DE1773003A1

DE1773003A1 - Regeleinrichtung

Info

Publication number: DE1773003A1
Application number: DE19681773003
Authority: DE
Inventors: Raetz Robert Charles
Original assignee: Honeywell Inc
Current assignee: Honeywell Inc
Priority date: 1967-03-29
Filing date: 1968-03-20
Publication date: 1971-07-29
Also published as: SE335249B; FR1560001A; US3429325A; GB1183001A; NL6803511A

Description

Dip!. Ing! R. Mertens

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ifeae liainierstr. «Mi

Λ Frankfurt am Main,

den tg.kärz 1963

- H 31 P 74 -

HONEYWELL INC.
2701 Fourth Avenue South
Minneapolis, Minn., USA

^w Regeleinrichtung ^M

Pie Erfindung bezieht sich auf eine Regeleinrichtung zur Erzeugung eines einem Eingangssignal entsprechenden Ausgangssignals mit einer Vergleichseinrichtung und einem von deren Regelabweichungssignal gesteuerten Regelkreis für das Ausgangssignal. Die Erfindung ist besonders, aber nicht ausschließlich» bei Druckregelkreisen einsetzbar. Durch Verstellen einer Eingangsgröße, beispielsweise der Stellung eines Dreh-.fcnopfs, wird der Ausgangsdruck eines mit der erfindungsgewMßen Regeleinrichtung ausgestatteten Druckgebers auf einen gewünschten Wert eingestellt. Eine solche genau geregelte Dmekquelle kann beispielsweise zur Eichung empfindlicher auf Druck ansprechender Geräte wie Luftdatenrechner verwendet werden, wie sie an Bord schneller Plugzeuge eingesetzt werden.

Bei bekannten Druckgebern ist die Auflösung oder Genauigkeit mit der der Ausgangsdruck der Eingangsgröße folgt relativ gering. Bei bekannten Systemen wird ein Motor vom Ausgangssignal eines Differenzdruckmessers angetrieben und steuert einen Druck-Vakuum-Regler. Das Druckausgangssignal der Anlage ist der Ausgangsdruck dieses Reglers. Er wird außerdem an den Differenz-

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druckmesser zurückgeführt und dort der Eingängsgröße entgegengeschaltet. Sobald die Differenz zwischen Eingangsgröße und Ausgangsdruck kleiner 1st als der Ansprechwert der Anlage, hört die Regelung auf, auch wenn noch ein« Regelabweichung vorhanden ist. Derartige Druckregler haben eine relativ niedrige Auflösung, d.h. sie sind nieht in der Lage,einen sich langsam und genau ändernden Ausgangs* druck zu liefern. Handelsübliche Druckregler erzeugen bei-"T^ spielsweise einen Ausgangsdruck im Bereich von 0-2540 ramQS, der jedoch oft um 0,56 J 0,125 mmQS vom gewünschten Wert ^abweicht. Diese Genauigkeit 1st für viele. Zwecke ungenügend, beispielsweise zum Eichen von Luftdatenrechnern.

Hier schafft die erfindungsgemäße Regeleinrichtung Abhilfe, indem vorgeschlagen wird, zusätzlich zu einem in einem GrQbregelkreis wirksamen ersten Stellglied ein in einen Feinregelkreis eingeschaltetes zweites Stellglied und eine von der Regelabweichung gesteuerte Umschaltvorrichtung vorzusehen, welche in Abhängigkeit von der Größe der Regelabweichung das Grob- oder das Feinstellglied auf das Ausgangssignal einwirken läßt. Die Einwirkung ist, wie bei Reglern üblich, derart, daß die Regelabweichung auf Null reduziert wird. Bei großer Regelabweichung ist zunächst das Grobstellglied wirksam und bringt (las Ausgangssignal in die Nähe des Sollwerts. Sobald die Regelabweichung einen vorgegebenen Wert unterschreitet, schaltet die Umschaltvorrichtung das Feinstellglied ein, so daß nunmehr dieses von der Regelabwei^;chühg

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gesteuert die Feinregelung übernimmt und das Ausgangssignal in Übereinstimmung mit der Eingangsgröße bringt.

