DE19608726A1 - Operation of esp. control valve with soft seal and continuous drive - Google Patents

Operation of esp. control valve with soft seal and continuous drive

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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00Control of flow
    • G05D7/06Control of flow characterised by the use of electric means
    • G05D7/0617Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials
    • G05D7/0629Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means
    • G05D7/0635Control 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

Abstract

The valve (8) is operated by the effective value (yeff) of the output from a controller (9) whose input parameters are a cycle duration (ZL), a pulse base (IB) and peak (IS), a limit of seal closure (DS), and gradients (GS,GF) of leading and trailing edges. At low throughput values for which the soft seal is not opened, the effective control signal has a duration within which the cross-section is opened and, averaged over time, is approximately linear w.r.t. the flow or deg. of opening.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Ven­ tils, insbesondere eines Regelventils, mit Weichdichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des An­ spruchs 6.The invention relates to a method for operating a ven tils, especially a control valve, with soft seal the preamble of claim 1 and an arrangement for Execution of the procedure according to the preamble of the An Proverbs 6

Ventile, die zum Zweck des Dichtschließens mit einer Weich­ dichtung versehen sind, zeigen im Bereich nahe der Schließ­ stellung ein stark nichtlineares Verhalten. Eine Stellgröße mit einem Wertebereich zwischen Null und - je nach Ventil­ auslegung und Signalanpassung - unter Umständen einigen Pro­ zent bewirkt häufig noch keinen Durchfluß. Ursache dafür ist vor allem die Elastizität der Weichdichtung. Erst wenn sich der Ventilkegel vom elastischen Sitz abhebt, setzt ein Stoff­ strom ein. Von diesem Punkt an, bei dem die Stellgröße bei­ spielsweise 3% betragen kann, steigt der Durchfluß bis zu seinem Maximalwert je nach Ventilkennlinie für diesen Bereich beispielsweise proportional mit der Stellgröße an.Valves used for the purpose of tightly closing with a soft seal are shown in the area near the lock position a strongly non-linear behavior. A manipulated variable with a value range between zero and - depending on the valve design and signal adaptation - possibly some pro zent often does not cause flow. The reason for this is especially the elasticity of the soft seal. Only when the valve cone lifts off the elastic seat, a fabric is set stream on. From this point on, at which the manipulated variable at for example 3%, the flow increases up to its maximum value depending on the valve characteristic for this area for example proportional to the manipulated variable.

