DE1763301A1 - Prozessregler - Google Patents

Description

5540/Κ

GT5T:SRAL ELECTRIC COMlANY, Schenectady, N.Y. USA

Prozessregler

Die Erfindung betrifft einen Prozessregler, der auf Stromein^angs.signale anspricht, mit einem ersten und einem zweiten Reglerein^angsanschluß und einem üignalhalteverstärker mit hoher Eingangsimpedanz zur Urzeugung eines driftfreien Ausgangastroms an einen Verbraucher speisenden Verstärkerausgangsanscnlüasen proportional dem Zeitintegral der Eingangssignale und mit einem ersten und einem zweiten Verstärkereingangsanschluß. ■;.

"/enn Halteveratarker mit. sehr :.oher Eirij. angsinipedanz in Prozeüsreglern verwendet werden, die speziell zur unmittelbaren digitalen Regelung verwendet werden könnerj, kann die Umgebung, in der sie angeordnet sind, kritisch für ihre Drifteigenschaften sein. Normalerweise ist das Ausgangssignal eines Halteverstärkers mit einem Feldeffekttransistor entweder eine Funktion eines direkten digitalen Impulses oder eines von Hand zugeführten Gleichsignals. Bei diesen Verstärkern will man ein über lange Zeit verhältnismäßig driftfreies Ausgangssignal haben.

Es lassen sieh zwar driftfreie Verstärker bauen, indem man die Umgeburtgsgroften (z.B. die Temperatur) regelt, in der Praxis iet diese iföriatantregelung der Umgebungsgrößen jedoch sehr schwierig. Durch die Verwendung von Anschlußkabeln, Anschlußtafeln, tJcnaltern und anderen Bauteilen im Verstärkereingangakreis, die Schmutz und Feuchtigkeit ausgesetzt sind, können 3 t or signale in der J3ini*angs spannung entstehen und eine Drift des Verstärkerauagangsstronies bewirken. Wenn daher dem Halte-

109820/0503

BAD ORIGINAL

i/63301

verstärker nicht von einem Rechner oder einer von Hand zu betätigenden Steuervorrichtung ein Befehl zugeführt wird, der den Halteverstärker-Ausgangsstrom vergrößert oder verringert, kann sich der Verstärkerausgangsstrom andern.

Gemäß der Erfindung werden diese ocrwjerigkeiten dadurch beseitigt, daß der Regler mit einer Vorrichtung zum Trennen oder Entkoppeln und Überwachen der Verstärkerein^angsan-.Schlüsse versehen ist, die einen ersten zwischen die Re^lureingangsanschlUsse geschalteten Widerstand, dessen Impedanz um mindestens eine Größenordnung kleiner als die Verstärkereingangsimpedanz ist, einen zweiten zwischen dem ersten Keglereingangsanschluß und dem ersten Verstärkereirigarigsanschluß liegenden Widerstand mit hoher Impedanz für Signale, die unter einem vorbestimmten Wert liegen, und mit niedriger Impedanz - für Signale, die über dem vorbestimmten Wert liegen, wobei der Betrag der Eingangssignale größer als dieser vorbestimmte Wert ist, und einen zweiten Regler- und Verstkrkereingangsanschluß enthält, und daß Signale, deren Betrag unter dem vorbestimmten Wert liegt, über den ersten Widerstand abgeleitet werden.

D.h. einem Halteverstärker mit hoher Eingangsimpedanz wird über einen zweiwertigen Widerstand mit hoher Impedanz bei EingangsSignalen, deren Amplitude unter einem vorbestimmten Wert liegt, und mit niedriger Impedanz bei Eingangssignalen, deren Amplitude über diesem Wert liegt, ein Eingangssignal zugeführt. Unter diesem vorbestimmten Wert liegende Signale stellen Störsignale und andere"unerwünschte Signale dar und werden vor dem Eingang des Halteverstärkers kurzgeschlossen, so daß sie dessen Eingang nicht zugeführt werden·

Weiterbildungen der Erfindung aind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