Es ist ersichtlich, daß die Erfindung bei der Erzeugung Jederart von Äusgangssignal vorteilhaft ist, gleichgültig, ob es sich um einen Druck, eine elektrische oder eine mechanische Größe handelt. Entsprechend der Art des Ausgangssignals sind die Bauelemente auszuwählen, die als solche aus der Regeltechnik bekannt sind. Wegen der oben erwähnten bevorzugten Anwendung der Erfindung bei Druckgebern, werden Einzelheiten der Erfindung im folgenden anhand eines solchen Anwendungsfalles beschrieben. Dabei ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsfortn der Erfindung das Fein-Stellglied eine in ihrem Rauminhalt veränderbare und mit der Ausgangsleitung in Verbindung stehende Kaiwner, vorzugsweise ein Faltenbalg* »ο daß die Feineinstellung des Ausgangsdrucks durch VerSndem des. Volumens dieser Kammer und damit des Druckes in der Karamer erfolgt. Die Vergleichseinrichtung enthält einen Sollwerteinsteller in Form eines Drehknopfs oder dgl. und vergleicht dessen Einstellung mit der Größe des Ausgangssignals, welches als Druck vorliegt, und erzeugt ein elektrisches Regelabweichungssignal, welches der Differenz zwischen Eingangsgröße und Ausgangssignal entspricht. Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des in den Zeichnungen wiedergegebenen Ausführungsbeispiele eines geregelten Druckgebers. Hierin zeigt

Figur i das Blockschaltbild,
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Figur 2 den Kurvenverlauf des Ausgangsdruckes als Funktion der Zeit bei bekannten Druckgebern und bei Verwendung der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung und

Figur 3 in Form eines Schaltbildes Einzelheiten der in Fig. schematisch dargestellten Regeleinrichtung.

Hauptelemente der in Figur 1 wiedergegebenen Regeleinrichtung sind eine Vergleichseinrichtung in Form eines Druckmessers und -Umformers 10, ein elektronischer Verstärker 12, ein erster Steuermotor M. für den als Grob-Stellglied dienenden Druckregler 16, eine elektrische Urasdaltvorrichtung >8 und ein zweiter Steuermotor Mg für den als Fein-Steljl&led dienenden Faltenbalg 44. Der vergleichende Umformer 10 weist eine Eingangswelle 24 und einen Einlass 22 für den über die Leitung 36 zugeführten Ausgangsdruck der Regeleinrichtung auf. Die Eingangsgröße wird in Form einer Winkelverstellung Q der Welle 24 eingegeben, die mit einer entsprechenden in Werten des Ausgangsdruckes P₀ geeichten Skala zusammenarbeitet. Ausgangsdruck P_Q und Winkelstellung θ der Welle können nach einer beliebigen linearen oder nichtlinearen Funktion zusammenhängen. Das elektrische Regelabweichungssignal e, welches der Differenz zwischen dem Ausgangsdruck P₀ und der Winkellage Q enspricht, wird über die Leitung 18 dem Verstärker 12 zugeleitet. Der vergleichende Meßumformer 10 arbeitet nach bekannten Prinzipien, indem er das Drucksignal P₀ in eine Winkeländerung umwandelt und diese mechanisch mit der Winkeleinstellung Q des Sollwert-Einstellers 24 vergleicht. Der Winkelunterschied steht in Form eines elektrischen Regelabweichungssignals am Ausgang der Vergleichseinrichtung 10 zur Verfügung und gelangt über die Leitung 18 zum Verstärker 12.

