DE2132134A1 - ELECTRONIC CONTROL AND REGULATORY CIRCUIT FOR RUNNING DELIVERY OF A GUIDE OR SET SIZE - Google Patents
ELECTRONIC CONTROL AND REGULATORY CIRCUIT FOR RUNNING DELIVERY OF A GUIDE OR SET SIZEInfo
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Description
Elektronische Steuer- und Regelschaltung zur laufenden Abgabe einer FtUirungs- oder Stellgröße Die Erfindung betrifft eine elektronische Steuer- oder Regelschaltung zur Speicherung und laufenden Abgabe einer aus Impulsgruppen bestehenden Führungs- oder Stellgröße an ein hiermit synchronisiertes impulsbetätigtes Stellglied, insbesondere einen Stromrichter, in Abhängigkeit von der Ausgangsgröße eines Digitalre¢hners. Electronic control and regulation circuit for the ongoing delivery of a FtUirungs- or manipulated variable The invention relates to an electronic control or Control circuit for the storage and continuous delivery of a pulse group consisting of Command or manipulated variable to a pulse-operated actuator synchronized with it, in particular a converter, depending on the output variable of a digital converter.
Es sind Schaltungen bekannt, die im wesentlichen aus zwei Schaltungseinheiten bestehen. Die erste Einheit fungiert als Analog-Digital-Umsetzer, übernimmt die Ausgangsgröße eines Digitalrechners, formt sie in eine analoge Größe um, z.B. mit Hilfe eines digitalen Potentiometers bestehend aus einem Schrittmotor mit angekoppeltem Potentiometer, und halt diese Größe fest. Die zweite Einheit formt die dargebotene analoge Größe in Impulsgruppen zur Steuerung von Stromrichtern um. So beschreiben T.R.Predricksen in Butomatica" Band 5, S.61-65, 1969 mit dem Titel "Ehe Closed-Loop Step Motor - An Ideal Actuator for Process Control" und W.Kriesel in Heft 4 und 5 der Zeitschrift "Messen, Steuern, Regeln mit dem Titel Digital-Analog-Wandler mit Schrittmotor für Prozeßrechnersysteme" die Umformung der Ausgangsgröße eines Digitalrechners in ein analoges Signal mit gleichzeitiger Speicherung durch die Stellung des Schrittmotors mit einem mechanisch gekoppelten Potentiometer. Die Potentiometereinstellung dient jetzt zur Impulssteuerung einer Stromrichtersteuerschaltung, wie z.B. D.Metzner in "Kunststoffe" Jg.58 (1968), Heft 10, S.681-685 mit dem Titel "Kontinuierlicher Regler mit Thyristorverstärker fUr Kunststoffverarbeitungsmaschinen" beschreibt. Hier wird die Stellgröße in ein binäres Signal in Porm von Rechteckimpulsen variabler länge und Wiederholzeit umgeformt. Solche rechnergesteuerten Stromrichterschaltungen sind durch den Umweg einer Digital-Analog-Umwandlung mit anschließender spezieller Analog-Digital-Umwandlung sehr aufwendig.Circuits are known which essentially consist of two circuit units exist. The first unit acts as an analog-to-digital converter and takes over Output variable of a digital computer, converts it into an analog variable, e.g. with Using a digital potentiometer consisting of a stepper motor with a coupled Potentiometer, and keep this size fixed. The second unit forms what is presented analog size in pulse groups for controlling converters. So describe T.R.Predricksen in Butomatica "Volume 5, pp.61-65, 1969 with the title" Ehe Closed loop Step Motor - An Ideal Actuator for Process Control "and W. Kriesel in issue 4 and 5 of the magazine "Measuring, Controlling, Regulating" with the title Digital-Analog-Converter with stepper motor for process computer systems "the transformation of the output variable of a Digital computer into an analog signal with simultaneous storage by the Position of the stepper motor with a mechanically coupled potentiometer. The potentiometer setting is now used for pulse control of a converter control circuit, such as D.Metzner in "Kunststoffe" vol. 58 (1968), issue 10, pp.681-685 with the title "Continuous Controller with thyristor amplifier for plastics processing machines "describes. Here the manipulated variable becomes more variable in a binary signal in the form of square-wave pulses length and repetition time transformed. Such computer-controlled converter circuits are through the detour of a digital-to-analog conversion with a subsequent special Analog-to-digital conversion is very complex.