DE1563880B2 - Regler mit zwei bistabilen Kippstufen in Form von Magnetverstärkern - Google Patents

Description

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setzt und gegebenenfalls das Stellglied erneut verstellt Gleichspannungssignal, das bei der einen Polarität wird, falls die vorliegende Regelabweichung außer- den Magnetverstärker 30 und bei der anderen Pohalb des zulässigen Toleranzbereiches liegt. Im An- larität den Magnetverstärker 31 einschalten kann. Die Schluß an die Verstellung des Stellgliedes auf Grund zur Einschaltung des jeweiligen Magnetverstärkers 30 der dadurch bewirkten Veränderung der Regelgröße 5 oder 31 erforderliche Flußrichtung ist durch einen auftretende Schwankungen der Regelabweichungen, Pfeil angedeutet. Die Polarität des Regelabweichungsdie ein unerwünschtes Pendeln des Reglers um die signals E_e hängt davon ab, ob der Wasserdruck geeingestellte Sollgröße zur Folge haben können, wer- genüber dem eingestellten Sollwert zu hoch oder zu den beim Regler nach der Erfindung unterdrückt, wo- niedrig ist. Bei zu niedrigem Wasserdruck wird der durch die Häufigkeit der Stellschritte wesentlich ver- io Magnetverstärker 31 eingeschaltet, der dann das ringert wird und dadurch eine lange Lebensdauer und nachgeschaltete Relais 36 erregt. Bei zu hohem Washohe Stabilität und Betriebssicherheit des Reglers serdruck wird der Magnetverstärker 30 eingeschaltet, gewährleistet wird. der dann das nachgeschaltete Relais 35 erregt. Die

Die Erfindung wird nun näher an Hand von Zeich- Ansprechbreite, d. h. der Toleranzbereich zulässiger

nungen erläutert, in denen zeigt 15 Regelabweichung, kann mit Hilfe des Stellwiderstan-

F i g. 1 ein Blockschaltbild eines Regelkreises, bei des R₁ eingestellt werden. Zur Erzielung einer mög-

dem die Erfindung angewandt werden soll, liehst hohen Regelgenauigkeit wählt man normaler-

F i g. 2, 3 und 4 Schaltbilder von verschiedenen weise einen schmalen Toleranzbereich.

Ausführungsbeispielen der Erfindung. Bei zu hohem Wasserdruck wird der Magnetver-

