DE1211312B

DE1211312B - Discontinuous electrical regulator

Info

Publication number: DE1211312B
Application number: DEW32161A
Authority: DE
Inventors: Georg Weisheit
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1962-04-28
Filing date: 1962-04-28
Publication date: 1966-02-24

Description

Unstetig arbeitender, elektrischer Regler Unstetig arbeitende, elektrische Regler zur Regelung physikalischer Größen sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt und arbeiten zumeist mit einem aus einem Magnetventil mit Dämpfungseinrichtung bestehenden Stellglied, dessen Dämpfungseinrichtung zur Einstellung der Stellgeschwindigkeit steuerbar ist. Zumeist ist die Dämpfungseinrichtung eine hydraulische Zylinderkolbenanordnung mit doppelt beaufschlagtem Kolben und die beiden Zylinderräume verbindender Ausgleichsleitung oder -bohrung, in der sich eine Drossel befindet. Die Steuerung geschieht im allgemeinen durch Verstellung der Drossel in der hydraulischen Bremse, und zwar manuell zur Anpassung an den jeweiligen Einsatz. Die bekannten Vorrichtungen sind offenbar Zweipunktregler und daher für Zwecke der kontinuierlichen Regelung nicht einsetzbar. Im übrigen ist es in der Regeltechnik grundsätzlich bekannt, einen Zweipunktregler mit einem Integralregler zu kombinieren, die getrennt ausgebildet sind und deren Stellglieder aufeinander einwirken. Durch eine solche Geschwindigkeitszuordnung zwischen Regel- und Stellgröße erhält der Zweipunktregler vorübergehend das Verhalten eines Integralreglers. Die Probleme um die Aufweitung der Einsatzmöglichkeiten der eingangs beschriebenen elektrischen Regler sind dadurch jedoch nicht beeinflußt worden. Vielmehr arbeitet man für kontinuierliche Regelungen im allgemeinen mit motorisch angetriebenen Stellgliedern, was jedoch sehraufwendig ist. So arbeitetmanmit pneumatischer oder hydraulischer Hilfskraft für die Betätigung von Ventilen. Das macht bei schwierigen Regelstrecken sehr kostspielige Regler erforderlich, und die Ventile müssen mitZusatzgeräten ausgerüstetwerden. Außerdem ist die maximale Stellgeschwindigkeit derartiger Stellglieder begrenzt. Bei plötzlich auftretenden Regelabweichungen kommen sie nur zögernd nach, so daß in diesem Augenblick der Istwert vom Sollwert zu stark abweicht und die Regelgenauigkeit außerordentlich ungünstig beeinflußt wird. Endlich stört, daß derartige Stellglieder in bezug auf Wartung und Pflege erhebliche Anforderungen stellen, insbesondere wenn sie als motorangetriebene Stellglieder ausgeführt sind.Discontinuous electrical regulator Discontinuous electrical regulator Controllers for regulating physical quantities are available in various embodiments known and mostly work with a solenoid valve with a damping device existing actuator, its damping device for setting the actuating speed is controllable. The damping device is usually a hydraulic cylinder-piston arrangement with double pressurized piston and compensating line connecting the two cylinder chambers or hole in which a throttle is located. The control happens in general by adjusting the throttle in the hydraulic brake, manually for Adaptation to the respective application. The known devices are apparently two-point controllers and therefore cannot be used for purposes of continuous control. Furthermore it is basically known in control technology to use a two-position controller with a Combine integral controllers that are designed separately and their actuators interact. Such a speed assignment between control and manipulated variable, the two-position controller temporarily receives the behavior of an integral controller. The problems surrounding the expansion of the possible uses of the initially described however, electrical regulators have not been affected. Rather, works one for continuous control in general with motor-driven actuators, but this is very expensive. So you work with pneumatic or hydraulic Assistant for the operation of valves. That makes for difficult control systems very expensive regulators are required and the valves must be fitted with ancillary equipment. In addition, the maximum actuating speed of such actuators is limited. If there are suddenly deviations from the rules, they are reluctant to comply, so that At this moment the actual value deviates too much from the setpoint and the control accuracy is affected extremely unfavorably. Finally bothers that such actuators make considerable demands on maintenance and care, especially if they are designed as motor-driven actuators.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen unstetig arbeitenden elektrischen Regler der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, der weitgehend für Zwecke der kontinuierlichen Regelung einsetzbar ist.The invention is based on the object of a discontinuous working To create electrical controller of the type described above, largely for Purposes of continuous regulation can be used.

