DE1673541A1 - Regeleinrichtung - Google Patents

Regeleinrichtung

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    • G05D7/0635—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means by action on throttling means
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B9/02—Safety arrangements electric
    • G05B9/03—Safety arrangements electric with multiple-channel loop, i.e. redundant control systems

Description

Patentanwälte
Dipl.-!no. R. tioztz u.
Dipl.- ing. lcmsrecht
München 22, Sleinsdorfstr. 10
310-12.616P 1.8.1967
AROA PREM0NC0NTR0LE, Paris (Frankreich)
Regeleinrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Regeleinrichtung, die ein Regeln oder Stellen irgendeines Organs durchführen kann, beispielsweise eines Ventils»
Die Erfindung soll insbesondere in denjenigen Fällen Anwendung finden, in denen eine Regeleinrichtung einen numerischen Rechner enthält, der Informationen über einen Sollwert und die Regelgröße erhält, die ihrerseits beispielsweise mittels eines Ventils geregelt wird, wobei der Rechner die entsprechenden Angaben oder Regelsignale einem Decoder zuleitet, der das Stellorgan entsprechend steuert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Vorsorge für den Fall zu treffen, daß es notwendig wird, an Stelle des numerischen Rechners für die unmittelbare Steuerung des Stellorgana einen Analog-"Regler" zu verwenden. Dieser Austausch erweist sich insbesondere dann als notwendig, wenn im numerischen Rechner eine Störung auftritt·
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Die Schwierigkeit eines derartigen Austausches oder einer solchen Umschaltung liegt darin, daß man keine Stöße in dem Regelvorgang beim übergang von dem numerischen Rechner auf den Analog-Regier erzeugen darf«
Gemäß der Erfindung weist die Regeleinrichtung einen Analog-Regler auf, der parallel zu dem numerischen Rechner in den Stromkreis eingeschaltet ist, der die Informationen hinsichtlich des Sollwertes und des Werts der zu regelnden Regelgröße erhält, wobei ein vor dem Decoder angeordneter Umschalter ein Umschalten von der Regelung durch den Rechner auf die Regelung durch den Analog-Regler gestattet.
Die Erfindung soll nunmehr unter Bezugnahme auf ein Ausführungsbeispiel erläutert werden, das in der Zeichnung veranschaulicht ist· Die einzige Figur der Zeichnung stellt ein Regelschema für die Regelung eines Durchflusses dar·
Die dargestellte Regeleinrichtung soll einen Durchfluß regeln, der mittels eines Ventils 1 als Stellglied überwacht wird· Diese Regelung erfolgt normalerweise über einen numerischen Rechner 2, der die Differenz zwischen Soll- und Ist-Wert des Durchsatzes feststellt und eine unmittelbare Steuerung des Ventils 1 durch digitale Rechenergebnisse veranlaßt·
Der Rechner 2 empfängt die Sollwert-Information von einer Steuerstelle über eine Zuleitung 3. Der Rechner empfängt außer-
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dem Informationen über den Ist-Wert der Regelgröße über eine Zuleitung 4, die an ein Organ 5 für das Messen des Durchsatzes in der von dem Ventil 1 gesteuerten leitung 4 angeschlossen ist ο
Der Rechner gibt die sich aus Abweichungen zwischen SoIl- und Istwert ergebenden Regelbefehle für die Einstellung des Ventils 1 über eine Leitung 6 und eine Signalformstufe 7 weiter, deren Ausgangssignal die schrittweise Drehung eines Schrittmotors 8 bewirkt· Jeder dem Schrittmotor 8 zugeführte Impuls bestimmt eine Drehung des Motors um einen kleinen Winkel in dem einen oder dem anderen Drehsinn, entsprechend den Befehlen, die der Rechner abgibt. Die Welle des Schrittmotors 8 treibt ein Drehwinkeluntersetzungsgetriebe mit Selbsthemmung im Rückwärts-übertragungssinn (in der Zeichnung nicht dargestellt) an, das die Spannung einer mit einer elektromechanischen Kraftwaage verbundenen Feder erhöht oder verringert.
Diese Kraftwaage besteht aus einem Waagebalken 10, der um eine Achse 11 schwenken kann« An einem der Enden des Waagebalkens (Ferritklotz) 10 ist ein Ferritklotz 12 angebaut und am anderen Ende ist eine Drahtspule 13 befestigt.
Gegenüber dem Ferritklotz 12 ist eine Selbstinduktion 14 angeordnet, die in einen Oszillator-Verstärker 15 eingeschaltet ist und deren Strom oder Spannung die zu verstärkende Ein-
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gangsgröße bilden kann. Die Spule 13 ist an den Ausgangsstromkreis 16 des Verstärkers 15 angeschlossene Der Stromkreis 16 speist einen Strom-Spannungsumformer 17, welcher die Steuerung für das Stellen des Ventils 1 auslöste
