße auf; x1 bedeutet den eingestellten, konstanten Sollwert, x. den wirksamen Sollwert. Am Sollwertgeber 2 wird der verfahrenstechnisch erforderliche Sollwert x1 eingestellt, der von dort als Druck in das Relais 1 eingegeben wird. Der Ausgangsdruck des Relais wird als wirksamer Sollwert x2 dem Regelwerk 3 aufgeschaltet und wird in dem Relais 1 von dem zusätzlich eingegebenen Istwert x der Regelgröße gesteuert.A relay 1 is installed between the setpoint generator 2 and the set of rules 3 and has a third connection as an input for the actual value x of the controlled variable; x1 means the set, constant setpoint, x. the effective setpoint. The setpoint x1 required by the process is set at the setpoint generator 2, which is entered from there as a pressure into the relay 1. The output pressure of the relay is connected to the set of rules 3 as an effective setpoint x2 and is controlled in relay 1 by the additionally entered actual value x of the controlled variable.

Im Relais 1 werden nach der Methode des Weg-oder Kraftvergleichs der Istwert x und der wirksame Sollwert x., der Regelgröße miteinander verglichen. Dabei ist das Relais derart ausgelegt, daß die Verbindung zwischen den Druckräumen für den eingestellten und den wirksamen Sollwert in dem Maße freigegeben wird, wie zur Aufrechterhaltung einer bestimmten, geringen Differenz, die mittels der angedeuteten Verstellvorrichtung 4 beliebig gewählt werden kann, zwischen dem wirksamen Sollwert und dem Istwert der Regelgröße erforderlich ist. Damit ist der wirksame Sollwert am Regler nun stets etwas größer als der Istwert, was wiederum eine langsame Verstellung des Stellgliedes und eine entsprechende Änderung des Istwertes bewirkt. Wenn der wirksame Sollwert x._, den eingestellten Sollwert x1 erreicht, bleibt das Relais geöffnet, und der eingestellte Sollwert steuert direkt den Regler. In der Abbildung ist weiterhin noch ein Schreiber 5 zur Aufzeichnung der Regelgröße dargestellt.In relay 1, the method of distance or force comparison is used Actual value x and the effective setpoint x., The controlled variable are compared with one another. Included the relay is designed so that the connection between the pressure chambers for the set and the effective setpoint is released to the extent that Maintaining a certain, small difference, by means of the indicated Adjusting device 4 can be chosen arbitrarily between the effective setpoint and the actual value of the controlled variable is required. This is the effective setpoint on the controller now always slightly larger than the actual value, which in turn is a slow adjustment of the actuator and a corresponding change in the actual value. If the effective setpoint x._, the set setpoint x1 is reached, the relay remains opened, and the set setpoint controls the controller directly. In the picture a recorder 5 for recording the controlled variable is also shown.

Die Anordnung, bei der der wirksame Sollwert dem Istwert stets um einen gewissen Betrag vorauseilt, ist vorzugsweise für Regler mit P- oder PD-Wirkung geeignet. Es können jedoch auch hier PID-Regler verwendet werden, wenn durch eine zusätzliche Umschalteinrichtung die Nachstellzeit für die Dauer des Anfahrvorganges genügend groß gemacht wird.The arrangement in which the effective setpoint always changes to the actual value A certain amount ahead is preferred for controllers with P or PD action suitable. However, PID controllers can also be used here if a additional switching device, the reset time for the duration of the start-up process is made big enough.

Abb. 2 zeigt den Aufbau des Relais 1 für den Fall eines pneumatisch arbeitenden Reglers.Fig. 2 shows the structure of the relay 1 for the case of a pneumatic working regulator.

