DE1297923B

DE1297923B - Arrangement for bumpless switching between manual control and automatic control for a pneumatic controller

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Publication number: DE1297923B
Application number: DE1959B0053468
Authority: DE
Original assignee: BESTER KARL
Current assignee: BESTER KARL
Priority date: 1959-06-04
Filing date: 1959-06-04
Publication date: 1969-06-19

Description

Die Erfindung geht aus von einer Anordnung zum stoßfreien Umschalten zwischen Handsteuerung und selbsttätiger Regelung für einen pneumatischen Regler, der Einstellmittel zum Angleich von Soll-und Istwert vor dem Umschalten und zwei Differenzdrucksysteme aufweist, von denen während der selbsttätigen Regelung das eine als Ist-Sollwert-System mit dem Ist- und Sollwert und das andere als Rückführsystem mit unterschiedlichem Zeitverhalten auf beiden Seiten mit dem Reglerausgangsdruck beaufschlagt ist und bei dem während der Handsteuerung das Rückführsystem auf beiden Seiten auf den von Hand eingestellten Stelldruck gebracht ist.The invention is based on an arrangement for bumpless switching between manual control and automatic control for a pneumatic controller, the setting means for aligning the setpoint and actual value before switching and two Has differential pressure systems, of which during the automatic control the one as an actual target value system with the actual and target value and the other as a feedback system with different time behavior on both sides with the regulator outlet pressure is applied and during the manual control the feedback system on both Sides is brought to the manually set pressure.

Mit automatischen Regeleinrichtungen versehene Regelstrecken müssen zuweilen von Hand gesteuert werden. Zu diesem Zweck wird der Ausgang des Reglers vom Stellglied abgetrennt und dem Stellglied ein von Hand eingestelltes Stellsignal zugeleitet. Eine Anzahl von automatischen Regeleinrichtungen ist deshalb mit einer Umschalteinrichtung bzw. einem Leitgerät ausgerüstet, welches eine wahlweise Rufschaltung des vom automatischen Regler herrührenden Stellsignals oder eines Handsteuersignals auf das Stellglied gestattet. Es erhebt sich dabei die Forderung, daß die Umschaltung von dem automatisch geregelten Betrieb auf Handsteuerbetrieb und umgekehrt keine stoßweise Verstellung des Stellgliedes verursacht, da eine solche sich auf die Regelstrecke ungünstig auswirkt.Control systems provided with automatic control devices must sometimes be controlled by hand. For this purpose, the output of the controller separated from the actuator and the actuator a manually set control signal forwarded. A number of automatic regulators are therefore with one Switching device or a master device equipped with an optional ring switch the control signal from the automatic controller or a manual control signal allowed on the actuator. The requirement arises that the switchover from automatically controlled operation to manual operation and vice versa none intermittent adjustment of the actuator caused, as such is on the controlled system has an unfavorable effect.

Daher sind Regeleinrichtungen häufig mit Meßinstrumenten zum Vergleich des Reglerausgangsdruckes und des Steildruckes ausgerüstet, mit deren Hilfe während des Umschaltvorganges der Reglerausgangswert und das Stellsignal aneinander angeglichen werden können.Therefore control devices are often with measuring instruments for comparison of the regulator outlet pressure and the pitch pressure, with the help of which during during the switching process, the controller output value and the control signal are aligned with one another can be.

Selbst bei genauem Angleichen des Reglerausgangsdruckes und des Stelldruckes vor der Rufschaltung des Reglerausgangsdruckes auf das Stellglied wird ein stoßfreier Übergang vom handgesteuerten Betrieb auf den automatisch geregelten Betrieb bei Reglern mit pneumatischer Hilfskraft häufig dadurch verhindert, daß die Toträume im Differenzdrucksystem für die zeitabhängige Rückführung erst aufgefüllt werden müssen und dadurch der Regler eine stoßweise, zeitlich abklingende Veränderung des Stehsignals bewirkt. Um dies zu vermeiden, ist es bekannt, den der proportionalen Rückführung dienenden Teil des Rückführ-Differenzdrucksystems, welcher im Normalfall mit dem Ausgangsdruck des Reglers beaufschlagt wird, vom Regler abzutrennen und mit dem von Hand eingestellten Stehdruck zu beaufschlagen. Über die Einstelldrossel für die Nachstellzeit teilt sich dieser Steuerdruck auch dem für die nachgiebige Rückführung vorgesehenen Teil des Rückführ-Differenzdruckmessers mit, so daß beide Teile dieses Differenzdruckmessers mit dem gleichen Druck beaufschIagt sind. Um die Auffüllzeit zu verkürzen und einen Druckausgleich zwischen den beiden Teilen des Rückführ-Differenzdrucksystems zu beschleunigen, wird bei einer bekannten Regeleinrichtung während des von Hand gesteuerten Betriebes der Regelstrecke nach Lösung der Verbindung des Reglerausgangsdruckes von dem Proportionalteil des Rückführ-Differenzdrucksystems beiden Teilen dieses Systems der Stelldruck zugeführt und so die Einstelldrossel für die Nachstellzeit umgangen. Bei dieser Anordnung ist jedoch ein vollständig stoßfreier Übergang zwischen handgesteuertem Betrieb und automatisch geregeltem Betrieb auch bei erhöhter Sorgfalt in der Bedienung nicht gewährleistet. Der in einem pneumatischen Regler mit Rückführung verwendete Düse-Prallplatte-Kraftschalter ist als nichtlinearer Verstärker mit hohem Verstärkungsfaktor zu betrachten. Die Rückführung dient gleichzeitig zur Linearisierung der statischen Kennlinie und zum Erzielen des gewünschten Zeitverhaltens des Reglers. Wird die Rückführung im Handsteuerbetrieb - wie oben beschrieben - aufgetrennt, so arbeitet der Düse-Prallplatte-Kraftschalter mit seiner vollen Verstärkung, und es genügt bereits ein kleines Eingangssignal, um den Kraftschalter in eine seiner Endlagen zu bringen. Selbst wenn nur eine geringe Regelabweichung vorhanden ist, wird der Kraftschalter ohne die durch die Rückführung bedingte Gegenkopplung in den meisten Fällen eine seiner beiden Endstellungen einnehmen. Im ersten Augenblick nach der Umschaltung gibt der Kraftschalter deshalb noch nicht das richtige - der Regelabweichung entspreohende - Stellsignal ab, sondern erst, wenn die Rückführung voll wirksam ist. Ein Umschaltstoß macht sich dann besonders bemerkbar, wenn vor dem Umschalten keine ganz genaue Übereinstimmung zwischen dem eingestellten Sollwert und dem Istwert vorhanden ist, und dann - wie oben beschrieben -der Kraftschalter vor dem Umschalten eine seiner Endstellungen einnimmt.Even if the regulator output pressure and the signal pressure are precisely matched before the regulator output pressure is called to the actuator, a bumpless pressure is generated Transition from manually controlled operation to automatically controlled operation Controllers with pneumatic assistants often prevented the dead spaces must first be filled in the differential pressure system for the time-dependent return must and thereby the controller an intermittent, decaying change in the Causes standing signal. In order to avoid this, it is known that the proportional Return serving part of the return differential pressure system, which in the normal case is charged with the output pressure of the regulator, to be separated from the regulator and to apply the manually set standing pressure. Via the adjusting throttle for the reset time, this control pressure is also shared by that for the flexible one Feedback provided part of the feedback differential pressure meter with so that both Parts of this differential pressure meter are subjected to the same pressure. Around to shorten the filling time and to equalize the pressure between the two parts To accelerate the feedback differential pressure system, is in a known control device during the manually controlled operation of the controlled system after the connection has been released the regulator output pressure from the proportional part of the feedback differential pressure system Both parts of this system are supplied with the signal pressure and thus the setting throttle bypassed for the reset time. With this arrangement, however, one is complete bumpless transition between manually controlled operation and automatically controlled Operation not guaranteed even with increased care. The in A nozzle-flapper force switch used a pneumatic regulator with feedback is to be regarded as a non-linear amplifier with a high gain factor. the Feedback is used at the same time to linearize the static characteristic curve and to Achieving the desired time behavior of the controller. If the feedback is in manual control mode - as described above - separated, this is how the nozzle-flapper-force switch works with its full amplification, and a small input signal is sufficient, to bring the power switch into one of its end positions. Even if only a small one If there is a control deviation, the force switch is operated without being caused by the feedback conditional negative feedback in most cases take one of its two end positions. In the first moment after the switchover, the power switch is therefore not yet active the correct control signal - corresponding to the control deviation - but only when the repatriation is fully effective. A switchover shock then makes itself special noticeable if there is no exact match between the set target value and the actual value is available, and then - as described above -the power switch assumes one of its end positions before switching.