F i g. 1 zeigt einen Regelkreis 10 mit einem Regler 20 stärker 30 eingeschaltet und das nachgeschaltete Re-12 nach der Erfindung. Zur Vereinfachung der Be- Iais35 erregt, wodurch der Kontakt 35 α geschlossen Schreibung des Regelkreises wird angenommen, daß und dadurch der Stellmotor 20 und das Stellventil es sich bei der Regelstrecke 14 um eine mit Kühl- 22 in einer eine Verringerung des Wasserdruckes bewasser gespeiste Sprühdüse zum Kühlen des Gieß- wirkenden Richtung verstellt. Entsprechend wird bei stranges einer Stranggießanlage handelt. Ein der 25 zu geringem Wasserdruck der Magnetverstärker 31 Sprühdüse zugeordneter Meßumformer 16 liefert ein eingeschaltet und das nachgeschaltete Relais 36 bedem Druck des Kühlwassers in der Sprühdüse ent- tätigt, wodurch der Stellmotor 20 und damit das sprechendes elektrisches Istwertsignal E₀, das in Stellventil 22 in einer eine Erhöhung des Wassereinem Vergleicher 18 mit einem dem gewünschten druckes bewirkenden Richtung verstellt wird.
Kühlwasserdruck entsprechenden Sollwertsignal E_d 30 Bei Verstellung des Stellventils 22 ändert sich nun unter Bildung eines der Differenz zwischen Sollwert- der Wasserdruck nur allmählich, so daß es geraume signal und Istwertsignal proportionalen Regelabwei- Zeit dauert, bis sich der Druck dementsprechend chungssignal E_e verglichen wird. Mit dem Regelab- geändert hat. Zur Einschränkung der Verstellhäufigweichungssignal wird der Regler 12 beaufschlagt, der keit des Stellmotors und damit auch des Stellventils ein entsprechendes Stellsignal E_c an einen umsteuer- 35 wird die Verstellung unterbrochen, bevor der Wasbaren Stellmotor 20 zum Betätigen eines die Zufuhr serdruck den gewünschten Wert erreicht hat, sowie von Kühlwasser zum Sprühknopf steuernden Stell- eine weitere Verstellung unterbunden, solange der ventils 22 liefert. Das-vom Regler 12 gelieferte Stell- Wasserdruck noch nicht den der Einstellung des signal, bei dem es sich um eine Speisespannung für Stellventils entsprechenden Wert erreicht hat. Bei zu den Stellmotor 20 handelt, weist zwar eine dem Re- 40 hohem Wasserdruck wird die erforderliche vorzeigelabweichungssignal E_e entsprechende Polarität auf, tige Abschaltung dadurch bewirkt, daß von einer an besitzt jedoch demgegenüber eine im wesentlichen den Klemmen 39 α angeschlossenen Gleichspannungskonstante Amplitude. Der Regler 12 liefert ein Stell- quelle über einen dem Relais 35 zugeordneten Hilfssignal mit einer der Amplitude des Regelabwei- kontakt 35 b, der bei Erregung des Relais 35 gechungssignal proportionalen Dauer. Der Stellmotor 45 schlossen wird, ein Kompensationsstrom durch eine 20 wird also um so länger eingeschaltet und dadurch Steuerwicklung 37 des Magnetverstärkers 30 fließt, das Stellventil 22 um so mehr verstellt, je größer das der einen Gegenfluß erzeugt, so daß der Magnetver-Regelabweichungssignal ist. Darüber hinaus ver- stärker 30 abgeschaltet wird, wenn das anliegende schwindet das Stellsignal nicht erst dann, wenn das Regelabweichungssignal E_e auf einen vorgegebenen Regelabweichungssignal Null wird, sondern bereits 50 Wert absinkt. Zur Verhinderung einer weiteren Verdann, wenn das Regelabweichungssignal unter einen stellung des Stellmotors und damit des Stellventils unvorgegebenen Absolutwert absinkt. Auf diese Weise mittelbar im Anschluß an eine erfolgte Verstellung wird ein Toleranzbereich zulässiger Regelabweichung ist das Relais 35 als Zeitverzögerungsrelais ausgegeschaffen. Bei Auftreten von innerhalb dieses ToIe- staltet, d. h., es spricht bei Erregung erst nach einer ranzbereiches liegenden Regelabweichungen wird 55 entsprechenden Ansprechverzögerungszeit an. Die kein Stellsignal erzeugt. Weiterhin wird das Stell- Ansprechverzögerungszeit des Relais 35 wird minsignal bereits abgeschaltet, bevor das anliegende destens gleich der Zeitspanne gewählt, die nach einer Regelabweichungssignal in den Toleranzbereich ab- Verstellung des Stellmotors und damit des Stellventils sinkt, um eine Überkorrektur der Regelgröße zu ver- erforderlich ist, bis der Wasserdruck sich dementspremeiden. 60 chend geändert hat. Diese Zeitspanne wird nach-

Die in den F i g. 2 bis 4 dargestellten Reglerausfüh- stehend als Angleichzeit bezeichnet,

rangen liefern jeweils ein Stellsignal der vorstehend Der Kompensationsstrom für den Magnetverstärker

erläuterten Art. 30 wird mit Hilfe des Stellwiderstandes R.₂ auf einen

Das in F i g. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel ent- solchen Wert eingestellt, daß der Magnetverstärker 30 hält zwei bistabile Kippstufen in Form von Magnet- 65 bereits abgeschaltet wird, wenn das anliegende Regelverstärkern 30, 31, deren Eingangswicklungen 32, 33 abweichungssignal E_e auf einen vorgegebenen Grenzmit dem Regelabweichungssignal E_e beaufschlagt wert außerhalb des Toleranzbereiches abgesunken ist. werden. Das Regelabweichungssignal E_e ist ein Dieser Grenzwert wird so gewählt, daß zur Ausrege-

