DE1588690B2 - Regeleinrichtung zum Regeln des Verhältnisses zwischen zwei Größen - Google Patents
Regeleinrichtung zum Regeln des Verhältnisses zwischen zwei GrößenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Regeleinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1; eine
solche Regeleinrichtung ist in der OE-PS 2 23 708 beschrieben.
Bei vielen industriellen Vorgängen, insbesondere in der chemischen Erdöl-Industrie, ist es notwendig,
zwei sich zeitlich ändernde Größen zu steuern und ein Endresultat zu erhalten, das eine Funktion der
beiden Größen ist oder im Verhältnis zu diesen beiben Größen steht. Beispielsweise müssen bei vielen
chemischen Prozessen zwei Stoffe so miteinander
20. gemischt werden, daß in der Mischung ein vorbestimmter Anteil von jedem der Stoffe vorhanden
ist. Bisher wurden derartige Mischungen normalerweise durch einen Mischprozeß (batch process) erhalten,
bei dem die erforderlichen Mengen der beiden Stoffe ausgemessen und dann die beiden Stoffe
in einem getrennten Kessel gemischt werden.
Zum Beheben der Nachteile dieses Mischprozesses wurden in die Leitung eingeschaltete Mischer
(inline blenders) entwickelt. Diese arbeiten mit zwei Strömen und regeln die Menge bzw. Geschwindigkeit
des einen oder beider Ströme auf das gewünschte Mischungsverhältnis der beiden Stoffe. Normalerweise
kann eine zufriedenstellende Mischung durch Einstellung nur eines der Ströme erhalten werden,
während der andere Strom beeinflußt bleibt. Wenn eine große Anzahl von Strömen miteinander zu vermischen
ist, muß jeder Strom geregelt werden.
Die aus der OE-PS 2 23 708 bekannte Regeleinrichtung beruht auf dem letztgenannten Prinzip der
fortlaufenden Mischung zweier Ströme. Die Kapazitätsbrückenschaltung gibt hierbei einen elektrischen
Strom ab, welcher dem jeweiligen Mischungsverhältnis zwischen den beiden Strömen entspricht. Mit
. dem elektrischen Strom wird die Ladung des Spei-
45'cherkondensators im Rückkopplungszweig des Operationsverstärkers
verändert, so daß dessen Ausgangssignal ebenfalls vom Mischungsverhältnis abhängt.
Die das Ausgangssignal verarbeitende Schaltung ist bei der bekannten Regeleinrichtung ein
So Regler, der seinerseits über ein Ventil einen der beiden Ströme im Sinne einer Annäherung an einen
bestimmten Sollwert des Mischungsverhältnisses verstellt. Der Regler hat üblicherweise sowohl proportionale
als auch integrale Wirkung, wodurch sich in Verbindung mit einem relativ großen Speicherkondensator
ein befriedigendes Verhalten der Regeleinrichtung bei langandauernden Mischvorgängen
ohne große Änderungen der gemischten Ströme ergibt.
Schwierigkeiten bereitet jedoch das genaue Mischen von Strömen im Rahmen eines kurzen
Mischungsvorganges, wie es z. B. beim Füllen eines Tankfahrzeuges mit zwei verschiedenen Benzinsorten
vorliegt. Dieses Füllen dauert in der Praxis
z. B. 2 Minuten, wobei ein bestimmtes Mischungsverhältnis mit einer Genauigkeit von 0,5% einzuhalten
ist. Da hierzu Fehlerfreiheit in kurzer Zeit erreicht werden muß, ist ein schnelles Ansprechen auf
jede Abweichung zwischen dem Ist-Wert und dem Soll-Wert des Mischungsverhältnisses notwendig.
