DE2032844A1

DE2032844A1 - Temperaturregelvornchtung fur Industrieofen

Info

Publication number: DE2032844A1
Application number: DE19702032844
Authority: DE
Inventors: Ernest. Glenside Pa Hucke (V St A )
Original assignee: Honeywell Inc
Current assignee: Honeywell Inc
Priority date: 1969-07-07
Filing date: 1970-07-02
Publication date: 1971-02-04
Also published as: GB1266099A; US3556496A; CA935900A

Description

Dipl. Ing. R. Mertens

6 Frankfurt/Main 1,Ammelburgstr.3i

- H 31 P 210 -

HONEYWELL INC. . 2701, Fourth Avenue South Minneapolis, Mini/USA.

Temperaturregelvorrichtung für Industrieöfen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Temperaturregelvorrichtung " für Industrieöfen, insbesondere für Mehrzonen-Öfen, wie sie zum Aufheizen körnigen Materials, beispielsweise zur Umwandlung feiner Zementmischungen in Klinker, verwendet werden.

Bei der Herstellung von Zementklinker wird die Zementmischung in einen Drehofen in Form eines gegenüber der Horizontalen geneigten Schachtes am höher gelegenen Ende eingefüllt. Infolge der Schwerkraft und der Neigung des Ofens zusammen mit der Drehung wandert die Zementmischung vom Beschickungsende aus in dem Ofen zum anderen tiefer gelegenen Ende hin. Hierbei durchläuft das Material verschiedene Zonen, in denen es durch Heißgas aufgeheizt wird. Zunächst wandert das Material durch a eine Vorheizzone, dann durch eine Heizzone, danach durch eine Kalzinierzone und schließlich durch eine Brennzone, in welcher sich der gewünschte harte Klinker bildet. Die Qualität des Klinkers, welche, u.a. durch seine Dichte und Härte bestimmt wird, hängt u.a. von der Temperatur in den verschiedenen Zonen ab. Diese Temperaturen können sich jedoch aus verschiedenen Gründen ändern. Beispielsweise kann Staub die wirksame Ofentiefe verringern,oder die Beschickung des Ofens mit Zementmischung ist nicht gleichförmig, wodurch sich eine Verschiebung der Länge der Kalzinier- und der Brennzone ergibt. Weiterhin sind der Brennstoffverbrauch und die Abnutzung des Ofens, beispiels-

009886/U57

■ ' 4

weise des Ofenfutters, von Bedeutung. Beide sollten möglichst niedrig gehalten werden, ohne daß hierdurch die Qualität des Klinkers leidet. Die Temperatur in den verschiedenen Zonen ist auch hierfür maßgebend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine möglichst einfache, zugleich aber genau arbeitende und vielseitig einsetzbare Regelvorrichtung für öfen dieser Art zu schaffen, welche auch bei schubweiser Beschickung des Ofens für die Erzeugung eines gleichmäßigen Endprodukts hoher Qualität sorgt und Vielehe leicht an verschiedene Ofenarten und Betriebsverhältnisse anpaßbar ist.

Die Erfindung geht aus von einer Temperaturregelvorrichtung für Industrieöfen mit einem von einer Vergleichseinrichtung gesteuerten Stellglied zur Beeinflussung der Brennstoffzufuhr, einem ein dem Brennstoffdurchsatz entsprechendes erstes Signal an die Vergleichseinrichtung liefernden Durchflußmesser, einem die Temperatur in einer bestimmten Zone des Ofens messenden Temperaturfühler sowie einer ein zweites Signal an die Vergleichseinrichtung liefernden Anordnung.

Die gestellte Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß ein erster elektrischer Stromkreis von einem von der gemessenen Temperatur abhängigen Strom durchflossen und ein zweiter elektrischer Stromkreis von einem konstanten Strom durchflossen ist, daß die beiden Stromkreise derart miteinander verbunden sind, daß die Differenz dieser beiden Ströme das zweite Signal abwandelt, und daß die Vergleichseinrichtung das erste mit dem abgewandelten zweiten Signal vergleicht und in Abhängigkeit von der Signaldifferenz das Stellglied in Richtung auf eine Verminderung der Differenz steuert. Eine solche Regelvorrichtung ist besonders einfach und vergleichsweise billig, aber trotzdem wirkungsvoll. Besonders vorteilhaft ist dabei, daß die Regelwirkung durch plötzliche Temperaturänderungen nicht nachteilig beeinflußt" wird.