109829/0503

BAD

1/63301

Die Erfindung wird nun anhand eines Schaltbildes näher "beschrieben. -

Das Schaltbild zeigt einen Halteverstärker 10, der mit FiIfe einer Schaltvorrichtung 13 entweder an einen Rechner 11 oder eine Gleichstromquelle 12 als Sollwertgeber angeschlossen werden kann. Am Ausgang des Falteverstärkers 10 sind Anschlüsse 1.4 und 15 vorgesehen, an denen ein Verbraucher 16 (der gestrichelt dargestellt ist) angeschlossen werden kann. Bei dem Halteverstärker 10 handelt es sich um einen Rechenverstärker, der durch Rückkopplung über einen Kondensator 17 als Integrator geschaltet ist. Durch Verwendung eines Halteversterkers nit einer Tpeldeffekttransistor-Integrierschaltung ist es möglich, einen konstanten Ausgangsstrom zwischen'den Anschlüssen 14 und 15 zu erzielen, wenn weder vom Rechner 11 noch von der Gleichstromquelle T? ein Eingangssignal zugeführt wird.

H'ie bereits erwähnt, kann sich der Strom zwischen den Anschlüscen 14 und 15 in einer normalen Umrebung auch ohne Eingangssignal vom Rechner 1ί oder von der Gleichstromquelle 12 ändern. Uiu dies zu vermelden, sind zwei antiparallel geschaltete Dioden ?0 und 21 zwischen einen erstell Verstärkeranschluß 23 und einen ersten Regleranschluß 24 geschaltet, während ein zweiter Verstärkereingangsanschlüß 25 direkt mit einem zweiten Reglereinrangsanschluß 26 verbunden ist. Kit Hilfe der Schaltvorrichtung 13 kann wahlweise der Rechner 11 oder die Gleichstromquelle 12 angeschlossen werden. In der Stellung 1 ist der Rechner 1T und in der Stellung 2 die Gleichstromquelle 12 angeschlossen. Zwischen den Reglereinpangsanschlüssen 24 und 26 liegt ein .'iderü ι and 27, dessen Resistanz klein ist im Verhältnis zur Eingangsiinpedanz zwischen den Anschlüssen 23 und 25. Bei der bevorzugten Ausführung ist die Verstärkereingangsiinpedanz mindestens eine Größenordnung größer als die Resistanz des Vv'iderstands 27.

109829/0503

bad

T763301

Gemäß der Erfindun/ gibt der Rechner 11 Konatantstromiinpulse ab, die so groß sind, daß sie entweder über die Diode 20 oder die Diode 21 zum Verstärkereingangsanschluß 23 geleitet werden, wenn die Schaltvorrichtung. 13 die Stellung 1 einnimmt. Durch Verunreinigung der Leitungen und Schalter infolge Schmutz und Feuchtigkeit in der Umgebung hervorgerufene Signale erzeugen normalerweise Spannungen an dem Widerstand 27, die Meißner als die Durcbbruchspannung (positive Sperrspannung) der Dioden 20 und 21 in Durchlaßrichtung sind. Wenn also Dioden mit kleinem Reststrom in Sperrichtung verwendet werden, erscheinen die Dioden 20 und 21 den Htörsignalen als hche Impedanzen, so daß die Störsignale über den Widerstand 27 abgeleitet werden-. Dagegen sind die Konstantstromimpulse vom Rechner 11 so groß, daß sie die Dioden 20 und 21 leitend werden lassen, so daß die Rechnerimpulse dem Eingang des Verstärkers zugeführt werden und den über die Ausgangsanschlüsse 14 und 15 fließenden Strom ändern. Da der Rechner Konstantstromimpulse abgibt, ?iat ein während der Dauer eines Impulses auftretendes Störsignal einen vernachlässigbaren Einfluß auf die Schaltung.