Das schnelle Ansprechen könnte nur durch Verwendung eines relativ kleinen Speicherkondensators und
eines Reglers mit kurzer Integrationszeit erreicht werden. Dies aber hat zwangläufig Überschwingvorgänge
und die Gefahr von Regelschwingungen zur Folge, weil dann eine Regeleinrichtung vorliegt, die
einerseits von zweiter Ordnung und andererseits schlecht gedämpft ist. Durch Verwendung eines
Reglers mit rein proportionaler Wirkung könnten zwar solche Regelschwingungen bei gleichzeitig
schnellem Ansprechen vermieden werden, doch würde dann systembedingt eine bleibende Regelabweichnug
unvermeidlich sein. Diese Regelabweichung würde zu nicht tolerierbaren Fehlern des
Mischungsverhältnisses führen, weil sie gerade in der Anfangsphase des Mischungsvorganges, bei der die
Ströme von Null auf ihren Arbeitswert hochgestellt werden, besonders groß ist und die Anfangsphase bei
kurzen Mischungsvorgängen einen beträchtlichen Zeitanteil des ganzen Mischungsvorganges einnimmt.
Entsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannte Regeleinrichtung so auszugestalten,
daß mit ihr auch kurzfristige Vorgänge, insbesondere kurzfristige Mischungsvorgänge, bei genauester
Einhaltung eines bestimmten (Mischungs-)-Verhältnisses durchführbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit der in Anspruch 1 gekennzeichneten Regeleinrichtung gelöst.
Die neue Regeleinrichtung läßt sich als Kombination zweier Systeme verstehen, von denen eines erster
Ordnung und eines zweiter Ordnung, aber ausreichend stark gedämpft ist und deren Signale im Differenzverstärker
miteinander vereint werden. Das System erster Ordnung, welches die zweite Kapazitätsbrückenschaltung
und den Differenzverstärker umfaßt, hat wegen seiner praktisch proportionalen Wirkung ein schnelles und trotzdem überschwingfreies
Ansprechverhalten. Die ihm eigene Regelabweichung und damit Fehlerhaftigkeit wird durch
das System zweiter Ordnung beseitigt, welches die erste Kapazitätsbrückenschaltung und den Operationsverstärker
mit dem ersten, relativ großen Speicherkondensator im Rückkopplungskreis umfaßt. Das
Ausgangssignal des Operationsverstärkers wird von dem kapazitiv rückgekoppelten Differenzverstärker
integriert. Das System zweiter Ordnung ist also einerseits durch den relativ großen, ersten Speicherkondensator
ausreichend stark gedämpft und hat andererseits auf Grund des relativ kleinen, zweiten Speicherkondensators
eine so ausreichend kurze Integrationszeit, daß auch kurzfristig eine fehlerfreie Einstellung
eines bestimmten Mischungsverhältnisses erzielt wird. Da das langsam ansprechende Signal vom Ausgang
des Operationsverstärkers dem schnell ansprechenden, jedoch mit dem Fehler der Regelabweichung
behafteten Signal von der zweiten Kapazitätsbrückenschaltung hinzuaddiert wird und die Regelabweichung
des schnell ansprechenden Signals dadurch beseitigt, stellt die erfindungsgemäße Regeleinrichtung das
Mischungsverhältnis sehr schnell ungefähr auf den Soll-Wert und dann langsam genau auf den Soll-Wert
ein. Dieses Verhalten ermöglicht es, auch sehr kurzfristige Mischungsverhältnisse mit einer großen
Genauigkeit des gewünschten Mischungsverhältnisses von beispielsweise 0,5 % durchzuführen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 5 gekennzeichnet. Der
nebengeordnete Anspruch 6 kennzeichnet ein Verfahren, bei dem die Erfindungsidee für das Mischen
von mehr als zwei Strömen Anwendung findet.
Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen an Hand schematisch dargestellter
Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt
ίο Fig. 1 ein Schemabild eines Mischsystems mit
einer Regeleinrichtung nach der Erfindung,
F i g. 2 ein Schaltbild einer Regeleinrichtung nach der Erfindung,
F i g. 3 ein Teilschaltbild einer alternativen Aus-
F i g. 3 ein Teilschaltbild einer alternativen Aus-
führungsform einer Regeleinrichtung nach der Erfindung.