009888/U57

Das zweite Signal kann ein Sollwertsignal sein. Stattdessen kann es auch eine von der Temperatur in einer anderen Zone des Ofens abhängige Größe haben. In beiden Fällen weist die das zweite Signal liefernde Anordnung vorzugsweise eine Spannungsquelle und jeder der beiden Stromkreise eine Stromquelle sowie einen vom betreffenden Strom durchflossenen Widerstand auf, wobei die Widerstände und die Vergleicheinrichtung in Reihe an die Spannungsquelle angeschlossen sind. Jeder der beiden Widerstände kann durch einen Teil der Widerstandsbahn eines Potentiometers gebildet sein, wobei die Schleifer beider Potentiometer elektrisch miteinander verbunden sind. Vorzugsweise sind die beiden Schleifer auch mechanisch miteinander gekuppelt und können somit gleichzeitig verstellt werden* In manchen Fällen kann es auch von Vorteil sein, die beiden Schleifer unabhängig voneinander verstellen zu können. Die Verwendung einstellbarer Widerstände ist günstig, weil sie die Einstellung der Empfindlichkeit der Regelvorrichtung für Temperaturänderungen in der Zone erlauben, in welcher der Temperaturfühler angeordnet ist.

Der zweite Stromkreis sollte ferner eine Stromeinstellvorrichtung und jeder der beiden Stromkreise einen Stromanzeiger aufweisen. Diese Strommesser sind vorzugsweise derart geeicht, daß sie einerseits die gemessene Temperatur und andererseits den durch den Strom im zweiten Stromkreis dargestellten Temperatursollwert anzeigen. Besonders vorteilhaft bei der neuen Regelvorrichtung ist, daß in einfacher Weise zusätzliche Baugruppen hinzugefügt werden, um die Regelwirkung noch weiter zu verbessern bzw. von zusätzlichen Einflußgrößen abhängig zu machen. So kann sie beispielsweise einen zusätzlichen Temperaturfühler zur Messung der Temperatur in einer anderen Zone des Ofens sowie zwei zusätzliche elektrische Stromkreise enthalten, von denen der erste von einem von der Temperatur in der anderen Ofenzone abhängigen Strom und der zweite von einem konstanten Strom durchflossen ist. Die beiden Stromkreise sind auch hier derart miteinander

00988S/U57

verbunden, daß die Differenz dieser beiden Ströme das zweite Signal abwandelt.

Darüberhinaus kann die das zweite Signal liefernde Anordnung einen weiteren Temperaturfühler für die Temperaturmessung in einer weiteren Zone des Ofens sowie eine weitere Vergleichseinrichtung aufweisen, welche das abgewandelte zweite Signal . liefert, das der Differenz zwischen einem vom weiteren Temperaturfühler erzeugten temperaturabhängigen Signal und einem die abwandelnde Wirkung der beiden oder mehr Stromkreise darstellenden Signal entspricht.

Ein Ausführungs- und Anwendungsbeispiel der Regelvorrichtung gemäß der Erfindung wird im folgenden anhand der schematischen. Zeichnung beschrieben, welche die Regelung eines Mehrzonen-Ofens für die Umwandlung einer Zementmischung in Klinker wiedergibt.