lung einer Regelabweichung normalerweise nur ein Verstellschritt erforderlich wird. Falls die Regelabweichung so klein ist, daß das Regelabweichungssignal kleiner als der vorgegebene Abschaltgrenzwert ist, wird der Stellmotor 20 in kleinen Schritten verstellt, bis die Regelabweichung innerhalb des Toleranzbereiches liegt. Diese kleinen Verstellungsschritte sind darauf zurückzuführen, daß die Abschaltung des Magnetverstärkers 30 und das Abfallen des Relais 35 unvermeidlich mit zeitlicher Verzögerung erfolgen. Unter bestimmten Umständen kann eine solche kurze zeitliche Verzögerung sogar erwünscht sein. Unmittelbar im Anschluß an die vorzeitige Abschaltung des Magnetverstärkers 30 ist das Regelabweichungssignal E_e noch so groß, daß es eine erneute Wiederanschaltung des Magnetverstärkers 30 bewirkt. Da jedoch das nachgeschaltete Relais 35 erst nach Ablauf der vorgegebenen Ansprechverzögerungszeit anzieht, wird eine erneute Verstellung des Stellmotors und damit des Stellventils bis zum Ablauf der Ansprechverzögerungszeit unterbunden. Im Lauf der Ansprechverzögerungszeit, die etwas größer ist als die obenerwähnte Ausgleichszeit, fällt nun das Regelabweichungssignal E_e auf einen Wert innerhalb des Toleranzbereiches ab, sofern das Stellventil richtig eingestellt worden ist. Dadurch wird der Magnetverstärker wieder abgeschaltet und die Erregung des Relais 35 beseitigt. Falls die erfolgte Verstellung des Stellventils zum Ausgleich der Regelabweichung nicht ausgereicht hat, bleibt der Magnetverstärker 30 angeschaltet, so daß dann ein weiterer Verstellschritt durchgeführt wird. In der gleichen Weise wie beim Magnetverstärker 30 ist auch für den Magnetverstärker 31 eine an den Klemmen 39 b angeschlossene Gleichspannungsquelle gleicher Polarität vorgesehen, die über einen Stellwiderstand R₃ und einen normalerweise offenen Kontakt 36 b an einer Steuerwicklung 38 des Magnetverstärkers 31 anliegt. Auch das Relais 36 ist ein Zeitverzögerungsrelais mit einer entsprechenden Ansprechverzögerungszeit. Normalerweise ist die Ansprechverzögerungszeit des Relais 36 gleich der des Relais 35. Bei gewissen Regelstrecken kann jedoch die Ausgleichszeit bei Erhöhung des Wasserdruckes sich von der Ausgleichszeit bei Verringerung des Wasserdruckes unterscheiden. In diesem Falle wird dann die Ansprechverzögerungszeit der beiden Relais 35 und 36 dementsprechend verschieden eingestellt. Im Speisestromkreis für den Stellmotor 20 ist ein aus einem Widerstand A₄ und einem Kondensator C₁ bestehendes RC-Glied vorgesehen, das eine Phasenänderung bewirkt, so daß der Motor beim Schließen des Kontaktes 36 a in einer anderen Richtung verstellt wird als beim Schließen des Kontaktes 35 a.

Auch bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 sind zwei bistabile Magnetverstärker 30 und 31 vorgesehen, deren Eingangswicklungen 32 und 33 mit dem Regelabweichungssignal E_e beaufschlagt werden. Bei zu hohem Druck wird der Magnetverstärker 30 angeschaltet und erregt das nachgeschaltete unverzögerte Relais 45, wodurch der Kontakt 45 a geschlossen wird und der Stellmotor 20 das Stellventil 22 in Schließrichtung verstellt. Der Wasserdruck wird dadurch verringert, und das Regelabweichungssignal E_e fällt so weit ab, daß der Magnetverstärker 40 ausgeschaltet wird. Bei zu geringem Wasserdruck wird der Magnetverstärker 41 angeschaltet und dadurch das nachgeschaltete unverzögerte Relais 46 erregt, wodurch der Kontakt 46 a geschlossen und der Stellmotor 20 zur Verstellung des Stellventils 22 in Öffnungsrichtung betätigt wird.