Bei dem in F i g. 1 gezeigten Mischsystem fließen in den beiden Leitungen 2 und 3 jeweils ein anderes
Produkt. Die beiden Produkte werden gemischt und
ao die Mischung über die Auslaßleitung 4 und das darin
eingefügte Ventil S fortgeleitet. Die Ströme der beiden Produkte in den Leitungen 2 und 3 werden mittels
jeweils eines Flußmessers 9 bzw. 6 gemessen. An die Flußmesser ist eine Regeleinrichtung bzw.
Mischsteuereinrichtung 7 angeschlossen, die auf ein in der Leitung 3 eingefügtes Stell-Ventil 8 einwirkt
und damit die Größe des Produktstromes in der Leitung 3 beeinflußt. Die Beeinflussung durch die Regeleinrichtung
geschieht in bezug auf die unbeeinflußte
Größe des Produktstromes in der Leitung 2 derart, daß die Mischung der Produkte in der Leitung 4 ein
bestimmtes Mischungsverhältnis hat. Alternativ kann der Flußmesser 9 auch in der Leitung 4 vorgesehen
sein und die Größe des Stromes in der Leitung 2 als Differenz der Ströme in den Leitungen 3 und 4 bestimmt
werden.
In F i g. 2 ist auf der rechten Seite die Kapazitätsbrückenschaltung
gezeigt, die zum Regeln des Verhältnisses zweier Größen oder zum Mischen zweier Stoffe verwendet wird.
Die Brückenschaltung besteht aus zwei Kondensatoren C1 und C2, die über Widerstände 10 und 11 elektrisch
gegengeschaltet an die Masse 12 angeschlossen sind. Normalerweise haben die Kondensatoren C1 und
C2 und die Widerstände 10 und 11 jeweils die gleichen Größen. Der Kondensator C1 wird von einer Verhältnisspannung
VR aufgeladen, die durch den Kontakt 13 repräsentiert wird. Die Verhältnisspannung
kann dabei von 0 bis 100% eines Stoffes variieren.
Dem Kondensator C1 wird mittels eines Schalters 15,
der durch eine Relaisspule 16 betätigt wird, die Verhältnisspannung 13 zugeführt. Die Relaisspule 16
wird von einer Bezugsfrequenzspannung erregt, die von einer Quelle konstanter Frequenz wie eine übliehe
Wechselspannungsquelle oder von einem Flußmesser abgeleitet werden kann. Ein konstante Bezugsfrequenz
kann verwendet werden, wenn mehrere Ströme gemischt werden und dem Strom eine Mischregeleinrichtung
zugeordnet ist. Somit wird jeder
ßo Strom in Beziehung zu der Bezugsfrequenz gesteuert.
Wenn nur zwei Ströme gemischt werden, kann für jeden Strom eine einzige Regeleinrichtung in Kombination
mit einem Flußmesser in jedem Strom Verwendung finden. In diesem Falle kann das Relais 16
auf das Signal von dem Flußmesser in dem Strom ansprechbar sein, der ungesteuert durch die betreffende
Leitung strömt. In dem in F i g. 1 gezeigten System kann das Signal von dem Flußmesser 9 ver-
Ib öö Ö9Ü
wendet werden, um das in F i g. 2 gezeigte Relais zu steuern. Der zweite Kondensator C2 wird von einer
Eichspannung Vc aufgeladen, die von dem Kontakt 14 repräsentiert wird. Die Eichspannung Vc soll veränderbar
sein, damit die Steuereinrichtung eingestellt werden kann, wenn eine Bezugsfrequenz oder eine
von einem Flußmesser erzeugte Frequenz als Eingangsgröße verwendet wird. Der Kondensator C2
wird wechselweise über einen Schalter 17, der durch eine Relaisspule 18 betätigt wird, an die Eichspannung
Vc angelegt. Die Relaisspule 18 wird über eine
Impulsquelle erregt, deren Folgefrequenz mit der Strömung durch eine der Leitungen, vorzugsweise
durch die Leitung 3, in Beziehung steht.