Der Ofen ist ein gegenüber der Horizontalen geneigter sehwerkraftbeschickter drehbarer Brennofen 1, welcher über ein Untersetzungsgetriebe 3 von einem Elektromotor 2 in Drehung versetzt werden kann. Beheizt wird der Ofen mittels eines Brenners 5, dem über die Leitung ¹I Brennstoff zugeführt wird«, Je ein Ventilator 7 an beiden Enden des Drehofens 1 sorgt für einen Zwangsdurchzug 6. Mittels eines Förderbandes 9 wird eine Zementmischung über den Einfülltrichter 8 an dem etwas höhei? gelegenen Beschickungsende in den Ofen eingegeben. Das Material wird zunächst/der Vorheizzone 10 aufgeheizt« Infolge der» Drehung des Ofens wandert die vorgeheizte Zementmischung längs des Ofens durch eine Heizzone 11 und eine Kaizinieraone 12 und ge-V langt von dort schließlich in eine Brennsone 13 _s in welcher die Brennerflamme die Zementmischung in Klinker- tmeandelfc«

Die Regelvorrichtung für den Brennofen enthält ein elektrisch

009888/1457

■91- '■ ■ ■ V

gesteuertes Brennstoffventil Ik. in der Zuleitung 'k* Es wird über eine Leitung 15 von einem PID-Hauptregler 16 gesteuert. Dieser wirkt als Vergleichseinrichtung, indem er zwei ihm über die Leitungen 17 und 18 zugeführte Stromsignale vergleicht und auf der Leitung 15 ein Ausgangssignal abgibt, welches der Differenz der beiden genannten Stromsignale proportional ist. Das erste der beiden genannten Signale ist dem Brennstoff-'durchsatz in der Leitung k proportional und wird von einem Differenzdruck-Durchflußmesser 19 erzeugt, welcher mit einem Differenzdruck/Strom-Umformer 20 zusammenwirkt und mit dem Hauptregler 16 über die Leitung 17 verbunden ist. ■ g

Das zweite Signal ist im Grunde genommen ein Sollwertsignal und wird von einem Signal abgeleitet, welches von einem anzeigenden HauptSollwertgeber 21 geliefert wird. Dieser wird von einer nicht dargestellten Wechseistromquelle gespeist und erzeugt an den Ausgangsleitungen 22 eine Ausgangsgleichspannung von der angegebenen Polarität. Diese Spannung wird auf einer geeichten Skala 23 angezeigt und kann mittels eines Rändelrades 2k eingestellt werden. Die beiden Ausgangsleitungen 22 sind an die beiden Enden eines Widerstandes 25 angeschlossen» der einerseits unmittelbar und andererseits Über zwei Kontakte 27 und 28 mit einem Spannungs/Strom-Umformer 26 in Verbindung steht» Der Stromausgang des Umformers * 26 ist über eine Leitung 29 Λ mit dem einen Eingang eines anzeigenden P-Zwischenreglers 30 zugeführt, welcher gleichzeitig als Yergleichseinrichtung wirkt, indem er das ihm Über die Leitung 29 zugeführte Signal mit -einem auf der Leitung 31 ankommenden Signal vergleicht und ein der Differenz- dieser beiden Signale proportionales Ausgangssignal als das erwähnte zweite Signal über die Leitung 18 dem Hauptregler Iß zuleitet. Das dem Zwisehenregler 30 über die Leitung 31 zugeführte Signal hängt von der Temperatur des Klinkers in der Brennzone 13 des. Ofens 1 ab. Die Temperatur¹ wird mit Hilfe eines Strahlungspyrometers 32* gemessen,, welches ^: beispielsweise den aus DBP 865 990 bekannten Aufbau haben kann

. 009888/1457 * / ■■■■''. ;

und auf der Leitung 33 ein der Temperatur proportionales mV-Signal liefert. Dieses Signal wird von einem Millivolt/Strom-Umformer 3^ in ein Strorasignal umgewandelt und» wie erwähnt, dem Zwischenregler 30 angeleitet.

Sind die Schalter 27 und 28 geschlossen so vergleicht der Regler 30 das Sollwertsignal auf der Leitung 29 mit dem temperaturabhängigen Signal auf der Leitung 31« Besteht zwischen diesen b.eiden Signalen eine Differenz, "so erzeugt er ein Ausgangssignal auf der Leitung i8„ welches im Hauptregler 16 mit einem über die Leitung 17 zugeführten dem Brennstoffdurchsatz entsprechenden Signal verglichen wird. Das Steuersignal für das Brennstoffventil Ik entspricht der Differenz der beiden zuvorgenannten Signale an den Leitungen 17 ttnö i8° Die Brennstoff zufuhr wird derart geregelt, daß.sie jeglicher vom Strahlungspyrometer 32 festgestellter Tesipes-afcwänderung" in der.Brennzone 13 entgegenwirkt.