Die Erfindung betrifft einen unstetig arbeitenden, elektrischen Regler zur Regelung von physikalischen Größen unter Verwendung eines aus einem Magnetventil mit Dämpfungseinrichtung bestehenden Stellgliedes, dessen Dämpfungseinrichtung zur Einstellung der Stellgeschwindigkeit steuerbar ist. Die Erfindung besteht darin, daß die Dämpfungseinrichtung einen Steuermagneten aufweist, der mittels eines zweiten Meßsystems in Abhängigkeit von der Regelabweichung stetig erregt ist. Der Aufbau des zweiten Meßsystems, welches den Steuermagneten in Abhängigkeit von der Regelabweichung stetig erregt, ist an sich bekannt. Offenbar ist so die Stellgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Regelabweichung gesteuert. Durch diese Geschwindigkeitszuordnung zwischen Regel- und Stellgröße erhält der erfindungsgemäße Regler vorübergehend das Verhalten eines Integralreglers. So gelingt die Regelung physikalischer Zustände ohne pneumatische oder hydraulische Stellglieder und unter Verzicht auf motorisch angetriebene Stellglieder mit für viele Fälle der Praxis ausreichender Regelgenauigkeit.The invention relates to a discontinuous electrical regulator for controlling physical quantities using a solenoid valve with damping device existing actuator, the damping device for Adjustment of the actuating speed is controllable. The invention consists in that the damping device has a control magnet, which by means of a second Measuring system is constantly excited as a function of the control deviation. The structure of the second measuring system, which controls the control magnet as a function of the control deviation constantly excited, is known per se. Apparently this is how the actuating speed is in Controlled as a function of the control deviation. Through this speed assignment The controller according to the invention temporarily receives between the controlled variable and the manipulated variable the behavior of an integral controller. This is how physical conditions can be regulated without pneumatic or hydraulic actuators and without motor Driven actuators with sufficient control accuracy for many practical applications.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert.In the following the invention is illustrated by means of only one exemplary embodiment Illustrative drawing explained in more detail.

Nach der Zeichnung besitzt das Meßwerk 1 zwei induktive Abtastungen des Istwertes 2 und 3, und zwar eine für die Betätigung des Hauptmagneten 4 und die zweite zur Betätigung des Steuermagneten 5 zwecks Einstellung der Stellgeschwindigkeit. Schon bei kleinsten Abweichungen vom Sollwert wird zunächst der Hauptmagnet 4 ein- oder ausgeschaltet, während bei größeren Regelabweichungen auf Grund der zweiten induktiven Abtastung 3 der Steuermagnet 5 die Drosselöffnung 6 in der Ölbremse 7 vergrößert und somit die Stellgeschwindigkeit erhöht. Das Ventil 8 wirkt sodann mit einer etwa der Regelabweichung proportionalen Stellgeschwindigkeit auf die Regelgröße ein. Dies wird erreicht, indem zunächst die erste induktive Abtastung 2 über eine Verstärkerstufe 9 und den Schalttransistor 10 den Hauptmagneten 4 betätigt, ihn also aus- oder einschaltet, wobei es gleichgültig ist, ob es sich um einen Zug-oder Stoßmagneten handelt.According to the drawing, the measuring mechanism 1 has two inductive scans of the actual value 2 and 3, namely one for the actuation of the main magnet 4 and the second for actuating the control magnet 5 for the purpose of setting the actuating speed. Even with the smallest deviations from the setpoint, the main magnet 4 is initially switched on. or switched off, while with larger control deviations due to the second inductive scanning 3 the control magnet 5 the throttle opening 6 in the oil brake 7 increased and thus the actuating speed increased. The valve 8 then acts with an actuating speed roughly proportional to the control deviation on the controlled variable a. This is achieved by first the first inductive scanning 2 via a Amplifier stage 9 and the switching transistor 10 the main magnet 4 is actuated, i.e. it switches it off or on, regardless of whether it is is a pull or push magnet.

