DE1463060A1 - Verfahren zur Behebung der zufaelligen Umsteuerungen bei Steuerungen durch Plus oder Minus und Geraet zur Durchfuehrung des Verfahrens - Google Patents

Description

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BERLIN-DAHLEM 33 · POOBIELSKIALLEE it 8 MÖNCHEN 22 ■ Wl DE N MAYERSTRASS E 4»

TEL 0311 · 7i»07 . TELEGR. PROfINDUS · TELEX 0184057 TEL 0811 · 225585 · TELEGR. PItOPINDUS · TELEX 0524244

Berlin, den 6. September 196c

P H 63 060.5

Compagnie Franijaise .... "

Έ e u e Beschreibung:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behebung der zufälligen Umsteuerungen bei Steuerungen durch Plus oder Minus, die auf einen mit einer Eigenverzögerung behafteten industriellen Arbeitsprozeß einwirken und die mittels Umkehrung des Vorzeichens des Ausgangesignals arbeiten.

Es wurde bereits ein Verfahren zur optimalen V/ertregelung' vorgeschlagen, das sich eines ötichsignals konstanter Frequenz in Form einer Rechteckwelle bedient, die der Stellgröße überlagert wird. Die Wirkung solcher Suchsignale wii ₍' bei den vorgeschlagenen Reglerschaltungen nutzbar gemacht, um die Amplitude und das Vorzeichen der endgültigen Korrektur zu bestimmen. Das Vorzeichen der Korrektur kann währer mehrerer Perioden dasselbe bleiben, und ihre Amplitude hat keinen konstanten Absolutwert. Deshalb gehört dieses Verfa ren nicht zu der Gruppe derjenigen Steuerungen, die mit PIu

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oder Minus arbeiten. Bei ihm findet eine besondere Art der fortlaufenden Mittelwertbildung der Regelgröße statt, wobei der Stellimpuls in besonderer Weise aus dem letzten und vorletzten Mittelwert der Regelgröße abgeleitet wird.

Bekannt ist ein Verfahren zur Aufsuchung und Erhaltung eines Optimalwerts der Regelgröße, wobei die Wirkung einer Korrektur in Form einer schrittweisen Änderung der Stellgröße vorausgesagt werden soll. Ausgehend von dem Differenzsignal zwischen dem vorausgesagten Wert der Stellgröße und ihrem tatsächlichen Wert wird darüber entschieden, ob die folgende Korrektur in der gleichen Richtung wie die vorhergehende oder in entgegengesetzter Richtung stattfinden soll. Dabei können zwei oder auch mehrere Korrekturen in gleicher Richtung erfolgen, so daß auch dieses Verfahren keine Steuerung durch Plus oder Minus darstellt.

Bei einer bekannten, durch Plus oder Minus wirkenden Steuerung findet jedesmal eine Umsteuerung statt, wenn eine sog. Umsehaltgröße, die durch ein an und für sich ausgehend von am Arbeitsprozeß gemessenen Größen ermitteltes Arbeitsablaufkriterium bedingt ist, einen feststehenden Wert überschreitet. Man kann als Umschaltgröße beispielsweise die Ableitung n-ter Ordnung in Bezug auf die Zeit des Arbeits- . ablaufkriteriums nehmen und als Umschaltzeitpunkte diejenigen wählen, die mit dem Durchgang dieser Ableitung durch

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Null, und zwar in Richtung von Plus nach Minus zusammenfallen. In diesem Falle ist die gewünschte (angestrebte) Betriebsart die dem Maximalwert des Arbeitsablaufkriteriums entsprechende optimale Betriebsart. Man kann auch jede der Bauart der zu regelnden Anlage angepaßte andere Umschaltgröße nehmen und als Umsehaltzeitpunkte diejenigen wählen, zu welchen diese Umschaltgröße einen vorher festgesetzten und als der gewünschten Betriebsart entsprechend vorgeschriebenen Wert überschreitet, wobei dieses Überschreiten anzeigt, daß die Regelgröße den dieser gewünschten Betriebsart entsprechenden Wert erreicht und überschritten hat. Hier handelt es sich um sog. natürliche Umschaltungen. Sofern die Umschaltgröße den der gewünschten Betriebsart entsprechenden Wert nicht überschreitet, d.h. wenn sich die Regelgröße in ungünstigem Sinne entwickelt, dann müssen periodische Umsteuerungen zu sog. erzwungenen UmschaltZeitpunkten herbeigeführt werden, die in regelmäßigen Zeitabständen aufeinanderfolgen. Da die meisten industriellen Arbeitsprozesse mit einer Bigenverzögerung behaftet sind, wird die Auswirkung einer Umsteuerung der Veränderungsgeschwindigkeit der Regelgröße nur dann offenbar, wenn eine Zeitspanne gleich dieser bigenverzögerung verstrichen ist. Aus diesem Grunde ist für die Periode der erzwungenen Umschaltungen ein Wert bedingt, der gleich oder größer als diese Verzögerung ist. · Die Steuerungen dieser Art weisen jedoch den Mangel auf, daß nicht verhindert wird, daß Störsi£:hale zufällige Umsteue-

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rungen herbeiführen und somit das Heranführen des Arbeitsprozesses an die gewünschte Betriebsart verzögern. Eine systematische und wirksame Behebung der Störsignale, beispielsweise durch Abfilterung, stößt sowohl theoretisch als auch praktisch auf große Schwierigkeiten, was ein allen Steuerungen durch Plus oder Minus gemeinsamer Nachteil ist.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, die auf mit einer Eigenverzögerung behaftete industrielle Arbeitsprozesse einwirkenden Steuerungen durch Plus oder Minus mit Hilfe des in Vorschlag gebrachten Verfahrens zur Behebung dieser zufälligen Umsteuerungen gegenüber Störsignalen unempfindlich zu machen. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens nach jeder Umkehrung des Vorzeichens des Ausgangssignals eine Totzeit von mit dem Wert der Eigenverzögerung übereinstimmender Dauer eingehalten wird, während der jegliche nachfolgende Umkehrung des Vorzeichens des Ausgangesignals unterbunden wird, und daß nach Ablauf dieser Sotzeit die Steuerung zur Einwirkung auf den Arbeitsprozeß freigegeben wird.