Im folgenden wird beschrieben, wie ias Stoes³" di@ 'Leitung -Hauptregler 16 zugefCtefee aweite Signal im !"bSiingiglceit von der Temperatur in anderen %on®n ies öfeias abgeuaMelt wird. Beim dargestellten lusfübruagsbeispi©! tiirct <äas Signal erstens in Abhängigkeit von des? Temperatur in ä©y Voriheisione 10 und zweitens in Abhängigkeit von. der TeMpepafcwx³ in der Heizsonne abgewandelt. Die hierfür berontatea'Oeylfce siaö üit einer später noch !5U beschreibenden lusnaiiise gleielSj, e© iaß raii⁵ die Anordnung für die Vorheizzone 10 im eiaselnen fess@fapi©"ö>©n uiFä» Entsprechende Geräte und Baugruppen _s äi© gwr B©röelisi©!stigung üer 'Temperatur in der'Heizsone ii elieaen^ sinö mit den gleichen Bezug32eiehen versehen

Die Temperatur in der VoAeissen© 10 virä raifet©ls ©in©© elements 35--gemessen. Das Msgangeeignal am tfe©Mi©©l©si©Bfes wird, einem mV/I-üiafoi?mer 5β sugeleifcet₉ den im britischen Patent i 195 617

Der von der Temperatur abhängige Strom mit der eingezeichneten Polarität wird einem Stromanzeiger 37 mit senkrechter Skala und der Widerstandsbahn 38 eines Potentiometers zugeführt« Am Zeiger

39 des Anzeigegerätes 37 kann die gemessene Temperatur in der Vorheizzone 10 an einer geeichten Skala abgelesen werden. Die Stromrichtung in diesem ersten Stromkreis ist in der Zeichnung durch einen Pfeil 40 gekennzeichnet.

Ein zweiter Stromkreis besteht aus einem weiteren Stromanseigegerät Ul, welches ebenfalls eine vertikale Skala aufweist und . von Hand einstellbar ist und ein Sollwertsignal an das Potentiometer H3 liefert. Das Anzeigegerät Ml wird von einer Wechsel- I stromquelle 42 gespeist. Das Potentiometer 43 hat den gleichen Aufbau wie das Potentiometer 38 im ersten Stromkreis. Das Anzeigegerät 41 zeigt mit seinem Zeiger 44 eine dem Strom im zweiten Stromkreis entsprechende Temperatur auf einer geeichten Skala an. Die Strom/Temperaturbeziehung dieses Anzeigegerätes ist die gleiche wie die des Anzeigegerätes 37. Das Anzeigegerät ¹Jl hat ferner eine Rändelrad45 zur Einstellung des Stromes. Die Stromrichtung im zweiten Stromkreis ist durch den Pfeil 46 gekennzeichnet und verläuft, wie man sieht, in Gegenrichtung zum Strom

40 im ersten Stromkreis. Mit dem Rändelrad 45 läßt sich der Strom im zweiten Stromkreis und damit der Sollwert der Temperatur in der Vorheizzone 10 einstellen.

Die beiden Stromkreise sind elektrisch miteinander verbunden, indem die Schleifer 48 und 49 der beiden Potentiometer 38 und 43 unmittelbar miteinander verbunden sind. Die beiden Schleifer sind auch mittels einer mechanischen Kupplung 50 miteinander gekuppelt, so daß mit einem Drehknopf 51 gleichseitig beide Schleifer verstellbar sind.