•Wenn die Schaltvorrichtung 13 in die Stellung 2 gebracht ist, wodurch der Verstärker auf Handbetrieb eingestellt ist, erfolgt das Erhöhen und "Verringern des Stroms an den Ausrangsanschlüssen 14 und Vj durch kurzzeitiges Drücken eines "Erhöhungsschalters" 30 oder eines "Verrinrerungsscha]ters" 31» die zwischen dem positiven und dem negativen Pol der Gleichstromquelle 12 in Reihe geschaltet sind. Wenn der Erhöhungsscha-jter 30 betätigt wird, wird dem Reglereingangsanschluß ein positives Signal über einen Widerstand 33 zugeführt, während ihm ein negatives Signal zugefuhi't wird, wenn der Verringerungsschalter 31 nach unten gedrückt wird. Der Wert des Widerstands 32 ist so bemessen, daß die Gleichspannung in ein Stromsignal umgesetzt wird.

109829/0503

BAD

_ 5 —

Bei den Dioden 20 und 21 kann es sich um Dioden des Typs 2-1Ö39-1 handeln, und der Widerstand 27 kann einen. Wert von 1 Kilo-Ohm haben. Der Eingan^swiderstand eines Feldeffekttransistorverstärkers liegt normalerweise in der Größenordnung von einigen Megohm. Da der Wert der Streuwiderstände in der Schaltung sehr groß im Vergleich zum Wert des Widerstands27 ist, ist auch die am Widerstand 27 von Störsignalen hervorgerufene Spannung verhältnismäßig klein.

Das dargestellte Äusführungsbeispiel kann a-^ch abgeändert v/erden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. So kann anstelle eines Feldeffekttransistor-Halteverstärkers irgendein Irozessregelverstärker, der diesem Halteverstärker äquivalent ist, verwendet werden, indem die Schaltungspa-pameter entsprechend abgeändert werden.

109829/05 03

BAD

Claims (3)

1. Patentansprüche

   [J\y Prozessregler, der auf Stromeingangssignale anspricht, mit einem ersten und einem zweiten Reglereingangsanschluß und einem Signalhalteverstärker mit hoher niin^ angsimpedanz zur Erzeugung eines driftfreien Ausga-pgsstroms an einen Verbraucher ■speisenden Verstärkerausgangsanschlüssen proportional dem Zeitintegral der Eingangssignale und mit einem ersten und einem zweiten Verstärkereingangsanschluß, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler mit einer Vorrichtung zum Trennen oder Entkoppeln und Überwachen der Verstärkereingangsanschlüsse (23» 25) versehen ist, die einen ersten zwischen die Reglereingangsanschlüsse (24, 26) geschatteten Widerstand (27), dessen Impedanz um mindestens eine Größenordnung kleiner als die Verstarkereingangsimpedanz ist, einen zweiten zwischen dem ersten Reglereingangsanschluß (24) und dem ersten Verstärkereingangsanschluß (23) liegenden Widerstand (20, 21) mit hoher Impedanz für Signale, die unter einem vorbestimmten Wert liegen, und mit niedriger Impedanz für Signale, die über dem vorbestimmten Wert liegen, wobei der Betrag der Eingangssignale größer als dieser vorbestimmte Wert ist, und einen zweiten Regler- und Verstärkereingangsanschluß (26, 25) enthält, und daß Signale, deren Betrag unter dem vorbestimmten Wert liegt, über den ersten Widerstand (27) abgeleitet werden.
2. 2. Prozessregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Widerstand ein linearer ohmscher Wideretand ist.
3. 3. Prozessregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Widerstand zwei antiparallel geschaltete Dioden (20, 21) mit niedrigem Reststrom in Sperrichtung umfaßt und daß der vorbestimmte Wert der Wert der Sohleusenspannung (Durchbruchspannung in Durchlaßrichtung) der Dioden ist. 109829/0503

   BAD ORfGiNAi.

   A* Hegler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 3»
   d a d \\ r c h g e k e η η ζ e i c h η e t, daß er ein- £;an£"sseitig über eine f>cha"|^vorrichtung (13) wahlweise an eine als Sollwertgeber dienende Konstantstromimpulsquelle (11) oder eine Gleichstromquelle (12) ansehließbar ist.

   109Ö29/05 03

   BAD ORfGiNAt

   Leers e ί t e