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer demgegenüber abgewandelten Steuer- und Regelschaltung, die in einer einzigen digitalen Schaltungseinheit ohne bewegliche mechanische Teile auskommt, mit geringerem Schaltungsaufwand durch einen Digitalrechner direkt gesteuert werden kann, den Rechner sowohl programm- als auch schaltungsmäßig sehr wenig belastet, die digitale Steuerinformation Ubernimmt und speichert und quasistetige ?hrungs- und Stellgrößen abgibt. Erreicht wird-dies durch ein mit dem Stellglied synchronisiertes, seitens der Ausgangsgröße des Digitalrechners parallel beaufschlagtes, zur Serienausgabe ausgebildetes Rundschieberegister.The object of the invention is to create a modified version Control and regulation circuit in a single digital circuit unit without Moving mechanical parts get by, with less circuitry by one Digital computer can be controlled directly, the computer both program and circuit-wise very little loaded, takes over the digital control information and saves and outputs quasi-constant measurement and manipulated variables. This is achieved through a synchronized with the actuator, on the part of the output of the digital computer Circular sliding register that is loaded in parallel and designed for serial output.
Das erfindungsgemäß vorgesehene Rundschieberegister, das Sroll integriert auf dem Markt erhältlich ist, ermöglicht in der erfindungsgemäßen Sohaltungskombination bei Anwendung auf die Steuer- und Regeltechnik in Verbindung mit Digitalrechnern einen wenig aufwendigen Schaltùngsaufbau, wobei jegliche mechanische Teile in Fortfall kommen.The circular sliding register provided according to the invention, which integrates the Sroll is available on the market, made possible in the Sohaltekombination according to the invention when applying on the control and regulation technology in connection with Digital computers have a less complex circuit structure, with any mechanical Parts are no longer available.
Das Rundschieberegister rotiert standig die in den einzelnen Stufen enthaltenen Bits und gibt diese an das Stellglied ab, so daß sich eine quasistetige Stellgröße ergibt, insbesondere bei hoher Rotationsfrequenz des Rundschieberegisters. Die Rotation der in dem Rundschieberegister enthaltenen Daten wird solange aufrechterhalten, bis eine erneute parallele Beaufschlagung seitens des Digitalrechners erfolgt. Alsdann werden in sämtliche Stufen des Rundschieberegisters neue Bits eingespeichert, die ihrerseits wiederum rotiert werden. 3ei genügend hoher Rotationsfrequenz des Rundschieberegisters läßt sich auch die zeitliche Ableitung der von dem Digitalrechner abgegebenen Führungs- oder Stellgröße quasistetig an das Stellglied weitergeben.The circular register rotates constantly in the individual stages contained bits and sends them to the actuator, so that a quasi-continuous Manipulated variable results, especially with a high rotation frequency of the rotary shift register. The rotation of the data contained in the circular shift register is maintained as long as until there is another parallel application by the digital computer. Then new bits are stored in all stages of the circular shift register, the in turn are rotated. 3 if the rotational frequency of the rotary shift register is high enough can also be used to derive the time derived from the digital computer or pass on the manipulated variable quasi-continuously to the actuator.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the drawings.
Es zeigen: Fig.1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltung in Plockschaltbilddarstellung Pig.2 eine Ausgestaltung der Schaltungen nach Fig.1 in Blockschaltbild- und Teil darstellung der wesentlichen Elemente, Fig.3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltung in einer Darstellung ähnlich Fig.1, Fig.4 zwei tabellarische Zusammenstellungen zur Veranschaulichung einer optimalen Zuordnung von Ausgängen eines in einer erfindungsgemäßen Anordnung enthaltenen Umkodierers mit entsprechenden Eingängen eines ebenfalls dort enthaltenen Rundschieberegisters.They show: FIG. 1 an exemplary embodiment of a circuit according to the invention in block diagram representation Pig.2 an embodiment of the circuits according to Fig.1 in block diagram and partial representation of the essential elements, Figure 3 another Exemplary embodiment of a circuit according to the invention in a representation similar Fig.1, Fig.4 two tabular compilations to illustrate an optimal Assignment of outputs of one in an arrangement according to the invention contained recoder with corresponding inputs of a also contained there Circular Shift Register.
