DE2205935C3 - Prozeßsteuereinrichtung für eine Betriebskenngröße in Abhängigkeit von mehreren anderen Betriebskenngrößen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Prozeßsteuereinrichtung für eine Betriebskenngröße in Abhängigkeit von mehreren anderen Betriebskenngrößen, bestehend aus Betriebskenngrößenvvandlern und einem eine programmierte Matrix aufweisenden Speicher, der den umgewandelten BetriebskenngröDen entsprechende digitale Werte an einen Signalgeber für das Ausgangssignal liefert.

Bei einer solchen Prozeßsteuereinrichtung erfolgt die Programmierung der Matrix empirisch, weil die Zusammenhänge zwischen den verschiedenen Betriebskenngrößenkombinationen und dem Steuersignal funktionsmäßig kaum zu erfassen sind. Mit einer solchen Prozeßsteuereinrichtung dagegen läßt sich ein optimaler Zusammenhang zwischen Betriebskenngrößen und Steuergrößen herstellen.

Bei einer bekannten Prozeßsteuereinrichtung dieser Art erfolgt die Abfrage der Matrix für einen programmierten Wert (DE-OS 20 46 542). Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß Steuersignale deren Längen unter einem bestimmten Wert liegen, für Steuervorgänge nicht zu gebrauchen sind. Die Matrix einer solchen Prozeßsteuereinrichtung ist daher für die Steuerung teilweise nicht ausgenutzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die eingangs genannte Prozeßneuereinrichtung eine kleinere Matrix vorzusehen bzw. bei gegebener Matrix eine höhere Auflösegenauigkeit zu erreichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für die Matrix eine einen Zähler aufweisende Abfrageeinrichtung vorgesehen ist, die den Signalgeber triggert und die von einem Impulsgenerator Abfrageimpulse empfängt, und daß eine von dem Ausgangssignai des Signalgebers getriggerte und die Abfrageimpulse des Impulsgenerators empfangende getriggerte Logik das Ausgangssignal des Signalgebers um eine vorbestimmte Verzögerungszeit verlängert.

Bei der Erfindung wird die übliche Maßnahme angewendet, das Steuersignal auf einem Grundwert und einem Spitzenwert aufzubauen. Damit wird bei der Matrix der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung erreicht, daß z. B. verarbeitbaren Impulslängen von minimal 10 bis maximal 50 m/sec und einer Stufung von 1 m/sec die Matrix 0 bis 40 programmierbare Plätze

ίο gegenüber sonst 0 bis 50 zu haben braucht oder daß bei 0 bis 50 programmierbaren Plätzen die Stufung zwischen den einzelnen Impulslängen kleiner als 1 m/sec sein kann.

Vorzugsweise liefert der Impulsgenerator die Abfrageimpulse über eine Torschaltung an die Abfrageeinrichtung, wobei die Torschaltung von der Logik nach einer vorbestimmten Anzahl von Abfrageimpulsen geöffnet wird und durch das Ausgangssignal des Signalgebers eingeschaltet wird.

Die Erfindung ist im nachfolgenden an Hand eines Blockschaltbildes in der Zeichnung näher erläutert.