Eine Möglichkeit zur Verbesserung der Einstellgenauigkeit im Bereich einer kleinen Stellgröße wäre es, anstelle der Weich­ dichtung die geforderte Dichtheit mit einem zusätzlichen Ab­ sperrventil zu erreichen, das zu dem Regelventil mit einem beispielsweise linearen Verhalten in Reihe geschaltet werden müßte. Das Absperrventil könnte dann bei Bedarf für Dichtheit sorgen. Sobald der Regelbetrieb und damit eine im allgemeinen von Null abweichende Stellgröße vorläge, wäre das Absperr­ ventil ganz zu öffnen und das Regelventil, das nun keine Weichdichtung aufwiese, könnte den gewünschten Durchfluß oder Öffnungsgrad näherungsweise proportional zur Stellgröße ein­ stellen. Nachteilig wäre aber der erhöhte Aufwand, der mit einem zusätzlichen Absperrventil verbunden wäre.One way to improve the setting accuracy in It would be a small manipulated variable instead of the soft range the required tightness with an additional seal block valve to achieve that to the control valve with a for example, linear behavior can be connected in series ought to. The shut-off valve could then be used for tightness if necessary to care. As soon as regular operation and therefore a general one the control variable would deviate from zero, would be the shut-off valve fully open and the control valve, which is now none Soft seal could have the desired flow rate or Degree of opening approximately proportional to the manipulated variable  put. The disadvantage would be the increased effort involved with would be connected to an additional shut-off valve.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Ventils, insbesondere eines Regelventils, mit Weichdichtung zu finden, das mit geringerem Aufwand zu einer Verbesserung der Einstellgenauigkeit eines Ventildurchflusses oder Öffnungsgrades als Vorgabewert (y) einer Stellgröße auch bei kleiner Stellgröße führt, sowie eine Anordnung zur Durch­ führung des Verfahrens zu schaffen.The invention has for its object a method for Operating a valve, in particular a control valve, with Find soft seal that with less effort to a Improve the setting accuracy of a valve flow or degrees of opening as the default value (y) of a manipulated variable leads with a small manipulated variable, as well as an arrangement for the through to lead the process.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist das neue Verfahren der ein­ gangs genannten Art die im kennzeichnenden Teil des An­ spruchs 1 genannten Merkmale auf. Vorteilhafte Weiterbildun­ gen des Verfahrens sind in den Ansprüchen 1 bis 5 beschrie­ ben. Eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens ist in Anspruch 6 angegeben.To solve this problem, the new method of gangs mentioned in the characterizing part of the An claim 1 mentioned features. Advantageous further training Conditions of the method are described in claims 1 to 5 ben. An arrangement for performing the method is in Claim 6 specified.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß sowohl Anforderungen be­ züglich der Einstellgenauigkeit als auch an das Dichtschlie­ ßen mit nur einem Ventil erfüllt werden. Vorteilhaft können bei kleiner Stellgröße Impulse ausgegeben werden, deren unte­ rer Wert so eingestellt ist, daß das Ventil gerade noch ge­ schlossen ist. Wenn ein Ventilquerschnitt sich beispielsweise bei 3% der maximalen Stellgröße zu öffnen beginnt, würde bereits im Bereich von 0 bis 3% der Stellgröße eine Bewegung des Ventilkegel s zum Schließen wie auch zum Öffnen durchge­ führt werden, während der kein Beitrag zum Durchfluß gelie­ fert werden würde. Wird in diesem Fall der untere Wert der Impulse auf etwa 3% eingestellt, so führt dies zu weniger Verschleiß, bei Vorgabewerten der Stellgröße, die nur ge­ ringfügig größer als Null sind, zu einem unmittelbar einset­ zenden Durchfluß und damit zu einer Zeitersparnis. Bei Verän­ derungen der Ventileigenschaften kann der untere Wert der Im­ pulse an die jeweiligen Gegebenheiten angepaßt werden. Vor­ teilhaft ist auch, daß bei kleinen Vorgabewerten eine bessere Unabhängigkeit von dem Punkt des tatsächlichen Öffnungs­ beginns, der sich aufgrund von Veränderungen der Weichdich­ tung über der Standzeit verschieben kann, erreicht wird, da ein definierter größerer Öffnungsgrad eingestellt wird und die Durchflußmenge in Abhängigkeit von diesem größeren Öff­ nungsgrad und dem Puls/Pausen-Verhältnis bestimmt wird. Un­ genauigkeiten bei kleiner Stellgröße werden somit verringert. Unsicherheiten beim Bestimmen des Abhebepunktes des Ventil­ kegels, die beispielsweise von einem Kleben der Dichtung auf dem Sitz, Temperaturschwankungen oder einem veränderlichen Mediendruck in der Leitung herrühren können, der den Anpreß­ druck des Ventilkegels und der Dichtung beeinflußt, wirken sich weniger auf die Einstellgenauigkeit aus. Die Verwendung einer Weichdichtung kann insbesondere bei kleinen Stellgrößen zu unterschiedlichen Verläufen der Öffnungs- und Schließkurve des Durchflusses führen. Durch das abwechselnde, definierte Öffnen und Schließen des Ventil s während des Impulsbetriebs werden Einflüsse dieser Hysterese auf die Einstellgenauigkeit vorteilhaft verringert. Wird die Erfindung in einem geschlos­ senen Regelkreis eingesetzt, so verbessert sich der Verlauf der Regelgröße erheblich. Würde nämlich im stationären Zu­ stand eines Prozesses die Stellgröße beispielsweise auf 1% eingestellt, so könnte ein Ventil mit Weichdichtung, das erst bei einer Stellgröße, die größer als 3% ist, öffnet, zu einem Schwingen der Regelgröße um den stationären Endwert führen. Ein derartiges Verhalten wird durch das neue Ver­ fahren bzw. die neue Anordnung auch bei kleinen Stellgrößen vermieden.The invention has the advantage that both requirements be regarding the setting accuracy as well as to the sealing closure with only one valve. Can be advantageous if the manipulated variable is small, pulses are output rer value is set so that the valve is just still ge is closed. If a valve cross-section, for example would open at 3% of the maximum manipulated variable a movement already in the range of 0 to 3% of the manipulated variable of the valve cone for closing as well as opening be conducted during which no contribution to the flow would be made would be finished. In this case, the lower value of the Pulse set to about 3%, so this leads to less Wear, with default values of the manipulated variable that only ge are slightly larger than zero, to be used immediately flow and thus save time. With changes changes in valve properties, the lower value of Im pulse can be adapted to the respective circumstances. Before It is also a part of the fact that with small default values a better one Independence from the point of actual opening  beginning, which is due to changes in soft tissue movement over the service life can be achieved because a defined larger degree of opening is set and the flow rate depending on this larger opening degree and the pulse / pause ratio is determined. Un Accuracies with a small manipulated variable are thus reduced. Uncertainties in determining the lift point of the valve cone, for example by sticking the seal on the seat, temperature fluctuations or a changing Media pressure in the line can result from the pressure pressure of the valve cone and the seal are affected focus less on the setting accuracy. The usage A soft seal can be used especially with small manipulated variables to different courses of the opening and closing curve of the flow. Through the alternating, defined Opening and closing of the valve during pulse operation this hysteresis influences the setting accuracy advantageously reduced. The invention is closed in one used its control loop, so the course improves the controlled variable considerably. Would namely in the stationary Zu the process variable was set to 1%, for example set, a valve with a soft seal, the first opens at a manipulated variable that is greater than 3% a swinging of the controlled variable around the stationary end value to lead. The new ver drive or the new arrangement even with small manipulated variables avoided.

