DE2049579C3 - - Google Patents

Description

^finDiese Aufgabe wird in einer Schaltungsanordnung

der eingangs beschriebenen Art dadurch gelost daß

Die Erfindung bezieht sich auf eine Scha.tungs- ^j^^^tSSSS^St^

SÄ SL5J3SSÄS: « =SäSS5Ä

^vTtlseitig verwendbaren elektrischen Regel- ₅₅ und dessen dri^r Zj^g ^^^^ einrichtungen wh"d gefordert, daß der Zusammenhang ^b™^cb«J'it«t2dnerder beiden Kurzr»^rffiÄ^r" 5BSES Sr Lastwiderstand des Stelleinem Zulaufventil als Stellglied dieses schließen glied« wa^hlb« ^ _aRcn Schaltungsanordnunf

nangsstrom öffnen, d.h. im stromlosen Zustand ge- ^^""S^J^s Reglers in dem Verdrah schlossen sind, und solche, die mit steigendem E.n- 6₅ «enimenbwchdtang d« Kg _wirkungssin,

gangsstrom schließen, d.h. im stromlosen _Zustand W¹^ ^{de Z}" ^ ■ _ohne ^q Änderungen in

einfachen sich die Arbeitsgänge bei der Montage bzw. beim Auswechseln eines defekten Reglers.

In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist in den ersten un.d den dritten Zweig des Netzwerkes je ein Meßwiderstand eingefügt; beide Meßwiderstände besitzen denselben Widerstandswert, und die mit einem gemeinsamen Schaltungspunkt an den zweiten Zweig angeschlossen sind, und es ist ein Spannungsmesser vorgesehen, der den Spannungsabfall über der Reihenschaltung der beiden Meßwiderstände anzeigt. Dieser Spannungsabfall steigt bzw. Fällt proportional mit dem durch das Stellglied fließenden Strom.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sind der erste und der dritte Zweig des Netzwerks durch die beiden Kollektorkreise zweier Transistoren eines Differenzverstärkers gebildet, der von der Konstantstromquelle gespeist ist.

An Hand der Zeichnungen ist ein Ausführungs- ao beispiel der Erfindung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 das Prinzipschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung,

Fig. 2a bis 2d die vier Schaltungsmöglichkeilen für den Lastwiderstand des Stellgliedes in dem Prinzipschaltbild nach Fig. 1 und

F i g. 3 einen Schaltplan der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.

F i g. 1 zeigt das Prinzip der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung an Hand eines Netzwerkes aus drei parallelen Zweigen. Eine steuerbare Stromquelle 1 liefert die Eingangsgröße, einen Strom A- · /„, für die Schaltungsanordnung zur Umkehr der Wirkungsrichtung. Der Faktor k ist eine Zahl, die in Abhängigkeit von der Höhe der Regelabweichung und von dem Zeitverhalten des Reglers einen Wert zwischen 0 und 1 annimmt, wobei die Wirkungsrichtung der Größe k-I_n in bezug auf die Regelabweichung nicht umkehrbar ist. Die steuerbare Stromquelle 1 bildet zusammen mit einem ersten Meßwiderstand 2 den ersten Zweig des obengenannten Netzwerks. Der zweite Zweig besteht aus einer Stromquelle 3, die einen konstanten eingeprägten Strom /„ liefert. In dem dritten Zweig fließt die Differenz zwischen den beiden eingeprägten Strömen/„ und k-I„. In dem dritten Zweig ist ein zweiter Meßwiderstand 4 angeordnet, der denselben Widerstandswert R wie der erste Meßwiderstand 2 besitzt und mit diesem an einem gemeinsamen Schaltungspunkt verbunden ist. Die an der Reihenschaltung der Meßwiderstände 2 So und 4 abfallende Spannung U zeigt ein Spannungsmesser 5 an, der in diesem Ausführungsbeispiel so hochohmig gewählt ist, daß über ihn praktisch kein Strom fließt. An dem Meßwiderstand 2 fällt dann die Spannung

l/j = -Rk I_n und an dem Meßwiderstand 4 die Spannung

U₁^ R-I_n-(I ^k)

ab. Über der Reihenschaltung der Meßwiderstände 2 und 4 fällt somit die Spannung

stände 2 und 4 abfallenden Spannung U und dem Faktor k der Eingangsgröße A ·/„ der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung:

k	U
0
0,5	0
1	-Vn

(I

= RI_n-(I- 2k) = U_n-(I-2k) mix U_n = *·/„

ab. Die folgende Tabelle zeigt den Zusammenhang zwischen der an der Reihenschaltung der Meßwider-Da die Spannung U in Abhängigkeit von dem Faktor A- sowohl positive als auch negative Werte annehmen kann, wird ein Anzeigeinstrument verwendet, dessen Nullpunkt in der Mitte der Skala liegt.

Die Schaltungsanordnung funktioniert auch, wenn die Meßwiderstände 2 und 4 fehlen, als bei R ^ 0 IJ. In diesem' Fall wird der Spannungsmesser 5 nicht benötigt.