Es ist zweckmäßig, sich nicht damit zu begnügen, die !Totzeit nach jeder natürlichen oder erzwungenen Umschaltung einzuhalten, sondern sie außerdem auch nach Beginn jeder Regelung einzuhalten.

Erfindungsgemäß wird außerdem ein Gerät zur Durchführung

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des vorbeschriebenen Verfahrens bei einem durch Plus oder Minus arbeitenden Servoregler zur Regelung einer eine Eigenverzögerung aufweisenden industriellen Anlage mit einem Korrekturglied in Vorschlag gebracht, das das an die Regelgröße angelegte Korrektursignal erzeugen kann, einem Umsteuerglied, das das Vorzeichen der Korrektur unter Einwirkung eines Steuersignals umkehren kann, und einem Rechenwerk, das dieses Steuersignal in Form eines Wechsels seiner Ausgangsgröße liefern kann.

Dieses Gerät ist gekennzeichnet durch eine UND-Schaltung mit zwei Eingängen, durch eine Verzögerungsschaltung, deren •Eingang an den Ausgang der UND-Schaltung und deren Ausgang an einen der Eingänge der UMD-Schaltung angeschlossen ist, während der andere Eingang der UND-Schaltung an das Rechenwerk des Servoreglers und ihr Ausgang an das Umsteuerglied des Servoreglere angeschlossen ist, und dadurch, daß die Verzögerungsschaltung so eingerichtet ist, daß ihre Ausgangsgröße bei Aufnahme des Steuersignals durch ihren Eingang einen Wechsel in der entgegengesetzten Richtung der das Signal bildenden Richtung und am Ende einer bestimmten Verzögerungszeit einen Wechsel in gleicher Richtung wie der das Signal bildenden Richtung erfährt, wobei die Ausgangsgröße unverändert bleibt, wenn der Eingang der Verzögerungsschaltung einen Wechsel erfährt, der dem das Steuersignal bildenden Wechsel entgegengesetzt ist, so daß das Gerät ein

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Sperrglied bildet, das während der Totzeit, die diese Verzögerungsdauer darstellt, die Übertragung jeglichen Signals zwischen dem Rechenwerk und dem Umsteuerglied unterbinden kann, wobei der Beginn dieser Totzeit zumindest mit dem Auftreten eines Steuersignals zusammenfällt, und das erst nach Ablauf der Totzeit die Übertragung eines Steuersignals gestattet.

Der Aufbau des Geräts vereinfacht sich, wenn die Verzögerungsdauer im wesentlichen gleich der Eigenverzögerung der Anlage ist.

Eine zweckmäßige Ausführungsform des Geräts ist im einzelnen in der Weise ausgebildet, daß die Verzögerungsschaltung an den Ausgang der UND-Schaltung mittelbar über eine ODER-Schaltung mit zwei Eingängen angeschlossen ist, deren Ausgang an den Eingang der Verzögerungsschaltung angeschlossen ist und von der ein Eingang an den Ausgang der UND-Schaltung angeschlossen ist, während der andere Eingang dazu bestimmt ist, das den Beginn der Regelung definierende Signal so aufzunehmen, daß der Beginn der Totzeit unterschiedslos mit dem Auftreten eines Steuersignals oder mit dem Auftreten des Regelbeginnsignals zusammenfällt.

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   °is:n«»ls rvt^nhan «Sen (9) und d·· Uaateuerglled (ö) unuereinden kann, wobei der Beginn dleeer ütoteelt zvmiadeut uslt de« Auftreten •in*e oteuerelenale» eueamenfttl It, und das eret aaoh Akl«tti d«r Tot sei t die Jfcertora^iifi* eine« Steuerei^nal· !•utnttet.

   4· Oträt naoü AjupruoH 5, dadurati aekeiineelelm·*, das dl· V«raöc«runt«4aa«r la weeeutlioiita il«l«a dar dar Aalaf« IaH.

   O#rü* naoa Aoapruoh 3 and 4» dftdareit eekennaeiohaat, tei dia VaraOtfartuicaaeaaltaAji (17) ·α dan Aaa^aAg (It) dar Uifu-oahaltiui« (13) »ittelaar flaar aina aDMB^eaaltiuMt (91) alt aval >?1α*«Ό*·& (3i_f 37) aaeeeohlpeean let, dar·» Auai&n« (1a) a« dan Klären* dar Tereöferua^eeoheJLtttnt (17) aocaaobJLoaaaa lat uad tob dar ala Ble«aai (36) βλ das Ausgang (1f) dar ΙΊΦ-Oaaaltaju; (13) aaeeeohloeeee let, wahrend dar andara Blngaog (37) daau aaatlaat let, daa dan Ballon dar Maßelun* de/lalaranda SIiMd »9 auXsttoaa* «an» das dar Beginn dar Totaalt ttatereahledaloe alt da« A«itraten alaaa Steuer·Ifaale odar alt da« AaXtretam

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