Anhand der Figuren, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellen, werden im folgenden Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung näher erläutert.Using the figures, which is an embodiment of the invention represent configurations and advantages in the following the invention explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen zeitlichen Verlauf von Vorgabewerten y einer Stellgröße und eine daraus resultierende wirksame Stellgröße y_eff, Fig. 1 shows a time course of default values y of a manipulated variable and a resulting effective manipulated variable y_eff,

Fig. 2 ein Prinzipschaltbild eines Ventils mit Ansteuer­ mitteln und Fig. 2 is a block diagram of a valve with control means and

Fig. 3 Ansteuermittel auf der Basis von Standardfunktions­ bausteinen des Prozeßleitsystems TELEPERM M der Siemens AG. Fig. 3 control means based on standard function blocks of the TELEPERM M process control system from Siemens AG.

In Fig. 1 sind exemplarische Verläufe von Vorgabewerten y einer Stellgröße und einer wirksamen Stellgröße y_eff mit durchbrochenen bzw. durchgezogenen Linien dargestellt. An der Abszisse sind die Zeiten im Format "Stunde : Minute : Se­ kunde" angegeben, an der Ordinate die Vorgabewerte y der Stellgröße und die wirksame Stellgröße y_eff in Prozent. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird angenommen, daß sich der Querschnitt eines Ventils zu öffnen beginnt, wenn die wirksame Stellgröße y_eff den Wert 3% überschreitet. In dem Bereich unterhalb von 3%, in welchem das Ventil den Durch­ flußquerschnitt noch nicht freigibt, werden Impulse an den Antrieb des Ventils gesendet, deren Höhe so bemessen ist, daß ein beabsichtigter mittlerer Durchfluß erzielt wird. Weiter­ hin wird angenommen, daß es sich beim Antrieb des Ventils um einen stetig wirkenden handelt, d. h. um einen Antrieb, der einer Veränderung des Stellsignals beispielsweise im wesent­ lichen proportional folgt.In Fig. 1 exemplary courses of default values y a manipulated variable and an effective manipulated variable y_eff are shown with broken or solid lines. The times are given on the abscissa in the format "hour: minute: second", on the ordinate the default values y of the manipulated variable and the effective manipulated variable y_eff in percent. In the exemplary embodiment shown, it is assumed that the cross section of a valve begins to open when the effective manipulated variable y_eff exceeds 3%. In the range below 3%, in which the valve does not yet release the flow cross section, pulses are sent to the drive of the valve, the height of which is dimensioned such that an intended average flow is achieved. Furthermore, it is assumed that the drive of the valve is a continuously acting one, ie a drive that follows a change in the control signal, for example, in a proportional manner.