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Sobald die Größe des Regelabweichungssignals e den Ansprechwert des Verstärkers 12 übersteigt, entsteht auf dessen Ausgangsleitung Ij5 ein netzfrequentes Wechselstromsignal, dessen Phasenlage von der Polarität des RegelabweichungsSignaIs abhängt. Die Umschalteinrichtung J58 erhält einerseits über die Leitung 13 das Verstärkerausgangssignal und andererseits von der Leitung 18 unmittelbar das Regelabweichungssignal e. Sie hat die Aufgabe, das auf der Leitung 1;5 ankommende Signal entweder dem Motor M, oder dem Motor Mp zuzuführen, je nachdem ob die Regelabweichung größer oder kleiner ist als ein vorgegebener Wert. Ist das Regelabweichungssignal größer als dieser Wert, so wird die Leitung Ij5 mit der Leitung 15 verbunden, so daß das netzfrequente Signal zum Motor M, gelangt. Ist das Regelabweichungssignal e hingegen kleiner, so schaltet die Umsehalteinrichtung 38 das Signal von der Leitung IJ auf die Leitung 17 und führt dadurch das netzfrequente Signal dem Motor Mp zu. Voraussetzung ist dabei, daß das Regelabweichungssignal e den Ansprechwert des Verstärkers 12 übersteigt. Ist dies nicht der Fall, so entsteht kein Signal auf der Leitung Ό. Die Umschalteinrichtung 38 weist eine dritte Ausgangsleitung 19 auf, welche Strom führt, sobald die Regelabweichung e größer ist als der vorgegebene Wert, und dann »in Magnetventil 4θ öffnet. Die beiden Motoren M₁ und M₃ können praktisch gleich ausgeführte Zweiphasen-Induktionsmotoren sein, welche über mechanische Verbindungen 2β bzw. 46 das Grob-Stellglied 16 bzw. das Fein-Stellglied 44 betätigen. Die mechanischen Verbindungen 26 und 46 werden normalerweise Getriebe enthalten.

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Der Druck-Grobregler 16 ist einerseits an eine Quelle konstanten Unterdrucks 30 und andererseits an eine Quelle konstanten Drucks 32 angeschlossen. Die beiden Quellen 30 und brauchen nicht einen Unterdruck einerseits und einen überdruck andererseits aufzuweisen, sondern haben lediglich unterschiedliche Drücke zu erzeugen, welche den Bereich des benötigten Ausgangsdruckes der gesamten Einrichtung überstreichen. Der Druckregler 16 erzeugt auf seiner Ausgangsleitung 34 einen Druck, der sich in Abhängigkeit von der Winkelstellung der Einstellachse 26 innerhalb des durch die Quellen 30 und 32

es
bestimmten Bereich/ändert. Durch einen Druckmittelstrom in einer Leitung zwischen den beiden Quellen 30 und 32 wird ein Differenzdruck erzeugt, der über eine mit Hilfe des Motors M. einstellbare Drosselstelle, beispielsweise ein Nadelventil, als Ausgangsdruck in die Leitung 34 abströmt. Der Druck-Feinregler besteht aus einem Faltenbalg 44, dessen Inhalt mit Hilfe eines mechanischen Antriebs 46 und einer normalerweise im Eingriff befindlichen Kupplung 47 veränderbar ist. Hierdurch wird im Betrieb der Druck innerhalb des Balges 40 und damit auch der Druck in den Leitungen 35 und 36 verändert, die mit dem inneren des Faltenbalges in Verbindung stehen, so lange das Magnetventil 50 geöffnet ist. Der als Fein-Stellglied wirksame Faltenbalg 44 ist in die Verbindungsleitung 34,35 zwischen dem Grob-Regler 16 und dem Ausgang 37 der Regeleinrichtung eingeschaltet. Ist das Ventil 40 zwischen dem Grob-Regler l6 und dem Fein-Regler 44 geschlossen, so ist der Grob-Regler Io vom Ausgang 37 getrennt, so daß Jegliche nachfolgende Betätigung des Faltenbalges 44

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durch den Ausgangsdruck des Reglers 16 nicht gestört werden kann.