Bei der Schaltung nach Fig.1 gibt ein Digitalrechner 6 über drei Ausgänge El, E2, E3 einer Stellgröße entsprechende Bits an einen Umkodierer 5 ab, der 23-1 = 7 Ausgänge Al, A2, A3, A4, A5, A6, A7 aufweist. Die Ausgänge Al - A7 liegen an je einer zugeordneten Stufe eines Rundschieberegisters 1, um dieses unter Löschung jedes gerade vorliegenden Inhaltes parallel mit jeweils einer neuen Stellgröße zu beaufschlagen. Das Rundschieberegister 1 rotiert die in den einzelnen Stufen enthaltenen Daten über einen Serienausgang AS, eine Rotationsleitung R sowie einen Serieneingang ES. Ein von einem Wechselstromnetz über eine Synchronisationsleitung Sy beaufschlagter Taktgeber 3 gibt Taktimpulse sowohl an das Rundschieberegister 1 als auch an eine Undstufe 2 ab, die gleichzeitig durch den Serienausgang AS beaufschlagt ist. in der Undstufe 2 nachgeordneter üblicher ZUndimpulsgeber 4 liegt an einem Stromrichter 7, vorliegend in Form eines Triacs, der wiederum in Serie zu einem Verbraucher 8 im Netzstromkreis geschaltet ist.In the circuit according to FIG. 1, a digital computer 6 has three outputs El, E2, E3 of a manipulated variable corresponding bits to a recoder 5, the 23-1 = 7 outputs A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7. The outputs A1 - A7 are present one associated stage of a circular shift register 1 to clear it of each currently available content in parallel with a new manipulated variable apply. The circular shift register 1 rotates those contained in the individual stages Data via a series output AS, a rotation line R and a series input IT. One acted upon by an alternating current network via a synchronization line Sy Clock generator 3 gives clock pulses both to the circular shift register 1 and to one And level 2, which is acted upon by the series output AS at the same time. in the usual ZUndimpulsgeber 4 downstream of the lower stage 2 is connected to a converter 7, in the present case in the form of a triac, which in turn is connected in series to a consumer 8 is switched in the mains circuit.
Im Betrieb wird, sofern der Rechner 6 gerade keine Ausgangsgröße abgibt, dem Zündimpulsgeber 4 bzw. Stromrichter 7 stets die gleiche Stellgröße zugeführt. Gibt der Digitalrechner 6 eine Ausgangsgröße über die Eingänge B1-E3 ab, so erfolgt über die Ausgänge A1-A7 des Umkodierers 5 eine sofortige Löschung des gerade vorliegenden Inhalts des Rundschieberegisters 1 nebst Einspeisung neuer Bits, die nunmehr rotiert werden, was einen rechnergesteuerten Übergang von der vorher anliegenden Stellgröße auf die neue Stellgröße ergibt. Dadurch können je nach Anwendung quasistetige oder auch sprunghafte Änderungen der Stellgrößen erreicht werden.In operation, if the computer 6 is currently not emitting an output variable, the ignition pulse generator 4 or converter 7 is always supplied with the same manipulated variable. If the digital computer 6 emits an output variable via the inputs B1-E3, this takes place An immediate deletion of the currently present is via the outputs A1-A7 of the recoder 5 Contents of the circular shift register 1 together with the supply of new bits, which now rotates what a computer-controlled transition from the previously applied manipulated variable results in the new manipulated variable. This means that, depending on the application, quasi-constant or sudden changes in the manipulated variables can also be achieved.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.1 könnten die Stufen des Rundschieberegisters 1 direkt von den Ausgängen des Digitalrechners 6 beaufschlagt werden. Dies führt aber zu einem aufwendigeren Programm; vor allem wird die Ausgabeinformation des Digitalrechners 6 (im informationstheoretischen Sinn) nur unvollständig genutzt, weil bei einem Stromrichter eine logisch "1" einem Durchlassen und eine logisch "0" einem Sperren bzw. umgekehrt entspricht.In the exemplary embodiment according to FIG. 1, the stages of the circular shift register 1 can be acted upon directly from the outputs of the digital computer 6. this leads to but to a more elaborate program; above all, the output information of the Digital computer 6 (in the information-theoretical sense) used only incompletely, because with a power converter a logical "1" means letting through and a logical one "0" corresponds to a blocking or vice versa.