Vie bereits erwähnt besteht zwischen der Meßanordnung für die Vorheizzone 10 und der für die Heiζzone 11 ein Unterschied, und

009886/U57

zwar ist der Ausgang des Millivolt/Strom-Umformers 36· nicht unmittelbar, sondern über zwei Schleifringe und zwei Bürsten 52 sowie gegebenenfalls einen weiteren Umformer 53 an das Anzeigegerät 37' und die Widerstandsbahn 38' des Potentiometers angeschlossen. Der Umformer 36' wird von einem Thermoelement 35* gesteuert und ist wie dieses an der Wand des Drehofens 1 befestigt. Die Schleifringe sind gegenüber dem Drehofen isoliert. Ansonsten ist die Temperatur-Meßeinrichtung für die Heizzone 11 in der gleichen Weise aufgebaut wie die für die Vorheizzone 10.

Für die nachfolgende Beschreibung der Betriebsweise wird davon ausgegangen, daß der Drehofen vom kalten Zustand aufgeheizt werden soll. Während dieser Aufheizperiode werden die Schalter 27 und 28 geschlossen gehalten. Ist der Ofen aufgeheizt, so wird das Rändelrad 24 am Sollwertgeber 21 derart eingestellt, daß das dem Umformer 26 zügeführte Sollwertsignal der für die Erzeugung von Klinker guter Qualität«erforderlichen Temperatur entspricht. Während dieser Zeit zeigt der Zeiger 39 des Anzeigegeräts 37 die Temperatur in der Vorheizzone 10 des Drehofens an. Als nächstes wird mit Hilfe des Rändelrades 45 der Sollwertanzeiger 41 soweit verstellt, bia er die gleiche Temperatur anzeigt wie das Anzeigegerät 37. Die gleichen Vorgänge werden mit den Anzeigegeräten 37' und 4i' wiederholt..Anschließend werden die Schalter 27 und 28 geöffnet. Dies bedeutet, daß dasdem Umformer 26 vom Sollwertgeber 21 her zugeführte Signal durch die Spannungen abgewandelt wird, welche mittels der Schleifer 47 und 47' an den Potentiometern 38 und Ί3 bzw. 38* und 43^f abgegriffen werden. Der vom Sollwertanzeiger 41 gelieferte Strom ist jedoch, wie erwähnt, so eingestellt worden, daß er gleich groß ist wie der vom Umformer 36 gelieferte,und die in der Zeichnung unterhalb der Schleifer 48 und 49 liegenden Teile der Widerstandsbahnen 38 und 43 sind gleich. Demzufolge sind die an diesen Teilen der Widerstandsbahnen abgegriffenen Spannungen

009836/U57

gleich groß aber entgegengesetzt gerichtet. Sie verändern somit die vom Sollwertgeber 21 gelieferte Spannung nicht* Das Gleiche gilt für die Meßanordnung für die Heizzone 11. Beim öffnen der Schalter 27 und 28 wird somit das dem Reg- , ler 30 über die Leitung 29 zugeleitete Signal zunächst nicht verändert.

'Nimmt man nunmehr an, daß beispielsweise eine Übergroße Menge von Zementmischung in den Ofen eingegeben wird, so sinkt zunächst die Temperatur in der Vorheizzone 10 ab. Dies wird vom Thermoelement 35 festgestellt, wodurch sich der Strom *

durch das Potentiometer 38 verringert. Die Spannung an dem unterhalb des Schleifers 48 liegenden Teil der Widerstandsbahn wird demzufolge ebenfalls kleiner und hört auf,der Spannung am entsprechenden Teil der Widerstandsbahn 43 das Gleichgewicht zu halten. Somit wird zu der Ausgangsspannung des Sollwertgebers 21 eine HiIfsspannung addiert. Das dem Hauptregler 16 über die Leitung 18 zugeführte Signal wird damit vergrößert und das Ventil I¹I öffnet weiter, damit mehr Brennstoff zum Brenner 5 gelangt und damit die Temperatur in der Vorheizzone 10 wieder auf ihren ursprünglichen Wert gebracht wird.