Aus der deutschen Patentschrift 964 997 ist ein pneumatischer Regler mit einer Umschalteinrichtung für Handsteuerbetrieb und automatisch geregeltem Betrieb bekannt, bei dem eine zusätzliche pneumatische Folgesteuereinrichtung vorgesehen ist, welche in der Einstellung des Umschalters auf Handsteuerbetrieb den Ausgangssteuerdruck des Reglers dem von Hand eingestellten Stelldruck angleicht. Dieser Regler arbeitet nach dem Prinzip des Wegvergleichs. Ein Differentialhebelsystem bildet die Regelabweichung, die ihrerseits zusammen mit der Rückführgröße auf ein zweites Differentialhebelsystem einwirkt, dessen als Weg vorliegende Ausgangsgröße die Eingangsgröße für den Düse-Prallplatte-Kraftschalter bildet. Der Reglerausgangsdruck wird der Proportionalkammer (Gegenkopplungskammer) des Rückführ-Differenzdrucksystems zugeführt. Diese Proportionalkammer ist durch eine Leitung, in der sich ein Ventil zur Einstellung der Nachstellzeit befindet, mit der Integralkammer (Mitkopplungskammer) des Rückführsystems verbunden. Die Federwirkung des Balgs des Rückführsystems formt den Differenzdruck in einen proportionalen Weg um. Dieser Weg ist die Rückführgröße des Reglers und wirkt auf das zweite Differentialhebelsystem ein. Die Folgesteuereinrichtung besteht aus einem am Stelldruckgeber und am Reglerausgang angeschlossenen Membran-Differenzdruckmesser und einer von diesem Differenzdruckmesser gesteuerten zweifachen Drosselsteuerung. Der Ausgangsdruck der Folgesteuereinrichtung wird der Integralkammer des Rückführsystems zugeführt. Unterschreitet der Reglerausgangsdruck den Handsteuerdruck um einen durch den Aufbau der FoIgesteuereinrichtung bestimmten Schwellwert, so öffnet die eine der beiden Drosseln und führt der Integralkammer den vollen Versorgungsdruck zu. Unterschreitet der Handsteuerdruck den Reglerausgangsdruck um einen anderen ebenfalls durch den Aufbau der Folge- Steuereinrichtung bestimmten Schwellwert, so öffnet die andere der beiden Drosseln und verbindet die Integralkammer mit dem Außendruck, was zu einer Druckabsenkung in der Integralkammer führt. Stimmen Reglerausgangsdruck und Handsteuerdruck überein, so sind beide Drosseln geschlossen, und über die Ausgangsleitung der Folgesteuereinrichtung findet keine Druckveränderung in der Integralkammer statt. Die Folgesteuereinrichtung arbeitet also im wesentlichen als Dreipunktschalter. Damit der Reglerausgangsdruck einen konstanten Wert annehmen kann, muß die Reglereingangsgröße »nahezu Null« sein. Das bedeutet, daß während der Handsteuerung die Ausgangsgröße des Rückführsystems die auf das zweite Differentialhebelsystem einwirkende Regelabweichung im wesentlichen kompensieren muß. Ist der Reglerausgangsdruck dem Handstelldruck angeglichen, so ist die Druckdifferenz im Rückführsystem gerade so groß, daß die vorhandene Regelabweichung im wesentlichen kompensiert und somit die Reglereingangsgröße »nahezu Null« wird. Die Druckdifferenz zwischen den beiden Kammern des Rückführsystems bleibt jedoch nicht konstant, sondern gleicht sich zwangläufig über die zwischen ihnen liegende Verbindungsleitung aus. Als Folge des Druckausgleichs zwischen den Kammern des Rückführsystems sinkt der Reglerausgangsdruck unter den Handsteuerdruck. Das Absinken des Reglerausgangsdrucks wird von der Folgesteuereinrichtung erfaßt, und die Drossel, die die Integralkammer mit dem vollen Versorgungsdruck verbindet, wird geöffnet. Der Druck in der Integralkammer wird so lange erhöht, bis der Reglerausgangsdruck dem Handsteuerdruck angeglichen ist und die Drossel der Folgesteuereinrichtung schließt. Da über die Verbindungsleitung zwischen der Integralkammer und der Proportionalkammer ein erneuter Druckausgleich stattfindet, sinkt der Reglerausgangsdruck so lange, bis die Folgesteuereinrichtung erneut anspricht. Dieser Vorgang wiederholt sich periodisch. Der Reglerausgangsdruck wird also nicht völlig konstant gehalten, sondern führt eine Arbeitsschwingung um einen Mittelwert unterhalb der Größe des Handsteuerdrucks aus. Daraus geht hervor, daß der bekannte Regler nur zu den Zeitpunkten völlig stoßfrei von Handbetrieb auf automatischen Betrieb umgeschaltet werden kann, in denen der Augenblickswert der Arbeitsschwingung des Reglerausgangsdrucks den Wert des Handsteuerdrucks durchläuft.From the German patent specification 964 997 is a pneumatic regulator with a switching device for manual operation and automatically controlled operation known, in which an additional pneumatic sequence control device is provided is which in the setting of the switch to manual control mode the output control pressure of the controller adapts to the manually set signal pressure. This regulator works according to the principle of path comparison. A differential lever system forms the control deviation, in turn, together with the feedback variable, to a second differential lever system acts whose output variable present as a path is the input variable for the nozzle-flapper-force switch forms. The regulator output pressure is transferred to the proportional chamber (counter-coupling chamber) of the return differential pressure system. This proportional chamber is through a line in which there is a valve for setting the reset time, connected to the integral chamber (positive feedback chamber) of the feedback system. The spring action of the bellows of the feedback system forms the differential pressure in a proportional way around. This path is the feedback variable of the controller and acts on the second differential lever system a. The sequential control device consists of one on the signal pressure transmitter and one on the controller output connected membrane differential pressure meter and one of this differential pressure meter controlled double throttle control. The sequencer output pressure is fed to the integral chamber of the recirculation system. If the regulator outlet pressure falls below the manual control pressure by one determined by the structure of the foil control device Threshold value, one of the two throttles opens and leads the integral chamber the full supply pressure. If the manual control pressure falls below the regulator outlet pressure to another also by building the following Control device certain threshold value, the other of the two throttles opens and connects the Integral chamber with the external pressure, which leads to a pressure drop in the integral chamber leads. If the regulator outlet pressure and manual control pressure match, both throttles are closed, and does not find any on the sequencer output line Pressure change in the integral chamber instead. The sequencer works essentially as a three-point switch. So that the regulator outlet pressure has a can assume a constant value, the controller input variable must be "almost zero". That means that during manual control the output of the feedback system is the the control deviation acting on the second differential lever system essentially must compensate. If the regulator output pressure is adjusted to the manual control pressure, then the pressure difference in the feedback system is just so great that the existing control deviation essentially compensated and thus the controller input variable becomes "almost zero". However, the pressure difference between the two chambers of the recirculation system remains not constant, but inevitably equal over the one between them Connecting line off. As a result of the pressure equalization between the chambers of the return system the regulator outlet pressure drops below the manual control pressure. The decrease in the regulator outlet pressure is detected by the sequence control device, and the throttle, which is the integral chamber connects to full supply pressure, opens. The pressure in the integral chamber is increased until the regulator output pressure is equal to the manual control pressure and the throttle of the sequence control device closes. As over the connection line a renewed pressure equalization between the integral chamber and the proportional chamber takes place, the regulator outlet pressure drops until the sequential control device responds again. This process is repeated periodically. The regulator outlet pressure is therefore not kept completely constant, but converts a working oscillation an average value below the magnitude of the manual control pressure. From this it follows that the known controller can only be operated manually at the points in time automatic operation can be switched in which the instantaneous value of the Working oscillation of the regulator outlet pressure passes through the value of the manual control pressure.