Dadurc'n bestimmt nur die Anzahl der sich wiederholenden logisch "1" die Stellgröße, während die Permutationen der logisch "1" und "0", die weitere Informationen ergeben, verlorengehen.Dadurc'n only determines the number of repetitive logical "1" the manipulated variable, while the permutations of the logical "1" and "0", the further information surrendered, lost.
Um dies zu vermeiden und aus einem Digitalrechner 6 mit einer fest vorgegebenen Anzahl von Ausgängen, z.B. E1-3 eine maximale Anzahl von Stellgrößen zu gewinnen, ist bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.1 der Umkodierer 5 vorgesehen, dessen Aufbau sich aus den Regeln der Schaltalgebra nach der Tabelle 1 ergibt und in Fig.2 näher erläutert ist.To avoid this and from a digital computer 6 with a fixed specified number of outputs, e.g. E1-3 a maximum number of manipulated variables to win, the recoder 5 is provided in the embodiment according to FIG. whose structure results from the rules of switching algebra according to Table 1 and is explained in more detail in Fig.2.
Der Umkodierer 5 umfaßt eine erste Gruppe von Oder-Stufen mit Ausgängen Al, A2, A3 sowie Und-Stufen mit Ausgängen A5, A6, A7 und eine vorgeordnete Gruppe aus einer Oder-Stufe mit einem Ausgang B1 sowie einer Und-Stufe mit einem Ausgang 32 Der Ausgang A4 des Umkodierers 5 ist unmittelbar mit dem Ausgang des Digitalrechners 6 verbunden. Ganz allgemein weist gemäß Pig.2 der Umkodierer (5) m Eingänge entsprechend den m Ausgängen des Digitalrechners und 2m-1 i Ausgänge entsprechend der Stufenzahl des Schieberegisters 1 auf (m = 2, 3, 4, ....).The recoder 5 comprises a first group of OR stages with outputs Al, A2, A3 as well as AND stages with outputs A5, A6, A7 and an upstream group from an OR stage with an output B1 and an AND stage with an output 32 The output A4 of the transcoder 5 is directly connected to the output of the digital computer 6 connected. In general, according to Pig.2, the recoder (5) has m inputs accordingly the m outputs of the digital computer and 2m-1 i outputs according to the number of stages of shift register 1 (m = 2, 3, 4, ....).
Bevorzugt sind die Ausgänge A1-A7 des Umkodierers 5 in einer von deren Reihenfolge abweichenden Ordnung entsprechend einer geringstmöglichen Variation der am Ausgang AS des Rundschieberegisters 1 auftretenden Impulsabstände mit den Eingängen (bzw. den sieben Schaltstufen in Fig.1, 2) des Rundschieberegisters 1 verbunden. Die Schaltstufen sind hierbei zur Unterscheidung von den sonst vengendeten Bezugsziffern von einem Kreis umgeben dargestellt.The outputs A1-A7 of the recoder 5 are preferably in one of them Order deviating order corresponding to the least possible variation the pulse intervals occurring at the output AS of the circular shift register 1 the Inputs (or the seven switching stages in Fig. 1, 2) of the circular shift register 1 tied together. The switching steps are here to distinguish them from those otherwise used Reference numerals shown surrounded by a circle.