Bei größeren Regelabweichungen wird durch die zweite induktive Abtastung 3 über die Verstärkerstufe 12 und den Leistungstransistor 1$ .der Steuermagnet 5 beeinflußt. Der Steuermagnet öffnet dann entsprechend die Drosselöffnung 6 in der Ölbremse 7, so daß die Stellgeschwindigkeit des Ventils 8 erhöht wird. Durch das Integralverhalten des Reglers bedingt, erfolgt ein sanftes Einlaufen der Regelgröße in die Sollwertstellung, so daß ein Überschwingen der Regelgröße vermieden werden kann. Zur Anpassung der Stehgeschwindigkeit des Ventils 8 an die jeweilige Regelstrecke dient ein Potentiometer 13, welches auf den Leistungstransistor 11 des Steuermagneten 5 wirkt, um von Hand die optimale Drosselöffnung 6 einstellen zu können. Bei großen Regelabweichungen wird durch die zweite induktive Abtastung 3 diese Grundeinstellung so lange aufgehoben, bis Ist- und Sollwert sich wieder decken und die Wirkung des zweiten Induktionskreises 3 aufhört. Der Steuermagnet 5 läuft in seine vorher von Hand eingestellte Grundstellung zurück.In the case of larger control deviations, the second inductive sampling 3 via the amplifier stage 12 and the power transistor 1 $ .the control magnet 5 influenced. The control magnet then opens the throttle opening 6 in the corresponding manner Oil brake 7, so that the actuating speed of the valve 8 is increased. By the Due to the integral behavior of the controller, the controlled variable runs in smoothly into the setpoint position so that overshooting of the controlled variable can be avoided can. To adapt the standing speed of the valve 8 to the respective controlled system serves a potentiometer 13, which on the power transistor 11 of the control magnet 5 acts to be able to set the optimal throttle opening 6 by hand. With big ones This basic setting is established by the second inductive scanning 3 repealed until the actual and setpoint values match again and the effect of the second induction circuit 3 stops. The control magnet 5 runs in its previously from Hand set basic position back.

Um in diesen Regelkreis von Hand eingreifen zu können, ist ein Umschalter »Automatik/Hand« 14 vorgesehen. Die Handsteuerung des Ventils erfolgt mittels eines Potentiometers 15. Um dabei die richtige Ventilstellung, neben dem Ist- und Sollwert-Vergleich, kontrollieren zu können, ist eine Ventilstellungs-Rückmeldung 16 vorgesehen.In order to be able to intervene in this control loop manually, there is a switch »Automatic / Manual« 14 provided. The valve is manually controlled by means of a Potentiometer 15. In order to determine the correct valve position, in addition to the actual and setpoint comparison, To be able to control, a valve position feedback 16 is provided.

Das Stell-Potentiometer 15 ist gleichzeitig als Druckschalter 17 ausgebildet, um damit die Stromversorgung des Steuermagneten 5 unterbrechen zu können, so daß die Drosselöffnung 6 in der Ölbremse 7 vollkommen geschlossen und das Ventil 8 in dieser Stellung blockiert wird. Eine Änderung dieser Stellung wird erreicht, indem zunächst das Potentiometer 15/17 durch Hineinschieben oder Herausziehen die Stromversorgung des Steuermagneten 5 wieder herstellt. Sodann kann durch Verdrehen des Potentiometers 15 die gewünschte Ventilverstellung vorgenommen werden.The adjusting potentiometer 15 is also designed as a pressure switch 17, in order to interrupt the power supply of the control magnet 5, so that the throttle opening 6 in the oil brake 7 is completely closed and the valve 8 in this position is blocked. A change in this position is achieved by first the potentiometer 15/17 by pushing in or pulling out the power supply of the control magnet 5 restores. Then you can turn the potentiometer 15 the desired valve adjustment can be made.

Claims

Claim: Discontinuously working electrical controller for regulation of physical quantities using a solenoid valve with a damping device existing actuator, its damping device for setting the actuating speed is controllable, d a d u r c h characterized that the damping device (6, 7) has a control magnet (5) which by means of a second measuring system (3) as a function is constantly excited by the control deviation. Considered publications: German Patent No. 571723; German explanatory documents No. 1003 834, 1078 216, 1058 609; U.S. Patent No.

2,907,931; O p p e 1 t, »Small manual technical control processes «,

3rd edition, published in 1960 by Verlag Chemie, Weinheim; P. 298; Magazine »Stahl und Eisen«, year 1958, p.1035; »VDI magazine«, born in 1960, P.344; H&B publication no. 738 from April 1952, "The Regulator Regelux", p. 2 and 12.