Durch die zusätzliche Anordnung eines pneumatischen Folgesteuerwerks ist der bekannte Regler nicht nur komplizierter aufgebaut als andere pneumatische Regler, die Hintereinanderschaltung des Folgesteuerwerks und des eigentlichen Reglers bringt zusätzliche Stabilitätsprobleme mit sich. Durch die Erfindung soll das Problem der vollkommen stoßfreien Umschaltung zwischen Handsteuerung und selbsttätiger Regelung auf eine mit wesentlich weniger Aufwand verbundene Weise ohne zusätzliche Steuerelemente gelöst werden.Through the additional arrangement of a pneumatic sequential control unit the well-known controller is not only more complex than other pneumatic ones Controller, the series connection of the sequential control unit and the actual controller brings additional stability problems with it. The invention is intended to solve the problem the completely bumpless switchover between manual control and automatic control in a much less hassle-free way with no additional controls be solved.

Die Erfindung besteht darin, daß während der Handsteuerung die beiden Seiten des Ist-Sollwert-Systems auf den gleichen Druck geschaltet sind, der von Hand eingestellte Stelldruck unmittelbar auf die eine Seite des Rückführsystems unter Unterbrechung der zwischen beiden Seiten bestehenden Verbindung geschaltet ist und die andere Seite des Rückführsystems so mit dem Kraftschalter des Reglers verbunden ist, daß in ihr der gleiche Druck eingeregelt wird.The invention is that during the hand control the two Sides of the actual setpoint system are switched to the same pressure as that of Manually set signal pressure directly on one side of the feedback system switched with interruption of the connection existing between both sides and the other side of the feedback system so with the power switch of the controller is connected that the same pressure is regulated in it.

Besondere Vorteile bringt die Erfindung dann, wenn in an sich bekannter Weise nur ein Feindruckgeber vorgesehen ist, welcher in der Einstellung auf Handsteuerbetrieb als Handsteuergeber und in der Einstellung auf automatische Regelung als Sollwertgeber dient.The invention has particular advantages when it is known per se Way only one fine pressure transducer is provided, which is set to manual control mode as a manual control transmitter and in the setting for automatic control as a setpoint transmitter serves.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der in den Abbildungen dargestellten Beispiele näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to the figures Examples explained in more detail.