Zur Beschreibung der Betriebsweise sei davon ausgegangen, daß die Winkeleinstellung θ, das Ausgangssignal des Grob-Reglers 16 und der Ausgangsdruck P_Q anfänglich gleich Null seien. Demzufolge ist auch die Regelabweichung e Null, die Umschalteinrichtung 38 ist stromlos und das Ausgangssignal des Verstärkers

12 ist ebenfalls Null. Die Motoren M₁ und M₂ sind stromlos und das Magnetventil 40 geschlossen. Das Megnetventil 50 ist offen. Es sei angenommen, daß der Faltenbalg 44 mechanisch so vorgespannt sei, daß er beim Ausgangsdruck P_Q gleich Null um einen vorgegebenen Betrag zusammengedrückt ist. Wird nun durch Drehen der Eingangsachse 24 der vorgegebene Sollwert 6 vergrößert, so spricht die Anlage nicht sofort an, sondern der Ausgangsdruck P bleibt zunächst praktisch gleich Null,und die Regelabweichung „e wird relativ groß und entspricht in der Anfangsphase des Betriebs dem Einstellwinkel θ . Der Verstärker 12 erzeugt auf der Ausgangs leitung 13 ein netzfrequentes Signal, und der Schalter 38 spricht infolge der relativ großen Regelabweichung e an und verbindet die Leitung

13 Über die Leitung 15 mit dem Motor M₁. Dieser läuft an und bewirkt, daß der Grobregler 16 ein Drucksignal auf der Leitung 254 abgibt. Die Umschaltvorrichtung 38 liefert außerdem auf der Leitung 19 Netzspannung an das Magnetventil 4o, um dieses zu öffnen und offenzuhalten. Damit gelangt des Drucksignal auf der Leitung 34 über das Ventil 40,die Leitung 35, den ange-

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schlossenen Faltenbalg 44 und das Ventil 50 einerseits zur Ausgangsleitung 37 und andererseits über die Rückführungsleitung 36 zur Druckvergleichseinrichtung 10.

Dieser Regelvorgang hält an, bis der Ausgangsdruck und damit der über die Leitung 36 zurückgeführte Druck in die Nähe des mit dem Sollwert- Einsteller 24 vorgegebenen Druckes θ kommt. Sinkt das Regelabweichungssignal e unter einen durch den Ansprechwert der Schaltvorrichtung 38 vorgegebenen Betrag, so schaltet diese um und verbindet die Leitung 13 mit der Leitung 17, so daß das Verstärkerausgangssignal vom Motor M₁ abgeschaltet und nunmehr dem Motor Mp zugeführt wird. Dieser verstellt den Faltenbalg 44. Gleichzeitig verschwindet auf der Leitung 19 der Erregerstrom für das Magnetventil 4o, so daß dieses schließt und den Grobregler X6 von der Ausgangsleitung 37 trennt. Durch den Lauf des Motors Mg wird der Faltenbalg 44 zusammengedrückt. Hierdurch steigt der Druck in seinem Inneren und damit der Druck in den Leitungen 35*36 und 37 an, bis der Ausgangsdruck P_Q dem gewünschten Wert θ entspricht und das Regelabweichungssignal β verschwindet. Die Regeleinrichtung enthält also praktisch zwei Regelkreise, einen für die Grobeinstellung und einen zweiten für die Feineinstellung, wobei der Ausgangsdruck jeweils so beeinflusst wird, daß die Regelabweichung kleiner wird und schließlich verschwindet.

Im Diagramm gemäß Figur 2 ist der Ausgangsdruqk F Über der Zeit t aufgetragen. Die Kurve 48 zeigt das Verhalten der Regeleinrichtung, wenn zur Zeit t » 0 mit dem Sollwerteinsteller

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vom Wert Null ausgehend, der Sollwert P, eingestellt wird und nur der Grobregelkreis wirksam ist. Dieses Verhalten entspricht dem der bekannten Druckregler. Der Ausgangsdruck schwingt zunächst über den Sollwert hinaus, pendelt um den Sollwert und erreicht schließlich einen Wert, der irgendwo im Bereich von 0,05 - 0,125 mmQS vom gewünschten Druck P, entfernt ist.