Auch bei der Ausführungsform nach F i g. 3 werden die Magnetverstärker 40 und 41 durch Anlegen eines Kompensationsstromes zur vorzeitigen Abschaltung veranlaßt, wenn das Regelabweichungssignal E_e auf einen vorgegebenen Grenzwert absinkt. Zur Verhinderung einer weiteren Verstellung des Stellmotors und damit des Stellventils im Anschluß an eine zuvor

ίο erfolgte Verstellung ist in jedem Magnetverstärker 30 und 31 ein Zeitverzögerungsglied in Form eines RC-Kreises vorgesehen, das ein Wiederanschalten bis nach Ablauf der zur entsprechenden Änderung des Wasserdruckes erforderlichen Angleichzeit verhindert.

Nach Einschaltung des Magnetverstärkers 30 wird das unverzögerte Relais 45 erregt, wodurch der Relaiskontakt 45 b geschlossen wird, so daß ein Kompensationsstrom von der an den Klemmen 49 α ange-

ao schlossenen Gleichspannungsquelle durch eine Steuerwicklung 47 des Magnetverstärkers 30 fließt. Der Kompensationsstrom wird mit Hilfe eines Widerstandes R₅ so eingestellt, daß der Magnetverstärker 30 ausgeschaltet wird, sobald das anliegende Regelab-

s5 weichungssignal E_e unter einen vorgegebenen Grenzwert absinkt. Nach Abschaltung des Magnetverstärkers 30 fällt das unverzögerte Relais 45 ab, und der Kontakt 45 b wird geöffnet und damit der Kompensationsstrom unterbrochen. Da das Regelabweichungssignal bei der Abschaltung einen außerhalb des Toleranzbereiches liegenden Wert aufweist, ist zur Verhinderung einer Wiederanschaltung ein Kondensator C₂ vorgesehen, der vor der Abschaltung des Magnetverstärkers 30 aufgeladen worden ist und sich nach Abschaltung des Magnetverstärkers 30 über dessen Steuerwicklung 47 entlädt, wobei der dem anliegenden Regelabweichungssignal E_e entgegenwirkende Entladestrom den Magnetverstärker 40 im ausgeschalteten Zustand hält.

Der Entladestrom durch die Steuerwicklung 37 fällt exponentiell mit der Zeitkonstante

(R₅)(R₆)(C₂)

Gleichzeitig fällt auch das Regelabweichungssignal exponentiell entsprechend der Zeitkonstante der Regelstrecke ab. Durch entsprechende Einstellung des Widerstandes R₆ kann die Zeitkonstante des Stromabfalls in der Steuerwicklung 37 der Zeitkonstante der Regelstrecke angepaßt werden, um die Nachlauferscheinungen in der Regelstrecke annähernd auszugleichen.

Beim Magnetverstärker 31 wird eine vorzeitige Abschaltung und eine Verhinderung einer unmittelbar anschließenden Wiederanschaltung in ähnlicher Weise erreicht werden wie beim Magnetverstärker 30. Beim Magnetverstärker 31 erfüllen der Kondensator C₃ und der Widerstand R₉ die gleiche Funktion wie der Kondensator C₂ und der Widerstand R₆ beim Magnetverstärker 30. Die Widerstände R₇ und R₁₀ sorgen dafür, daß die bei geschlossenen Kontakten 45 b und 466 fließenden Kompensationsströme in der entsprechenden Größenordnung liegen. Da die Widerstände R₆ und R₀ beträchtlich kleiner als die Widerstände R₅ und R_s sind, ist die Zeitkonstante des Entlade-