Gemäß der Zeichnung erfordert ein zu regelnder Prozeß einen Eingang in der Form eines Impulses, dessen Dauer den Fortgang des Prozesses bestimmt, und er soll durch die Werte zweier Betriebsgrößen gesteuert werden, die dem Prozeß zugeordnet sind. Die Regelvorrichtung weist eine Diodenmatrix 77 auf, bestehend aus 16 Eingangsleitungen 11a bis Mp zusammen mit 16 Sätzen Eingangsleitungen 12a bis 12p, wobei jeder Satz Leitungen 12 aus sieben getrennten Leitungen besteht; die Leitungen werden durch einen Entschlüsseier 13 in einer noch zu beschreibenden Weise entsprechend dem Wert einer der Betriebsgrößen erregt. Ein anderer Entschlüsseier 14 dient entsprechend dem Wert der anderen Betriebsgröße in einer noch zu beschreibenden Weise dazu, einen der 16 Sätze Schalter 15a bis 15p einzuschalten, die den Leitungen 12a bis 12p jeweils zugeordnet sind, wobei die Schalter 15a bis 15p dazu dienen, einen der Sätze Leitungen 12a bis 12p mit einem Digitalkomparator 53 zu verbinden. Die Leitungen Il kreuzen jede der Leitungen 12, und zwischen den Leitungen bestehen Verbindungen über Dioden empirisch entsprechend dem zu regelnden Prozeß. Wenn also ein bestimmter Wert für jede der beiden Betriebsgrößen angenommen wird, wird eine der Leitungen 11 erregt, und einer der Sätze Schalter 15 verbindet einen der Sätze Leitungen 12 mit dem Komparator 53. In der Zeichnung stellen Punkte Diodenverbindungen dar. Wenn beispielsweise der Entschlüsseier 13 die Leitung 11a erregt und der Entschlüsseier 14 die Schalter 15a betätigt, empfängt der Komparator ein Signal 1001000, bei dem 1 eine Diodenverbindung und 0 keine Verbindung darstellen. Entsprechend ist dann, wenn die Leitung Ha immer noch erregt ist, aber der Schalter 15p eingeschaltet wird, das vom Komparator 53 empfangene Signal 1111111. Es versteht sich natürlich, daß zur Vereinfachnung nur vier der 16 Leitungen 11 und zwei der 16 Gruppen Leitungen 12 dargestellt worden sind.

Die Art und Weise wie die Leitungen 11 und 12 entsprechend den beiden Betriebsgrößen erregt werden, wird im einzelnen noch zu beschreiben sein, für den Moment wird jedoch angenommen, daß der Komparator 53 ein 7-Bit-Eingangssignal empfängt, daß den erforderlichen Ausgang des Systems darstellt.

Jedes zweckmäßige, zyklisch betätigbare Schaltsystem 45 kann verwendet werden, um einen Eingang zu liefern, der eine bistabile Schaltung 46 triggert, wenn ein

Ausgangsimpuls vom System entstehen soll. Die bistabile Schaltung 46 dient nach dem Triggern außerdem dazu, einen Eingang zu einer Torschaltung 47 zu liefern, die zudem einen Eingang von einem Impulsgenerator 48 empfängt, der mit bestimmter Frequenz arbeitet. In dem System ist ferner ein Zähler 49 enthalten, außerdem eine Torschaltung 51, diese Teile werden aber für den Augenblick außer acht gelassen und es wird angenommen, daß dann, wenn die Torschaltung 47 einen Eingang von der bistabilen Schaltung 46 empfängt, sie Impulse vom Generator 48 zu einem Zähler 52 weiterleitet. Der Zähler 52 ist mit dem Komparator 53 verbunden, der auch den Eingang von der Matrix 77 empfängt.

Mit dem Beginn eines Ausgangsinpulses fängt der Generator 48 an. Impulse an den Zähler 52 zu liefern (wobei der Zähler 49 immer noch außer acht gelassen wird). Wenn die Anzeige des Zählers 52 die gleiche wie die des Eingangs zum Komparator 53 ist, wird ein Ausgangsimpuls zu einem Zähler 54 geliefert, und gleichzeitig wird der Zähler 52 durch eine Rückstelleitung 21 zurückgestellt. Das wird wiederholt, bis der Zähler 54 eine bestimmte Anzahl von Eingangsimpulsen empfangen hat. Diese Anordnung ermöglicht die Prüfung des Eingangs zum Komparator 53 viele Male, so daß die Änderungen im Eingang berücksichtigt werden. Die Gesaim/.cii. die benötigt wird, bis der Zähler 54 eine bestimmte Zahl getriggert worJen ist, bestimmt die Länge des Ausgangsimpulses und hängt natürlich von dem mittleren Wert der Betriebsgrößen ab, die der Komparator 53 empfängt, und wenn die erforderliche Anzahl von Impulsen vom Zähler 54 empfangen worden sind, wird die bistabile Schaltung 46 getriggert, die den Ausgangsimpuls beendet. Der Zyklus wird dann wiederholt, wenn die bistabile Schaltung 46 das nächste Mal ausgelöst wird.

