DE1302871C2

DE1302871C2 - CONTROL DEVICE WITH A CALCULATOR

Info

Publication number: DE1302871C2
Application number: DE19601302871D
Authority: DE
Inventors: Thompson Melville Rolling Hills; Laspe Charles George Camarillo; Calif. Stout (V.St.A.)
Original assignee: Bunker Ramo Corp
Current assignee: Bunker Ramo Corp
Priority date: 1960-01-11
Filing date: 1960-01-11
Publication date: 1973-03-15
Also published as: DE1302871B; FR1255004A

Description

Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung mit einem Rechner, der aus mehreren Parametern des Regelkreises fortlaufend den Optimalwert der Führungsgröße festlegt, die im Vergleicher des Reglers mit der Regelgröße die Regelabweichung bildet.The invention relates to a control device with a computer that consists of several parameters of the Control loop continuously defines the optimal value of the reference variable, which in the comparator of the controller forms the control deviation with the controlled variable.

Regeleinrichtungen der vorgenannten Art sind bekannt (Regelungstechnik, 1958, Heft 2, S. 56 bis 5G). Der Einsatz eines Rechners '.st insbesondere bei Anlagen rr.it mehreren Regelkreisen zweckmäßig, bei denen die Gesetzmäßigkeiten, nach denen die Führungsgrößen in Abhängigkeit von den Parametern der Regelkreise zur Erzielung optimaler Ergebnisse einzustellen sind, ziemlich komplex sind. Bei den bekannten Regeleinrichtungen liefert nun der Rechner den Führungsgrößen entsprechende Ausgangssignale, die den Vergleichern der Regler zugeführt weiden. Obwohl sich die zur Verfügung stehenden Rechner dun 1 hohe Betriebssicherheit auszeichnen, besieht trotzdem die nicht mit Sicherheit auszuschließende Möglichkeit des Ausfalls des Rechners. Man ordnet daher in vielen Fällen dem Rechner eine Überwachungseinrichtung zu, die bei Ausfall des Rechners eine Alarmanlage in Tätigkeit setz·., so daß die zu regelnde Anlage stillgesetzt oder von Hand weitergeregelt werden kann.Control devices of the aforementioned type are known (Control engineering, 1958, issue 2, pp. 56 to 5G). The use of a computer is particularly important for Systems rr.it several control loops expedient, in which the regularities according to which the reference variables depending on the parameters of the control loops to achieve optimal results are quite complex. In the case of the known control devices, the computer now delivers Output signals corresponding to the reference variables, which are fed to the comparators of the controllers graze. Although the available computers are distinguished by a high level of operational reliability, Nevertheless, there is the possibility of a computer failure, which cannot be ruled out with certainty. In many cases, a monitoring device is assigned to the computer which, if the Computer activates an alarm system, so that the system to be controlled is shut down or by hand can be further regulated.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regeleinrichtung c'er eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß bei Ausfall des Rechners automatisch noch wine ausreichende Regelung aufrechterhalten wird.The invention is based on the object of providing a control device of the type mentioned at the outset of this type to design that in the event of a computer failure, sufficient regulation is automatically maintained will.

Gelöst wird die Auf3abe erfindungsgeinäß dadurch, daß dem Vergleicher ti- ; Reglers ein Surimiergerät vorgeschaltet ist, das den dem Vergleicher des Reglers zugeführten Optimalwert der Führungsgröße aus einem vorgegebenen Sollwert, der so ge- wählt ist, daß bei Ausfall des Rechners eine ausreichende Regelung aufrechterhalten wird, und einem vom Rechner gelieferten Ergänzungswert zusammensetzt. According to the invention, the object is achieved by that the comparator ti-; Regulator a suriming device is connected upstream, which feeds the optimal value of the reference variable to the comparator of the controller from a specified setpoint, which is is selected is that sufficient control is maintained in the event of a computer failure, and one Composed of the supplementary value supplied by the computer.

Da also bei der Regeleinrichtung nach der Erfindung der Rechner nicht die gesamte Führungsgröße, sondern lediglich einen Ergänzungswert zu einem vorgegebenen Sollwert liefert, erzielt m£n auf sehr einfache Weise bei Ausfall des Rechners automatisch noch eine ausreichende Regelung.Since, in the control device according to the invention, the computer does not provide the entire reference variable, but merely supplies a supplementary value to a predetermined setpoint value, achieves m £ n to very in a simple way, if the computer fails, there is still sufficient regulation.

Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung der Regeleinrichtung nach der Erfindung besteht darin, daß der Rechner zwei Signalausgänge aufweis' von denen der eine mit einem dem absoluten Betrag des Ergänzungswertes entsprechenden Signal beaufschlagt ist und an den Eingang eines eleklropneumatischen Umformers angeschlossen ist, dessen Ausgang über ein Magnetventil an den einen oder anderen Eingang eines pneumatischen Summiergerätes anschließbar ist, während der andere Signalausgang mit einem dem Vorzeichen des Ergänzungswertes entsprechenden Signal beaufschlagt ist, das zur Steuerung des Magnetventils vorgesehen ist.A particularly useful embodiment of the control device according to the invention consists in that the computer has two signal outputs, one of which with an absolute value the signal corresponding to the supplementary value is applied and to the input of an electropneumatic Converter is connected, its output via a solenoid valve to one or the other Input of a pneumatic summing device can be connected, while the other signal output a signal corresponding to the sign of the supplementary value is applied to the control of the solenoid valve is provided.

Die Erfindung wird nun näher an Hand von Zeichnungen erläutert. Es zeigtThe invention will now be explained in more detail with reference to drawings explained. It shows

F i p. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung für eine mehrere Regelkreise aufweisende Anlage undF i p. 1 is a schematic block diagram of a Embodiment of the invention for a system having a plurality of control loops and

F i g. 2 eine Ausführungsform mit einem pneumatischen Summiergerät.F i g. 2 shows an embodiment with a pneumatic summing device.

In F i g. 1 bezeichnet die Bcziigszahl 1 eine Pro-Juktionsanlugc, der Rohstoffe, Chemikalien, Wasser usw. sowie F.kklrixiiät, Wärme usw. zugeführt werden, und die Produkte, Nebenprodukte sowie Abfall liefert Zur Erfassung der verschiedenen Parameter wie Temperatur, Durchflußmenge, chemische Zusam mensetzung u. dgl. sind in der Vorarbeitungsanlage 1 Meßumformer 2 vorgesehen, die an einen Rechner 3 den gemessenen Parametern entsprechende Ein.iangssignale liefern. Dem Rechner 3 werden weiteren \ on außen Programmanweisungen zugeführt, -lie die Arbeitsweise des Rechners festlegen. In F i g. I sind dr. i Regler 7, 8 und 9 dargestellt. Der Regler 7 regelt über ein in der Rohstoffzuleitung vorgesehenes Stellventü 10 die Rohstoffzufuhr zur Produktionsanlage 1. Der Regler 8 regelt über ein in der Chemikalienzuleitung, vorgesehenes Stellventil 11 die Chemikalienzufuhr und der Regler 9 regelt über ein in der Brennstoff zuleitung vorgesehenes Stellventil 12 die Brennstoffzufuhr. Jedem Regler 7 bzw. 8, 9 werden von einen· zugeordneten Meßwertumformer 2 die entsprechend-Regelgröße sowie von einem zugeordneten Summic gerät 4 bzw. 5. 6 di<· entsprechein¹·? FührungsgröLV als EiingangSL'iößen zugeführt. Der im Regler vo gesehene Verglcicher bildet aus Regelgröße und Fi.;· rungsgröße dl·.: Regelabweichung, au/ Grund der d> Regler eine entsprechende Stellgröße an das zugeord nete Stellvcntil i'efert. Jedem der Summiergeräie4, 5 und 6 werden als F.ingangsgrößen ein vorgegebener Sollwert, der so gewählt ist. daß bei Ausfall des Rech ners eine ausreichende Regelung aufrechterhalten wird, sowie ein vom Rechner gelieferter Erjjänzungs wert zugeführt, der fortlaufend vom Rechner aus den Eingangssignalen derart errechnet wird, dab er zu samrnen mit dem vorgegebenen So.iwert den Optimalwert der Führungsgröße ergibt. Falls der Rechner einmal ausfällt und daher keine Ergänzungswerte mehr an die Summiergeräte 4, 5 und 6 geliefert werden, tritt kein Ausfall der Regelung ein, sondern die Regler 7. 8 und 9 arbeiten mit d:n nach wie vor vorliegenden vorgegebenen Sollwerten weiter, wobei zwar keine optimale Regelung mehr erzielt wird, jedoch eine ausreichende Regelung gewährleistet ist.In Fig. 1, the number 1 denotes a production facility to which raw materials, chemicals, water, etc., as well as energy, heat, etc., are supplied, and which supplies products, by-products and waste and the like are provided in the preprocessing system 1 transducers 2, which supply input signals corresponding to the measured parameters to a computer 3. Further program instructions are supplied to the computer 3 externally, which determine the mode of operation of the computer. In Fig. I are dr. i controls 7, 8 and 9 shown. The controller 7 regulates the supply of raw materials to the production plant 1 via a control valve 10 provided in the raw material supply line. The controller 8 controls the supply of chemicals via a control valve 11 provided in the chemical supply line, and the controller 9 controls the fuel supply via a control valve 12 provided in the fuel supply line. Each controller are 7, 8, 9 of an associated transducer · 2 corresponding to the controlled variable and of an associated Summic device 4 or 5. 6 di <entsprechein · ¹ ·? Reference variable supplied as input variables. The comparator seen in the controller forms the controlled variable and the flow variable dl .: control deviation, due to the controller delivering a corresponding manipulated variable to the associated control valve. Each of the summing devices 4, 5 and 6 is given a specified setpoint as input variables, which is selected in this way. that if the computer fails, sufficient regulation is maintained, and a supplementary value supplied by the computer is supplied, which is continuously calculated by the computer from the input signals in such a way that, when combined with the specified value, it results in the optimum value of the reference variable. If the computer fails and therefore no more supplementary values are supplied to the summing devices 4, 5 and 6, the regulation does not fail, but the controllers 7, 8 and 9 continue to work with d: n, predetermined setpoints that are still present, with optimal regulation is no longer achieved, but adequate regulation is guaranteed.