Die zwei Kondensatoren werden elektrisch gegeneinander entladen, indem die Schaltkontakte 15 und
17 mit den Kontakten 19 bzw. 29 in Verbindung gebracht werden. Normalerweise ist das System so ausgebildet,
daß die relaisbetätigten Schalter 15 und 17 normalerweise an den Spannungszuführkontakten 13 ao
und 14 anliegen. Dies stellt sicher, daß die Kondensatoren voll aufgeladen sind, wenn sie dann mittels
der Relaisspulen entladen werden.
Die beiden Kondensatoren entladen sich in einen Eingang eines Differenzverstärkers 20. Insbesondere
sind die Kondensatoren an den negativen Eingang 21 des Differenzverstärkers 20 angeschlossen, der einen
Kondensator C3 aufweist, der in dem Rückkoppelzweig des Verstärkers 20 vorgesehen ist. Aus diesem
Grunde ist die Ladung über dem Kondensator C3 gleich der Differenz der dem Verstärker zugeführten
beiden Eingangssignale, besitzt jedoch eine entgegengesetzte Polarität. Die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers
20 wird als Steuerspannung verwendet, um das Ventil 8 in der den Flußmesser aufweisenden
Leitung 3 zu betätigen. Der Kondensator C3 sollte einen verhältnismäßig großen Wert im Vergleich
zu den Kondensatoren C1 und C2 besitzen,
jedoch muß die Zeitkonstante der Schaltung verhältnismäßig klein gemacht werden, um eine kurze
Ansprechzeit der Schaltung zu erhalten. Es wurde gefunden, daß die Kondensatoren C1 und C2 Werte
von 0,01 Mikrofarad besitzen können, während der Kondensator C3 einen Wert von 0,1 Mikrofarad aufweisen
kann.
Das lange Speichervermögen der Steuerschaltung wird durch eine zweite Kapazitätsbrückenschaltung
erreicht, die auf der linken Seite der F i g. 2 dargestellt und ähnlich wie die in dem oben angegebenen
Patent beschriebene Schaltung ausgebildet ist. Die zweite Brückenschaltung weist zwei Kondensatoren
C4 und C5 auf, die elektrisch gegeneinander entgegengeschaltet
sind. Die Kondensatoren C4 und C5 sind
über Widerstände 22 und 23 an einen gemeinsamen Masseanschluß 24 angeschlossen. Normalerweise besitzen
die Kondensatoren C4 und C5 einen Wert, der
im wesentlichen der gleiche wie derjenigen der Kondensatoren C1 und C2 ist. Der Kondensator C4
wird von der Verhältnisspannung Vr aufgeladen,
während der Kondensator Cs von der Eichspannung Vc aufgeladen wird. Die durch den Kontakt 25 repräsentierte
Verhältnisspannung und die durch den Kontakt 26 repräsentierte Eichspannung sind die gleichen
Spannungen, wie sie in der ersten Brückenschaltung Anwendung finden. Das Aufladen und Entladen des
Kondensators C4 wird über einen relaisbetätigten Schalter 27 gesteuert, der auf "die gleiche Bezugsfrequenz
fr anspricht, die zum Betätigen des relaisbetätigten
Schalters 15 verwendet wird. Der Kondensator C5 wird mittels eines relaisbetätigten Schalters
28 aufgeladen und entladen, welcher auf die Flußmesserfrequenz /„, anspricht, bei der es sich um die
gleiche Flußmesserfrequenz handelt, die auch zum Betätigen des relaisbetätigten Schalters 17 verwendet
wird. Die beiden Kondensatoren C4 und C5 werden
über einen Operationsverstärker 30, welcher einen Kondensator C0 in der Rückkoppelleitung aufweist,
in Gegenschaltung entladen. Damit ist die Aufladespannung des Kondensators C0 gleich, aber entgegengesetzt
der gespeicherten Differenz der Ladungen der Kondensatoren C4 und C5. Beim normalen Betrieb
ist Aufladung des Kondensators C6 Null oder annähernd Null.