Die Aufgabe des Zählers 49 und der Torschaltung 51 besteht darin, eine feste Verzögerung einzuführen, ehe der Zähler 52 du.ch Impulse vom Generator 48 betätigt wird. Wenn die Torschaltung 47 leitet, muß der Zähler 49 eine bestimmte Anzahl von Impulsen erhalten, ehe er einen Eingang zur Torschaltung 51 gibt, und diese wird dann wirksam, um den Zähler 52 auf Grund der Verbindung mit dem Generator 48 zu füttern. Ein weiterer Ausgang vom Zähler 49 blockiert dann die Torschaltung 47. Der Zweck der Einführung einer solchen Verzögerung besteht darin, daß die Länge eines Ausgangsimpulses für ein bestimmtes Signal am Eingang zum Komparator 53 erhöht wird, wobei die Erhöhung unter der Annahme einer bestimmten Frequenz für den Generator 48 eine feste Zeit lang dauert. Selbst für ein Nullsignal am Eingang zum Komparator 53 entsteht also ein Ausgangsimpuls bestimmter Länge. Da in einer Anordnung in der Praxis fast immer eine Mindest-Impulslänge benötigt wird, ermöglicht das Vorsehen der Verzögerung die Verwendung der Matrix über einen kleineren Bereich von Impulszeiten, so daß die Auflösung der Matrix verbessert wird.

Bezugnehmend auf den Rest der Schaltung betätigen die beiden Betriebsgrößen, die verwendet werden, um die Länge des Ausgangsimpulses zu regeln, Wandler 22 und 23, die Wechselsignale mit einer Frequenz erzeugen, die vom Wert der Betriebsgröße abhängt, wobei die beiden Signale zu Torschaltungen 71 und 72 geleitet werden, die durch ein Signal von einer monostabilen Schaltung 24 für eine bestimmte Zeitdauer geöffnet werden, wobei die öffnung der monostabilen Schaltung 24 durch den Ausgang vom Komparator 53 über eine Leitung 25 gesteuert wird, so daß mit jedem Leiten eines Signals zum Zähler 54 durch den Komparator 53 die monostabile Schaltung 24 veranlaßt wird, eine bestimmte Zeitdauer lang in Wirkung zu treten. Wenn die Torschaltungen 71 und 72 geöffnet sind, werden die Wechselsignale zwei Zählern 73 bzw. 74 zugeleitet, von denen jeder gleichzeitig mit der monostabilen Schaltung 24 über Leitungen 26 und 27 zurückgestellt wird. Die Zähler 73 und 74 sind mit weiteren Zählern 75 bzw. 114 verbunden. Dabei ist eine solche Anordnung vorgesehen, daß jedesmal dann, wenn ein Zähler 73, 74 gefüllt ist, er ein Signal zum Zähler 75 bzw. 114 leitet. Da die Torschaltungen 71 und 72 eine bestimmte Zeitlang offengehalten werden, werden die Anzeigen, die an den Zählerpaaren 73, 75 und 74,114 entstehen, durch die Frequenzen der Signale bestimmt, die durch die Betriebsgrößen gesteuert werden, wobei die signifikantesten Zahlen dieser Anzeigen in den Zählern 75 bzw. 114 gespeichert werden, die durch die Entschlüsseier 13 und 14 wirksam werden, um Signale an die Leitungen 11 und 12 zu legen, wie das vorstehend beschrieben worden ist.

