DE1538495A1 - Elektronischer Verfahrensregler - Google Patents

Description

The Foxborο Company
Foxbarο, Mass., USA

Elektronischer Terfahrenaregler·

Die Erfindung-betrifft ..eine Vorrichtung zur Regelung eines-,;, veränderlichen Zustands eines industriellen Verfahrensablaufs und insbesondere einen elektronise-he.n. Verfahrensregler, der unter dem Einfluß elektrischer Meßsignale entspre- ™ chende elektrische Stellsignale zu erzeugen vermag, die auf ein Stellglied, wie ein Ventil, ο »dgl.., einwirken.·- -

Elektronische Verfahrensregler vom sogenannten %tialog^tr-l^vypsind seit Jahren erhältlich und in der Industrie im Gebrauch. Eine.besonders erfolgreiche Konstruktion ist in der USA—Patentschrift 2 956 234 beschrieben. Ein bedeutsamer Vorteil . dieser bekannten Regler besteht darin, daß sie aus modernen »Festzustand"-Bauteilen, wie Iransistoren und anderen | Halbleiterelementen, aufgebaut sind und somit nicht, nur auegezeichnete Regeleigenschaften gewährleisten, sondern auch in der Lage sind, über lange Zeiträume hinweg zuverlässig z-u arbeiten*

Langjährige Erfahrung mit den z.Zt. erhältlichen Reglern hat die Notwendigkeit für eine Verbesserung in bestimmter

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Hinsicht aufgezeigt. Aufgabe' der Erfindung ist mithin· die" Schaffung einer solchen verbesserten Regelvorrichtung, Als Ausi"ührungsbeispiel der Erfindung ist in der Beschreibung ein Regler offenbart,- der eine Maahl von"Vorteilen 'bietet. Beispielsweise- besitzt dieser-"Regler-· eine"'- verhältnisifiaBig'^; niedrige* WeehselstroM^Impeäaiiz zwisohen seinem Eingang"'üiid^v Erde, wodurch seine Stabilität'verbessert^; Wird und■"■ seM"ho he ifer&tärkmigsgrcäde ffiö'gTich werden'. ÄuSerä'em ist⁵ die auf G-es'öhwindigkeit'' ansprechends' Schaltung dieses Seglers wlrfcsaM vom Jäollwertsignai "getrennt _$" so daß etwaige JüidSfüiigen des Sollwerts'"das Stellsignal nicht verstarfcen_? wie 'dies- '· ■■ bei.gewissen herkönimlichen Eeglern der !'all ist» Der im ■ folgenden beschriebene Regler besitzt auch- \rerfce^;sserte (Ie-Bckwindiglceit-Jnsprecheigensciiaften, äie ihn "besonders' ^:ftir-~ AnwenduhgsfälTe geeignet machen, in welchen verhäanismaßig'⁸ lange Zeitverzögerungen im ¥erfahren auftreten. Weitere- '-""--Ziele, Torteile und Merlonale der Erfindung ergeben sich noch deutlicher· aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen. Es zeigern

Figo 1 ein vereinfachtes Schaltbild des Eingangs- und des Eilokkopplungskreisea eine» Trerfahrensreglers mit den Merkmalen der Erfindung, ■

Fig. 2 ein Betsil-Sohaltbild des StroHiversoiigungakreisea mit der Sollwert-Signalerzeugungsainrichtung und

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Iig. 3 und 4 zusammen eim.Schaltbild, welches Einzelheiten. des Yerfahrensreglers gemäß Big. 3 veranschaulicht,

Semaß fig, 1 weist der Segler drei Eingangsjfclemmen 10, 12' und 14 auf * die über zwei miteinander in Seihe liegende Ifiderstäjnde 16 und ?8 untereinander verbunden sind, tlbear die Klemmen to und 12 sowie den Widerstand 16 tSQQA. ) fließt fein 0ollwertstrom einstellbarer,Jedoch normal e¥wei-~ se iestear Größe von beispielsweise 2 - XO mk_t während iibeai die iEtemaien 12 und t4 Siowie den Widerstand 18 von ti00-XlL- ) ein Meßstrom von beiöpielsweise ■ 10 ~5Q ml- fließt.» dessen &röße dem .lert des.zu regeljiden Yerfahrenszustands ρΓοροΐ¹-tional ist* 3>iese beiden Ströme fließen, wie durch die !feile angedeutet, in entgegengesetzte Eichtungen, so daß die an den Widerständen 16 und 18 erzeugten Spannungen entgegengesetzte Polarität besitzen·

Die bisher beschriebene Schaltung stellt einen Vergleichkreis dar, der zwisohen den Klemmen 10 und 14 eine Abweich— Spannung liefert ,· deren Größe der Regelabweichung proportional ist und deren Polarität dadurch bestimmt ist, ob der Istwert über oder unter dem Sollwert liegt. Wenn die gemessene Regelgröße genau dem Sollwert entspricht, ist die Abweichspannung gleich Null. Wenn sich jedoch der Meßstrom . über dem Widerstand 18 ändert, ändert sich das Potential der Klemme 10 gegenüber demjenigen der Klemme 14 entspre-

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chend. Um eine Bezugsbasis für die verschiedenen im Kegler ' vorhandenen Potentiale zu schaffen, kann die Klemme 14 der Einfachheit halber als "Stromkreiserde" und die mit ihr verbundene Leitung 20 als "Bezugsleitung" bezeichnet werden. Wenn der· Sollwertstrom über den Widerstand 16 auf seinen Mittelwert von 6 mA eingestellt wird, kann die an der Klemme 10 liegende Abweiohspannung irgend einen Wert zwischen -2 V und +2 V gegenüber der Bezugsleitung besitzen, wobei der genaue Wert selbstverständlich von dem festgestellten Wert der Regelgröße abhängt.

Die Abweichspannung wird über einen-Eingangswiderstand 22 (100 k/i») an den Eingang 24 Gleichstrom-Verstärkers 26 mit hohem Verstärkungsgrad angelegt. Dieser Verstärker, der noch näher erläutert werden wird, kann beispielsweise einen Voraus-Verstärkungsgrad von 200p besitzen. Die_Ausgangsleitungen 28 und 30 dieses Verstärkers sind an die beiden Enden eines Potentiometers 32 (6uO.fi.) angeschlossen, dessen, unteres Snde gleichzeitig.mit der■-.Bezcugoleituiij;. 20 in Verbindung steht. Der Abgriff. 34 des Potentiometers 32 liefert eine Üückkopplungsspannung, die über einem lieiken-Y/iderstand 36 ( 100 k JTl) dem Verstärker-Hingang 24 eingespeist wird. Der btrom fließt "aufwärts" durch das Potentiometer 32, so daß das Potential a;a VerBtärkereinpang 34 fjesenu der Besugsleitung 20 negativ ist.

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Ersiehtlicherweise "bilden die Widerstände 22 und 36 einen Spannungsteiler mit einem Teilungsverhältnis von 2:1«, Da der Verstärker 26, wie aus der folgenden genauen Beschreibung noch deutlicher werden wird, praktisch keinen Strom in seinem Eingangskreis benötigt, sind die über die Widerstände 22 und 36 fließenden Ströme gleich groß und liegt somit das Potential an der Abzweigung zwischen diesen beiden Widerständen in der Mitte zwischen den an den Enden Λ vorhandenen Spannungen. Wenn beispielsweise die Abweieh— Spannung an der Klemme 10 Mull beträgt und das Potentiometer. 32 zur Lieferung einer Spannung von —3 V am Abgriff eingestellt ist, liegt der ■Verstärker-Eingang 24 auf —1,5 V.