Derjenige Teil der Einrichtung, der die Formstufe 7, den Schrittmotor 8, die Feder 9 und die Kraftwaage 10, 12, 13 und sowie den Oszillator-Verstärker 15 umfaßt, der seinerseits den Strom-Spannungsumformer 17 speist, ist bekannt und bedarf keiner ausführlichen BeSchreibungβ Die lormstufe 7 und der Motor 8, dem die Kraftwaage zugeordnet ist, bilden den Decoder der Einrichtunge
Bei einer Störung in dem Rechner 2 schickt dieser einen Befehl zur Inbetriebnahme des Hilfs-Analog-Rechners aus· Dieser Befehl kann in die Spule 18 eines Umschaltrelais geschickt werden, das den Übergang seines Umschaltteils 19 von einer Klemme 20, an der der Umschaltteil den Stromkreis des Rechners schloß, auf eine Ruheklemme 21 veranlaßt, wodurch die Steuerung durch den Rechner ausgeschaltet wird.
Die Einrichtung gemäß der Erfindung umfaßt einen Analog-Regler, der nunmehr beschrieben wird und an Stelle des Rechners treten kann, wenn der Rechner gestört ist·
Der Analog-Regler umfaßt zunächst einen Analog-Verstärker 22,der die Sollwertinformationen über eine Leitung 23 und
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die Istwert-Informationen bzwo die Informationen über die Größe des von dem Ventil 1 gesteuerten Regelwertes, über eine Leitung 24 erhält·
Der Analog-Verstärker 22 speist die Spule 25 eines Relais, dessen beweglicher Schaltteil 26 von einem Anschluß 27 auf einen Anschluß 28 umschalten kann, bei dem es keinen Befehl gibt und der dem Gleichgewichtszustand entspricht, und dann weiter bis zu einem Kontakt 29·
Der Kontakt 27 entspricht der Steuerung des Schrittmotors in einer bestimmten Richtung bzw» einem bestimmten Drehsinn, während der Kontakt 29 einer Steuerung dieses Motors im umgekehrten Drehsinn entsprichtβ
Die Kontakte 27 und 29 sind an die Pormstufe 7 für die Steuerung des Schrittmotors angeschlossen und über sie geht die Regelung, wenn der Rechner 2 ausfällte
Die Formstufe 7 wird über die Kontakte 27 und 29 aus einem Impulsgenerator 30 gespeist. Dieser Impulsgenerator ist an einen Kontakt 31 angeschlossen, den der bewegliche Teil des Relais 18 einschaltet, wenn der Rechner die Umschaltung von der Regelung durch den Rechner auf die Regelung durch den Analog-Verstärker oder Regler befohlen hat» Der bewegliche Schaltkontakt 32, der in der Ruhelage an einem Kontakt 33 anlag, geht also dann auf den Kontakt 31 über und der Impuls-
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generator 30 kann die Formstufe über den beweglichen Kontaktteil 26 speisen, der mit einem der drei Kontakte 27, 28 und 29 verbunden istο
Man erkennt, daß der Analog-Regler an den Decoder-Stromkreis in Parallelschaltung zu dem Rechner angeschlossen ist und wechselweise mit diesem eingeschaltet werden kann.
\ Eine Rückwirkungskette 34 kann den Analog-Verstärker 22 unmittelbar mit dem Strom-Spannungswandler 35 verbinden
Wenn das Umschaltrelais 18, 19 den iibergang der Regelung von dem Rechner 2 auf die Regelung durch den Analog-Regler bewirkt, wird der Ausgangsstrom des Decoders nicht augenblicklich durch diese Umschaltung gestört. Die Kraftwaage 10, 12, behält ihre Lage bei, die sie vor dem Umschaltvorgang gerade einnahm·
Der Analog-Verstärker 22 kann irgendein Gerät mit hoher Eingangsimpedanz sein, das eine ausreichende Verstärkung aufweist, um das Grundumschaltrelais mit drei Stellungen 27, 28 und 29 bereits bei einer Änderung des Eingangssignals umzuschalten, die mit der erwünschten Genauigkeit vereinbar ist, welche im allgemeinen in der Größenordnung von 0,25$ des gesamten Regelbereichs angesetzt werden kan.
Der mit einem selbsthemmenden und deshalb nicht von außen zurückstellbaren Getriebe versehene Schrittmotor 8 führt jeweils kleine Winkelschritte aus, die die Spannung bzw, die Kraft der
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Feder 9 um kleine Werte vermehren oder verringern und dadurch die Spannung des Ausgangsstromes; dies ergibt sich daraus, daß der Oszillator-Verstärker 15 die Änderung des Ausgangsstromes in Abhängigkeit von der Federspannung durchführt. Die Ausgangsstrom-Abstufung wird in dem Bereich von 0,1$ des gesamten Eegelbereichs für jeweils eine kleine Winkelverstellung der Welle des Schrittmotors 8 gewählte Der Strom-Spannungsumformer 25 besteht beispielsweise aus einem Widerstand, der in den Ausgangsstromkreis eingeschaltet ist, und aus einigen EO-FiItereinheiten* Ein derartiger Wandler ist bekannt und bedarf keiner beonderen Beschreibung«
Die Eeaktionskette 34 ist äsntisch mit der eines bekannten Analog-Eeglersj sie umfaßt einen PotentiometerStromkreis und proportionale EC-Integrations- und Abzweigglieder.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die Einzelheiten des soeben beschriebenen Ausführungsbeispiels beschränkt j diese Einzelheiten können abgewandelt werden, ohne den Eahmen der Erfindung zu verlassen.
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Claims (2)