Zwischen dem Anfang des Koordinaten-Systems und dem Punkt 50 entspricht der Druckverlauf vom Ausgang der Regeleinrichtung gemäß der Erfindung ebenfalls der Kurve 48. Im Punkt 50 jedoch wird die Peinregelung wirksam, so daß der Druck nunmehr längs der Kurve 52 verläuft und sich einem Enddruck nähert, der sehr dicht beim Sollwert P₁ liegt, beispielsweise innerhalb eines Bereiches von 0,005 mmQS. Die Regelgenauigkeit ist also beträchtlich verbessert und die Einschwingzeit verringert worden.

Der Teil der Regeleinrichtung gemäß Figur 1 mit dem Verstärker 12,der Umschaltvorrichtung38 und den Motoren M, und M« ist in Figur 3 im einzelnen dargestellt. Der Schaltung wird über die

über ;·■. Klemme 70 eipe Gleichspannung von +28v und/die tfiemmen 72 und 74 die Netzwechselspannung zugeführt. Die Oleichspannung gelangt an einen Magnetverstärker 76 in der Umschaltvorrichtung 38 und an das eine Ende der Erregerwicklung 78 eines Relais K^. Alle Masseklemmen der Schaltung sind mit 112 bezeichnet. Von der Klemme 72 gelangt die Netzwechselspannung unmittelbar zum Verstärker 12 und ferner zu den Hauptwicklungen 90 und 92 der

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Motoren M₂ und M,. Die Wicklungen sind jeweils mit einem Phasenschieber-Kondensator 9h bzw. 96 in Reihe geschaltet. Die Netzklemme 72 ist außerdem mit dem Schaltarm 78 des Relais K,, dem Kontakt 100 des Schalters Sp, dem Kontakt 102 des Schalters Sh, dem Kontaktarm 124 eines Zeitgebers 88, den Endschaltern S, und S-, und dem Kontakt 158 eines Schalters 1Ö2 verbunden.

Der in Figur Jt wiedergegebene Schaltungszustand ergibt sich, wenn die Grobregelung in Betrieb ist. Das Regelabweichungssignal e ist dann relativ groß und steht zwischen den Leitungen l8 und l8'. Es wird den Eingangsklemmen 104 und I06 des Verstärkers 12 und den Eingangsklemmen I08 und 110 des Magnetverstärkers 76 zugeleitet. Der Verstärker 12 erzeugt an seinen Ausgangsklemmen 13 und IjJ¹ eine netzfrequente Wechselspannung, während der Magnetverstärker 46 praktisch das obere Ende der Erregerwicklung 78 an Masse legt, so daß die Gleichspannung von 2&V das Relais K, zum Ansprechen bringt. Die Kontaktarme 98 und 114 befinden sich dann in der dargestellten Lage. Der Erregerwicklung 78 ist eine Diode 79 parallelgeschaltet, um die beim Abschalten des Relais entstehende Induktionsspannung zu begrenzen. Wenn sich der Kontaktarm 98 in die dargestellte Lage bewegt, wird die Netzspannung dem Heizelement 120 eines thermischen Verzögerungsrelais K^ zugeleitet und bewirkt, daß dessen Bimetallstreifen 116 und 118 sich durchbiegen und in Berührung kommen. Hierdurch wird nach einer gewissen Verzögerungszeit,deren Sinn später noch erläutert wird, die Erregerwicklung 4o' des

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Magnetventils 4o eingeschaltet und das Ventil geöffnet.