Der Operationsverstärker 30 erzeugt ein Ausgangssignal, das über eine Leitung 31 dem positiven Eingang
32 des Differenzverstärkers 20 zugeführt wird'. Dieses Signal wird etwa den Wert Null erreichen,
wenn das Verhältnis zwischen den Beträgen der beiden Ströme in dem Mischprodukt annähernd den
gewünschten Wert erreicht. Das Anspruchvermögen der zweiten Brückenschaltung ist relativ langsam gehalten,
indem der Kondensator C8 einen hohen Wert besitzt. Beim normalen Betrieb hat es sich als wünschenswert
herausgestellt, daß der Kondensator C0 etwa lOmal dem Wert des Kondensators C3 ist bzw.
eine Größe von etwa 1 Mikrofarad besitzt.
Die Kombination des schnellen Ansprechvermögens der Schaltung auf der rechten Seite der F i g. 2 mit
dem langsamen Ansprechvermögen der Schaltung auf der linken Seite von F i g. 2 hat eine kombinierte
Steuerung zur Folge, die schnell eine Annäherung an das gewünschte Verhältnis ermöglicht und sich
dann langsam an das genaue Verhältnis annähert. Die Kombination der beiden Systeme verhindert ein
Überschwingen und Pendeln der Steuerschaltung und ergibt ein sehr genaues Endmischprodukt. Darüber
hinaus ergibt die Kombination der beiden Schaltungen ein Steuersystem, das rasch auf Änderungen in
den Strömungsmengen, wie beispielsweise beim plötzlichen öffnen des Auslasses oder beim plötzlichen
teilweisen Schließen des Auslaßventils, anspricht. Diese Ansprechart kann nicht erreicht werden, wenn
nur eine einzige Kapazitätsbrückenschaltung Verwendung findet, wie es in dem oben angegebenen Stand
der Technik beschrieben ist. Bei der Erfindung besitzt daher das angegebene Erzeugnis das exakte gewünschte
Mischverhältnis, unabhängig davon, wie schnell die Ventile geöffnet oder geschlossen wurden.
Beim normalen Betrieb werden die beiden Strömungsleitungen 2 und 3 so bemessen, daß das Strömungssteuerventil
8 für alle gewünschten Verhältnisse der beiden Produkte immer teilweise gedrosselt
ist. Das Steuerventil 8 ist so ausgelegt, daß es rasch auf Änderungen der Ströme in den beiden Leitungen
ansprechen kann. Normalerweise ist hierbei eine Zeitspanne von 5 bis 6 Sek. für die Steuerung von
der vollständigen Offenstellung in die vollständig geschlossene Stellung zufriedenstellend. Die Strömungsmesser
6 und 9 sind so ausgebildet, daß sie eine Serie von Impulsen erzeugen, die in Beziehung zu der
durch die Leitungen 2 und 3 hindurchfließenden Strömung stehen. Diese Impulse werden einer Mischsteuereinrichtung
7 zugeleitet, die wie in Fig.2 gezeigt, ausgebildet ist und das Ventil 8 einstellt, um
das gewünschte Verhältnis zu erhalten. Wenn die in dem oben angegebenen Stand der Technik beschrie-
ί \J CO \J C/
bene Kapazitätsbrückenschaltung verwendet wird, wie es bisher der Fall war, konnte entweder ein
schnell ansprechendes System erhalten werden, mit dem Ergebnis, daß Pendelungen und Überschwingen
auftraten; oder es konnte ein langsam ansprechendes System erhalten werden, bei dem jedoch das abgegebene
Produkt nicht das gewünschte Mischverhältnis der beiden Ströme aufwies. Dies ist insbesondere der
Fall, wenn die Leitung 4 zum Füllen eines Tankwagens verwendet wird, der innerhalb einer sehr
kurzen Zeitspanne, beispielsweise innerhalb von 2 Min., gefüllt werden muß. Das Regelsystem hat
dann nicht genügend Zeit, um die beiden Stoffe genau miteinander zu vermischen, wenn nicht in dem
System ein rasches Ansprechen mit einem langen Speichervermögen gekoppelt ist.