Ist der Vorgabewert der Stellgröße unterhalb eines einstell­ baren Grenzwerts in der Nähe von y = 0, so wird auch der Wert 0 als wirksame Stellgröße y_eff an den Antrieb angelegt. Da­ durch wird ein dichtes Schließen des Ventils sichergestellt. Steigen die Vorgabewerte y der Stellgröße davon ausgehend rampenförmig an, wie es in Fig. 1 beispielsweise an einer Flanke 1 gezeigt ist, so werden bereits bei Vorgabewerten < 3% Impulse 2, 3, 4 und 5 als wirksame Stellgröße y_eff ausgegeben. Während der Impulspausen ist die wirksame Stell­ größe y_eff so eingestellt, daß der Ventilkegel den Ventil­ sitz gerade eben berührt, wobei der Öffnungsquerschnitt na­ hezu Null ist. Ein mittlerer Durchfluß, der proportional den Vorgabewerten y ist, die beispielsweise von einem vorgeschal­ teten Regler ausgegeben werden können, wird durch ein ent­ sprechendes Puls/Pausen-Verhältnis der Impulse 2 . . . 5 er­ reicht. Je näher der Vorgabewert y dem Wert 0 ist, desto kür­ zere Impulse werden ausgegeben. Infolgedessen ist der Impuls mit dem Bezugszeichen 2 der kürzeste der genannten Impulse. Die Höhe der Impulse wurde im gezeigten Ausführungsbeispiel auf den Wert 4,5% gelegt, von dem angenommen wird, daß sich dort auch ein Durchfluß oder ein Öffnungsgrad von näherungs­ weise 4,5% einstellt. Haben die Vorgabewerte y der Stell­ größe den Wert 4,5% überschritten, so ist die Impulsdauer gleich der Zyklusdauer, d. h., es werden keine Impulse mehr ausgegeben und die wirksame Stellgröße y_eff folgt den Vor­ gabewerten y. Bei rasch steigenden bzw. rasch fallenden Vor­ gabewerten y wird von der zyklischen Impulsausgabe abgewi­ chen. Beispielsweise wird bei einer Flanke 6 ein Zyklus frühzeitig durch einen neuen Impuls beendet, wenn dies der raschen Zunahme der Vorgabewerte y entspricht. Ein Impuls 7 der wirksamen Stellgröße y_eff ist daher bei der steigenden Flanke 6 der Vorgabewerte y länger als ein Zyklus. Entspre­ chend kann bei rascher Verringerung der Vorgabewerte y ein Impuls frühzeitig abgebrochen werden.If the specified value of the manipulated variable is below an adjustable limit near y = 0, the value 0 is also applied to the drive as the effective manipulated variable y_eff. This ensures that the valve closes tightly. If the preset values y of the manipulated variable rise in a ramp-like manner, as shown in FIG. 1, for example, on an edge 1 , pulses 2, 3, 4 and 5 are output as effective manipulated variables y_eff already at preset values <3%. During the pulse breaks, the effective manipulated variable y_eff is set so that the valve cone just touches the valve seat, the opening cross-section being almost zero. An average flow rate, which is proportional to the default values y, which can be output, for example, by an upstream controller, is determined by a corresponding pulse / pause ratio of the pulses 2. . . 5 he is enough. The closer the default value y is to the value 0, the shorter pulses are output. As a result, the pulse with reference number 2 is the shortest of the pulses mentioned. The height of the pulses was set to 4.5% in the exemplary embodiment shown, from which it is assumed that there is also a flow or an opening degree of approximately 4.5%. If the preset values y of the manipulated variable have exceeded 4.5%, the pulse duration is equal to the cycle duration, ie no more pulses are output and the effective manipulated variable y_eff follows the preset values y. If the default values y increase or decrease rapidly, the cyclical pulse output deviates. For example, at an edge 6, a cycle is ended early by a new pulse if this corresponds to the rapid increase in the default values y. A pulse 7 of the effective manipulated variable y_eff is therefore longer than one cycle on the rising edge 6 of the default values y. Accordingly, a pulse can be stopped early if the default values y are reduced rapidly.