A b b. 3 zeigt ein pneumatisches Umschaltrelais, und des Durchflusses; A b b. 3 zeigt ein pneumatisches Umschaltrelais, und A b b. 4 und 5 zeigen die Ausführung von für die Umschaltung von Handsteuerbetrieb auf selbsttätige Regelung günstigen Ventilen besonderer Art.A b b. 3 shows a pneumatic changeover relay, and the flow; A b b. 3 shows a pneumatic changeover relay, and A b b. 4 and 5 show the implementation of favorable for switching from manual control mode to automatic control Valves of a special kind.

In A b b. 1 ist eine erfindungsgemäße Anordnung zur Durchflußregelung gezeigt. Die Menge des durch die Leitung 1 fließenden Mediums wird durch den pneumatischen Meßwertwandler 2 in einen dem Differenzdruck vor und hinter der in die Leitung 1 eingefügten Stauscheibe 3 proportionalen Druck umgewandelt, der dem pneumatischen Regler als Istwert zugeführt wird. Der pneumatische Regler besteht in der Hauptsache aus einem Differenzdruckmesser zum Vergleich zwischen Sollwert und Istwert und einem weiteren Differenzdruckmesser für die zeitabhängige Rückführung sowie einem Waagebalken W mit veränderlichem Anlenkpunkt P, auf den die beiden Differenzdruckmesser wirken und der den Kraftschalter 6 steuert. Dieser Kraftschalter besteht aus einer Düse und einer Prallplatte, welche einen von ihrer Entfernung zur Düsenöffnung abhängigen Druck hinter der Düse aussteuert. Die beiden Differenzdruckmesser sind als Balgenmembranen bzw. elastische Wellrohrkörper 4 und 5 ausgebildet. Der Wellrohrkörper 4 teilt die beiden Räume 12 und 13 voneinander ab, der Wellrohrkörper 5 die Räume 14 und 15. Der Wellrohrkörper 4 wird normalerweise auf der einen Seite mit dem den Istwert darstellenden Ausgangsdruck des Meßwertumformers 2 und auf der anderen Seite mit einem den Sollwert darstellenden Druck beaufschlagt. Dem Raum 14 im Inneren des Wellrohrkörpers 5 wird der durch einen pneumatischen Kraftverstärker 7 verstärkte Ausgangsdruck des Düse-Prallplatte-Kraftschalters 6 zugeführt, gegebenenfalls über eine Drossel zur Einstellung der Vorhaltezeit, die mit TV bezeichnet ist. Der Raum 15 außerhalb des Wellrohrkörpers 5 ist normalerweise mit dem Inneren dieses Wellrohrkörpers über eine Drossel zur Einstellung der Nachstellzeit TN verbunden. Der durch den pneumatischen Verstärker 7 verstärkte Ausgangsdruck des Düse-Prallplatte-Kraftschalters 6 wird einem Volumenverstärker bzw. einem Schnellsteuerventil 8 zugeführt, dessen Ausgangsdruck gleich seinem Eingangsdruck ist und der eine schnelle Auffüllung der durch die Rohrleitungen gegebenen Toträume ermöglicht. Der Ausgangsdruck des Volumenverstärkers wird bei normalem Betrieb des Reglers als Stelldruck dem Stellventil 11 zur Mengenregelung des durch die Leitung 1 fließenden Mediums zugeleitet. In der A b b. 1 ist eine Umschaltungseinrichtung 20 zur wahlweisen Einstellung des automatisch geregelten Betriebes und des von Hand gesteuerten Betriebes schematisch dargestellt. Außerdem ist ein pneumatisches Anzeige- und Registrierinstrument 9 gezeigt, das die Anzeige des Istwertes der zu regelnden Größe, des Sollwertes und des Ventilsteuerdrucks sowie die Registrierung des Istwertes gestattet. Dazu ist das Gerät 9 mit einer Anzahl von Meßwerken ausgerüstet, von denen eines den Ausgangsdruck des Meßwertumformers 2 mißt. Dieses Meßwerk ist mit 21 bezeichnet. Ein weiteres Meßwerk 22 mißt den dem Sollwert entsprechenden Druck, welcher durch eine pneumatische Einrichtung 10 zur Sollwerteinstellung geliefert wird. Das Meßwerk 23 zeigt ebenfalls den Ausgangsdruck des Gebers 10 an, während das Meßwerk 24 der Anzeige des dem pneumatisch betätigten Stellglied 11 zugeleiteten Stelldrucks dient. In A b b. 1 ist der Umschalter 20 in der Stellung auf Handsteuerbetrieb gezeichnet. Er verbindet in dieser Stellung die beiden durch die Balgenfeder 4 getrennten Räume 12 und 13 mit dem Ausgangsdruck des Meßwertumformers 2, das linke Differenzdrucksystem 4 ist deshalb auf beiden Seiten mit dem gleichen Druck beaufschlagt und übt keine Kraftwirkung auf den Waagebalken W aus. Das Stellglied 11 ist in der eingezeichneten Stellung des Umschalters 20 mit dem Ausgangsdruck des Gebers 10 für die Sollwerteinstellung verbunden. Durch Einstellung des Druckgebers 10 kann daher in der gezeigten Stellung des Umschalters 20 das Stellglied 11 eingestellt werden, der Sollwertgeber 10 kann also bei Einstellung des Umschalters auf handgesteuerten Betrieb als Steuerdruckgeber verwendet werden. In der Einstellung auf handgesteuerten Betrieb wird durch den Umschalter 20 der Ausgangsdruck des Druckgebers 10 und damit der dem Stellglied 11 zugeleitete Druck auch dem Raum. 15 in der Kammer außerhalb des Wellrohrkörpers 5 zugeleitet. Die normalerweise bestehende Verbindung zwischen den Räumen zu beiden Seiten des Wellrohrkörpers 5 über die Drossel TN zur Einstellung der Nachstellzeit ist durch den Umschalter 20 unterbrochen. Bei der gezeigten Anordnung nach der Erfindung wird die Zuleitung des durch den Verstärker 7 verstärkten Ausgangsdrucks des Kraftschalters 6 zum Differenzdruckmesser für die Rückführung nicht unterbrochen, der Ausgangsdruck des Verstärkers 7 wird vielmehr auch bei Einstellung auf Handsteuerbetrieb dem Raum 14 innerhalb des Wellrohrkörpers 5 zugeleitet. Da zu beiden Seiten des Well- , rohrkörpers 4 der gleiche Druck herrscht und dieser Wellrohrkörper auf den Waagebalken des Reglers keine Kraft ausübt, stellt sich durch den Kraftschalter des Reglers im Innenraum 14 des Wellrohrkörpers 5 der gleiche Druck ein wie im Raum 15 außerhalb dieses Wellrohrkörpers, nämlich der vom Druckgeber 10 herrührende, auch auf das Stellglied 11 wirkende Stehdruck. Durch die beschriebene Maßnahme gemäß der Erfindung wird bewirkt, daß der Waagebalken des Reglers mit dem Kraftschalter auch bei Einstellung des Umschalters auf Handsteuerbetrieb immer in jener Stellung gehalten wird, in welcher er den gleichen Druck aussteuert, der auch am Stellglied 11 gerade herrscht. Zur Umschaltung auf automatischen Betrieb können die einzelnen Zuleitungen zu den beiden Differenzdrucksystemen des Reglers in einer Zwischenstellung des Umschalters 20 vorübergehend abgeschlossen werden, es können aber auch die Zuleitungen zu den beiden Kammern im Inneren und im Äußeren des Wellrohrkörpers 4 mit dem Ausgangsdruck des Meßwertgebers 2 in dieser Zwischenstellung verbunden bleiben. Das Stellglied 11 ist in dieser Zwischenstellung bzw. Umschaltstellung vorübergehend vom Regler und auch von dem Druckgeber 10 getrennt. In dieser in A b b. 1 a gezeigten Zwischenstellung muß nun, damit stoßfrei auf automatisch geregelten Betrieb umgeschaltet werden kann, der Istwertzeiger des Meßwerkes 21 und der Sollwertzeiger des den Ausgangsdruck des Gebers 10 anzeigenden Meßwerkes 22 in Übereinstimmung gebracht werden. Ist dies geschehen, so kann der Umschalter 20 in die in A b b. 1 b gezeigte Stellung gebracht werden, in welcher er den Raum 12 innerhalb des Wellrohrkörpers 4 mit dem Ausgang des Meßwertumformers 1 verbindet und den Raum 13 außerhalb dieses Wellrohrkörpers mit dem Ausgangsdruck des nunmehr als Sollwertgeber wirkenden Gebers 10. Außerdem ist in der in A b b. 1 b gezeigten Stellung des Umschalters 20 auf automatisch geregelten Betrieb die Verbindung zwischen den Räumen 14 innerhalb und 15 außerhalb des Wellrohrkörpers 5 über die Nachstellzeitdrossel D TN hergestellt und der Ausgang des Reglers bzw. des Volumverstärkers 8 mit dem Stellglied 11 verbunden. Mit dieser Anordnung wird selbst dann ein praktisch stoßfreier Übergang bei der Umschaltung zwischen Handsteuerbetrieb und automatisch geregeltem Betrieb erreicht, wenn nach Vornahme der Umschaltung der Sollwert und der Istwert zu beiden Seiten des Wellrohrkörpers 4 nicht ganz genau übereinstimmen. Zur Umschaltung von automatisch geregeltem Betrieb auf Handsteuerbetrieb ist es lediglich erforderlich, den Umschalter 20 in die in A b b. 1 a gezeigte Zwischenstellung zu bringen und in dieser Zwischenstellung, in welcher die Druckzuleitung zum Stellglied 11 abgeschlossen ist, den vom Druckgeber 10 herrührenden Handsteuerdruck dem im Stellglied herrschenden Druck gleichzumachen, was mit Hilfe der beiden Meßwerke 23 