Stromabfalls im wesentlichen gleich R₆ · C₂ bzw. R₉ · C₃. Die Zeitkonstanten können durch entsprechende Einstellung der Widerstände R₆ und R_s den Zeitkonstanten der Regelstrecke ziemlich genau angepaßt werden. Falls bei einer Korrektur der Regelgröße S nach oben die entsprechende Änderung der Regelgröße mit anderer Zeitkonstante erfolgt als bei einer Korrektur der Regelgröße nach unten, ist unter gewissen Umständen eine unterschiedliche Einstellung der Zeitkonstanten A₆ · C₂ und i?₉ · C₃ erforderlich Bei dem in F i g. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel erfüllen die die Kondensatoren C₂ und C₈ enthaltenden Verzögerungsglieder im wesentlichen die gleiche Funktion wie die Zeitverzögerungsrelais 35 und 36 bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2, d. h., sie unterbinden eine neue Verstellung des Stellmotors 20 vor Ablauf der Angleichzeit der Regelstrecke.

Der Druck in der Regelstrecke würde sich nach Einschaltung des mit konstanter Geschwindigkeit laufenden Stellmotors nur dann mit konstanter Geschwindigkeit S ändern, wenn eine Änderung der Ventileinstellung unmittelbar eine entsprechende Änderung des Druckes zur Folge hätte. Bei einer Regelstrecke mit einer Übergangsfunktion erster Ordnung hinkt jedoch die Druckänderung der Motorverstellung um den Wert ST nach, wobei T die Zeitkonstante der Regelstrecke ist. Falls R₅ und R₈ so eingestellt werden, daß die Steuerwicklungen 37 und 38 bei geschlossenen Kontakten 45 b und 46 b Amperewindungen aufweisen, die den Amperewindungen auf Grund eines Regelabweichungssignals E_e von ST entsprechen, wird eine Regelabweichung im wesentlichen mit einem Verstellschritt ausgeregelt.

Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 eignet sich besonders für Regelstrecken, deren Ansprechgeschwindigkeit äußerst langsam im Vergleich zur Geschwindigkeit ist, mit der der Stellmotor das Stellventil verstellen kann. Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 ist ein Verzögerungsglied in Form eines Relais 62 mit einstellbarer Ansprechverzögerungszeit vorgesehen. Die Ansprechverzögerungszeit des Relais 62 ist etwas größer eingestellt als die Angleichzeit der Regelstrecke. Bei den Ausführungsbeispielen nach F i g. 2 und 3 wird ein Regelschritt erst dann beendet, wenn die Regelabweichung auf einen vorgegebenen Grenzwert abgesunken ist, der so gewählt wird, daß die Regelabweichung während der anschließenden Angleichzeit auf einen Wert innerhalb des Toleranzbereiches absinkt. Im Gegensatz dazu wird hier eine Folge von Regelschritten ausgeführt, wobei bei jedem Regelschritt die Verstellung proportional zur Größe der anfänglichen Regelabweichung ist.

Wenn bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 der Wasserdruck über den Sollwert ansteigt, wird der bistabile Magnetverstärker 30 durch das Regelabweichungssignal E_e eingeschaltet und das nachgeschaltete unverzögerte Relais 55 erregt, wodurch die normalerweise offenen Kontakte 55 a, 55 b und 55 c geschlossen werden. Durch Schließen des Kontaktes 55 c wird das Zeitverzögerungsrelais 62 erregt, das jedoch erst nach Ablauf der eingestellten Ansprechverzögerungszeit anzieht, so daß der normalerweise offene Kontakt zunächst weiterhin geöffnet bleibt. Über den geschlossenen Kontakt 55 b fließt ein Kompensationsstrom durch die Steuerwicklung 37 des Magnetverstärkers 30, der zunächst den Magnetverstärker 30 nicht ausschalten kann, da im Nebenschluß zur Steuerwicklung 37 der Widerstand R₁₂ liegt, der wesentlich kleiner als die Widerstände R₁₁ und R_u gewählt wird, so daß ein Großteil der von der an die Klemmen 39 a angeschlossenen Gleichspannungsquelle gelieferten Stroms über den Widerstand R₁₂ fließt und der durch die Steuerwicklung 37 des Magnetverstärkers 30 fließende Kompensationstrom daher noch nicht zur Abschaltung des Magnetverstärkers 30 ausreicht. Nach Ablauf der Ansprechverzögerungszeit des Relais 62 wird der Kontakt 62 α geschlossen und dadurch der Motor 20 in eine eine Verringerung des Regelabweichungssignals E_t bewirkende Richtung verdreht. Gleichzeitig wird der Kontakt 62 b geöffnet und dadurch der im Nebenschluß zur Steuerwicklung 37 des Magnetverstärkers 30 liegende Widerstand R₁₂ abgetrennt, so daß nunmehr durch die Steuerwicklung 37 des Magnetverstärkers 30 ein zur Abschaltung ausreichender Kompensationsstrom fließen kann. Der Magnetverstärker 30 wird jedoch nicht, sofort abgeschaltet, da zunächst der Kondensator C₄ aufgeladen werden muß. Der durch die Steuerwicklung 57 fließende Strom steigt nach einer exponentiellen Funktion an, die von der Größe des Kondensators C₄ und def Größe der in der Schaltung vorgesehenen Widerstände abhängt. Der Widerstand R₁₄ (sowie der Eigenwiderstand der Steuerwicklung 37) wird im Vergleich zu den Widerständen R₁₁ und .R₁₃ sehr klein gewählt. Der durch die Wicklung 37 fließende Strom steigt gemäß der nachstehenden Gleichung an:

