DE1638136A1

DE1638136A1 - Regeleinrichtung fuer zeitlich statistisch stark schwankende Messgroessen und Abtastregelkreis mit ueberwiegendem Totzeitverhalten

Info

Publication number: DE1638136A1
Application number: DE19681638136
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl-Ing Goeldner; Peter Dipl-Ing Moeller-Nehring
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1967-06-06
Filing date: 1968-03-02
Publication date: 1971-06-16

Description

Regeleinrichtung für zeitlich statistisch stark sehwankende MeB-größen und Abta3tregelkreise -mit überwieg endemotzeitverhalten Zusatz zum Patent . . . . . . . # Patentanmeldung ä 110 1y35 VT I %b,i 2 1 c = fLA 67/125l3) Das Hauptpatent betrifft eine Regeleinrichtung für zeitlich statistisch stark schxankende Meßgrößen rund Abtantregelkreioe mit überwiegendem Totzeitverhalten, insbesondere zur Fläcrzongewi chtsrege l ung einer Papierbahn. Die Aufgabe der Erfindung' nach dem Hauptpatent besteht darin, eine Regeleinrichtung züx ochaffen, die ;;ich gr!n@Lu @in da- Verhalten vier Abta:;trfeg#=Lkreix;t:,# anpa:.c;en Läßt*

Diese Aufgabe wird hier gelöst durch eine fortlaufende Inte-

grierung des Meßwertes oder seiner Abweichung von einer vorge-

gebenen Größe über die Intervalldauer der Abts.stre,#7F=iung und

durch Bildung einer der gewonnenen Regelabweichung einstellbar

abhängigen Größe, z.B. des Stellweges eines -'toff:schieberes,

dessen Durchflußmenge proportional. zum V e rstel lwe;

nie Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung bezteht darin, eine

derartige Regeleinrichtung besonders hinsichtlich ihrer Regel-

geschwindigkeit noch weiter zu verbessern. Die3e Aufgabe wird

erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die: ntervalldauer der

Mittelwertbildung unabhängig von der Totzeit einstellbar ist.

D,3mit iat er, möglich, die Regelgeschwindigkeit zu e2rljöhen, wenn

eine kürzere Meßzeit als die Totzeit reepräoentativ für den

Mittelwert ist. Die Regelgeschwindigkeit dea vorzugvweioe ligi-

talen Reglers wird außerden ex#hcil:t, wenn naeh einem idoßintervrill

ohne unzulässige Abweichung sofort mit einem neuen Nlexßitlterv.,ill

begonnen wird.

Ein weiterer Gedanke Eier hier vr@ rlie.en=ien F:rfirlurl- bt"::tet

darin, dio gewonnene mittlerfr Iiegelabwei.hung (einer Intervall-

dfiue r -iucti dann in eine geeignete abh-Ingige @r l@yte@ zu vf: r@vrirl 1e l ri,

wenn keine zwi; Proportionalität chen Ver;stellweg besteht. und Durehflußrnerige fl.f':;E' Au ffrabe iri I äß t; i--Ich r'"1C'I'1

einem weiteren Merkmal der Erfindung (t,,itlilr,r;h lli@sc@n, laüj dio

Vers türkung de;s Regler-, de l b:; t tät il; an die Kf=Iin I i =i i t- de;; @' t E? l r

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Gedanke :.B. in der Weise verwirklichen, daß die Stellung des Stoffschiebers über einen am Stoffschieber angeordneten Geber gemeldet wird, und daß im Regler der Verstellweg in z.B. 5 Ab- schnitte beliebig unterteilt wird, denen verschiedene oder gleiche Verstärkungen (Proportionalitätsfaktor zwischen Regelabweichung und Verstel_lweg.zugeordnet werden, und zwar derart, daß bgim Uberschreiten einer Abochnittsgrenze die Verstärkungsumschaltung vorgenommen wird. j er proportional zur Papiergenchwindigkeit steigende Anteil der' erforderlichen Gesamtv-,.stärkung wird über ein Potentiometer am Reglereingang r I':;twert-:bweichung angepaßt, indem dieses Potentiometer mit dem Sollwert fjzr die Papiergeschwindigkeit verstellt wird. Anhand einer Zeichnung sei die Erfindung nälier erläutert: f Eig. 1 zeigt die zeitliche Zuordnung von Intervalldauer, Totzeit und Stell befehlen, rig. 2 die Anpassung der Reglerverstärkung an eine nichtlineare Kennlinie.