und 24 im Anzeigeinstrument 9 leicht durchgeführt werden kann. Eine Umschaltung des Druckumschalters 20 in die in A b b. 1 gezeigte Stellung bewirkt dann einen stoßfreien Übergang zwischen automatisch geregeltem Betrieb und von Hand gesteuertem Betrieb.In A b b. 1 shows an arrangement according to the invention for flow control. The amount of the medium flowing through the line 1 is converted by the pneumatic transducer 2 into a pressure proportional to the differential pressure upstream and downstream of the baffle plate 3 inserted in the line 1, which is fed to the pneumatic controller as an actual value. The pneumatic controller mainly consists of a differential pressure meter to compare the setpoint and actual value and another differential pressure meter for time-dependent feedback and a balance beam W with a variable pivot point P, on which the two differential pressure meters act and which controls the force switch 6. This power switch consists of a nozzle and a baffle plate, which controls a pressure behind the nozzle that depends on its distance from the nozzle opening. The two differential pressure gauges are designed as bellows diaphragms or elastic corrugated pipe bodies 4 and 5. The corrugated pipe body 4 divides the two spaces 12 and 13 from each other, the corrugated pipe body 5 the spaces 14 and 15. The corrugated pipe body 4 is normally on one side with the output pressure representing the actual value of the transducer 2 and on the other side with a value representing the setpoint Pressure applied. The space 14 in the interior of the corrugated pipe body 5 is supplied with the output pressure of the nozzle-flapper-force switch 6, which is amplified by a pneumatic force amplifier 7, possibly via a throttle for setting the lead time, which is designated TV. The space 15 outside the corrugated pipe body 5 is normally connected to the interior of this corrugated pipe body via a throttle for setting the reset time TN. The output pressure of the nozzle-flapper power switch 6, which is amplified by the pneumatic amplifier 7, is fed to a volume booster or a rapid control valve 8 , the output pressure of which is equal to its input pressure and which enables the dead spaces given by the pipelines to be quickly filled. During normal operation of the regulator, the output pressure of the volume booster is fed as control pressure to the control valve 11 for regulating the quantity of the medium flowing through the line 1. In the A b b. 1, a switching device 20 for the optional setting of the automatically controlled operation and the manually controlled operation is shown schematically. In addition, a pneumatic display and registration instrument 9 is shown, which allows the display of the actual value of the variable to be regulated, the setpoint and the valve control pressure, as well as the registration of the actual value. For this purpose, the device 9 is equipped with a number of measuring mechanisms, one of which measures the output pressure of the transducer 2. This measuring mechanism is denoted by 21. Another measuring mechanism 22 measures the pressure corresponding to the setpoint value, which pressure is supplied by a pneumatic device 10 for setting the setpoint value. The measuring mechanism 23 also shows the output pressure of the transmitter 10, while the measuring mechanism 24 is used to display the actuating pressure supplied to the pneumatically operated actuator 11. In A b b. 1, the changeover switch 20 is drawn in the position for manual control mode. In this position it connects the two spaces 12 and 13 separated by the bellows spring 4 with the output pressure of the transducer 2, the left differential pressure system 4 is therefore subjected to the same pressure on both sides and does not exert any force on the balance arm W. When the switch 20 is in the position shown, the actuator 11 is connected to the output pressure of the transmitter 10 for the setpoint adjustment. By setting the pressure transmitter 10 , the actuator 11 can therefore be set in the position of the switch 20 shown; the setpoint transmitter 10 can therefore be used as a control pressure transmitter when the switch is set to manually controlled operation. In the setting for manually controlled operation, the output pressure of the pressure transducer 10 and thus the pressure supplied to the actuator 11 is also applied to the room through the changeover switch 20. 15 fed into the chamber outside the corrugated pipe body 5. The normally existing connection between the spaces on both sides of the corrugated pipe body 5 via the throttle TN for setting the reset time is interrupted by the switch 20. In the arrangement according to the invention shown, the feed line of the output pressure of the power switch 6, which is amplified by the amplifier 7, to the differential pressure meter for the return is not interrupted; Since the same pressure prevails on both sides of the corrugated tubular body 4 and this corrugated tubular body does not exert any force on the balance beam of the controller, the same pressure is established by the power switch of the controller in the interior 14 of the corrugated tubular body 5 as in space 15 outside this corrugated tubular body , namely the standing pressure originating from the pressure transducer 10 and also acting on the actuator 11. The measure described according to the invention has the effect that the balance arm of the controller with the power switch is always held in the position in which it controls the same pressure that currently prevails on the actuator 11, even when the switch is set to manual control mode. To switch to automatic operation, the individual feed lines to the two differential pressure systems of the controller can be temporarily closed in an intermediate position of the switch 20 , but the feed lines to the two chambers inside and outside of the corrugated tube body 4 can also be connected to the output pressure of the transducer 2 in remain connected to this intermediate position. The actuator 11 is temporarily separated from the controller and also from the pressure transmitter 10 in this intermediate position or switchover position. In this in A b b. 1 a shown intermediate position must now, so that smoothly can be switched to automatically controlled operation, the actual value pointer of the measuring mechanism 21 and the setpoint pointer of the measuring mechanism 22 indicating the output pressure of the encoder 10 are brought into agreement. Once this has happened, the switch 20 can be switched to the position shown in A b b. 1 b position shown, in which it connects the space 12 inside the corrugated pipe body 4 with the output of the transducer 1 and the space 13 outside of this corrugated pipe body with the output pressure of the now acting as a setpoint generator 10. In addition, in the in A b b . 1 b position of the switch 20 to automatically controlled operation, the connection between the spaces 14 inside and 15 outside the corrugated pipe body 5 is established via the reset time throttle D TN and the output of the controller or the volume booster 8 is connected to the actuator 11. With this arrangement, a virtually bumpless transition is achieved when switching between manual control mode and automatically controlled mode, even if the setpoint and the actual value on both sides of the corrugated tube body 4 do not exactly match after the switchover. To switch from automatically controlled operation to manual operation, it is only necessary to switch the switch 20 to the position shown in A b b. 1 a to bring the intermediate position shown and in this intermediate position, in which the pressure supply line to the actuator 11 is completed, to equalize the manual control pressure from the pressure transmitter 10 to the pressure prevailing in the actuator, which can easily be done with the help of the two measuring units 23 and 24 in the display instrument 9 . A changeover of the pressure switch 20 in the A b b. 1 then causes a smooth transition between automatically controlled operation and manually controlled operation.