wobei

i = jeweiliger Strom durch die Wicklung 37 nach dem öffnen von Kontakt 62 b,

V = Spannung am Mittelabgriff von Widerstand 14, A^ = (A₁₁+ A₁₃)/(A₁₁) (A₁₈) (C₄).

Durch entsprechende Einstellung des Mittelabgriffes des Widerstandes R_u und durch entsprechende Auswahl der Widerstände A₁₁ und R₁₃ kann man sowohl die Zeitkonstante, die die Anstiegsgeschwindigkeit des Kompensationsstromes in der Steuerwicklung 37 bestimmt, als auch die Stromstärke festlegen, auf welche der Kompensationsstrom in der Wicklung 37 während der festgelegten Zeitkonstanten ansteigt.

Die Stromstärke des Kompensationsstromes in der Steuerwicklung 37 am Ende einer der Zeitkonstanten k₂ entsprechenden Zeitspanne hängt von der Höhe der Spannung V ab und kann daher durch Verstellen des Mittelabgriffes des Widerstandes R_n eingestellt werden. Die Größe der Zeitkonstante k₂ kann durch entsprechende Wahl des Kondensators C₄ und der Widerstände R₁₁ und A₁₃ eingestellt werden. Die Zeitspanne, innerhalb der der Kompensationsstrom auf eine die Abschaltung des Magnetverstärkers 30 bewirkende Stärke ansteigt, hängt also zum Teil von der Größe des Regelabweichungssignals E_e ab. Sobald der Kompensationsstrom einen Wert erreicht, bei dem der Magnetverstärker 30 abschaltet, fällt das Relais 55 ab, wodurch der Kontakt 55 α geöffnet und der Stellmotor 20 stillgesetzt wird. Gleichzeitig wird auch der

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Kontakt 55 b geöffnet und dadurch der in der Wicklung 37 fließende Kompensationsstrom abgeschaltet, so daß das anliegende Regelabweichungssignal E_e den Magnetverstärker 30 wieder einschaltet, wodurch das Relais 55 von neuem erregt wird und die Kontakte 55 a j SSb und 55 c wieder geschlossen werden. Der Stellmotor 20 wird jedoch erst nach Ablauf der Ansprechverzögerungszeit des Relais 62 in Tätigkeit gesetzt, wobei das über den Kontakt 55 c erneut erregte Relais 62 den Kontakt 62 a erst nach Ablauf der Ansprechverzögerungszeit schließt. Die Ansprechverzögerungszeit des Relais 62 ist etwas größer als die Angleichzeit der Regelstrecke, so daß der nächste Regelschritt in Abhängigkeit von einem dem Gleichgewichtszustand der Regelstrecke entsprechenden Regelabweichungssignal erfolgt. Bei Druckabfall wird in entsprechender Weise der Magnetverstärker 31 angeschaltet und das nachgeschaltete unverzögerte Relais 56 erregt, um den Stellmotor in entgegengesetzte Richtung zu verstellen.