Die soeben erwähnte Zuordnung der Ausgänge des Umkodierers 5 gegeniiber den Eingängen des Rundschieberegisters 1 ergibt sich am besten aus Fig.4. In Tabelle 1 von Fig.4 sind im linken Teil die möglichen Kombinationen von an den Ausgängen E1-3 des Digitalrechners 6 erscheinenden Bits zusammengestellt, während der rechte Teil von Tabelle 1 die hierbei in den Ausgängen A1-A7 des Umkodierers auftretenden binären Größen veranschaulicht. Tabelle 2 gibt eine optimale Zuordnung der Ausgänge A1-A7 des Umkodierers 5 gegenftber den sieben Eingängen bzw. Stufen des Schieberegisters 1 wieder. Im unteren Teil der Tabelle 2 sind Tastsignale für das Stellglied 7 veranschaulicht, bei denen die Impulsabstände geringstmöglich variierend sind. Bei einer ungünstigen Zuordnung der Ausgänge A1-A7 gegenüber dem Schieberegister könnten diese Impulse auch unmittelbar hintereinander auftreten, wobei zwischen jedem letzten Impuls eines Impulszuges und dem ersten Impuls eines folgenden Impulsuges ein verhältnismäßig großer Impulsabstand vorliegt. Dies wiederum würde zu einem unregelmßigen Arbeiten des Stellgliedes 7 fuhren, Die Zuordnung gemäß der Tabelle 2 bewirkt indessen eine sehr gleichmäßige Beaufschlagung des Stellgliedes 7 mit der jeweiligen digitalen Stellgröße.The just mentioned assignment of the outputs of the recoder 5 to one another the inputs of the circular shift register 1 is best shown in FIG. In table 1 of FIG. 4 are the possible combinations of the outputs in the left part E1-3 of the digital computer 6 appearing bits put together, while the right Part of table 1 that occurs in the outputs A1-A7 of the recoder binary quantities illustrated. Table 2 gives an optimal assignment of the outputs A1-A7 of the recoder 5 opposite the seven inputs or stages of the shift register 1 again. In the lower part of table 2 key signals for the actuator 7 are illustrated, where the pulse intervals vary as little as possible. In the case of an unfavorable Assignment of the outputs A1-A7 opposite the shift register could these pulses also occur immediately one after the other, with one between each last pulse Pulse train and the first pulse of a following pulse train a proportionately there is a large pulse spacing. This in turn would result in erratic operation of the actuator 7, but the assignment according to Table 2 causes a very uniform application of the actuator 7 with the respective digital Manipulated variable.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig.3 entspricht im wesentlichen demjenigen nach ig.1 bzw. 2 mit der Ausnahme, daß ein Stellglied 7', das als Gleichstromrichter mit Löschkreis und Glättung ausgebildet ist und in Reihe mit einem als Motor ausgebildeten Verbraucher 8' in einem Gleichstromnetz liegt, mit einer digitalen Stellgröße beaufschlagt wird, die von einem intern und nicht von Netz synchronisierten Taktgeber 3' mit höherer Arbeitsfrequenz getastet wird.The embodiment of Figure 3 corresponds essentially to that according to ig.1 or 2 with the exception that an actuator 7 ', which acts as a DC converter is designed with a quenching circle and smoothing and in series with a designed as a motor Consumer 8 'is in a direct current network, acted upon with a digital manipulated variable will, that of an internally and not from the network synchronized clock generator 3 'with a higher Working frequency is sampled.
Claims (4)
Priority Applications (2)
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| DE19712132134 DE2132134A1 (en) | 1971-06-29 | 1971-06-29 | ELECTRONIC CONTROL AND REGULATORY CIRCUIT FOR RUNNING DELIVERY OF A GUIDE OR SET SIZE |
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Applications Claiming Priority (2)
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Publications (1)
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|---|---|
| DE2132134A1 true DE2132134A1 (en) | 1973-01-18 |
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ID=25761341
Family Applications (2)
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Family Applications After (1)
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| DE (2) | DE2132134A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DK151431B (en) * | 1975-05-16 | 1987-11-30 | Euratom | DEVICE FOR CONTROL OF A AC MOTOR |
-
1971
- 1971-06-29 DE DE19712132134 patent/DE2132134A1/en active Pending
-
1972
- 1972-03-22 DE DE2213780A patent/DE2213780A1/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DK151431B (en) * | 1975-05-16 | 1987-11-30 | Euratom | DEVICE FOR CONTROL OF A AC MOTOR |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2213780A1 (en) | 1973-09-27 |
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