Der Potentiometerabgriff 34 ist weiterhin über einen aus zwei Keihen-Widerständen 40 und. 42 bestehenden zweiten Spannungsteiler 38 mit der Bezugsleitung 20 verbunden. Die Abzweigung.44 dieses Spannungsteilers ist an einen Üück—

führ \

jDOEufc-Buckkopplungskreis angeschlossen, der aus einem einstellbaren Widerstand 46 (beispielsweise 100 ΜΛ) und einem nachgeschalteten Kondensator 48 besteht, wobei der Verzweigungspunkt 50 zwischen dem Widerstand 46 und dem Kondensator 48 an den zweiten Verstärker-Eingang 52 angeschlossen iöt. Die andere Platte des Kondensators 48 ist über einen Schalter 54 an die Bezugsleitung 20 angeschlossen. Wie aus der genauen Beschreibung anhand der E¹Ig. 3 und 4 noch deutlicher werden wird, ist der Schalter 54

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eigentlich nicht erforderlich, sondern in.Pig. 1 nur eingezeichnet, um aufzuzeigen, daß die Verbindung vom Kondensator 48 zur Bezugsleitung 20 verhältnismäßig niedrige Impedanz "besitzt.

Der Spannungsunterschied zwischen den beiden Verstärker-Eingängen 24 und 52 bestimmt die G-röße des über die Ausgangsleitungen 28 und 30 fließenden Stroms. Wenn beide Eingänge auf demselben Potential liegen, ist der vom Verstärker gelieferte Strom typischerweise auf seinen Mittelwert eingestellt, d.h. auf einen Wert, der über dem Potentiometer 32 einen Spannungsabfall von 9 V erzeugt. Wenn sich die vom Verstärker abgegebene Spannung über ihren vollen Bereich ändert, variiert der Spannungsabfall über dem Potentiometer 32 zwischen 3 und 15 V. Ein Spannungsanstieg am Verstärker-Eingang 24 hat eine Erhöhung dea Stromflusses durch das Potentiometer 32 zur Folge und umgekehrt. Die maximale Abweichung der vom Verstärker abgegebenen Spannung von ihrem Mittelwert wird bei einer Änderung der Eingangsspannung von etwa 1 mV erzielt.

Die Schaltung gemäß lig. 1 arbeitet wie folgt: Zunächst sei angenommen, daß die an der Klemme 10 liegende Abweichspannung gleich Itull ist und daß alle anderen Spannungen der Sohaltung stabilisiert sind; in diesem Zustand erzeugt eine Erhöhung des Meßstroras über den Widerstand 18 eine positive

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^Abwei_chspaiHiung an der Klemme 10, wodurch sich das Potential am.Verstärker-Eingang 24 zu erhöhen trachtet. Xnfolge- dessen erhöht sich der üToer das Eotentiometer 32 fließende Strom und läßt das Potential des Potentiometerabgriffs 34 negativer werden. Der· Kondensator 48 verhindert jedoch eine sofortige Änderung des Potentials des zweiten Verstärker-Eingangs 52 und die Rückkopplungswirkung wird anfänglich durch den Einfluß des Widerstands 36 auf den ersten Verstärker-Eingang 24 hervorgebrachi;. '

Als übertriebenes Beispiel sei angenommen, daß das Poten*- tial der Klemme 10 + 1 Y v/ird, wenn sich der Meßstrom über den Widerstand" 18 plötzlich um 10 M, beispielsweise von 30 mA auf 40 mA erhöht.- Wenn das Potential des Potentiome— terabgriffs 34 anfänglich —3 V betrug, hat eine derartige Erhöhung der Abweichspannung um T V zur iolge, daß sich das Potential des Potentiometerabgriffs 34 auf einen stärker negativen- Wert; verschiebt und danacii trachtet, das Po— •tential des ^.yerstärker-Eingangs ,24\auf seinem .ursρrnnglio>t ^n Wert zu halten. Jiirsichtlicherv/eise muß dieses neue niedrigere Potential -4 V betrw/en, d.Ii. eine Vernindorung der Abweichspannung \m 1 V erfordort eine Verminderung der Kücickop-plun^sspannung am Potentiometerabgriff 34 um 1 V, da bei dem durch die Widerstände 22 und 36 gewährleisteten 'χ'eilnngsverhältnis eins Potential des Verstärker-Eingangs-

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24 nur dann konstant gehalten werden kann, wenn sich die , Spannungen an den Enden des Spannungsteilers um gleiche Beträge und in entgegengesetzten Richtungen ändern. Selbstverständlich ist es nicht möglich, den Eingang 24 des Verstärkers genau auf der ursprünglichen.Spannung zu halten, da eine Spannungsänderung zwischen seinen beiden Eingängen 24 und 52 vorhanden as in muß, um den zur Verschiebung des ^ Potentials des Potentiometerabgriffs 34 um 1 V erforderlichen erhöhten Verstärker-Ausgangsstrom zu erzeugen» Der Ver— stärkungsgrad des Verstärkers ist jedoch so noch, daß diese Änderung des Eingangspotentials gegenüber der Änderung des . Abweichsignals und der Rückkopplungsspannung praktisch vernachlässigbar ist.

An den Verstärker 26 ist ein Stellsign=ilkreis 56 angeschlossen, der in ii^v±g, 1 symbolisch als an die AusgangBieituiio 28 angescülossene Einzelleitung angedeutet 1st. Diecer Kreis W- ist an ein entferntes Stellglied, wie ein nicht dargestelltes Ventil o.dgl., angeschlossen und liefert diesem ein dem Strom über dem Potentiometer 32 entsprechendes■Stell— signali Bei dem in. den j?ig« 3 und 4 genauer -dar^entolltön Regler, wie or tatsächlich verwendet-wird, ist dieser Kreis 56 wesentlich komplisie-rtor als in'Ji'ig. 1 dargestellt, doch wirkt er im wesentlichen auf herkömmliche ',/eise ;;ur" Erzeugung eines Stellsignals in der u-rö 3 anordnung von 10 50 mA, während dor liber das Potentiometer 32 fließende

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Strom im Bereich von 5 - 25 niA liegt. Wenn die Abweichspannung von juull auf 1 Y über geht, erhöht-si oh das Stellsignal im Kreis 56. anfänglich entsprechend.

iⁱjach der anfänglichen Änderung des Potentials des Potentiometerabgriffs 34 tritt eine weitere und fortdauernde Änderung infolge der allmählichen Änderung des Potentials des anderen Verstärker ^-Eingangs 52 auf, die sich aus einer Λ

führ

Aufladung bzw. Entladung des HücksiKükondensators 48 ergibt. G-enauer gesagt, wenn das Potential des. Potentiometerabgriffs 34 auf die vorher beschriebene Weise von -3 V auf -4 V übergeht, verschiebt sich das Potential der Abzweigung 44 des Spannungsteilers 38 von -1,5 V auf -2 Y, so daß sich der Kondensator 48 entsprechend von —1,5 V in Richtung auf -2 V aufzuladen beginnt. Dieser Abfall des Potentials des Kondensators 48 führt zu einer Erhöhung des Spannungsunterachieds zwischen denbeiden Eingängen 24 und 52 des Vorstärkers, so daß sich der Verstäricer-Ausgangstrom entsprechend zu erhöhen trachtet, was die für moderne Hegler geforderte Rückxiadatwir'cung darstellt.

fielbötverntändlich erfolgt die Aufladung des Hüclaucmätkonüenöcitors 4b Infolge, der großen δ ei ticonst ante des HücloBSaBli-V/iderstands 46 und des KondonsaLors 40 normalerweiae verhälürijßmäßig langü<irn.

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Diese Zeitkonstante kann für Verfahren mit verhältnismäßig großer Zeitverzögerung bis zu 30 min "betragen. Außerdem bewirkt die anfängliche Änderung des Stellsignals im Kreis 56 eine entsprechende Änderung der Einstellung des Stellglieds, was wiederum-bewirkt, daß die Regelgröße auf den Sollwert zurückzugehen beginnt. Infolgedessen wird die an der Klemme 10 erscheinende Abweichspannung entsprechend. re-

fe duziert, was dem Anstieg des Stellstroms infolge der Rück—

■ führ

atöiwirkutig entgegenzuwirken trachtet. Diese verschiedenen Effekte der Schaltung wirken, auf dynamische Weise zusammen und gewährleisten als Endergebnis eine einwandfreie Regelwirkung, welche die Regelgröße mit beträchtlicher Schnelligkeit und geringstem Überlauf auf den Sollwert stabilisiert.