Der Innenraum 6 und der Außenraum 7 eines Federbalges 8 werden in Differenzdruckschaltung vom wirksamen Sollwertdruck x., und dem Istwertdruck x beaufschlagt. Durch die mittels der Schraube 9 verstellbare Druckfeder 10 kann der Federbalg 8 eine bestimmte, einstellbare Vorspannung erfahren. Eine mit der Stirnfläche des Federbalges festverbundene Stange 11 überträgt die Auslenkung des Federbalges auf einen an einem Ende drehbar gelagerten Hebel 12, der an seinem freien Ende einen Schließkegel 13 eines Einlaßventils trägt, durch das der Zutritt des eingestellten Sollwertdruckes in den Druckraum 6 mehr oder weniger abgesperrt werden kann. Die Wirkungsweise des Relais ist wie folgt. Beim Anfahren eines Regelkreises wird der Sollwert x, am Sollwertgeber 2 eingestellt, dessen Verbindung zum Regelwerk 3 jedoch durch das Relais 1 abgesperrt ist, da in den Druckräumen 6 und 7 zunächst gleicher Druck, meist Atmosphärendruck, herrscht. Nun wird mittels der Verstellschraube 9 die Druckfeder 10 leicht gespannt. - In der Praxis hat man die Druckfeder 10 zweckmäßigerweise schon vorher leicht gespant, damit man beim eigentlichen Anfahren eines Regelkreises mit möglichst wenigen Handgriffen auskommt. - Es strömt nun so lange Luft in den Druckraum 6 ein, bis der wirksame Sollwertdruck x., die Kraftwirkung des lstwertdruckes x und der Feder 10 kompensiert. Erst bei einem weiteren Anstieg des Istwertes steigt wieder der wirksame Sollwert x., und bei einem sorgfältig gearbeiteten Relais wird durch das Ventil 13 gerade immer so viel Luft einströmen, wie zur Aufrechterhaltung einer der Kraftwirkung der Druckfeder 9 entsprechenden, geringen Druckdifferenz zwischen wirksamem Sollwert x. und Istwert x erforderlich ist. Der wirksame Sollwertdruck x" steigt hierbei langsam bis auf den Wert des eingestellten Sollwertdruckes x1 an, der dann unmittelbar durch das nun offene Ventil 13 zum Regelwerk 3 gelangt.The inner space 6 and the outer space 7 of a spring bellows 8 are acted upon by the effective setpoint pressure x and the actual value pressure x in a differential pressure circuit. By means of the pressure spring 10 adjustable by means of the screw 9, the bellows 8 can experience a specific, adjustable preload. A rod 11 firmly connected to the end face of the bellows transfers the deflection of the bellows to a lever 12 which is rotatably mounted at one end and which carries a closing cone 13 of an inlet valve at its free end, through which the entry of the setpoint pressure into the pressure chamber 6 more or less can be locked. The operation of the relay is as follows. When starting a control circuit, the setpoint x is set at the setpoint generator 2, but its connection to the control system 3 is blocked by the relay 1 because the pressure in the pressure chambers 6 and 7 is initially the same, usually atmospheric pressure. The compression spring 10 is now slightly tensioned by means of the adjusting screw 9. - In practice, the compression spring 10 has expediently been slightly spun beforehand so that the actual approach to a control loop can be done with as few movements as possible. - Air now flows into the pressure chamber 6 until the effective setpoint pressure x., The force effect of the actual value pressure x and the spring 10 compensates. Only with a further increase in the actual value does the effective setpoint x rise again, and with a carefully worked relay, just as much air will flow in through the valve 13 as is required to maintain a low pressure difference between the effective setpoint x corresponding to the force of the compression spring 9 . and actual value x is required. The effective setpoint pressure x ″ increases slowly to the value of the set setpoint pressure x1, which then reaches the control system 3 directly through the now open valve 13.

Für die Fälle, daß man eine Anlage abstellen oder den Sollwert während des Betriebes erniedrigen will oder daß die Zuluft zum Sollwertgeber ausfällt, ist ein Überdruckventil 14 zum Druckausgleich vorgesehen, damit auch der wirksame Sollwert abfallen kann.In the event that you turn off a system or the setpoint during of the operation or that the supply air to the setpoint device fails an overpressure valve 14 is provided for pressure compensation, so that the effective setpoint is also achieved can fall off.

Falls bei einem Anfahrvorgang der wirksame Sollwert verkleinert werden muß, um den eingestellten Sollwert zu erreichen, werden die Anschlüsse für x, und x2 vertauscht. Die Feder 10 ist nun als Zugfeder zu spannen oder man verwendet eine zusätzliche Feder 15, deren Kraft auf den Hebel größer ist als die der Feder 10.If the effective setpoint is reduced during a start-up process must, in order to reach the adjusted setpoint, the connections for x, and x2 swapped. The spring 10 is now to be tensioned as a tension spring or one is used additional spring 15, the force of which on the lever is greater than that of spring 10.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Pressure fluid operated controller with a setpoint generator, which gives the setpoint as pneumatic or hydraulic pressure to the set of rules, characterized in that between the setpoint generator (2) and the set of rules (3) a relay (1) is switched, which depends on the actual value (x) of the controlled variable the setpoint (xz) effective on the controller increases to the setpoint (x) set leaves.

2. Pressure medium operated regulator according to claim 1, characterized in that that the relay (1) one of the effective setpoint (x2) and the actual value (x) of the Controlled variable in the differential pressure circuit acted upon by the diaphragm or bellows area (8) and one controlled by it, between the pressure chambers of the set and contains the pneumatic valve (13) located at the effective setpoint.

3. Pressure medium operated Regulator according to Claims 1 and 2, characterized in that the membrane or the bellows (8) by the force of an adjustable spring (! 0) to a small extent is biased.

4. Druckmrttelbetrieber controller according to claims 1 to 3, characterized characterized in that between the pressure chambers of the effective and adjusted setpoint a pressure relief valve (14) is provided.