Um ein Stellglied betätigen zu können, wird je nach der gewünschten Wirkungsrichtung der Reglerausgangsgröße in den ersten bzw. dritten Zweig des Netzwerks der Lastwidertand des Stellgliedes, z.B. die Spule eines elektropneumatischen Ventils, eingefügt. Da in den drei Zweigen des Netzwerks — wie oben beschrieben — eingeprägte Ströme fließen, bleibt die Höhe der Ströme in den drei Zweigen auch nach dem hinfügen des Lastwiderstandes erhalten. Für das Anschließen des Lastwiderstandes sind Klemmen 6 bis 9 vorgesehen, von denen die Klemmen 6 und 7 in dem ersten Zweig und die Klemmen 8 und 9 in dem dritten Zweig liegen. Die verschiedenen Schaltungsmöglichkeiten des Lastwiderstandes des Stellgliedes, der mit dem Bezugszeichen 10 versehen ist, sind schematisch in den Fig. 2a bis 2d beschrieben. Ist dei Lastwiderstand 10 des Stellgliedes an die Klemme 6 angeschlossen, wie in den F i g. 2 a und 2 c dargestellt so wird der Lastwiderstand 10 von einem Strom I₁ k ■ I_n durchflossen, der mit steigender Regelabweichung von 0 bis zum Maximalwert /,, ansteigt. Wird dagegen der Lastwiderstand 10 an die Klemme 8 angeschlossen, wie in den Fig. 2b und 2d dargestellt, so sinkt der durch den Lastwiderstand 10 fließende Strom

bei steigender Regelabweichung vom Maximalwert /„ bis zum Wert Null.

Eine Änderung der Zuordnung zwischen dem Strom, der durch den Lastwiderstand 10 des Stellgliedes fließt, und der Anzeige der Stellgröße läßt sich durch den wahlweisen Anschluß des Lastwiderstandes 10 an die Klemmen 7 bzw. 9 erzielen. Der wahlweise Anschluß des Lastwiderstandes 10 an die Klemmen 7 bzw. 9 ist möglich, da die Meßwiderstände 2 und 4 gleich groß gewählt sind. Dies hat den Vorteil, daß der Spannungsmesser 5 direkt in Prozent der Stellgröße geeicht werden kann und die Anzeige der Stellgröße für alle der vier eingangs genannten Ausführungsformen eines Stellventils erfolgen kann, ohne daß ein gesondertes Umpolen des Spannungsmessers 5 erforderlich ist.

Die Klemmen 6 bis 9 befinden sich als Anschlußklemmen auf der Rückseite des Reglers. Die Anzahl der Anschlußklemmen des Reglers braucht für die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung nur um zwei Klemmen erweitert zu werden, da zwei Ausgangsklemmen für den Anschluß des Lastwiderstandes

des Stellgliedes immer erforderlich sind. Die Zuordnung des Wirkungssinnes der Reglerausgangsgröße erfolgt bei der Montage mit dem Anschluß des Reglers, wobei zu beachten ist, daß die beiden der vier Klemmen 6 bis 9. die beim Anschluß des Lastwiderstandes 10 des Stellgliedes frei bleiben, kurzgeschlossen werden, wie es die F i g. 2 a bis 2d zeigen.

F i g. 3 zeigt einen Schaltplan der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung. Bauteile, die mit denen der Fig. 1 bzw. 2a bis 2d übereinstimmen, sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Die KoI-lektorkrcise der Transistoren 11 und 12 eines Differenzverstärkers bilden den ersten und dritten Zweig des Netzwerks, dessen mittlerer Zweig aus der Konslantstromquelle 3 besteht. Die drei Zweige dos Netzwerks sind zur besseren Übersicht durch dicke Linien hervorgehoben. Den Transistoren 11 und 12 sind Transistoren 13 bzw. 14 mit einem gemeinsamen Emitterwiderstand 15 ebenfalls in DilTerenzschaltung vorgeschaltet. Die Ansteuerung der Schaltung dieses Ausführungsbeispiels erfolgt durch eine Spannung U₁, die einem zwischen dem Emitter des Transistors 11 und der Basis des Transistors 13 angeordneten Widerstand 16 zugeführt ist. Der an dem Widerstand 16 anliegenden Spannung U₁. ist die an einem Widerstand 17 im Emitterkreis des Transiistors 11 abfallende Spannung

entgcgcngeschaltct. Die KollcU'iorströme der Transistoren 11 und 12 werden nun über die Transistoren 13 und 14 gegensinnig ausgesteuert, und zwar derart, daß der über den Meßwiderstand 2. die Klemmen 7 und 6, den Transistor 11 und den Widerstand 17 fließende Strom proportional der Spannung U₁. ist. Die Stromquelle 3 sorgt durch die Abgabe eines eingeprägten Stromes /„ dafür, daß über den Transistor 12. die Klemmen 8 und 9 sowie den Widerstand 4 die Differenz zwischen dem konstanten Strom /„ und dem gesteuerten Strom A- -/„ fließt. Der

ίο Anschluß des Lastwiderslandes 10 des Stellgliedes erfolgt, wie zu F i g. 1 beschrieben, in den in den F i g. 2 a bis 2 d gezeigten Arten.