Ein bedeutsamer Vorteil der vorstehend, beschriebenen Äüok- »iBÜ-Rückkopplungsanordnung besteht darin,-daß der RUck-

führ

»isiikondensator 48 einen Nebenschluß zwischen dem Verstärker-Eingang 26 und der Bezugsleitung 20 bildet, wodurch die Wechselstroiiiimpedanz zwischen, der Bezugsleitung und dem Verstärke reingang ziemlich niedrig ist, was die Auswirkung von unerwünschten Streuspannungen auf die Arbeitsweise des Verstärkers vermindert. Eine derartige niedrige Wechselstrom-Eingangs impedanz macht es beispielsweise mo>;i ich, einen sehr hohen Verstürkungsgrad des Verstärkers anzuwenden, um die gewünschte genaue Regelung und andere Vorteile zu ge-

. währleisten, ohne eine Instabilität hervorzurufen odor einzuleiten.

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Die Einstellung des Potentiometers 32 "bestimmt die "Verstärkungsweite" des Reglers, d.h. die Größe der Änderung der vom Verstärker gelieferten Spannung für eine vorgegebene Änderung der Abweichspannung. Jeder Änderung des-Potentials der Klemme 10 wird durch eine gleich große und entgegengesetzte Änderung des Potentials des Potentiometer'-abgriffs 34 entsprochen, während die entsprechende Änderung des Stromflusses über die Leitungen 28 und 30 von der Einstellung des Potentiometers 32 abhängt.

Wenn das Potentiometer 32 im Rückkopplungskreis dem Rückführ- führ

5i*BE3cfcwiderstaiid 46 und dem RückKiBtikondensator 48 vorgeschaltet ist,- kann das Potentiometer ein Miederimpedanzelement von beispielsweise 600 Ohm sein. Dies stellt einen bedeutsamen Vorteil dar, da Hochimpedanzelemente nicht nur ,euerer sind, sondern im allgemeinen auch größere Schwierigkeiten bei der Gewährleistung zufriedenstellender Ar—

■ ■ . führ

beitsweise aufwerfen. Der beschriebene Rücks±B±±kreis weist nur ein einziges Iiochimpedanzelement, nämlich den Voiderstand 46 'auf, und selbst die Impedanz dieses Elements beträgt nur die Hälfte dessen, was es bei herfcöüimlichen Anordnungen besitzen müßte, bei denen das Potentiometer mit

führ "

dem RücltxtaGkiwiderstand in Nebenschluß geschaltet ist.

.Bei zahlreichen Verfahren ist es wünschenswert, daß das . Stellslßnal auch eine Komponente enthält,-welche der Ände

f.keit des zu messenden Zustands proportion

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nal ist. Beim beschriebenen Regler wird dies durch einen . über dem Meßwiderstand 18 liegenden anderungsgeschwindigkeitsabhängigen Kreis 60 erreicht, der aus einem mit einem Gleichstrom-Verstärker 66 in Reihe liegenden Kondensator 62 und einem den Verzweigungspunkt zwischen diesen beiden Elementen mit der Bezugsleitung 20 verbindenden einstellbaren Widerstand 64 (1 M XL·) besteht. Der Kondensator 62 und der Widerstand 64 wirken auf bekannte Weise zusammen und erzeugen über dem Widerstand 64 eine öpannung, die im wesentlichen der'.Geschwindigkeit proportional ist, .mit der sich die über dem Widerstand 18 erzeugte Meßspannung ändert. Die beiden Eingänge des Gleichstrom-Verstärkers 66, der einen Verstärkungsgrad von ungefähr 1:5 besitzt, sind an die beiden Enden des V/iderstands 64 angeschlossen, und

die beiden Ausgänge des Verstärkers sind zwischen den Rückführ
jBtKtStkondensator 48 und die Bezugsleitung 20 eingeschaltet, bo daß bei geöffnetem Kurzschließschalter 54 die verstärkte Geschwindigkeitspannung vom Verstärker 66 dem Eingang

','■'■■ ' führ 52 des Hauptverstärkers 26 in Heihe mit der Rückx:tae:23:-Rüok-

kopplungsspannung über dem Kondensator 48 eingespeist wird.

Ein Vorteil dieser Konstruktion der Anderungsgeschwindigkeit-Maßkreisanordnung besteht darin, daß die geschwindigkeitsempfindlichen Elemente von der Sollspannung über dem Widerstand 16 getrennt sind. Obgleich eine Änderung des

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Sollwerts selbstverständlich die dem Kreis 56 aufgeprägte Stellspannung beeinflußt, wird somit die Wirkung der Soll— wertänderung nicht durch die geschwindigkeitsempfindlichen Elemente verstärkt, wie dies bei gewissen herkömmlichen Reglern der !Fall ist, beispielsweise bei Reglern, bei welchen die die Änderungsgeschwindigkeit angebende Spannung in einem Rückkopplungskreis erzeugt wird. Bei diesen herkömmlichen Reglern kann eine Änderung des Sollwerts eine schwere Störung des Verfahrens herbeiführen, zu deren Be- % seitigung eine beträchtliche Zeitspanne erforderlich ist, bevor ein stabiler Betrieb am neuen Sollwert erreicht wer— '■ den kann.

Es ist auch zu beachten, daß die die Änderungsgeschwindi-

führ keit angebende Spannung durch den RückxiEütkondensator 48

hindurchgelangen muß, um den Eingang 52 des Verstärkers 26 zu erreichen, so daß etwaige Kriechströme über den Konden-

führ sator 62 nicht besonders kritisch sind, da der RüokatiWÜ-kondensator 48 den Änderungsgeschwindigkeit-Meßkreis 60 wirksam vom Eingang 52 des Verstärkers 26 trennt und dieser Kondensator wegen der Notwendigkeit, die Erzeugung jeglicher Abweiehspannung im Verstärkereingang zu verhindern, sowieso besonders kriechstromfest sein muß. Infolgedessen werden die Auswirkungen- etwaiger Kriechströme über den Kondensator 62 gegen den Eingang 52 des Verstärkers 26 abgeschirmt.

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Der Anderungsgeschwindigkeit-Meßlcreis 60 führt keine, wesentliche Wechselstromimpedanz zwischen die !Bezugsleitung 20 und den Eingang des Verstärkers 26 ein. .!Bei dom speziellen, nachstehend noch näher zu erläuternden Änderungsgeschwindigkeit-Meßkreis erscheint der Ausgang des Verstärkers 66. als Impedanz von etwa 30 k £L· in Reihe mit der verstärkten^ die Änderungsgeschwindigkeit angebenden

führ Spannung, so daß die durch den Mebenschluß-Rüelastsükondensator 48 gewährleisteten guten Y/echselstrom—Impedanzeigen— schäften aufrechterhalten bleiben.