In Fig. 2 ist ein Ventil 8 mit vorgeschalteten Ansteuer­ mitteln 9 dargestellt. Eingangsgröße der Ansteuermittel 9 ist der Vorgabewert y der Stellgröße, am Ausgang wird die wirk­ same Stellgröße y_eff für den Antrieb des Ventils 8 gelie­ fert. Als Parameter, die an die jeweiligen Eigenschaften von Antrieb und Ventil anpaßbar sind, werden den Ansteuermitteln 9 eine Zykluslänge ZL, eine Impulsbasis IB, ein Impuls­ scheitel IS, welcher der Höhe des Impulses entspricht, eine Grenze für Dichtschließen DS, ein Gradient GS für steigende Flanken und ein Gradient GF für fallende Flanken vorgegeben. Derartige Ansteuermittel können durch eine elektronische Schaltung wie auch durch Programmierung eines Rechners mit analogem Ein- und Ausgang realisiert werden. Für einen praktischen Feldversuch wurden Ansteuermittel auf einem TELEPERM M-Prozeßleitsystem AS235 von Siemens verwirklicht. In Fig. 2, a valve 8 with upstream control means 9 is shown. The input variable of the control means 9 is the default value y of the manipulated variable, and the effective manipulated variable y_eff for driving the valve 8 is produced at the output. As parameters that can be adapted to the respective properties of the drive and valve, the control means 9 are a cycle length ZL, a pulse base IB, a pulse crest IS, which corresponds to the height of the pulse, a limit for tight closing DS, a gradient GS for increasing Flanks and a gradient GF are specified for falling flanks. Such control means can be implemented by an electronic circuit as well as by programming a computer with an analog input and output. Control devices were implemented on a TELEPERM M process control system AS235 from Siemens for a practical field test.

Von den beiden sich hier anbietenden Realisierungsmöglich­ keiten, nämlich das Programmieren eines sogenannten Anwender­ bausteins in der Programmiersprache TML oder aber die Kombi­ nation bereits verfügbarer Standardfunktionsbausteine zu komplexeren Funktionen, wurde letztere gewählt.Of the two possible implementations offered here skills, namely the programming of a so-called user building blocks in the TML programming language or the combination nation already available standard function blocks more complex functions, the latter was chosen.

Fig. 3 zeigt die Struktur eines Impulsformers, der als An­ steuermittel zur Untersuchung des funktionellen Zusammen­ wirkens mit einem Regelventil, das eine Weichdichtung ent­ hält, erstellt wurde. Fig. 3 shows the structure of a pulse shaper, which was created as a control means for examining the functional interaction with a control valve that contains a soft seal.

Im folgenden wird das Funktionsprinzip des Impulsformers er­ läutert:In the following the principle of operation of the pulse shaper he purifies:

Durch einen Grenzwertmelder GW,X0 wird geprüft, ob ein Vor­ gabewert y der Stellgröße größer oder kleiner als eine Grenze für Dichtschließen DS ist. Ist sie kleiner, wird durch An­ steuern eines Analogschalters ASL,X0 über einen Analogschal­ ter ASL,X der Wert 0 als wirksame Stellgröße y_eff ausge­ geben.A limit value detector GW, X0 checks whether a pre Output value y of the manipulated variable greater or less than a limit for tight closing is DS. If it is smaller, An control of an analog switch ASL, X0 via an analog switch ter ASL, X the value 0 as the effective manipulated variable y_eff give.