Sollte die Temperatur in der Vorheizzone statt fallen steigen, ^ so ergibt sich die umgekehrte Wirkungsweise, d.h. die Hilfsspannung würde dann dem Sollwertsignal entgegenwirken. Die der Heizzone 11 zugeordneten Geräte arbeiten in der gleichen Weise. Ihre bei. Abweichungen vom eingestellten Sollwert auftretende Ausgangsspannung wird ebenfalls mit der des Sollwertgebers 21 in Reihe geschaltet, so daß die Temperatur-Meßkreise' für die verschiedenen Zonen gleichzeitig auf das Sollwertsignal einwirken.

Der Strombereich des mV/I-Umformers 36 bzw, 36^f hängt von schiedenen Faktoren ab. Normalerweise verwendet man einen Be-

, Q03886/US7

reich von 0 bis 20 mA. Beträgt der Strom beispielsweise 12 mA und der Widerstand des unterhalb des Schleifers kB liegenden Teils der Widerstandsbahn 38 beträgt 100,Ohm, so steht an diesem Teil eine Spannung von 1,2 V. Wenn der Söllwertanseiger 4l auch 12 mA liefert und der Schleifer k9 bei gleichem Widerstandswert des Potentiometers an der gleichen Stelle steht, so hält die am Potentiometer *J3 abgegriffene Spannung der genannten Spannung von 1,2V das Gleichgewicht. Fällt nunmehr der Ausgangsstrom des Umformers 36 auf beispielsweise 8 mA, so sinkt die Spannung am unteren Teil der Widerstandsbahn auf 0,8 V. Es entsteht somit zwischen den beiden Anschlüssen des offenen Kontaktes 27 eine Spannung von 0₉h V, welche die Ausgangsspannung des Sollwertgebers 21 abwandelt. Ist der Widerstandswert im unteren Teil der Widerstandsbahnen nicht-100-sondern 50 0hm, so entsteht eine Spannung von 0,6 V, Fällt nunmehr der Strom auf 8 mA, so ergibt sich eine Zusatzspannung von 0,2 V, welche die Ausgangsspannung des Sollwertgebers 21 um diesen Betrag erhöht oder erniedrigt. Durch Verstellen der Schleifer Ί8, 1J9 ; 48¹, 49' läßt sich somit der Grad mit dem die einzelnen Meßkreise auf das Sollwertsignal einwirken und damit gewissermaßen die Empfindlichkeit der gesamten Regelvorrichtung für Änderungen der Temperatur in den einzelnen Zonen einstellen. Da die Schleiferpaare li8,lJ9 und W ,49' unabhängig voneinander einstellbar sind, kann man, falls gewünscht, den Einfluß von Temperaturänderungen in der Vorheizzone 10 größer machen als den in der Heizzone 11 oder umgekehrt. Darüberhinaus könnte man auch noch die mechanischen Kupplungen 50 und 50⁹ aufheben und somit alle vier Schleifer getrennt voneinander verstellbar machen.

Gemäß der bisher beschriebenen Betriebsweise ist das dem Umformer 26 zugeführte Signal ein abgewandeltes Solii-yertsignäl. In manschen Fällen wird man es vorzieher dieses Signal auf die Temperatur in der Kalzinierzone 12-zu beziehen*, statt ein von Hand einstellbares Sollwertsignal zu verwenden» Die hierfür er-

forderlichen Bauteile sind in der Zeichnung gestrichelt eingetragen und ersetzen, sofern vorhanden, den Sollwertgeber 21. Sie umfassen ein Thermoelement 54, welches in die Kalzinierzone 12 des Ofens hineinragt, sowie einen mV/I-Umformer 55, welcher einerseits an das Thermoelement 54 angeschlossen ist und andererseits über seine Ausgangsleitungen sowie zwei Schleifringe und zwei Schleifbürsten 56 ein temperaturabhängiges Signal an einen automatischen Sollwertgeber 57 liefert. Der Aufbau dieses Sollwertgebers ist ähnlich dem des Sollwertgebers 21, mit dem Unterschied, daß sein Ausgangssignal nicht wie beim Geber 21 einem von Hand einstellbaren Wert hat, sondern dem Ausgangssignal des Umformers 55 und damit der Temperatur in der Kalzinierzone 12 proportional ist.