In Fi.g. 1 ist in Zeile a das im Hauptpatent beschriebene Regelverfahren dargestellt; und zwar ist hier die Intervalldauer der Abtaotregelung, d.h. die Meßzeit tm der Mittelwertbildung # gleich der am Regler eingestellten Totzeit tt. Jeweils am Ende jeder zweiten Mittelwertbildung wird ein Stellsignal S ausgegeben; darauf folgen Totzeit und Mef3intervall von gleicher Dauer, usw. Wie Zeile b in l"ig. r erkennen läßt, ergibt sich eine Erhöhung der Regelgeschwindigkeit nach dem Erfindungsgedanken des vorliegenden Zusatzpatentes dadurch, daß die Meßzeit tm unabhängig von der Totzeit tt einstellbar ist. Stellt sich nämlich heraus, daß eine kürzere Mittelwertbildung als die Totzeit ausreicht, um die Größe der Abweichung genügend genau zu bestimmen, so können auch die Stellsignale S schneller aufeinander folgen. Zeile-c in Fig.t zeigt eine weitere Variante des Erfindungsgedankens, und zwar wird jeweils am Ende der Meßzeit tm geprüft, ob die Abweichung der Meßgröße vom Sollwert einen bestimmten einstellbaren Grenzwert Y überschritten hat. Ist dies nicht der Fall, so schließt sich safa_rt eine weitere Meßzeit tm an. Dieser Vorgang wiederholt sich solange, bis die Abweichung den Grenzwerts erreicht oder überschritten hat. Erst dann wird ein Stellsignal S ausgegeben. Hierauf wird dann während einer Totzeit tt die Messung der Meßgröße unterbrochen. ,Hieran schließt sich dann eine erneute Meßzeit tm, die vorzugsweise wesentlich kleiner als die Totzeit gewählt ist.
In Fig. 2 ist durch die Gerade a die lineare Abhängigkeit der Durchflußmenge F vom Verstellweg s dargestellt.. Eine durch die Charakteristik des Stellgliedes bedingte nichtlineare Abhängigkeit der Durchflußmenge vom Verstellwegist in Kurve b angegeben. Die Kurve b ist in fünf beliebige Abschnitte derart eingeteilt, daß die Kurve durch die geraden Verbindungslinien c (gestrichelt angedeutet) zwischen zwei benachbarten Abschnittsgrenzen möglichst gut approximiert wird. Der Steigung einer solchen geraden Verbindungslinie ist eine passende Verstärkung zugeordnet; jeweils anden Abschnittsgrenzen wird entsprechend der veränderten Steigung auch die Verstärkung des Reglers umgeschaltet. Hierzu wird vorteilhafterweise ein nicht gezeigter Geber, z.B. ein Feldplattenpotentiometer, am Schieber benutzt, der den Verstellweg mißt und an den Regler meldet. Dieser überwacht durch elektronische Grenzwertmelder das Erreichen einer Abschnittsgrenze und schaltet selbsttätig die Verstärkung um.

Claims

Patentansprüche 1."Regel.einrichtung für zeitlich statistisch stark schwankende Meßgrößen und Abtastregelkreise mit überwiegendem Totzeitverhalten, insbesondere zur flächengewichtsregelung einer Papierbahn mit fortlaufender Integrierung des Meßwertes oder @eeiner Abweichung von einer vorgegebenen Größe über die Intervalldauer der Abtastregelung und mit Bildung einer der gewonnenen Regelabweichung einstellbar abhängigen Stellgreße nach Patent . ... ... (Patentanmeldung S 110 185 VIIIb/ 21c --- firA b7/1258), dadurch gekennzeichnet, daß die Intervalldauer (tm) der Mittelwertbildung des Meßwertes unabhängig von der Totzeit (t t) einstellbar ist.
2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Ablauf einer Intervalldauer der Mittelwertbildung des Meßwertes sofort eine neue Intervalldauer ohne Ausgabe einer Stehgröße (S) beginnt, falls die ermittelte Abweichung des Meßwertes von einer vorgegebenen Größe bestimmte Grenzwerte (G) nicht überschreitet.
3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Verstärkung selbsttätig an die Kennlinie ihres Stellgliedes und die Materialgeschwindigkeit, z.i3. der Papierbahn, angepaßt wird.
4. Regeleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennlinie des.Stellgliedes durch lineare Kennlinienstücke approximiert wird und die Umschaltung der Verstärkung an den Bereichsgrenzen zweier linearer Kennlinienstücke vorgenommen wird.
5. Regeleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitspunkt z.B. der zurückgelegte Verstellweg, durch einen Geber erfaßt wird.