Obgleich das oben angegebene System zum Messen der Strömung in jeder Leitung einen Flußmesser sowie
eine einzige Mischsteuereinrichtung verwendet, ist es auch möglich, für jede Leitung eine Mischsteuereinrichtung
zu verwenden. Diese Betriebsweise ist erforderlich, wenn mehrere Produkte gemischt
werden müssen, um ein einziges Mischprodukt zu erhalten. Wenn eine getrennte Mischsteuerung für
jede Leitung vorgesehen wird, wird die Strömung in der Leitung mit einer festen Bezugsfrequenz verglichen.
Somit wird die Strömung in jeder Leitung in bezug auf die gleiche Frequenz gesteuert, und jede
Strömung kann auf einen festen Prozentsatz der Gesamtmischung eingeregelt werden.
Die Verhältnisregeleinrichtung gemäß dem oben angegebenen Stand der Technik löst die folgende
Gleichung
VrUC1 = VcfmC2,
wobei VR die Verhältnisspannung ist, während fr eine
Bezugs- oder Strömungsmesserfrequenz, C1 und C2
Kondensatoren gleichen Wertes, Vc die Eichspannung
und fm die Strömungsmesserfrequenz darstellen. Normalerweise bleiben Vc, C1 und C2 konstant, während
sich /m mit der Strömungsmenge bzw. Strömungsgeschwindigkeit
eines Stromes ändert. Wenn man annimmt, daß /r eine Bezugsfrequenz ist, kann
die Frequenz /m, die die Strömung des einen Stromes repräsentiert, so gewählt werden, daß sie zu der Frequenz
fr in einem gewünschten Verhältnis steht. Dieses
Verhältnis kann durch Ändern des Wertes von VR variiert werden. Bei dieser Betriebsweise müssen
alle Ströme in bezug auf die Bezugsfrequenz fr gesteuert
werden.
Im Falle, in dem nur zwei Ströme gemischt werden, kann eine einzige Steuereinrichtung verwendet werden,
wobei sich fr mit der Strömungsmenge bzw. Strömungsgeschwindigkeit des zweiten Stromes ändert.
Das gewünschte Verhältnis zwischen den beiden Strömen kann variiert werden, indem sowohl VR und
Vq zusammen oder nur eine der beiden Spannungen
verändert werden. Die anpassungsfähigste Einstellung kann erreicht werden, indem VR und Vc gleichzeitig
in gleichen Beträgen, aber in entgegengesetztem Sinn, verändert werden. Wenn also eine Spannung um
einen vorbestimmten Betrag ansteigt, wird die andere Spannung um den gleichen Betrag verkleinert. Falls
beispielsweise jede Spannung von 0 bis +15VoIt variieren kann und wenn jede Spannung eine Größe
von 71AVoIt aufweist, ist das Verhältnis der den
beiden Strömungsmengen entsprechenden Frequenz 1:1. Die Spannungen VR und Vc können einem
Doppelpotentiometer zugeführt werden, das so ausgebildet ist, daß die beiden Potentiometer sich im
einander entgegengesetzten Sinn verändern. Zusätzlich sollte mindestens eines der beiden Potentiometer
mit einer Abgleicheinrichtung versehen sein, um die beiden Potentiometer anfänglich genau abgleichen zu
können. Dies ermöglicht es, daß mit der Steuereinrichtung die Menge eines Stromes von O bis 100%
veränderbar ist. Es ist nicht möglich, diesen Bereich zu erhalten, wenn eine Spannungsteilerschaltung Verwendung
findet, um die Spannungen Vc und VR zuzuführen.
·
Eine weitere Abänderung der Schaltung ist in F i g. 3 gezeigt und ist vor allem dort anwendbar,
wo mehrere Ströme gemischt werden sollen. In F i g. 3 ist nur ein Teil der in F i g. 2 gezeigten Schaltung
dargestellt, denn der nicht gezeigte Teil ist der gleiche wie in F i g. 2 offenbart. Die abgeänderte
Schaltung verwendet nur eine Hälfte der Kapazitätsbrückenschaltung von Fig. 2; außerdem ist an die
Stelle der Bezugfrequenz und der Verhältnisspannung eine feste Spannung gesetzt. Dies ist möglich, weil
eine feste Frequenz und ein fester Kapazitätswert eine Spannung hervorbringen, die konstant bleibt, wenn
sich nicht die Aufladespannung ändert.