Zentrales Element des Impulsformers ist ein Merker oder Flip- Flop VM,X, der bzw. das über ein UND-Verknüpfungsglied VU,S von einem ODER-Verknüpfungsglied VO,X nur dann einen Setz­ impuls erhält, wenn der Vorgabewert y die Grenze für Dicht­ schließen DS übersteigt und ein Integrator INT,X1, wie von einem Grenzwertmelder GW,X1 angezeigt, einen Wert 100 er­ reicht hat. Zur Überprüfung dieser beiden Bedingungen dient ein UND-Verknüpfungsglied VU,X0. Auf den Integrator INT,X1 ist als Zeitkonstante eine Zykluslänge ZL geführt, als Signal zum Umschalten in Nachführbetrieb das Ausgangssignal des ODER-Verknüpfungsglieds VO,X. Immer wenn der Integrator INT,X1 den Wert 100 erreicht hat, wird er durch das Ausgangs­ signal des ODER-Verknüpfungsglieds VO,X zurückgesetzt und beginnt von neuem, ein Eingangssignal 100, das auf seinem Eingang X liegt, zu integrieren. Durch die beschriebene Schaltungsgruppe, bestehend aus dem Grenzwertmelder GW,X0, dem Integrator INT,X1, dem Grenzwertmelder GW,X1, dem UND- Verknüpfungsglied VU,X0 und dem ODER-Verknüpfungsglied VO,X, wird somit bei einem Vorgabewert y der Stellgröße, der größer als die Grenze für Dichtschließen DS ist, zu Beginn jedes Zyklus, dessen Dauer durch die Zykluslänge ZL festgelegt ist, ein Impuls für den Setzeingang des Merkers VM,X erzeugt, der den Beginn der Impulse im Impulsbetrieb markiert.The central element of the pulse shaper is a marker or flip-flop VM, X, which receives a set pulse via an AND gate VU, S from an OR gate VO, X only when the default value y is the limit for sealing close DS exceeds and an integrator INT, X1, as indicated by a limit detector GW, X1, has a value of 100. An AND gate VU, X0 is used to check these two conditions. A cycle length ZL is carried out as a time constant on the integrator INT, X1, and the output signal of the OR logic element VO, X as a signal for switching over to follow-up operation. Whenever the integrator INT, X1 has reached the value 100, it is reset by the output signal of the OR logic element VO, X and begins again to integrate an input signal 100 which is on its input X. Through the circuit group described, consisting of the limit value detector GW, X0, the integrator INT, X1, the limit value detector GW, X1, the AND logic element VU, X0 and the OR logic element VO, X, the manipulated variable is thus at a preset value y, which is greater than the limit for tight closing DS, at the beginning of each cycle, the duration of which is determined by the cycle length ZL, generates a pulse for the set input of the marker VM, X, which marks the start of the pulses in pulse mode.

Das Ende der im Impulsbetrieb auf der wirksamen Stellgröße y_eff ausgegebenen Impulse wird durch am Rücksetzeingang des Merkers VM,X auftretende Impulse festgelegt. Das Rücksetzen erfolgt nach Ablauf einer dem aktuellen Vorgabewert y ent­ sprechenden Dauer. Diese Dauer wird durch Vorgabe einer Inte­ grationszeitkonstanten T für einen Integrator INT,X2 festge­ legt, die mit einem Dividierer DIV,X, einem Multiplizierer MUL,X und einem Summierer SUM,X0 berechnet wird. Damit wird im wesentlichen die folgende Formel realisiert:The end of the in pulse mode on the effective manipulated variable y_eff pulses are output at the reset input of the Merkers VM, X impulses occurring. The reset takes place after expiration of the current default value y ent speaking duration. This duration is determined by specifying an inte tion time constant T for an integrator INT, X2 festge puts that with a divider DIV, X, a multiplier MUL, X and a summer SUM, X0 is calculated. So that will essentially realized the following formula:

Der Integrator INT,X2 wird wie der Integrator INT,X1 bei je­ dem Impuls am Ausgang des ODER-Verknüpfungsglieds VO,X auf den Wert 0 zurückgesetzt und beginnt mit der Integration. Er integriert ebenfalls den Eingangswert X = 100, so daß er, wenn der Vorgabewert y unterhalb des Impulsscheitels IS liegt, einen Rücksetzimpuls vor dem Zyklusende ausgibt und den Impuls auf der wirksamen Stellgröße y_eff beendet. Das bedeutet, daß die Impulslänge gleich der Zykluslänge ist, wenn der Vorgabewert y gerade den Wert des Impulsscheitels IS hat, oder daß z. B. die Impulslänge halb so groß wie die Zykluslänge ZL ist, wenn der Vorgabewert y gerade 50% des Impulsscheitels IS beträgt.The integrator INT, X2 is like the integrator INT, X1 at each the pulse at the output of the OR gate VO, X on reset the value 0 and starts the integration. He also integrates the input value X = 100 so that if the default value y is below the pulse peak IS outputs a reset pulse before the end of the cycle and the pulse on the effective manipulated variable y_eff ended. The means that the pulse length is equal to the cycle length, if the default value y is just the value of the pulse peak IS has, or that z. B. the pulse length is half as large as that Cycle length ZL is when the default value y is just 50% of the Pulse peak IS is.