In A b b. 2 ist eine etwas abgewandelte Umschalteinrichtung gezeigt. Der dargestellte Regler, das Anzeige- und Registriergerät, der Meßwertumformer und das Stellglied entsprechen der Anordnung nach A b b. 1. Die den in A b b. 1 gezeigten Bauteilen entsprechenden Bauteile sind in A b b. 2 mit den gleichen Bezugszeichen versehen, auch in A b b. 2 ist der Umschalter 20 in seiner Einstellung auf Handsteuerbetrieb gezeichnet. In dieser Stellung verbindet auch hier der Umschalter 20 den Ausgangsdruck des Steuergebers 10 mit dem Stellglied 11 und die Räume 12 und 13 beiderseits des Wellrohrkörpers 4 mit dem Ausgang des Meßwertwandlers 2. Außerdem wird der Steuerdruck auf ein pneumatisches Relais 30 gegeben, welches den Steuerdruck bzw. den Ausgangsdruck des Steuerdruckgebers 10 in den Raum 15 an der Außenseite des Wellrohrkörpers 5 weiterleitet. Darüber hinaus bewirkt das Relais bei Einstellung des Umschalters 20 auf Handsteuerbetrieb selbsttätig, daß die über die Drossel TN zur Einstellung der Nachstellzeit führende Verbindungsleitung zwischen dem Raum 14 im Inneren des Wellrohrkörpers 5 und den Raum 15 außerhalb dieses Wellrohrkörpers unterbrochen wird. Diese Anordnung ist deshalb vorteilhaft, weil der Umschalter 20 .weniger Anschlüsse und damit weniger Anschlußleitungen aufweist, was besonders dann wünschenswert ist, wenn er am Anzeige- bzw. Registrierinstrument-9 oder in der Nähe dieses Instrumentes, der Regler dagegen in einigem Abstand von diesem angeordnet ist.In A b b. 2 shows a somewhat modified switching device. The controller shown, the display and recording device, the transducer and the actuator correspond to the arrangement according to A b b. 1. The in A b b. 1 shown Components corresponding to components are shown in A b b. 2 with the same reference numerals provided, also in A b b. 2, the changeover switch 20 is set to manual control mode drawn. In this position, the switch 20 connects the outlet pressure here as well of the control transmitter 10 with the actuator 11 and the rooms 12 and 13 on both sides of the Corrugated tube body 4 with the output of the transducer 2. In addition, the control pressure given to a pneumatic relay 30, which the control pressure or the output pressure of the control pressure transducer 10 into the space 15 on the outside of the corrugated pipe body 5 forwards. In addition, the relay works when the changeover switch is set 20 to manual control operation automatically that the setting via the throttle TN the reset time leading connecting line between the space 14 inside the Corrugated pipe body 5 and the space 15 outside this corrugated pipe body interrupted will. This arrangement is advantageous because the changeover switch 20 has fewer connections and thus has fewer connecting lines, which is particularly desirable if on the display or recording instrument-9 or nearby of this instrument, the controller, however, is arranged at some distance from it is.