Weitere Einzelheiten der im Hauptregler 16, dem anzeigenden Sollwertgeber 21, dem Zwischenregler 30 und in den Anzeigegeräten 37> 37^f» ¹U und ill'¹ sowie im automatischen Sollwertgeber 57 enthaltenen Schaltungen können der DAS 1 263 114 entnommen werden.

Ein wesentlicher Vorteil der erflndungsgemäßen Regelvorrichtung besteht darin, daß durch einfaches Abtrennen eines Stromkreises zwischen einem Sollwert-Hauptgeber und einem Spannungs/Strom-Umformer eine beliebige Anzahl untereinander im wesentlichen gleich aufgebauten Meßkreise, gegebenenfalls für verschiedene auf die Regelgröße einwirkende Meßgrößen, in den Regelkreis eingeschleift werden können und darüberhinaus auch noch der Einfluß der einzelnen Meßkreise und Meßgrößen auf das Stellgrößensignal einstellbar ist. Die Regelvorrichtung ist deshalb äußerst leicht an verschiedene Aufgabenstellungen und Betriebsbedingungen anpaßbar und mit einem Standardprogramm von Regelgeräten realisierbar. Die einzelnen Meßgrößen brauchen keineswegs untereinander gleich, also wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel alles Temperaturen, zu sein, sondern die einzelnen Meßkreise können auf verschiedene Größen, . beispielsweise Temperaturen, Drücke, Durchfluß oder dgl., an-

009888/1457

!sprechen. Für jeden Meßkreis läßt sich ein Sollwert von Hand einstellen*und der Einfluß jeder der verschiedenen Meßgrößen auf die Regelstrecke läßt sich einzeln im Vergleich zum EinfJLuß der anderen Meßkreise einstellen, beispielsweise abschwächen oder hervorheben. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß die erfindungsgemäße Regelvorrichtung nicht nur zur Temperaturregelung für Industrieöfen, sondern im Prinzip auch für beliebige andere Regelaufgaben mit den gleichen Vorteilen eingesetzt werden kann.

009686/U57

Claims

Patentansprüche

1. Temperaturregelvorrichtung für Industrieöfen mit einem von einer Vergleichseinrichtung gesteuerten Stellglied

'zur Beeinflussung der Brennstoffzufuhr., einem ein dem Brennstoffdurchsatz entsprechendes erstes Signal an die Vergleichseinrichtung liefernden Durchflußmesser, einem die Temperatur in einer bestimmten Zone des Ofens messen™ * den Temperaturfühler sowie einer ein zweites Signal an die Vergleichseinrichtung liefernden Anordnung, dadu rc h ge k e η η ζ ei c h ne t, daß ein erster elektrischer Stromkreis (40) von einem von der gemessenen Temperatur abhängigen Strom durchflossen und ein zweiter elektrischer Stromkreis (46) von einem konstanten Strom durchflossen ist, daß die beiden Stromkreise derart miteinander verbunden sind, daß die Differenz dieser beiden Ströme das zweite Signal abwandelt,

und daß die Vergleichseinrichtung (16) das erste mit dem abgewandelten zweiten Signal vergleicht und in Abhängigkeit von der Signaldifferenz das Stellglied (14) in Richtung j| auf eine Verminderung der Differenz steuert.

2. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g. e -

k e η η ζ e i .c h η e t, daß die das zweite Signal liefernde Anordnung einen von Hand einstellbaren Sollwertgeber (21, 24) enthält.

3. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch., ge-» kennzeichnet, daß die das zweite Signal liefernde Anordnung einen Temperaturfühler (54) zur Temperaturmessung

009886/U57

-IH-

in einer anderen Zone (13) des Ofens CD sowie einen von diesem Temperaturfühler gesteuerten selbsttätigen Sollwert geber (57) aufweist.