Die in Big. 3 dargestellte bevorzugte Ausführungsform der Erfindung weist zwei Eingangsklemmen 10 und 12a auf, über die der Sollwertstrom dem Widerstand 16 zugeführt wird, über welchem eine entsprechende Sollwertspannung erzeugt wird. Das eine Ende des Widerstands 16 steht über einen Kaskadenschalter 100 und den Kontakt 102a eines gekoppelten Umschalters 104 mit dem Widerstand 22 in Verbindung, während, das mit der Klemme 12a in Verbindung stehende Ende dea Widerstand 16 über zwei andere Kontakte 102b und 102e des Umschalters an den Meßspannung-Widerstand 18 angeschlossen ist, welcher von den Klemmen 12b und 14 mit Meßstrom gespeist wird. Diese letztgenannten Klemmen sind typischerweise über eine zweiadrige Übertragungsleitung ■ mit einem herkömmlichen Meßgeber verbunden, beispielsweise

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einem, der. einen einer Temperatur des Verfahrens entspre- . chenden Strom erzeugt. Die über dem Widerstand 18 erzeugte Meßspannung liegt somit in Reihe mit der Sollwertspan- . ' nung über dem Widerstand 16 und ist dieser· entgegengesetzt, so daß diese Widerstände nebst der ihnen zugeordneten Schaltung einen Vergleichkreis bilden. Der Unterschied zwischen den beiden verglichen/Spannungen stellt die Abweiehungspannung dar, welche dem Unterschied zwischen dem Istwert und dem Sollwert proportional ist. %

Das untere Ende des durch die Widerstände 16 und 18 festgelegten Vergleichkreises ist über den Kontakt 102d. des Umschalters 104 an durch die Bezugsleitung 20 gebildete Stromkreiserde angeschlossen, 'während die am oberen Ende des Vergleichkreises erscheinende Abweichspannung über den Widerstand 22 dem Eingang 24 des Verstärkers 26, dessen Einzelheiten in S¹Ig. 4 dargestellt sind, eingespeist wird. Der von diesem Verstärker abgegebene Strom fließt über die Ausgangsleitungen 28 und 50 sowie ein in der rechten oberen Ecke von I'ig. 3 eingezeichnetes Filter 112. Der gefilterte G-leichstrom erzeugt einen entsprechenden Spannungsabfall über einer Last, die aus dem Potentiometer 32 und einem mit diesem in Reihe liegenden Festwert-Widerstand 114 (10 XL·) besteht. Der Abgriff 34 des Potentiometers 32 ist einerseits über den Rückkopplungswiderstand 36 an die Verstärker-Eingangsleitung 106 und andererseits an dendurch

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die Widerstände 40 und 42 (.je 100 lc «Λ.) gelandeten Span»" • nungsteiler 38 angeschlossen, in welchen ein Abgleiehpotentiometer 116 (10 lc -JOL)' eingeschaltet ist, dessen Abgriff 44 gleichzeitig die Abzweigung 44 des Spannungsteilers 38 bildet. Das Potential des Punkts 44 wird über einen Festwert-Widerstand 118 (390 k JCK) und. den mit diesem in

führ- .■'■■ . Reihe liegenden einstellbaren RückxiBü:-Widerstand 46

führ (100 M «fiu) an den Kebenschluß-RückxiHükondensator 48 (18

. /a I) angelegt, dessen obere Platte über den einen Kontakt 70b eines Hand/Automatik-Umschalters 72 mit einer Leitung 124 verbunden ist, welche zum anderen Eingang 52 (Fig. 4) des Verstärkers 26 führt.

Die über dem Widerstand 18 erzeugte Meßspannung wird weiterhin an den einen Eingang 126 eines geschwindigkeitsempfindliehen Kreises 60 angelegt, dessen anderer Eingang 130 mit der Bezugsleitung 20 verbunden ist. Der Eingang 126 dieses Kreises ist an den Kondensator 62 (100 ml¹) angeschlossen, dessen andere Platte über einen Aus-üchalter 134 an den V/lderstand. 64 angeschlossen ist, welcher bei dieser Ausfuhrungsform der Erfindung aus einem i'estwert-Viid erstand 138 (2,2 k Λ») in Reihe mit einem einstellbaren Widerstand 140 (1 M jfl») besteht. Wenn die 1,¹Ießspannung über dem Widerstand 18 konstant ist, tritt über dem Widerstand 64 keine Spannung auf, da ßich der Kondensator 62

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auf die Meßspanmmg auflädt, Sobald sich jedoch die Meßspannung ändert, tritt über dem Widerstand 64 eine der Ändqrungsgeschwindiglceit der Meßspannung proportionale Spaming auf, deren Größe durch die RG-Zeitkonstante der Stromkreiselemente 62 und 64 bestimmt, wird und mit Hilfe des einstellbaren Widerstands 140 nach Belieben geändert werden kann.

Die über dem Widerstand 64 erzeugte Spannung wird dem zwei ^ direktgekoppelte Transistoren 142 und 144 aufweisenden Verstärker 66 eingespeist, der über zwei gemäß Mg. 2 an eine herkömmliche 43 T-Gleichstromquelle 150 angeschlossene Leitungen 146, 148 mit Arbeitsstrom gespeist wird-und dessen Ausgang positiv vorgespannt ist, so daß er bei Eingangsspammng 0 V an der Klemme 152 eine Ausgangspannung von etwa 20 V liefert, die unter Betriebsbedingungen zwischen etwa, Ö Y und 40 V schv/ankt.

Wenn der Einfluß der Anderungsgeschwindiglceit auf das Stellsignal ausgeschaltet werden soll, wird der Aus-Öchaltcr 134 in seine AUS-ötellung umgelegt, wobei er den Kondensator 62 über einen Widerstand 154 (¹^ k Λ.) mit der Bezugsleitung 20 verbindet, wodurch der Kondensator 62 stets auf das Potential der Me.ßs^parLaung- über dom Widerstand 18 aufgeladen bleibt und ein Umschalten auf EIW ohne btörun^·des

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Verfahrensablaufs erfolgen kann. Der Wideretand 154 ist zur Verhinderung einer Verschlechterung der Ansprechgeschwindigkeit des Reglers vorgesehen, wie sie vorkommen könnte, wenn der Kondensator 62 unmittelbar über den Meßwert-Widerstand 18 geschaltet wäre.

An das linke Ende des Widerstands 22 ist ein Instrument 156 angeschlossen, das die Ü-röße der Regelabweichung anzeigt ο Da über die Widerstände 16 und 18 nicht nur der Sollwert-und der Meßstrom fließt, sondern auch ein auf der Rückkopplungspannung am Potentiometerabgriff 34 berun__ander/ geringer Z.usatzstrom, kann die Regelabweichung nicht einfach in der Weise erhalten werden, daß das Anzeigeinstrument 156 unmittelbar über die Widerstände 16 und 18 geschaltet wird. Zum Ausgleich für diesen geringen Zusatzstrom ist vielmehr die untere Klemme des Anzeigeinstruments 156 über einen Widerstand 158 (600 Jim) an die üezugsleitung 20 und über einen weiteren Widerstand 160 (200 k SL·) an den Potentiometerabgriff 34 angeschlossen, die so aufeinander abgeglichen sind, daß der Spannungsabfall über ·. dem Widerstand 158 den durch den Zusatzstrom über die Widerstände 16 und 18 bewirkten zusätzlichen Spannungsabfall über diesen Widerständen genau kompensiert, so daß das Instrument 156 nur die tatsächliche Abweichspannung anzeigt.

Das obere Ende des Potentiometers 32 ist über den Kontakt

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7Oc des Umschalters 72 mit der einen Platte eines Speicherkondensators 74 (2 ■ yuF) angeschlossen, dessen andere Platte über einen Stabilisierwiderstand 164 (100 lc an die Bezugsleitung 20 angeschlossen ist". Die an Spannung liegende Platte des Kondensators 74 ist außerdem mit dem Y/ählarm 76 eines Fünfstellung-Schalters 78a verbunden, dessen mittelster Gegenkontakt tot ist. Normalerweise liegt der Wählarm 76 gegen diesen mittleren Gegenkontakt an, so daß die Spannung des Kondensators 74 stets genau der Ausgangsspannung des Verstärkers 26 folgt und eine "Speicherung" der Größe der Stellspannung bewirkt wird, die dann ausgenutzt wird, wenn der Regler von automatischem auf Handbetrieb umgeschaltet wird. ■

Wenn der Umschalter 72 in die Stellung "Handsteuerung" umgeschaltet wird, trennt der Kontakt 70a dieses Schalters (Fig. 4) die Leitung 106 vom Verstärker-Eingang 24, so daß dem Verstärker die Abweichspannung nicht mehr zugeführt wird. Gleichzeitig wird der Speicher-Kondensator 74 über den Kontakt 70c des Umschalters 72 mit dem Verstärkereingang 24 verbunden, um die vom Regler gelieferte Stellspannung auf den unmittelbar vor dem Umschalten auf Handsteuerung vorhandenen Wert festzulegen. Da der Kondensator 74 jedoch auf die Stellspannung aufgeladen ist, besitzt er ein ■ viel zu hohes Potential, um unmittelbar an den Verstärker-

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eingang angeschlossen werden zu können, da der Verstärker sofort auf seinen Grenzwert getrieben werden würde. Erfindungsgemäß wird dieser Effekt jedoch durch eine Schaltungsanordnung verhindert, die beim Umschalten des Umschalters 72 auf Handsteuerung die Größe der Kondensatorspannung kompensiert, so daß die vom Verstärker gelieferte Spannung auf ihrem vorherigen Wert gehalten wird.

Bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindimg besteht diese Schaltungsanordnung aus einer Rückkopplungsleitung 80, die bei auf Handbetrieb umgestelltem Schalter 72 den Verstärker-Eingang 24 über den Umschalterkontakt 70a mit der Verstärker-Ausgangsleitung 30 verbindet, so daß die "vom Verstärker gelieferte Spannung automatisch auf ihrem vorherigen. Wert gehalten wird, da die Rückkopplungswirlcung der Leitung 80 die Verstärker-Ausgangsspannung auf den Wert einstellt, welcher das Potential der Ausgangsleitung 30 auf demselben Wert wie das Potential des Kondensators 74 hält, d.h. auf dem Wert, welchen diese Teile vor dem Umschalten hatten. Das Umschalten auf Handsteuerung geht somit ohne Störung des Verfeihrensablaufs vor sich. Danach trachtet die Rückkopplungswirkung-des' Verstärkers 26 danach, die ursprüngliche Ladung des Kondensators 74 aufrochteuerhalten, so daß alle Verschiebungseifekte während einer bestimmten Zeitspanne auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden.

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Wenn die vom Kegler gelieferte Sb ell spannung während. des Handbetriebs der Anlage geändert v/erden soll, legt die iiedienungsperson den behälter 78a auf den Kontakt 82 oder 84 um, wodurch der /bewegbare Schalterkontakt 76 über die jeweiligen die Auflauereschwindigkeit begrenzenden Widerstände 86a bzw, 86b (jeweils 10 M SL·) an eine positive bzw. negative Speisespannung 88 bzw. 90 von beispielsweise 3 "V gelegt wird; der Stromkreis ist hierbei über einen Wi- (f derstand 92 und eine geraeinsame iiückleitung 94 geschlossen. Einzelheiten der betreffenden Stromversorgung 168 sind in i'ig, 2 dargestellt. Der von der Spannungsquelle 88 oder 90 gelieferte Strom lädt bzw. entlädt den Kondensator 74 allmählich auf einen neuen Wert, wobei sich die vom Hegler gelieferte Stellspannung entsprechend ändert. Um eine sehr schnelle Änderung der Kondensatoraufladung zu ermöglichen, ist der Schalter 78 mit zwei weiteren Kontakten 170 und 172 versehen, die unter. Umgehung der Hegrenzungswiderstan- _M de 86a und 86b unmittelbar an die positive bzw, negative Spannungsquelle 88 bzw, 90 angeschlossen sind,

V/ährend des Handbetriebs der Anlage verbindet der Kontakt 7Qb des Umschalters 72 die obere Platte des EUckMteükondensators 48. mit der Abzweigung zwischen dem Widerstand

22 und dem Hückkopplungs-Widerstand 36, so daß der flück-

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etatikikondensator auf einer dem Unterschied zwischen der

'Abweichspannung an der Klemme 10 fegf. zuzüglich der von der

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Änderungsgeschwindigkeit abhängigen Spannung, wenn sich der Zustand ändert) und der durch das Potential des Potentiometerabgriffs 34 dargestellten Stellspannung entsprechenden Spannung aufgeladen "bleibt. I'atsächlich gewährlei—

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stet also der RüekxiKiikondensator eine "Speicherung" des

Verhältnisses zwischen dem Zustand der Hegelgroße und dem tatsächlich vom Regler gelieferten Stellwert, so daß der fe Regler jederzeit ohne Störung des Verfahrens wieder auf automatischen Betrieb zurückgeschaltet werden kann.

Wenn die Anlage wieder auf automatischen Betrieb zurückgestellt wird, verbindet der Abschnitt70b des Umschalters

führ

72 den Rückaciackikondensator 48 erneut mit dem unteren Verstärker-Eingang 52, während der Kontakt 70a den anderen

Verstärkereingang 24 mit der Abzweigung zwischen den Widerfuhr ständen 22 und 36 verbindet. Da der Rückatiaükondensator und diese Abzweigung unmittelbar vor dem Umschalten auf automatischen Betrieb miteinander verbunden waren und daher genau dasselbe Potential besassen, besitzen die beiden Verstärker-Eingänge unmittelbar nach dem Zurückschalten er— sichtlicherweise ebenfalls dasselbe Potential. Aus diesem Grund braucht die vom Regler abgegebene Steilspannung nicht geändert zu werden, um einen stabilen Zustand zu erzielen, so daß die Rückschaltimg auf automatischen Betrieb ohne Störung des Verfahrensablaufs vor sich geht.

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Es ist besonders zu beachten, daß die Umschaltung auf automatischen Betrieb selbst bei" sich ändernder Regel- . · größe glatt erfolgt, so daß am Ausgang des Verstärkers eine geschwindigkeitsabhängige Spannung erzeugt wird. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der Ausgang des Verstärkers 66 sowohl vor als auch nach dem Umschalten auf automati—

. . führ

sehen Betrieb mit dem Rücksisükondensator 48 in Reihe geschaltet ist. Die Aufladung des Rucks teSttkondensators wird ύ mithin auf dem ¥/ert gehalten, der beim Rückschalten auf automatischen Betrieb erforderlich ist, um einen praktisch Null betragenden Spannungsunterschied zwischen den Yerstärker-Eirigängen 24 und 52.zu gewährleisten, und zwar unabhängig von etwaigen im Augenblick des Umschaltens auftretenden Regelabweichungen.

Mach dem Umschalten auf automatischen Betrieb regelt der Regler die Regelgröße wieder auf normale Weise, d.h. beim Auftreten einer Regelabweichung wird das Stellsignal bzw. die Stellspannung automatisch auf einen Y/ert geändert, der das Stellglißd in solcher Weise zurückstellt, daß die Regelgröße schnell und glatt wieder auf den Sollwert gebracht wird.

Der an" die Klemmen 10 und 12a angelegte Sollwertstrom wird durch einen in Fig. 2 genauer dargestellten Sollwertge—

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iie.rat.or- 200 mit einem Vollweg-Gleichrichter 202 erzeugt, dessen Sekundärspannüng über ein Rc-filter 204 ah eine spännungsregelnde &enerdiode 206 angelegt wifä* Sie durch diese Diode festgelegte Gleichspannung Wird dein eigentlichen stromführenden Kreis des Sollwertgenerators äüfge-* prägt, welcher aus einem-Festwert-Widerstand 208, einem einstellbaren "Bereiche-Widerstand 210, dem Emitter und dem Kollektor, eines !Transistors 212, den Sollwertklemmen 10 und 12a und einem Festwert-Widerstand 214 (100 J&») besteht, der eine Anzeigespannung für ein Fern-Anzeigegerät oder für andere Regelfunktionen liefert*

Die Größe des durch den Transistor 212 fließenden Stroms wird durch ein Sollwert-Potentiometer 216 eingestellt, dessen Abgriff eine Steuerspannung für die Basis des Transistors aügi'eii't. Die Stromversorgung dieses Potentiometers erfolgt durch einen ¹¹MuIl "-Eins teilwiderstand 218 und einen Festwert-Widerstand. 220, an .welchen eine zweite Hegel-Zenerdiode 222 angeschlossen ist. Letztere wird, über zwei Kompensierdioden 224 und einen Festwert-Widerstand 226 gespeist, der mit der ersten Zenerdiode 2ü6 in Keine liegt. Die Diode 222 liefert eine sehr genau geregelte Spannung zur Einstellung des Potentials der Basis des Transistors 212. .