Durch ein Totzeitglied TOZ,X und einen Summierer SUM,X2 wird der zeitliche Gradient der Vorgabewerte y berechnet und in einem Grenzwertmelder GW,X3 mit einem als Parameter vorge­ gebenen Gradienten GS für steigende Flanken verglichen. Übersteigt der Gradient der Vorgabewerte y den Gradienten GS, so wird über das ODER-Verknüpfungsglied VO,X dem Merker VM,X der erneute Beginn eines Impulses für vorzeitiges Öffnen des Ventils bei starkem Ansteigen des Vorgabewerts y der Stell­ größe angezeigt. Das bedeutet, daß auch bei noch nicht er­ reichtem Zyklusende, sei es während der Impulsausgabe oder während der Impulspause bis zum Ende des aktuellen Zyklus, bei einem plötzlichen Anstieg der Vorgabewerte y ein neuer Zyklus mit aktualisierter Impulslänge beginnt.By a dead time element TOZ, X and a summer SUM, X2 the time gradient of the default values y is calculated and in a limit detector GW, X3 with a pre-set as a parameter  given gradient GS compared for rising edges. If the gradient of the default values y exceeds the gradient GS, the flag VM, X the renewed start of an impulse for premature opening of the Valve if the default value y of the position rises sharply size shown. That means even at not yet enough cycle end, be it during pulse output or during the pulse pause until the end of the current cycle, with a sudden increase in the default values y a new one Cycle with updated pulse length begins.

In entsprechender Weise wird ein vorzeitiges Abbrechen eines Impulses bei rasch fallenden Vorgabewerten y durch die Ver­ schaltung eines Totzeitglieds TOZ,X2, eines Summierers SUM,X3 und eines Grenzwertmelders GW,X4 erreicht. Das vorzeitige Rücksetzen ist selbstverständlich unwirksam, wenn die Vor­ gabewerte y größer als der Impulsscheitel IS sind. Dies wird durch einen Grenzwertmelder GW,X5 und ein UND-Verknüpfungs­ glied VU,X sichergestellt.A premature termination of a Impulse with rapidly falling default values y by the ver Circuit of a dead time element TOZ, X2, a summer SUM, X3 and a limit detector GW, X4 reached. The premature Resetting is of course ineffective if the pre given values y are greater than the pulse peak IS. this will through a limit detector GW, X5 and an AND operation link VU, X ensured.

Wenn ergänzend zu dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel eine weitergehende Linearisierung der Abhängigkeit des Durch­ flusses oder des Öffnungsgrades eines Ventils von einer an den Antrieb angelegten Stellgröße gewünscht wird, kann in ei­ nem Kalibriervorgang die Kennlinie des Ventils mit vorge­ schaltetem Impulsformer aufgenommen werden. Anhand dieser Kennlinie wird dann dem Impulsformer zusätzlich ein Kompen­ sationsglied mit einer Übertragungseigenschaft vorgeschaltet, die der invertierten Kennlinie entspricht.If in addition to the embodiment described above a further linearization of the dependence of the through flow or the degree of opening of a valve from one the actuating variable applied is desired can be found in ei the calibration curve of the valve with pre switched pulse shaper can be included. Based on this The characteristic then becomes a compen for the pulse shaper station upstream with a transmission property, which corresponds to the inverted characteristic.

Claims (7)