Da in der Praxis R₁₃ sehr viel kleiner ist als R₁₁ kann der in der Wicklung 37 oder 38 beim öffnen des normalerweise geschlossenen Kontaktes 62 b fließende

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Strom durch die folgende Gleichung dargestellt werden:

V wird so gewählt, daß VZR₁₁ multipliziert mit der Windungszahl der Wicklung 37 oder 38 sehr viel größer als die durch das Regelabweichungssignal E_e

ίο festgelegte maximal mögliche Amperewindungszahl ist. Dadurch wird gewährleistet, daß die vom Stellmotor 20 bei jedem Regelschritt bewirkte Korrektur im wesentlichen eine lineare Funktion der Größe des Regelabweichungssignals ist. Der Widerstand R_u

dient zusammen mit dem Kondensator C₄ zur Einstellung der Größe der Korrektur (Einschaltzeit des Stellmotors), die bei vorgegebener Größe des Regelabweichungssignals ausgeführt wird. Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 ist somit die Stellgröße eine Funktion der Regelabweichung, da der Kompensationsstrom exponentiell ansteigt. Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 eignet sich besonders für Regelstrecken mit verhältnismäßig langer Angleichzeit.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Regler mit zwei bistabilen Kippstufen in Form von Magnetverstärkern, deren Eingangswicklungen unmittelbar mit einem stets der Regelabweichung proportionalen Gleichstromsignal beaufschlagt werden und die bei unterschiedlichem Vorzeichen eines bestimmten Absolutwertes der Regelabweichung ansprechen, sowie mit zwei Relais, von denen das eine dem einen Magnetverstärker nachgeschaltet ist und im erregten Zustand über einen Hauptkontakt eine Verstellung des Stellgliedes in die eine Richtung sowie über einen Hilfskontakt die Zufuhr eines Gegenkopplungssignals zu einer mit der Eingangswicklung des Magnetverstärkers magnetisch gekoppelten Wicklung und damit eine vorzeitige Abschaltung des Magnetverstärkers bewirkt, während das andere Relais dem anderen Magnetverstärker nachgeschaltet ist und im erregten Zustand über einen Hauptkontakt eine Verstellung des Stellgliedes in die andere Richtung und über einen Hilfskontakt die Zufuhr eines Gegenkopplungssignals zu einer mit der Eingangswicklung des Magnetverstärkers magnetisch gekoppelten Wicklung und damit ein vorzeitiges Abschalten des Magnetverstärkers bewirkt, wobei eine Verstellung des Stellgliedes unmittelbar eine Veränderung der Regelgröße zur Folge hat, dadurch gekennzeichnet, daß Verzögerungsglieder vorgesehen sind, die im Anschluß an eine Verstellung des Stellgliedes eine weitere Verstellung desselben innerhalb einer Zeitspanne verhindern, die mindestens gleich der Zeitspanne ist, die nach einer Verstellung des Stellgliedes erforderlich ist, bis die Regelgröße sich dementsprechend geändert hat.

2. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsglieder von den den Magnetverstärkern (30, 31) nachgeschalteten Relais (35, 36) gebildet sind, die eine entsprechende Ansprechverzögerungszeit aufweisen.

3. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsglieder von zwei -RC-Gliedern (R₆, C₂ bzw. R_a, C₃) gebildet sind, von denen das eine (R₆, C₂) im Nebenschluß zur Gegenkopplungswicklung (37) des einen Magnetverstärkers (30) und das andere (R₉, C₃) im Nebenschluß zur Gegenkopplungswicklung (38) des anderen Magnetverstärkers (31) liegt und daß die den Magnetverstärkern nachgeschalteten Relais unverzögerte Relais (45, 46) mit mindestens zwei Kontakten (45 a, 45 b bzw. 46 a, 46 b) sind.

4. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsglieder von einem dritten Relais (62) mit entsprechender Ansprechverzögerungszeit gebildet sind, durch das ein im Betätigungsstromkreis für das Stellglied liegender Schaltkontakt (62 a) betätigbar ist und in dessen Erregungsstromkreis zwei parallelliegende Schaltkontakte (55 c, 56 c) vorgesehen sind, die durch die den Magnetverstärkern nachgeschalteten Relais betätigbar sind, die als unverzögerte Relais (55, 56) mit mindestens drei Kontakten (55 a, 55 b, 55 c bzw. 56 a, 566, 56 c) ausgeführt sind.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Regler mit zwei bistabilen Kippstufen in Form von-Magnetverstärkern, deren Eingangswicklungen unmittelbar mit einem stets der Regelabweichung proportionalen Gleichstromsignal beaufschlagt werden und die bei unterschiedlichen Vorzeichen eines bestimmten Absolutwertes der Regelabweichung ansprechen, sowie mit zwei Relais, von denen das eine dem einen Magnetverstärker nachgeschaltet ist und im erregten Zustand über einen Hauptkontakt eine Verstellung des Stellgliedes in die eine Richtung sowie über einen Hilfskontakt die Zufuhr eines Gegenkopplungssignals zu einer mit der Eingangswicklung des Magnetverstärkers magnetisch gekoppelten Wicklung und damit eine vorzeitige Abschaltung des Magnetverstärkers bewirkt, während das andere Relais dem anderen Magnetverstärker nachgeschaltet ist und im erregten Zustand über einen Hauptkontakt eine Verstellung des Stellgliedes in die andere Richtung und über einen Hilfskontakt die Zufuhr eines Gegenkopplungssignals zu einer mit der Eingangswicklung des Magnetverstärkers magnetisch gekoppelten Wicklung und damit ein vorzeitiges Abschalten des Magnetverstärkers bewirkt, wobei eine Verstellung des Stellgliedes unmittelbar eine Veränderung der Regelgröße zur Folge hat.

Ein solcher Regler ist in der Zeitschrift »Elektrotechnik und Maschinenbau«, 77 (1960), S. 49 bis 52, beschrieben. Bei dem bekannten Regler wird zur Verringerung der Verstellhäufigkeit des Stellorgans die natürliche Ansprechträgheit der Magnetverstärker ausgenutzt und zusätzlich mit einem Vorhalt gearbeitet, der bei der Ausregelung einer Regelabweichung zur Kompensation von Nachlauferscheinungen ein vorzeitiges Abschalten des Stellgliedes bewirkt.

Bei industriellen Regelungen, insbesondere Durchflußmengenregelungen, erfolgt die Änderung der Regelgröße nach Verstellung des Stellgliedes häufig mit verhältnismäßig großer Trägheit, so daß im Anschluß an eine Verstellung des Stellgliedes einige Zeit verstreicht, bis sich die Regelgröße entsprechend der neuen Einstellung des Stellgliedes geändert hat. Während dieser Zeit kann weiterhin eine außerhalb des zulässigen Toleranzbereiches liegende Regelabweichung vorliegen bzw. auftreten, so daß vor Erreichen des angestrebten Beharrungszustandes der Regelgröße ein oder mehrere neue Stellbefehle und damit Verstellung des Stellgliedes ausgelöst werden, was jedoch im Hinblick auf die Erzielung einer minimalen Verstellhäufigkeit des Reglers unerwünscht ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, zur Erzielung einer möglichst weitgehenden Einschränkung der Verstellhäufigkeit des Stellgliedes bei einem Regler der eingangs genannten Art dafür zu sorgen, daß im Anschluß an eine Verstellung des Stellgliedes eine weitere Verstellung des Stellgliedes unterbunden wird, bis sich die Regelgröße entsprechend angepaßt hat.

Diese Aufgabe wird bei einem Regler der eingangs genannten Art durch die den Anspruch 1 kennzeichnenden Maßnahmen gelöst.

Beim Regler nach der Erfindung wird das Stellglied jeweils im Anschluß an einen Regelschritt gegen erneute Verstellung für eine bestimmte Zeitspanne gesperrt, innerhalb der sich die Regelgröße stabilisieren kann, worauf der Regelvorgang unter Zugrundelegung der nach Ablauf dieser Zeitspanne vorliegenden Regelabweichung erneut in Gang ge-