Das pneumatische Umschaltrelais ist in A b b. 3 nochmals dargestellt. Es enthält eine in einem Kammerblock 30 eingeschlossene Membran 31. Auf diese wirkt von der einen Seite der durch die Druckzuleitung 32 zugeführte Druck und auf der anderen Seite die Kraft der Feder 33, die sich einseitig am Kammerblock 30 abstützt und gegen die Membran 31 drückt. Über eine Stoßstange 34 steht die Membran 31 mit einer zweiten Membran 35 in Verbindung, die eine weitere Kammer in dem Block 30 abschließt. In die durch die Membran 31 abgeschlossene Kammer 36 tritt seitlich die Druckzuführungsleitung 32 ein und außerdem die Leitung 37, gegen deren Öffnung 38 sich die Membran 31 unter Wirkung der Feder 33 legt und diese druckdicht abschließen kann. Die Zuleitung 37 und eine weitere Leitung 39; die zu. der durch die Membran 35 abgeschlossenen Kammer führen, sind miteinander verbunden, sie führen gemeinsam zu dem Raum 15 außerhalb des Wellrohrkörpers 5 für das Rückführdifferenzdrucksystem des Reglers in A b b. 2: Zu der durch die Membran 35 abgeschlossenen Kammer rechts von dieser Membran führt noch eine Zuleitung 40, die mit ihrer Öffnung 41 zentrisch in diese Kammer eintritt. Diese Leitung 40 verbindet über die Nachstellzeitdrossel TN das Innere des Wellrohrkörpers 5 und den Ausgang des dem Kraftschaltglied 6 des Reglers in A b b. 2 nachgeschalteten Verstärkers 7 über die Nachstellzeitdrossel mit dem Raum 15 außerhalb des Wellrohrkörpers 5. Wird durch den Umschalter 20 in A b b. 2 der Steuerdruck in die Leitung 32 gegeben, so wird die Membran 31 gegen die Wirkung der schwachen Feder 33 nach rechts gedrückt. Dadurch wird die Öffnung 38 freigegeben, so daß der Steuerdruck über die Leitung 37 in die Kammer 15 des Reglers eintreten kann. Außerdem wird über die Stoßstange 34 die Membran 35 gegen die Öffnung 41 der Leitung 40 gedrückt und damit die über die Nachstellzeitdrossel TN führende Verbindungsleitung zwischen dem Außenraum 15 und dem Innenraum 14 des Wellrohrkörpers 5 in A b b. 2 bzw. dem Ausgang des Verstärkers 7 verschlossen. Der Steuerdruck aus dem Geber 10 wirkt dann auf die Außenseite des Wellrohrkörpers 5 und dadurch über den Waagebalken auf den Kraftschalter 6 des Reglers, der denselben Druck, wie er in der Kammer 15 an der Außenseite des Wellrohrkörpers 5 herrscht, auch im Innenraum 14 dieses Wellrohrkörpers einregelt, so daß der Kraftschalter bereits während des handgesteuerten Betriebes eine Stellung einnehmen muß, die er bei der Einregelung eines entsprechenden Druckes vor dem Stellglied 11 einnehmen müßte. In der Einstellung des Umschalters 20 auf automatischen Betrieb wird die Leitung 32 des pneumatischen Relais mit der Außenluft verbunden. Diese Einstellung des Umschalters ist in A b b. 2 b dargestellt, während die A b b. 2 a den Umschalter in der Übergangs- bzw. Prüfstellung zeigt. Durch die in A b b. 2b gezeigte Verbindung der Leitung 32 mit der Außenluft legt sich die Membran 31 gegen die Öffnung 38 der Leitung 37 und verschließt diese, bevor eine ins Gewicht fallende Luftmenge durch sie ausgetreten ist. Die Membran 35 wird in dieser Stellung nicht mehr gegen die Öffnung 41 der Leitung 40 gedrückt, diese Leitung ist bei Einstellung auf automatischen - Betrieb über die Leitung 39 mit dem Raum 15 außerhalb des Wellrohrkörpers 5 verbunden.The pneumatic changeover relay is shown in A b b. 3 shown again. It contains a membrane 31 enclosed in a chamber block 30. The pressure supplied through the pressure supply line 32 acts on this from one side and the force of the spring 33, which is supported on one side on the chamber block 30 and presses against the membrane 31, acts on the other side. The membrane 31 is connected via a bumper 34 to a second membrane 35, which closes off a further chamber in the block 30. The pressure supply line 32 and also the line 37, against the opening 38 of which the diaphragm 31 lies under the action of the spring 33 and can close it in a pressure-tight manner, enter the chamber 36 closed off by the diaphragm 31 from the side. The feed line 37 and another line 39; the to. the chamber closed by the membrane 35 are connected to one another, they jointly lead to the space 15 outside the corrugated pipe body 5 for the return differential pressure system of the regulator in A b b. 2: A supply line 40, which with its opening 41 enters this chamber centrally, leads to the chamber closed by the membrane 35 to the right of this membrane. This line 40 connects the interior of the corrugated tube body 5 and the output of the power switching element 6 of the controller in A b b via the reset time throttle TN. 2 downstream amplifier 7 via the reset time throttle with the space 15 outside the corrugated pipe body 5. Is by the switch 20 in A b b. 2 the control pressure is given in the line 32, the membrane 31 is pressed against the action of the weak spring 33 to the right. This opens the opening 38 so that the control pressure can enter the chamber 15 of the regulator via the line 37. In addition, the membrane 35 is pressed against the opening 41 of the line 40 via the bumper 34 and thus the connecting line between the outer space 15 and the inner space 14 of the corrugated tube body 5 in A b b, which leads via the reset time throttle TN. 2 or the output of the amplifier 7 closed. The control pressure from the transmitter 10 then acts on the outside of the corrugated pipe body 5 and thus via the balance beam on the power switch 6 of the controller, which has the same pressure as that prevails in the chamber 15 on the outside of the corrugated pipe body 5 , also in the interior 14 of this corrugated pipe body regulates, so that the power switch must already assume a position during the manually controlled operation, which it would have to assume when adjusting a corresponding pressure in front of the actuator 11. When the changeover switch 20 is set to automatic operation, the line 32 of the pneumatic relay is connected to the outside air. This setting of the switch is in A b b. 2 b, while A b b. 2a shows the switch in the transition or test position. Through the in A b b. The connection of the line 32 with the outside air shown in FIG. 2b lies the membrane 31 against the opening 38 of the line 37 and closes it before a significant amount of air has escaped through it. In this position, the membrane 35 is no longer pressed against the opening 41 of the line 40; when it is set to automatic mode, this line is connected via the line 39 to the space 15 outside the corrugated pipe body 5.