Die feste Spannung VR wird über ein Potentiometer
40 und einen variablen Widerstand 41 der Steuerschaltung 20 zugeführt, die eine Steuerspannung
für den ersten zu mischenden Strom liefert. Die anderen Ströme werden in ähnlicher Weise durch
ähnliche nicht gezeigte Steuereinrichtungen gesteuert, die die gleiche feste Spannung über die veränderbaren
Widerstände 42 bis 44 empfangen. Die feste Spannung wird über eine Leitung 45 einem Summierungspunkt
46 zugeführt, an dem die feste Spannung mit der von dem Kondensator C2 gelieferten Spannung
summiert wird. Der Widerstand 41 wird zum Abgleich der Steuereinrichtung während der ersten
Inbetriebnahme der Schaltung verwendet und braucht dann normalerweise nicht weiter verstellt zu werden.
Bei der Inbetriebnahme wird der Widerstand 41 verstellt, bis die Mischsteuereinrichtung dem Signal von
der in F i g. 2 gezeigten Speicherschaltung folgt. Der Widerstand gleicht somit die feste Spannung gegenüber
dem restlichen Teil des Systems aus.
Der in F i g. 3 gezeigte restliche Teil der Schaltung ist der gleiche wie der in F i g. 2 gezeigte, wobei die
Spannung 14 die Eichspannung ist und dem Relais 18 die Flußmesserfrequenz zugeführt wird. Die oben
beschriebene Schaltung löst die Gleichung
wobei Vr die feste Spannung ist, während Vc die
Eichspannung und R den Widerstand 41 darstellt. Daraus kann folgende Gleichung abgeleitet werden:
f - V' - *
Jm Vc RC2
Jm Vc RC2
Aus dieser Gleichung geht hervor, daß im Falle, in dem Vc sich verkleinert, die Strömungsmenge des
betreffenden Produktes ansteigen muß, um die Größe von /„, zu erhöhen und die Gleichheit aufrechtzuerhalten.
Damit wird eine einfache Einrichtung erhalten, mittels der der Anteil eines Produktes in dem
509536/297
Mischprodukt gegenüber allen anderen Produkten erhöht werden kann. Die Eichspannung für das eine
Produkt wird verkleinert, was bewirkt, daß die Prozentanteile der verbleibenden Ströme um einen
Betrag abnehmen, der zu dem prozentualen Anwachsen des einen Produktes in der Gesamtmischung
in Beziehung steht.
Natürlich kann das gleiche Ergebnis auch erhalten werden, wenn an Stelle der festen Spannung eine
Bezugsfrequenz verwendet wird. In diesem Falle hat ein Anwachsen der Verhältnisspannung des einen
Produktes eine proportionale Abnahme des prozentualen Anteils aller anderen Produkte zur Folge.
Das gleiche Ergebnis kann auch erhalten werden, wenn der Widerstand 41 verändert wird oder wenn
ein zusätzlicher Widerstand SO in Serie zu dem Widerstand 41 geschaltet wird, um den für das be-
treffende eine Produkt durch VR zugeführten Strom
einzuregulieren.