- 8 Patentansprüche
1. Regeleinrichtung mit einem numerischen Rechner, der Informationen über einen Sollwert und die der Regelung unterworfene Regelgröße (Istwert) erhält und Regelangaben an einen Decoder (Stellgerät oder Steuergerät) weitergibt, der das Regel- oder Stellorgan steuert, gekennzeichnet durch einen Analogregler (22), der in dem Kreis (3, 4·) mit Sollwert- und Regelgröße-Information parallel zu dem Rechner (2) geschaltet ist, und einen vor dem Decoder (7, 8) angeordneten Umschalter (Kontakte des Relais 18) zum Umschalten von der Regelung durch den Rechner auf Regelung durch den Analog-Regler·
2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschalte*? durch ein Relais (18) gesteuert wird, dessen Ansprechen durch den numerischen Rechner (2) ausgelöst wird·
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DE19671673541 1966-09-28 1967-08-01 Regeleinrichtung Granted DE1673541B2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR77919A FR1501904A (fr) 1966-09-28 1966-09-28 Installation de régulation

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1673541A1 true DE1673541A1 (de) 1972-01-05
DE1673541B2 DE1673541B2 (de) 1973-04-26
DE1673541C3 DE1673541C3 (de) 1973-11-15

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DE19671673541 Granted DE1673541B2 (de) 1966-09-28 1967-08-01 Regeleinrichtung

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US (1) US3648032A (de)
DE (1) DE1673541B2 (de)
ES (1) ES344281A1 (de)
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Also Published As

Publication number Publication date
US3648032A (en) 1972-03-07
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ES344281A1 (es) 1968-12-16
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