Bewegt sich der Kontaktarm 114 in die dargestellte Lage, so wird das. Ausgangssignal des Verstärkers 12 auf der Leitung 13 an die Leitung 15 und damit an die Hilfswicklung 126 des Motors M₁ gelegt, so daß dieser anläuft.Der Strompfad für die Erregerwicklung 126 des Motors M₁ verläuft von der Leitung 1J5 über den Kontaktarm Il4, die Leitung 15, den Kontakt 128 des Schalters S₂* den Kontakt 132 und den Kontaktarm 134 des Sehalters S^, die Wicklung 126, den Kontaktarm I36 und den Kontaktlj58 des Schalters Su, den Kontaktarm l4o und den Kontakt 142 des Schalters S₂ zurück zur Leitung Ij5^!. Da das Ausgangssignal des Verstärkers 12 an den Leitungen I3 und 13' steht, erhält der Motor M₁ Strom und treibt das Grob-Stellglied l6 an. Dabei wird der Au3gangsdruck des Reglers l6 auf den Leitungen 34 bis 36 je nach Einstellung des Sollwert-Gebers 24 im Sinne einer Verringerung der Regelabweichung vergrößert oder verkleinert.

In praktisch der gleichen Weise wird die Erregerwicklung des Motors M₂ eingeschaltet, sobald das Regelabweichungssignal unterhalb eines durch den Magnetverstärker 76 vorgegebenen Wertes liegt. Der Magnetverstärker 76 macht dann die Erregerwicklung 78 des Relais K₁ stromlos, so daß dessen Kontaktarme 98 und 114 in die Gegenlage umschalten. Der Strompfad für , die Wicklung 144 verläuft dann von der Leitung 13 über den

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Kontaktarm 114, die Leitung 17, den Kontakt 149 und den Kontaktarm 150 des Schalters 162, die Wicklung 144, den Kontaktarm 152 und den Kontakt 154 des Schalters" 162 zurück zur Leitung 13'. Auf diese Weise wird das Ausgangssignal des Verstärkers 12 dem Motor M₂ zugeführt und dieser verstellt den Faltenbalg 44.

Der Bereich über den der Grob-Regler 16 verstellt wird, wird durch zwei mit der mechanischen Verbindung 26 zwischen dem Motor M, und dem Regler 16 zusammenwirkende Endschalter 164 und 166 begrenzt. An der oberen Grenze löst der Schalter 164 aus und bringt die Kontaktarme I36 und I34 in Berührung mit dem Kontakt 102 bzw. 112. Hierdurch wird das eine Ende der Wicklung 126 über den Kontaktarm 134 an Masse angeschlossen und das andere Ende an die Klemme 72 der Netzwechselspannung, so da3 der Motor M₁ seine Drehrichtung beim Erreichen dieser Grenze umkehrt. In der gleichen V/eise löst an der unteren Grenze der Schalter 166 aus und schaltet die Kontaktarme 144 und lj50 auf Masse bzw. den Kontakt 100 um. Hierdurch wird das an den Kontaktarm Ij56 angeschlossene Ende der Wicklung 126 an Masse gelegt und das andere Ende an die Netzwechselspannung, so daß auch in diesem Fall der Motor M₁ seine Drehrichtung umkehrt.

Die Verstellung des Faltenbalgs 44 wird vorzugsweise ebenfalls auf einen bestimmten Bereich begrenzt. Zu diesem Zweck arbeiten zwei Endschalter S-, und S₁ mit der mechanischen Antriebsver-