Die Verwendung einer festen Spannung im Falle, in dem eine Vielzahl von Produkten vermischt wird,
hat den zusätzlichen Vorteil, daß die Menge des Endproduktes mittels einer Steuerung der festen
Spannung gesteuert werden kann. Wenn die feste Spannung um die Hälfte verringert wird, werden
dementsprechend die Ströme aller Produkte um die Hälfte verringert. Die Strömungsmenge des Endproduktes
wird dementsprechend um die Hälfte verringert. Somit bestimmt der Wert oder die Größe der
festen Spannung die Gesamtströmung des Endproduktes. Die Steuerung des Endproduktstromes wird
erreicht, ohne daß irgendeine Änderung in dem Prozentanteil eines in der Endmischung enthaltenen Produktes
herbeigeführt wird.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Regeleinrichtung zum Regeln des Verhältnisses zwischen zwei Größen, insbesondere des
Mischungsverhältnisses von Strömungsmitteln, mit einem Operationsverstärker, in dessen Rückkopplungskreis
ein Speicherkondensator angeordnet ist, mit einer zum Laden oder Entladen des Speicherkondensators eingerichteten, von
den zu regelnden Größen beaufschlagten Kapazitätsbrückenschaltung und mit einer das Ausgangssignal
des Operationsverstärkers verarbeitenden Schaltung, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schaltung einen mit einem Eingang an den Operationsverstärker (30) angeschlossenen
Differenzverstärker (20) mit einem weiteren Speicherkondensator (C3) in einem zum anderen'
Eingang führenden Rückkopplungszweig umfaßt, dessen anderer Eingang mit einer zweiten,
von den zu regelnden Größen beaufschlagten Kapazitätsbrückenschaltung (C1, C2) zum Laden
und Entladen des weiteren, zweiten Speicherkondensators verbunden ist, und daß die Kapazität
des zweiten Speicherkondensators kleiner als die des ersten Speicherkondensators (Cn) im
Rückkopplungszweig des Operationsverstärkers ist.
2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität des ersten
Speicherkondensators (C6) etwa lOmal größer als
die des zweiten Speicherkondensators (C3) ist.
3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Größe eine
von einem Strom abhängige Frequenz und die andere Größe eine Referenzfrequenz ist.
4. Regeleinrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden
Kondensatoren (C1, C2; C4, C5) der Kapazitätsbrückenschaltung
jeweils einer getrennten Spannungsquelle (13, 14; 25, 26) zugeordnet ist.
5. Regeleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden getrennten
Spannungsquellen (13, 14; 25, 26) gleichzeitig um jeweils gleiche Beträge gegenläufig veränderbar
sind.
6. Anwendung einer Regeleinrichtung nach Anspruch 1 bei einem Verfahren zum Mischen
mehrerer fließfähiger Komponenten, bei welchem ein Hilfskondensator für jede Komponente
mit einer vom Strom der jeweiligen Komponente abhängigen Frequenz mit einer Spannung aufgeladen
wird, bei welchem die Ladung des jeweiligen, einer Komponente zugeordneten Hilfskondensators
an den Eingang einer Intcgralorschaltung für die Komponente abgegeben wird, und bei dem der Strom jeder Komponente mit
dem Ausgang der der jeweiligen Komponente zugeordneten Integrierschaltung verstellt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß jeder Hilfskondensator jeweils von einer getrennten Speisespannungsquellc
aus aufladbar ist, daß die Spannungen der getrennten Speisespannungsquellen jeweils proportional
dem Prozentanteil der jeweiligen Komponente an der fertigen Mischung einstellbar
sind, und daß eine für jede Komponente gleiche, feste Referenzspannung dem Eingang der jeweiligen
Integrierschaltung zur Erzielung eines Fehlersignals für jede Komponente mit einer Polarität
zugeführt ist, die der Ladung des jeweiligen Hilfskondensators entgegengesetzt ist.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US53054466A | 1966-02-28 | 1966-02-28 | |
US53054466 | 1966-02-28 | ||
DES0108540 | 1967-02-27 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1588690A1 DE1588690A1 (de) | 1970-10-08 |
DE1588690B2 true DE1588690B2 (de) | 1975-09-04 |
DE1588690C3 DE1588690C3 (de) | 1976-04-15 |
Family
ID=
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3633746A1 (de) * | 1985-10-04 | 1987-04-09 | Cherry Burrell Corp | Vorrichtung zur zubereitung aufgeblaehter gefrierkost |
DE3622354A1 (de) * | 1986-07-03 | 1988-01-07 | Draegerwerk Ag | Vorrichtung zur regelung der dosierung von stroemungsmedien |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR1512754A (fr) | 1968-02-09 |
US3486013A (en) | 1969-12-23 |
DE1588690A1 (de) | 1970-10-08 |
GB1172735A (en) | 1969-12-03 |
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E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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