1. Verfahren zum Betreiben eines Ventils, insbesondere eines Regelventils, mit Weichdichtung und im wesentlichen stetig wirkendem Antrieb, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß zur Verbesserung der Einstellgenauigkeit eines Ventil­ durchflusses oder Öffnungsgrades als Vorgabewert (y) einer Stellgröße bei kleinem Vorgabewert (y), bei welchem die Weichdichtung einen Durchflußquerschnitt noch nicht frei­ geben würde, eine impulsförmige wirksame Stellgröße (y_eff) an den Ventilantrieb angelegt wird mit einer Impulshöhe (IS) und einem zeitlichen Verlauf, derart, daß während der Impulsdauer ein Durchflußquerschnitt freigegeben wird und daß sich im zeitlichen Mittel zumindest näherungsweise linear der vorgegebene Durchfluß bzw. Öffnungsgrad ein­ stellt.
1. A method for operating a valve, in particular a control valve, with a soft seal and an essentially continuously acting drive, characterized in that
  • - That to improve the setting accuracy of a valve flow or degree of opening as a default value (y) a manipulated variable with a small default value (y), at which the soft seal would not yet release a flow cross-section, an impulse-shaped effective control variable (y_eff) is applied to the valve drive with a pulse height (IS) and a time profile, such that a flow cross-section is released during the pulse duration and that the predetermined flow or degree of opening is at least approximately linear on average over time.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß, wenn der Vorgabewert (y) der Stellgröße unterhalb ei­ nes vorgebbaren Grenzwertes für Dichtschließen (DS) liegt, keine Impulse der wirksamen Stellgröße (y_eff) ausgegeben werden und das Ventil dicht geschlossen wird.
2. The method according to claim 1, characterized in that
  • - That if the specified value (y) of the manipulated variable is below a predefinable limit value for tight closing (DS), no pulses of the effective manipulated variable (y_eff) are output and the valve is closed tightly.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet,
  • - daß bei kleinem Vorgabewert (y) Impulse ausgegeben werden, deren unterer Wert (IB) so eingestellt ist, daß das Ventil gerade noch geschlossen ist.
3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that
  • - That at a small default value (y) pulses are output, the lower value (IB) is set so that the valve is just closed.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet,
  • - daß die Impulse näherungsweise rechteckförmig sind und
  • - daß das Verhältnis der Dauer (T) der Impulse zur Zyklus­ dauer (ZL) gleich dem Verhältnis des Vorgabewerts (y) der Stellgröße zur Impulshöhe (IS) ist.
4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that
  • - That the pulses are approximately rectangular and
  • - That the ratio of the duration (T) of the pulses to the cycle duration (ZL) is equal to the ratio of the default value (y) the manipulated variable to the pulse height (IS).
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet,
  • - daß bei schnell steigenden oder schnell fallenden Vorgabe­ werten (y) eine Impulspause frühzeitig durch einen neuen Impuls bzw. ein Impuls frühzeitig durch eine Impulspause beendet wird.
5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that
  • - That in the case of rapidly increasing or rapidly decreasing default values (y), a pulse pause is ended early by a new pulse or a pulse early by a pulse pause.
6. Anordnung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
  • - mit einem Ventil, insbesondere einem Regelventil, das eine Weichdichtung und einen im wesentlichen stetig wirkenden Antrieb aufweist,
6. Arrangement for performing a method according to one of claims 1 to 5,
  • with a valve, in particular a control valve, which has a soft seal and an essentially continuously acting drive,
dadurch gekennzeichnet,
  • - daß dem Antrieb Ansteuermittel (9) vorgeschaltet sind, auf welche Vorgabewerte (y) einer Stellgröße geführt sind und die ein wirksames Stellsignal (y_eff) für das Ventil (8) erzeugen, wobei zur Verbesserung der Einstellgenauigkeit eines Ventildurchflusses oder Öffnungsgrades als Vorgabe­ wert (y) einer Stellgröße bei kleinem Vorgabewert (y), bei welchem die Weichdichtung einen Durchflußquerschnitt noch nicht freigeben würde, eine impulsförmige wirksame Stell­ größe (y_eff) an den Ventilantrieb angelegt wird mit einer Impulshöhe (IS) und einem zeitlichen Verlauf, derart, daß während der Impulsdauer ein Durchflußquerschnitt freige­ geben wird und daß sich im zeitlichen Mittel zumindest näherungsweise linear der vorgegebene Durchfluß bzw. Öff­ nungsgrad einstellt.
characterized,
  • - That the drive control means ( 9 ) are connected upstream, to which default values (y) of a manipulated variable are guided and which generate an effective actuating signal (y_eff) for the valve ( 8 ), with a value to improve the setting accuracy of a valve flow or degree of opening as a default ( y) a manipulated variable with a small default value (y), at which the soft seal would not yet release a flow cross-section, an impulse-shaped effective manipulated variable (y_eff) is applied to the valve drive with a pulse height (IS) and a time profile, such that during the pulse duration will give a flow cross-section free and that the predetermined flow or degree of opening is at least approximately linear on average over time.
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