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bindung 46 zwischen dem Motor M₂ und Faltenbalg 44 zusammen. An der oberen Grenze des Verstellweges löst der Schalter S, aus und setzt den Zeitgeber 88 in Betrieb. Beim Auslösen des Schalters S-, wird die Spule 182 an die Net zwe chs el spannung gelegt, so daß der zugehörige Relaiskontakt 124 schließt und den Motor l84_; das Magnetventil 50,die Kontakte 84 und 86 und das Relais K₂ an die Netzspannungen legt. Das Ventil 50 schließt und trennt, wie oben beschrieben, den Faltenbalg vom Ausgang 37 der Regeleinrichtung. Der Motor 184 drückt die Kontaktarme 84 und 86,bezogen auf die zeichnerische Darstellung in Figur 3* nach rechts, wodurch mittels des Kontaktarmes 86 die Netzwechselspannung vom Magnetventil 49 abgeschaltet wird, das Ventil öffnet und den Faltenbalg 44 zur Atmosphäre hin entlüftet. Eine kurze Zeit später legt der Kontaktarm 84 gegen den Kontakt 186, wodurch die Netzwechselspannung an die Erregerwicklung Kc gelangt, wodurch die Kupplung 47 (vgl.Fig. 1) außer Eingriff mit der Antriebsverbindung 46 zum Motor M₂ gebracht wird und der Faltenbalg 44 in seine neutrale Lage zurückkehrt. Das Ansprechen des Relais K₂ v/ährend des Betriebs des Zeitgebers 88 veranlaßt das Anlaufen des Motors M₂, wo/durch das V/iedereingreifen der Kupplung 47 sichergestellt wird, wenn nach einer vorgegebenen Zeit die Spule K₁- stromlos wird, das Ventil 49 schließt, das Ventil 50 öffnet und der Kontaktarm die Netzwechselspannung vom Zeitgeber 88 abschaltet. Am unteren Ende des Verstellweges des Faltenbalgs löst der Schalter S, aus und bewirkt den gleichen Vorgang in derselben Reihenfolge.

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Nunmehr soll der Zweck der Bimetallstreifen Il6 und 118 beschrieben werden. Das öffnen des Ventils 40 beim Übergang von Peinregelung auf Grobregelung wird durch das Aufheizen der Bimetallstreifen 116 und 118 verzögert, so daß sich der Ausgangsdruck des Grobreglers 16 etwas ändert, ehe das Ventil 40 öffnet. Hierdurch vermeidet man einen plötzlichen Abfall des Ausgangsdruckes P , wenn die Eingangsgröße O für die Vergleichseinrichtung 10 vergrößert wird bzw. einen plötzlichen Anstieg des Ausgangsdrucks P beim Verkleinern von Θ. Solche plötzlichen Änderungen würden andernfalls auftreten, weil während der Feinregelung der Ausgangsdruck in den Leitungen 35 und 36 nicht der gleiche ist wie in der Leitung 34. In Figur 2 wird der Druck in der Leitung 35 beispielsweise durch die gestrichelte Linie wiedergegeben und liegt sehr dicht beim Druck P,. Andererseits ist der Druck der Leitung 34 gleich dem am Punkt 50, wo von Grob- auf Feinregelung umgeschaltet wurde. Wenn deshalb das Ventil 4o bei der Umschaltung von Fein- auf Grobregelung geöffnet wird, muß man dem Regler 16 etwaif Zeit geben, damit er seinen Ausgangsdruck etwas erhöhen kann, bevor die Leitungen 35 und 34 durch das öffnen des Ventils 4o miteinander verbunden werden. Andernfalls unterliegt der Druck auf der Leitung 35 einem relativ scharfen Abfall oder gegebenenfalls Anstieg, wenn von Fein- auf Grobregelung umgeschaltet und ein vergrößertes Eingangssignal eingestellt wird.

Der vorgegebene Wert der Regelabweichung, bei dem die Um-

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schaltung von Grob- auf Feinbetrieb erfolgt, ist im allgemeinen nicht kritisch, obwohl er selbstverständlich groß genug sein muß, damit das Grob-Stellglied unterhalb dieses Wertes das Regelabweichungssignal verringern kann. Andererseits wäre es unerwünscht, den Wert zu groß zu wählen, weil der Feinregelkreis dann eine große Regelkorrektur ausführen müßte, die schneller vom Grobregelkreis bewirkt werden könnte. Es ist zweckmäßig, den Umschaltwert der Regelabweichung so einzustellen, daß er von derselben Größenordnung ist, wie er bei alleiniger Grobregelung als bleibende Regelabweichung auftritt. Dann wird die Grobregeleinrichtung bestmöglich ausgenutzt und die Feinregeleinrichtung übernimmt nur denjenigen Teil der Korrektur, der nicht vom Grobregelkreis erfaßt werden kann.