Regelvorrichtung nach einem der- Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der.erste Stromkreis (*IO) eine von dem Temperaturfühler (35) gesteuerte Stromquelle sowie einen vom Strom durchflossenen. Widerstand (38) und der zweite Stromkreis (HS) eine vorzugsweise einstellbare Konstantstromquelle (^2,¹IS) sowie ebenfalls einen vom Strom durchflossenen Widerstand/aufweist und daß beide Widerstände in Reihe mit desa als Spannungsquelle wirksamen Sollwertgeber (21,57) an die Vergleichseinrichtung (1β) bzw» einen dieser zugeordneten Umformer (26) angeschlossen sind.

5. Regelvorrichtung nach Anspruch H₉ dadurch gekennzei ebnet., daß jeder der beiden Widerstände durch einen Teil der Widerstandsbahn eines Potentiometers (38,13) gebildet ist und die Schleifer WM) beider Potentiometer elektrisch miteinander verbunden sind»

6. Regelvorrichtung nach Anspruch 5s. dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schleifer (^8 ₉i»9) mechanisch miteinander gekuppelt und gemeinsam verstellbar sind.

7. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche '¹I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Anschlußpunkte der beiden Widerstände (38*^3) an die Reihenschaltung ein die beiden Anschlußpunkte wahlweise kurzschließender Schalter (27) eingeschaltet ist.

QQ-8886/US7

8. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r ch ge k e η η ζ e i ohne t, daß jeder der beiden Stromkreise (¹JO,46) ein Stromanzeigegerät (37J¹Jl) enthält.

9. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da · durc hgekennze i chne t, daß ein zusätzlicher Temperaturfühler (35*) zur Messung der Temperatur in einer anderen Zone (11) des Ofens und zwei zusätzliche elektrische Stromkreise (ΊΟ',Ιίβ¹) vorgesehen sind, von denen der erste (¹IO¹) von einem von der Temperatur in der anderen Ofenzone abhängigen Strom und der zweite (Ί6¹) von einem konstanten Strom durchflossen ist und daß die beiden Stromkreise derart miteinander verbunden sind, daß auch die Differenz dieser beiden Ströme das zweite Signal abwandelt.

10. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche k bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenschaltung des Sollwertgebers (21,57) und der Widerstände (38,^3 bzw. 38', 43') an den Eingang eines Spannungs-/Stromumsetzers (26) angeschlossen ist, dessen Ausgangsstrom auf die Vergleichseinrichtung (16) einwirkt.

11. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß einer weiteren (HilfB-)Vergleichseinrichtung (30) einerseits das abgewan-

„_ delte Ausgangssignal des Sollwertgebers (21,57) und andererseits das Ausgangssignal eines die Temperatur in einer weiteren Zone (13) des Ofens (1) messenden Temperaturfühlers ·.

em

(32) zugeführt und daß/der Differenz dieser beiden Signale entsprechendes Ausgangssignal dieser weiteren Vergleichseinrichtung als abgewandeltes zweites Signal der ersten (Haupt-)Vergleichseinrichtung (16) zugeleitet wird.

009886/U57

- 16 -

12. Regelvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch g e kennzei chnet, daß zwischen den vorzugsweise als Strahlungspyrometer ausgebildeten weiteren Temperaturfühler (32) und die weitere (Hilfs-)Vergleichseinrichtung (30) ein mV/I-Umformer (3Ό eingeschaltet ist.

13· Regelvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichne t, daß die erste(Haupt-)Vergleichseijnrichtunc (l6) als anzeigender PID-Regler und die weitere (Hilfs-)Vergleichseinrichtung (30) als anzeigender P-Regler ausgebildet ist.

14. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, d adurch gekennzeichnet, daß alle Vergleichseinrichtungen (16,30), Anzeigegeräte (37,37') und Sollwertgeber (41,4I¹;21,57) einen stromgesteuerten Eingang aufweisen.

15. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche Ί bis 1*1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ausgang jedes Sollwertgebers (21,57,tJl',lll^f) jeweils ein Widerstand (25,¹0,43') parallelgeschaltet ist und die Widerstände zusammen mit den Widerständen (38,38·) der ersten Stromkreise (IJOjllO¹) eine Reihenschaltung bilden..

009886/U57