Die an der Reihenschaltung der Meßwiderstände 2 und 4 abfallende Spannung t/, die wie oben beschricben in Abhängigkeit von dem Faktor k die Werte

I₁₁-R

. 0

annimmt, kann auch als Eingangsgröße für einen Folgereglcr in Kaskadenschaltung dienen. Es sieht so eine Führungsgrößc zur Verfügung, die sich von negativen Werten über Null zu positiven Werten erstreckt, ohne daß eine zusätzliche Konstantspannungsquelle, wie bei einer elektrischen Nullpunktverschiebung, erforderlich ist. Der Anschluß des Folgercglcrs kann auch an den Klemmen 6 und 8 erfolgen. In diesem Fall sind die Klemmen 6 und 7 sowie 8 und 9 durch Kurzschlußbrücken oder zui Vergrößerung der zwischen den Klemmen 6 und Ϊ abfallenden Spannung über entsprechend bemessene Widerstände miteinander zu verbinden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. der Endlagen im

   Patentansprüche:

   1 Schaltungsanordnung für elektrische Regler
   zur willkürlichen Umkehr der Wirkungsrichtung
   der durch einen eingeprägten Strom dargestellten

   ig^rS^aSÄ^Ä lichten ^r . - — -

   ^^^^^^S^iX « "ΐΪΓβΙη eines stromlos, geschlossenen Ventils

   Reihe liegt und diese Reihenschaltung einen mit steigender Regelabwe.chun^

   Zweig eines aus drei parallelen Zweigen bestehen- ₂. Öffnen eines stromlos geschlossene»

   den Netzwerkes bildet, dessen zweiter Zweig eine steigender Regelabweichung.

   Konstantstromquelle (3) enthält, deren Ausgangs- ₃ Schließen eines stromlos geöffneten Ventils mit

   strom (/,.) gleich dem maximalen Wert des Regler- 15 steigender Regelabwe.chung _

   ausnangsstroms ist und dessen dritter Zweig eine ₄ öffnen eines stromlos geöffneten

   zweite Kurzschlußbrücke enthält, und daß der steigender Regelabweichung.

   Wirkungssinn der Reglerausgangsgröße durch Überlegungen sind nicht auf die als Beispiel

   Ersetzen einer der beiden Kurzschlußbrucken ^Die*?_p ^U^_mbSo" von elektrischen Reglern mit

   durch den Lastwiderstand (10) des Stellgliedes „ ^^^gST ventilen als Stellglieder Je-

   wählbar ist. „+.Hinkt sondern gelten auch für andere Stellglieder.
2. 2 Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- schrankt, sondern,gene ^ ^ ^ _veRchie.

   durch gekennzeichnet, daß in den ersten und den Ui, <^J>5^S,_e zu verringern, wurden Regler

   dritten Zweig des Netzwerkes je ein Meßwider- denen ^An*^e"f^J"_e ^e _{ine Änd}erung der Zuordnung

   stand (2 bzw?4) eingefügt ist und daß beide Meß- a₅ entwickIt. bei denen™ Reglerausgangsgröße

   widerstände denselben Widerstandswert (R) be- ^zw!^^he _h ⁿ.^Reff^Ge_b ^U _raLhsanweisung RE G 2003

   sitzen und mit einem gemeinsamen Schaltung möglich ·£ Jjj*j ⁰^ _GmbH. vom Juni 1962 ist

   punkt an den zweiten Zweig angeschlossen sind der Fa. £™ΡΡ*** genannten Art beschrieben,

   End daß ein Spannungsmesser (5) vorgesehen ist, ein ^8^^Γα^^^·_{ΓΚιιηβ55}ίηη durch Umlöten

   der den Spannungsabfall (I ) über der Rahen- 30 ^*™^_uSXtain im Innern des Reglers

   schaltung der beiden Meßw.derstande (2. 4) an- ™^eh.!J]J^rJ^„ κΐηη Diese Ausführungsform hat

   *?" Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 E ^^^not^Twe^Se" oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste - Innern de * Rjg«* ^vorf verlangen, damit keine und der dritte Zweig des Netzwerks durch die 35 die ein »"J^fa«*«^Schädigt werden. Zu diesen beiden Kollektorkreise zweier Transistoren (11, *^au « ^^"„«cf anderem Halbleiterbau-12) eines Differenzverstärker, gebildet sind, der Bauteilen ge hörer' ™£ Erwärmung geschützt von der Konstantstromquelle (3) gespeist ist. elemente, die vor unzulässiger

   4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 werden müssen Aufgabe zugrunde, e.ne

   oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß die an den 40 ^Jf «J^^!⁸^Umkehr der Wirkungsrich-Meßwiderständen (2, 4) abfallende Spannung als Schaltungsanorfnung zw _{schaffen die mjt}

   Eingangsgröße einem Folgeregler in Kaskaden- uing dg Retf«.« ggf _kten „_Γ die Ände-

   schaltung zugeführt ist. _runB des Wirkungssinnes auskommt und be. der diese

   45 skh an leicht zuW^n ^{Stellen des ReglerS be}-