Ein Vorteil dieses Sollwert-Generators 200 besteht in seiner gegenüber vergleichbaren, bisher erhältlichen Schal-

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tungen einfachen Eichbarkeit. Zu. diesem Zweck wird der Abgriff des öollwert-Potentiometer 216 zuerst auf geringes Potential und der Mull-Widerstand 218 so eingestellt, daß über den 'transistor 212 ein Strom von 2 mA. fließt. Danach wird der Abgriff des Potentiometers 216 auf hohes Potential gestellt und der Bereich—Widerstand 210 so eingestellt, daß über den !'ransistor ein Strom- von TO mA fließt. Eine Mach- ^ stellung des Mull- und des Bereich-Widerstands kann erforderlich sein, um genaue Einstellungen von 2 und 10 mA zu gewährleisten; in jedem Fall geht jedoch die Eichung schnell vor sich. Es ist außerdem zu beachten, daß bei dieser Anordnung das Sollwert-Potentiometer -216 kein Präzisionswiders tand zu sein braucht, da d ie Eich—Einstellungen einen Ausgleich für jede Ungeiiauigkeit des tatsächlichen Wider— Standswerts gewährleisten. Das einzige Erfordernis besteht darin, daß die Widerstandsänderung bei Änderung der Potentiometerexnstellung gleichmäßig und folgerichtig ist. "

Mit Hilfe des Kaakadenschalters 100 kann dem Regler eine ferngesteuerte Sollwert-Spannung eingespeist werden, die beispielsweise dem Ausgang eines ähnlichen, eine zweite Regelgröße regelnden Keglers entnommen wird. Diese Sollwert-Spannung wird an die Klemmen 180 und 182 angelegt, und er-

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zeugt üter einem Widerstand 184 (100 Λ») einen entsprechenden Stromfluß.von beispielsweise 10-50 raA. Die über diesem Widerstand, abgegriffene Spannung wird über einen Kompensier-Widerstand 186 (400 SL·) und den.-Kaskadenschalter 100 an die Kontakte 102a und 102b des Umschalters 104 angelegt^ d.h. der am Widerstand 18 erzeugten Meßspannung mit umgekehrter Polarität in Reihe geschaltet. Der ohmsehe Widerstand der Widerstände- 184 und 186 ist gleich demjenigen des Widerstands 16 gewählt, um zu gewährleisten," daß das die Regelabweichung anzeigende Instrument 156 eine ge— naue Anzeige liefert. ....... »;-#.-■*-

Der Umschalter 104 kehrt auf übliche Weise die· vom Regler abgegebene Stellspannung bei einer vorgegebenen Änderung entweder der Meß- oder der Sollspannung um. Genauer gesagt, hat in der einen Stellung dieses Schalters eine Erhöhung des Meßstroms zur Folge, d.aß das Potential des Potentiometerabgriffs 34 stalte" negativ wird, während eine Erhöhung des Meßstroms in der anderen Stellung des Umschalters das Potential des-Potentiometerabgriffs 34 stärker positiv werden läßt. .-'.-.

Wenn der Regler auf automatischen Betrieb umgeschaltet ist, wird, gemäß Fig. 4 den Verstärker^-Eingängen 24 und 52 über dia Leitungen 106 bzw. 124 und den Kontakt 7üa des Umschal-

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ters 72 je eine Spannung eingespeist, die einen Stromfluß über ein T-FiIternetz 300, die eine Wicklung 302 eines Transformators- 304 und zwei Halbleiterdioden 306 und 308 er-~

zeugt* Diese Dioden, die in der Praxis aus als Dioden geschalteten Transistoren bestehen können, arbeiten im nichtleitenden Bereich ihrer Charakteristik und führen einen kapazitiven. Widerstand ein, dessen Größe derjenigen der angelegten Spannung entspricht.

Die allgemeine Arbeitsweise der· Dioden 306 und 308 zur Steuerung des Verstärkers 26 ist in der USA-Patentschrift 2 956 JSfBf näher beschrieben. Kurz gesagt, bilden diese Dioden einen Teil eines veränderbaren Dämpfungsnetzes in einem positiven Rückkopplung-Schwingkreis um den Verstärker 26 herum und'regeln die Größe der Dämpfung in der Weise, daß die Amplitude der Schwingungen auf einen der eingespeisten Gleichspannung entsprechenden Wert eingestellt wird. Diese kapazitive Dioden-Anordnung ist besonders vorteilhaft, da sie eine außerordentlich hohe Eingangsimpedanz für den Verstärker 26 gewährleistet, wodurch wiederum eine Anzahl von wichtigen Vorteilen für die Konstruktion und die Arbeitsweise des Reglers gewährleistet werden.

Die im Verstärker 26 erzeugten Schwingungen werden durch . · einen Resonanzkreis 310 beispielsweise auf eine Frequenz von 130 kHz abgestimmt. Die in diesem Kreis erzeugten

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.Schwingungen werden durch den Transformator 312 einer di- - rektgekoppelten Zweistufen-Iransistorverstärkereinheit 314 eingespeist» Jeder Transistor dieser Einheit wird über zugeordnete La stwi der stände 316 und 318, die mit einer Grleichstrorn—Speiseleitung 320 verbunden sind, mit Arbeitastrom versorgt» Diese Speiseleitung ist ihrerseits über einen einen Spannungsabfall bewirkenden Widerstand 322 an die positive Klemme 32-4- einer 65 Y-ÖtromversOrgung 325 angeschlossen, deren negative KLemme 326 in Jj'ig. 2 einge se lehnet; ist.

Bie von der Ferstärkereinkeit; 314 gelieferte W wird über einen Kondensator 328 einer= weiteren direlctge— koppeliien Zweistufen—Sransisto^rverstar-jfcereiniieit 33Ci eingespeist.'Der erste transistor dieser Einheit wird über einen Las twid er stand 332 mit tileichstrom gespeist, während. der zweite Transistor über einen Lastwiderctuiid 334 und swei in Reihe geschaltete Kopplungskreise 336 und 338 mit W Strom versorgt wird.« Der erste dieser Kreise, nämlich" der Kreis 336, enthält die Primärwicklung 340 eines 'x'ranoforraators 342, dessen Sekundärwicklung 544 eine Leistungsverstärkerstufe 346 speist. Der Kopplunrskreis 336 weist einen Abstimmkondensator und einen Lastwiderstand auf, die auf übliche Weise arbeiten. Der andere Kopplun^skreis '338 enthält die Primärwicklung 348 eines Transformators

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350, dessen Sekundärm-Cklung 352 an zwei positive Eüek— kopplungsleitungen 354 angeschlossen ist. Dieser Kopplungskreis 338 weist einen ATastimmkondensator und einen lastwi— derstand sowie zwei gegeneinandergesehaltete Dioden 356 auf, die zur iegreiizung der Amplitude der.positiven Rückkopplungsspannung zwecks Gewährleistung "besserer Stabil!— tätseigenschaften dienen.

Die positiven Bückkopplungsleitungen 354 führen die in der Seirundärwicklung 352 des Transformators 350 erzeugte Wechselspannung an die V/icklung 3'5S des !Transformators 304 im Verstärker—Eingangskreis zurück, dessen andere Wicklung 302 zwei Mitte!anzapfungen 360 und 362 aufweist, welche zu einem Ausgleich-Uinstellpotentiometer 364 führen, dessen Abgriff zur Vervollständigung des Wechselstrom-Eingangskreises mit dem Transformator 312 verbunden ist. Wenn den: Gleichstrom-Eingängen 24 und 52 des Verstärkers 26 keine Spannung aufgeprägt wird, besitzen die Dioden 306 und 308 " gleiche Kapazität. Für diesen Zustand wird das Potentiometer 364 so eingestellt, daß es den Wechselstrom-Eingangskreis soweit in Unabgleich bringt, daß der Verstärker mit einer zwischen den Grenzen des Konstruktionsbereiohs der Amplitudenänderungen liegenden Amplitude schwingt. Wenn den Eingängen 24 und 52 jedoch eine Gleichspannung eingespeist wird, erhalten die Dioden 306 und 308 unterachied-

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liehe Kapazität, wobei sich je nach der Polarität der eingespeisten Gleichspannung die Amplitude der Schwingungen erhöht oder vermindert.