Bei der Ausführunpsform nach F i g. 2 ist ein pneumatischer Regler 48 vorgesehen, dem über die Zuleitung 50 die Regelgröße und über eine von einem pneumatischen Summiergerät 44 kommende Zuleitung die Führungsgröße zugeführt wird. Der Regler 48 liefert eine entsprechende Stellgröße an das zugeordnete Stellglied. Dem Regler 48 sind zwei Signalausgänge 39 und 45 des Rechners 38 zugeordnet, der derart ausgestaltet ist, daß am Signalausgang 39 ein dem absoluten Betrag des Ergänzungswertes entsprechendes Signal und am Signalausgang 45 ein dem Vorzeichen des Ergänzungswertes entsprechendes Signal auftritt. Der Signalausgang 39 steht mit dem Eingang eines elektropneumatischen Umformers 40 in Verbindung, dessen Ausgang über ein Magnetventil 41 an den einen Eingang 42 oder an den anderen Eingang 43 des pneumatischen Summiercerätes 44 anschließbar ist. Das Magnetventil 41 wird durch das auf dem Signalausgang 45 des Rechners 38 auftretende, dem Vorzeichen des Ergänzungswertes entsprechende Signal derart gesteuert, daß der Ausgang des elektropneumatischen Wandlers 40 je nach dem Vorzeichen des Ergänzungswertes mit dem einen Eingang 42 oder dem anderen Eingang 43 des pneumatischen Summiergerätes 44 verbunden wird. Ein von Hand einstellbarer Sollwerteinsteller 46 liefert über eine Leitung 47 an das pneumatische Summiergerät 44 eine dem eingestellten Sollwert entsprechende Ein-In the embodiment according to FIG. 2, a pneumatic controller 48 is provided, which via the Feed line 50 the controlled variable and a feed line coming from a pneumatic summing device 44 the reference variable is supplied. The controller 48 supplies a corresponding manipulated variable to the assigned Actuator. The controller 48 are assigned two signal outputs 39 and 45 of the computer 38, the is designed such that at the signal output 39 a corresponding to the absolute amount of the supplementary value Signal and at the signal output 45 a signal corresponding to the sign of the supplementary value occurs. The signal output 39 is connected to the input of an electropneumatic converter 40 in connection, the output of which via a solenoid valve 41 to one input 42 or to the other Input 43 of the pneumatic summing device 44 can be connected. The solenoid valve 41 is through that which appears on the signal output 45 of the computer 38 and corresponds to the sign of the supplementary value Signal controlled so that the output of the electropneumatic converter 40 depending on the Sign of the supplementary value with one input 42 or the other input 43 of the pneumatic Summing device 44 is connected. A manually adjustable setpoint adjuster 46 delivers over a line 47 to the pneumatic summing device 44 an input corresponding to the setpoint value

gangsgröße zu der die vom elektropneumatischen Wandler 40 gelieferte Eingangsgröße je nach Vorzeichen addiert oder subtrahiert wird, so daß an den Regler 48 eine optimale Führungsgröße geliefert wird.output variable to that of the electropneumatic Converter 40 supplied input variable depending on the sign is added or subtracted, so that an optimal reference variable is supplied to the controller 48.

Claims

Patent claims:

1. Control device with a computer that consists of several parameters of the control loop continuously defines the optimum value of the reference variable, which is compared with the controller and the controlled variable the system deviation forms, thereby characterized in that the comparison cr des Controller (7 or 8, 9; 48) a summing device (4 or 5, 6; 44) is connected upstream, which the comparator the controller supplied optimal value of the reference variable from a specified setpoint, which is chosen so that if the computer Γ3-381 fails, adequate control is maintained and one received from the computer Composed of supplementary value.

2 Control device according to Claim 1, characterized in that the computer (38) has two signal outputs 39,45), of which one Sf must correspond to the absolute amount dos Er-Snzuniswcrtes corresponding signal beauifchlag " and a "the entrance of an electropneurna-Uschen Converter (40) is connected, the Au ™ via a solenoid valve (41) to the e.nen or another input of a pneumatic Sumrnic device (44) can be connected while He other signal output (4S) of the computer with one that corresponds to the sign of the supplementary value A signal is applied that is intended to control the solenoid valve.

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