Als Druckumschalter werden nach einer Weiterführung der Erfindung nicht Drehschieber oder Hähne verwendet, sondern Ventile besonderer Art. Ein für diesen Zweck sehr gut geeignetes Umschaltventil zeigt im Schnitt die A b b. 4. Dabei ist mit 40 eine zwischen zwei Gehäuseteilen 41 und 42 eingespannte Membran bezeichnet, auf die zwei Stempel 43 und 44 durch die Kraft der Federn 45 und 46 gedrückt werden. Die Stempel 43 und 44 drücken die Membran 40 gegen die Öffnungen der Druekzuführungsleitungen 47, 48, so daß aus diesen Leitungen keine Luft austreten kann. Wird einer der Stempel etwa durch einen Waagebalken 50 abgehoben, so kann durch die unter ihm liegende Öffnung Luft eintreten und durch die Leitung 49 dem Stellglied oder einer Kammer eines Differenzdruckmessers des Reglers zugeleitet werden. Der Handautomatikschalter besteht nach einer Weiterführung der Erfindung aus einer Anzahl von derartigen Umschaltern mit gemeinsamer Betätigung, wie sie als Beispiel in A b b. 5 dargestellt ist. Die einzelnen Wippen für die Betätigung der Abschlußstempel werden dabei über eine gemeinsame Welle durch einen einzigen Schalter betätigt.According to a further development of the invention, not rotary slide valves or taps are used as pressure switches, but valves of a special type. A switch valve which is very suitable for this purpose shows in section A b b. 4. Here, 40 denotes a membrane clamped between two housing parts 41 and 42, onto which two plungers 43 and 44 are pressed by the force of springs 45 and 46. The stamps 43 and 44 press the membrane 40 against the openings of the pressure supply lines 47, 48 so that no air can escape from these lines. If one of the rams is lifted by a balance beam 50, air can enter through the opening below it and be fed through the line 49 to the actuator or to a chamber of a differential pressure meter of the regulator. According to a further development of the invention, the manual automatic switch consists of a number of such switches with joint actuation, as shown as an example in A b b. 5 is shown. The individual rockers for actuating the end stamps are actuated by a single switch via a common shaft.

Claims

Claims: 1. Arrangement for bumpless switching between manual control and automatic control for a pneumatic controller, the setting means for Adjustment of setpoint and actual value before switching and two differential pressure systems has, of which one as an actual setpoint system during the automatic control with the actual and setpoint and the other as a feedback system with different Time behavior is acted upon by the regulator outlet pressure on both sides and in which during manual control the feedback system on both sides on the from Hand set control pressure is brought, characterized in that during the hand control both sides of the actual setpoint system (4, 12, 13) on the the same pressure are switched, the manually set signal pressure immediately on one side (15) of the return system (5, 14, 15) with the interruption of the between the two sides existing connection (20) is connected and the other Side (14) of the feedback system is connected to the power switch (6) of the controller is that the same pressure is regulated in it.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that, in a manner known per se, only one fine pressure regulator (10) is provided, which in the setting to manual control mode as a manual control transmitter and serves as a setpoint generator when set to automatic control.

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the switching device (20) when set to manual control mode, both parts of the actual setpoint system (4, 12, 13) with the output pressure of the transducer (2) to represent the actual value corresponding pressure connects.

4. Arrangement according to claim 1 or one of the following, characterized in that the switching device (20) has an intermediate position in which the pressure supply lines to the two differential pressure systems (4, 12, 13; 5, 14, 15) of the controller are interrupted and tight Are completed.

5. Arrangement according to claim 2 and 4, characterized in that a pressure measuring instrument (9) is provided on which, in the intermediate position of the switching device ( 20), the output pressure of the setpoint generator (10) simultaneously serving as a manual control pressure transmitter is measured and before switching to automatic mode the actual value pressure corresponding to the measured variable can be adjusted.

6. Arrangement according to claims 1 and 4, characterized in that a pressure measuring device (9) is provided is through which in the intermediate position before switching to manual control Operation of the output pressure of the setpoint device, which also serves as a manual control pressure transmitter can be adjusted to the prevailing signal pressure.

7. Arrangement according to claim 1 or one of the following, characterized in that the supply of the control pressure from the manual control pressure transmitter (10) to one part of the feedback system takes place via a pneumatic control device (30) which, when the manual control pressure is switched on, this to one side (15 ) of the feedback system and the connecting line containing the adjusting throttle (TN) closes between the two parts of the feedback system, and when the manual control pressure is switched off, this connecting line releases and closes the control pressure feed line. B. Arrangement according to claim 1 or one of the following, characterized in that as a changeover switch for the pressure lines to the individual differential pressure systems (4, 12, 13; 5, 14, 15) of the controller and to the actuator (11) switching valves with a stamp (43, 44) on the supply and discharge lines (47, 48, 49) pressed membrane (40) are provided.