Der· Leistungsverstärker- 346 weist zwei Transistoren 366 und 368 auf, deren Basen an das eine bzw. andere Ende der Transformatorwicklung 344 angeschlossen sind, so daß die beiden Transistoren abwechselnd aktiviert werden. Die Emitter dieser Transistoren sind mit dem einen bzw. anderen Ende einer Wicklung 370 eines Ausgangstransformators 372

mit/ verbunden. Die Mitfcelanzapfung 374 dieser Wicklung ist/dem negativen Ausgang 376 des Heglers verbunden, während der positive Ausgang 378 des Reglers über ein die vom Hegler erzeugte Stellspannung anzeigendes Instrument 380 an die Stromversorgungsklemme 324 angeschlossen ist. Die zwischen. den Ausgängen 376 und 378 eingeschaltete Reglerlast kann aus einer oder mehreren Einheiten verschiedener Art besteheiij der gesamte obmsohe Widerstand öleser Last kann bis zu etwa 600 Si» betragen.

Der Regler-Ausgangslaatkreis umfasst die Stromversorgungski emme 324» das die Stellspannung anzeigende Instrument 380, die nicht dargestellte Reglerlast, die eine oder die andere der beiden Hälften der Transformatorwioklung 370,

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denTransistor 366 oder 568, den Widerstand 382 oder 384, einen Keinen—Widerstand 386 (10OXU)''und die negative ■ ' Stromversorgungsklemme 326. In diesem Lastkreis leiten die Transistoren 366 und 368 -abwechselnd, wobei die G-röße des Grleichstromflusses der Amplitude der über den Transformator 342 an diese Transistoren angelegten Wechselspannung entspricht.

Es hat sich gezeigt, daß die Stärke des vom Regler abgegebenen Stroms -sowohl bezüglich ihres Mindest- als auch ihres Höchstwerts begrenzt werden sollte. In einigen Fällen ist es wünschenswert, den Regler-Ausgangsstrom auf seinen normalen vorgesehenen Betriebsbereich zu begrenzen, während es in anderen fällen, wenn der Regler beispielsweise zur Lieferung einer Kaskaden—Sollwertspannung für einen anderen Regler benutzt wird, wünschenswert sein kann, den Regle r-Ausgangstrom auf einen schmäleren Bereich von beispielsweise 25 - 75'/& seines itormalbereiehs zu beschränken. Die den vom Regler abgegebenen Strom begrenzende Einrichtung sollte daher einstellbar sein. Außerdem hat es sich gezeigt, daß diese Einrichtung so angeordnet sei2i sollte, daß sie den Strom, der von der vom Regler abgegebenen Spannung, unterschieden werden muß, innerhalb eines gewünschten .Bereichs hält, da die Ausgangslast in einem .Bereich von bis

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ζπΐ 600' Ohm liegen kann und eine Spannungsbegrenzung zu unterschied liehen- Ergebnissen, bei unrfcerseliiedlichen La-' - stem fIhrsm wurde · Diese Merkmale- werden, dairch die im f algenüen zu beschreisenden SehalinmgselemeiErüe gewährleistet·..

Parallel zum Eransistor. 366 undi diem: inm Tfiäerstand 582 liegt ein weitere!? !E'raiiSilstor 3SB,, eJessea-t Basis¹ durch ®±el Tors^annungsnets 39O mzE eiaem festen^ ^ aber einstellbaren Potential gefeilten wird» Dieses Meta weist eine Kegel—SenercEiodie 392 auf, eüie liber einen einen. Spamnangsabfall bewirkenden Widerstand 594 von den Stromversorgungsfclemmen 3^;24 tinä 326 ausfeespeist wird. Das* an den Transistor 388 angelegte Potential ist so groß, daß er normalerweise sperrt· .Palis jedoch der vom Hegler abgegebene Strom auf einen vorbestimmten unteren Grenzwert von beispielsweise 10 m& abfällt, bei welchem der über dem Reihen-Widerstand 386 erzeugte Spannungsabfall unter das Potential der Basis des Transistors 388 fällt, wird dieser Transistor leitend, wobei der über diesen Transistor fließende ütrom den Leistungstransistor 366 umgeht und der Reglerlast genügend Strom liefert, um zu verhindern, daß der gesamte Laststrom unter einen vorbestimmten unteren Grenzwert abfällt.

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Zur Einstellung des öfteren Grenzwerts ist ein weiterer 3!ransisi;or 396 zwischen die Basis des Leistungstransistors 368 und die negative Stromversorgungsklemme 326 eingeschaltet. Die Basis des Transistors 396 wird vom Hetz 390 aus mit einem festen, aber einstellbaren Potential versorgt« Wenn bei dieser Anordnung der Laststrom über den Keinen.-Widerstand 386 einen vorbestimmten oberen Grenzwert von beispielsweise 50 mA erreicht, fließt ein Strom über den Emitter-Kollektor-ICreis des Transistors 396, aber nur an aufeinanderfolgenden Spitzen des über den transformator 342 fliessenden Wechselstroms j wodurch diese Spitzen abgeschnitten v/erden und die Erregung des Transistors 368 vermindert wird. Dieses Abschneiden beruht vermutlich auf dem effektivem Innenwiderstand des Transformators 342 beispielsweise infolge Sättigung oder auf einem Spannungsab-' fall über dem V/iderstand der Transformatorwicklung. In jedem Fall, besteht die Wirkung darin, daß der vom Regler abgegebene Strom auf dem vorbestimmten maximalen Grenzwert gehalten wird, Gewünschtenfalls kann der Emitter des Tvan.·*· sistors 396 von beiden Enden der Transformatorwicklung 344 her gespeist werdenj in diesem Fall ist dann in jede Leitung eine nicht dargestellte entsprechende Trenndiode eingeschaltet, die einen Vollwegbetrieb des !transistors 396 und eine entsprechende Begrenzung an beiden Auagangstransistoren 366 und 368 gewährleistet.

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Der in Verbindung mit Fig. 3 beschriebene Rückkopplungskreis wird durch die Sekundärwicklung 398 des Transformators 372 gespeist, deren Wechselspannung zu diesem Zweck einem Vollweg-Öleichrichterkreis 400 zugeführt wird, welcher die Leitungen 28 und 30 mit Gleichspannung speist, um so die gewünschte. Gleichstromspeisung des Rückkopplungskreises hervorzubringen. Ersichtlicherweise entspricht die ^ Größe dieses Gleichstroms dem den Reglerausgähgen 376 und 378 entnehmbaren Strom.

Obgleich vorstehend nur eine bevorzugte Ausführungsform • der Erfindung in Einzelheiten dargestellt und beschrieben ist, ist darauf hinzuweisen, daß diese Ausführungsform lediglich als die Erfindung beispielhaft veranschaulichend und keinesfalls einschränkend angesehen werden soll, da dem Fachmann selbstverständlich Abwandlungen und Ä'nderun- | gen möglich sind, ohne daß der Rahmen- der Erfindung verlassen wird.

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Claims (1)

1. P a te η t ans ρ r ü ο h e

   !^Elektronischer Verfahrensregler mit einem zwei Eingänge und zwei Ausgänge aufweisenden Verstärker, wobei der Potentialunterschied zwischen den beiden Eingängendie vom Verstärker gelieferte, am einen Verstärkerausgang abnehmbare Spannung bestimmt, und mit einem Vergleichpreis, der eine der Regelabweichung einer Regelgröße von ihrem Sollwert entsprechende Spannung, liefert und dessen einer Ausgang an den einen Eingang der Verstärkers angekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß für den Verstärker (26) eine Rückkopplung vorgesehen ist, die einen Rückführkreis mit einem in der Verbindungsleitung zwischen dem zweiten Ausgang (30) und dem zweiten Eingang (52) des Verstärkers (2.6) liegenden Rückführ-Widerstand (46) und einem in der Verbindungsleitung zwischen dem zweiten Verstärkereingang (52) und dem zweiten Ausgang des Vergleichkreises (16, 18) eingeschalteten Uebenschluß-Zondensator (48) aufweist, dessen Potential sich bei einer auf einer Regelabweichung beruhenden Änderung der vom Vergleichkreis gelieferten Spannung allmählich, auf die neue Spannung einstellt und die Potentialdifferenz zwischen den beiden Verstärkereingängen (24, 52) entsprechend ändert.