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Claims

Patentansprüche

1. Regeleinrichtung zur Erzeugung eines einem Eingangssignal entsprechenden AusgangsSignaIs mit einer Vergleichseinrichtung und einem von deren Regelabweichungssignal gesteuerten Regelkreis für das Ausgangssignal, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu einen in einem Grobregelkreis wirksamen ersten Stellglied (16) ein in einen Feinregelkreis eingeschaltetes zweites Stellglied (44) und eine von der Regelabweichung gesteuerte Umschaltvorrichtung (38) vorgesehen ist, welche in Abhängigkeit von der Größe der Regelabweichung (e) das Groboder das Pein-Stellglied auf das Ausgangssignal (P_Q) einwirken läßt.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den beiden Stellgliedern (16,44) je ein Steuermotor (M,,M₂) zugeordnet ist, von denen jeweils einer über die Umsehaltvorrichtung (38) in den Regelkreis einschaltbar ist.

3. Regeleinrichtung nach Anspric h 1 oder 2 zur Erzeugung eines Ausgangssignals in Form eines Druckes, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellglieder (l6,44) Druckgeber sind.

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4. Regeleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Fein-Stellglied (44) in einer Verbindungsleitung (34,55) zwischen dem Grob-Stellglied (16) und dem Ausgang (37) der Regeleinrichtung angeordnet und in der Leitung zwischen den beiden Stellgliedern ein von der Umschaltvorrichtung (38) gesteuertes Ventil (4o) vorgesehen ist, welches bei eingeschaltetem Fein-Stellglied geschlossen und bei eingeschaltetem Grob-Stellglied geöffnet ist.

5. Regeleinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Fein-Stellglied (44) eine in ihrem Rauminhalt veränderbare und mit der Ausgangsleitung (37) in Verbindung stehende Kammer,vorzugsweise ein Faltenbalg, ist.

6. Regeleinrichtung nach Anspruch 2 und 5* dadurch gekennzeichnet, daß dem Fein-Stellglied (44) ein beim Erreichen seiner Einstellgrenze das Fein-Stellglied von der Ausgangsleitung (37) trennendes Ventil (50), eine stattdessen die Kammer zur Atmosphäre hin offenes Ventil (49) und ein zugleich das Fein-Stellglied von seinem Steuermotor (Mg) trennende Kupplung (47) zugeordnet sind.

7. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, d a durch gekennzeichnet, daß das Grob-Stellglied (16) an zwei Quellen (30,32) unterschiedlichen Druckes angeschlossen 1st, einen mit einer Anzapfung ver-

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sehenen Verbindungskanal zwischen den beiden Druckmittelquellen aufweist und mit einer einstellbaren Drosselstelle zur Einstellung des Druckes am Ausgang der Anzapfung versehen ist.

8. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche j$ bis 7# dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichseinrichtung(10) einen mechanischen Sollwerteinsteller (24) sowie einen Eingang für den Ausgangsdruck (P ) der Regeleinrichtung aufweist und als pneumatisch-elektrischer Meßwertumformer ausgebildet ist.

9· Regeleinrichtung nach Anspruch 2 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Ausgang der Vergleichseinrichtung (10) und die Umschaltvorrichtung (38) ein elektrischer Verstärker (12) für das elektrische Regelabweichungssignal (e) eingeschaltet 1st, dessen Ausgangssignal je nach Größe der Regelabweichung das eine oder das andere Stellglied (16,44) steuert.

10. Regeleinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsehaltvorrichtung (38) einen Magnetverstärker (76) enthält.

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11. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine solche Einstellung, daß der vorgegebene, die Umschaltung von Grob- auf Feinregelung auslösende Wert der' Regelabweichung von derselben Größenordnung ist, wie er bei alleiniger Grobregelung als bleibende Regelabweichung auftritt.

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