   -36-009832/1640 BADORlGlNAt

   2+ Verfahrensregier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplungseinrichtung einen zwischen den zweiten Ausgang (30) des Verstärkers (26) und äen ersten Ausgang des Vergleichkreises (16, 18) eingeschalteten Rückkopplungskreis (32, 36) aufweist,, der dem ersten Verstärkereingang C24) eine der der Regelabweichung entsprechenden Spannungs änderung, entgegenwirkende negative Rückkopplungsspannung aufprägt, welche jeder Änderung des Potentials^ des ersten Verstärker— eingangs zu vermindern trachtet.

   3. Verfahrensregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückkopplungskreis einen Teil eines Spannungsteilers (22, 36) bildet, dessen Enden einerseits an das; eine Ende des Vergleichpreises (16, 18) und andererseits an den zweiten Verstärkerausgang (30) angeschlossen sind und dessen Verzweif;ungspunkt mit dem ersten Verstärkereingang (24) verbunden ist.

   4. Verfahrensregler nach Anspruch 3, dadurch ;^f-,-ekennzeichnet, daß an den zweiten Verstärkerausgang (30) ein zweiter Spannungsteiler (40, 42) angeschlossen ist, an dessen Verzweigungspunkt .(44) der Hückführwiderstand (46) des Rückführkreises angeschlossen ist und dessen Teilungsverhältnis praktisch gleich demjenigen des ersten Spannungsteilers (22, 36) ist, so daß beide Verstärker-eingänge (24, -52) bei Regelabweichung l^ull dasselbe Potential besitzen.

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   . 5. Verfahrensregler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den zweiten Verstärkerausgang (30) ein Potentiometer (32) angeschlossen ist, mit dessen Abgriff (34) die "beiden Spannungsteiler (40, 42; 22, 36) .verbunden sind.

   6. Verfahrensregler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (26) "bei-Hegelabweichung irall eine negative Ausgangs span.—.-nung und bei positiver Regelabweichung eine noch stärker negative Ausgangsspannung liefert.

   7. Verfahrensregler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den anderen Ausgang des Vergleichkreises (16, 18) ein Bezugspotentialelement (20) angeschlossen ist, daß der erste Verstärkereingang (24) über ein Impedanzglied (.22), an den ersten Ausgang des Vergleichpreises angeschlossen ist und daß der Eückführkondensator (48) an seiner vom zweiten Verstärkereingang (52) abgewandten Seite über ein Schaltelement (54) mit dem Bezugspotentialelement verbindbar ist. '

   8. Verfahrensregler nach einem der vorangehenden. JfcnsprtiV ehe, dadurch gekennzeichnet, daß ein von der Inderung·—

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   geschwindigkeit der Abweichspannung abhängiger Kreis (62, 64, 66) vorgesehen ist, dessen Ausgang in Reihe mit dem Rüokführkondensator (48) schaltbar ist.

   9. Verfahrensregler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Änderungsgeschwindigkeit der Abweichspannung abhängige Kreis einen Verstärker (66) aufweist. ·

   10· Verfahrensregler nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des von der Anderungsgeschwindigkeit der Abweichspannung abhängigen Kreises (62, 64t 66) mittels des Schaltelemente (54) zwischen. das Bezugspotentialelement (20) und den Rückführ-Kondensator (48) einachaltbar ist.

   11* Verfahrensregler nach e inem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Ausgangskreis des Arbe its Verstärkers (.26) ein stromempfindliohes Element vorgesehen ist, über welches ein dem vom Verstärker gelieferten Strom proportionaler Gleichstrom fließt und welches einen entsprechenden Spannungeabfall erzeugt, und daß an das atromempfindliche Element zwei Schaltelemente (396, 366) angeschlossen sind, von denen das eine (396) ein weiteres Ansteigen des Ausgangstroms

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   über einen vorbestimmten oberen Wert und das andere eine weitere Verringerung des Ausgangstroms unter einen vorbestimmten unteren Wert verhindert.

   12. Yerfalirensregler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß-das stromempfindliche Element ein elektrischer Widerstand (386) ist und die beiden Schaltelenente (396, 3-66) an eine Stromquelle (.390) angeschlossen sind, die zwei G-Ielchstrom-Vorspannungen unterschiedlicher vorbestimmter Größe liefert, und daß das eine Schaltelement (396) beim Erreichen eines vorbestimmten Verhältnisses zwischen der ersten Vorspannung mit dem Gleichstrom-Spannungsabfall über den Y/iderstand (386) und das zweite Schaltelement (366) beim Erreichen eines vorbestimmten Verhältnisses zwischen der -..,zweiten Vorspannung mit dem Gleichstrom-Spannungsabfall über dem Widerstand (386) umschaltet.

   13. Verfahrensregler nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schaltelemente Transistoren (396, 366) sind, die durch die erste bsw. zweite Gleichstrom-Vorspannung gespeist werden, und so geschaltet sind, daß sie zünden, wenn der Gleichstrom-Spannungsabfall über den Widerstand (386) den vorbestimmten oberen bzw. unteren Wert erreicht.

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   153849S

   14-· Verfahr ensr egl er 'na-ch Anspruch. 15» dadurch gekennzeichnet, daß der erste Transistor (39 6) In den Verstärker-Aus gangskreis eingeschaltet ist und in. leitendem Zustand einen Teil des Tom Verstärker abgegebenen Stroms ableitet.

   15. Verfahrensregler nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Transistor (.36 6) parallel zum Verstärker-Ausgangskreis geschaltet ist und in leitendem Zustand einen kleinen Teil des von der Verstärker-Stromversorgung gelieferten Stroms unter Umgehung des Verstärker—Ausgangskreises an die Last ableitet, dessen Größe ausreicht, ein Abfallen des gesamten vom Verstärker abgegebenen Stroms unter den vorbestimmten unteren Wert zu verhindern. ·

   "16. Verfahrensregler nach einem der vorauseilenden Ansprüche, bei welchem der Vergleichkreis einen dem gemessenen Istwort der üegelgrosse entsprechenden Strom mit einem einem Sollwert entsprechenden Strom vergleicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (20ü) zur Erzeugung des Sollstroms eine (ileichspannungaquelle (202) aufweist, an deren einen Pol über zwei Koppluiigskreise ein Verstärker (212) angeschlossen ist, dessen Einfangsstrom die Ü-röße des von der Eiiiricritmig (,200) .

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   gelieferten Sollstroms festlegt, und daß der erste Kopplungskreis einen einstellbaren Widerstand (210) zur* Eichung des Arbeitsbereichs der· Einrichtung und der zweite liopplungskreis ein erstes veränderbares Element (216) zur Einstellung der Größe "des über den Yerstärker fließenden Stroms zwecks Änderung des Soll— stroms über seinen vollen normalen Änderungsbereich sowie ein zweites veränderbares Element (218) zur Einstellung der Größe des über den zweiten. Kapplungskreis fließenden Stroms zwecks Eichung der Mull—Einsteilung■ der Einrichtung aufweist.

   17. Verfahrensregler nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das erste veränderbare Element (216) ein Potentiometer ist, an dessen Abgriff der Eingang des stärkers (212) angeschlossen ist, und daß das zweite veränderbare Element (218) ein mit dem Potentiometer in Beine geschalteter- veränderbarer Widerstand zur Einstellung des Stromflusses über das Potentiometer ist.

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