Um eine genauere Anzeige der erforderlichen Impulslänge zu erhalten, ist es ratsam, auf die an die Leitungen 11 und 12 angelegten Signale ein relativ kleines Signal zu legen, das sich in zyklischer Weise in seiner Größe ändert. Der Grund dafür besteht darin, daß der Eingang /ur Matrix 77 digital ist, so daß dann, wenn beispielsweise die Leitung 116 erregt wird, der tatsächliche Analogwert der Betriebsgröße derart sein kann, daß zwar die Leitung lli> erregt ist, die Leitung 11a aber unmittelbar vorder Erregung steht. Indem das kleine Signal auf den Eingang zur Matrix 77 gelegt wird, wird dieser Möglichkeit Rechnung getragen. Die Art und Weise, wie das erreicht wird, besteht darin, Zähler 86 und 87 zu verwenden, die den Zählern 73 und 74 zugehörig sind, wobei die Zähler 86 und 87 Digitabahlen von 1 bis 16 speichern. Diese Zahlen werden den Zahlen zugezählt, die in die Zähler 73 und 74 eingegeben werden, dann in die Zähler 75 bzw. 114, wenn die Torschaltungen 71 und 72 offen sind. Jedesmal, wenn der Komparator 53 einen Ausgang erzeugt und die Zähler 73 und 74 neu stellt, werden die Zähler 86 und 87 durch die Leitungen 31 und 32 um einen Schritt weitergeschaltet, um damit die Zahl zu erhöhen, die den Zählern 73 und 74 zugezählt werden muß. Die Zähler 86 und 87 sind quergekoppelt, und dabei ist eine solche Anordnung vorgesehen, die der Komparator 53 den Ausgang der Matrix 77 16 mal abtastet, so daß der Zähler 54 16 Eingänge braucht, ehe der bistabile Schaltkreis 46 getriggert wird.

Es versteht sich, daß die 16 Prüfungen sehr schnell vonstattengehen, und in der Beschreibung wird angenommen, daß sich weder der eine noch der andere Betriebswert während der kurzen Zeit ändert. Wenn sich die Betriebsgröße jedoch ändert, macht das auch nichts, weil die Anordnung immer noch einen mittleren Ausgang erzeugt, der genauer ist, als wenn die Zähler 86

f«> und 87 weggelassen werden. Es versteht sich jedoch, daß die Erfindung nicht auf den Fall beschränkt ist, bei dem die Betriebsgrößen, die an die Matrix 77 angelegt werden, variieren, und die Anzahl von Malen in jedem Zykijs, bei denen eine Änderung vonstattengeht, gleich

('S der Anzahl der Signale ist, die der Zähler 54 empfangen muß, ehe er die bistabile Schaltung 46 auslöst. Die Erfindung kann beispielsweise für eine Anordnung Anwendung finden, bei der keine Änderung in den

Signalen auftritt, die an die Matrix 77 angelegt werden, abgesehen von normalen Änderungen der Betriebsgrößen selbst. In diesem Fall kann die Anzahl der Zählungen, die vom Zahler 54 durchgeführt werden müssen, dem betreffenden Anwcndungsfall des Systems entsprechend bestimmt werden.

Ks ist vorstehend angenommen worden, daß der Generator 48 eine konstante Frequenz hat. Mitunter kann jedoch eine Einrichtung 35 vorgesehen sein, um die Frequenz des Generators 48 unter bestimmten Voraussetzungen entsprechend dem Wert einer dritten Betriebsgröße zu ändern. Unter diesen Voraussetzungen kann die Einrichtung 35 die Frequenz des Generator 48 so ändern, daß die Verzögerungszeit von einer Betätigung der Torschaltung 51 verlängert wird, wobei ein längerer Impuls für ein bestimmtes Eingangssignal zum Komparator 53 erhalten wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Prozeßsteuereini'ichtung für eine Betriebskenngröße in Abhängigkeit von mehreren anderen Betriebskenngrößen, bestehend aus Betriebskenngrößenwandlern und einem eine programmierte Matrix aufweisenden Speicher, der den umgewandelten Betriebskenngrößen entsprechende digitale Werte an einen Signalgeber für das Ausgangssignal liefert, dadurch gekennzeichnet, daß für die Matrix (77) eine einen Zähler (52) aufweisende Abfrageeinrichtung (52, 53) vorgesehen ist. die den Signalgeber (46) triggert und die vun einem Impulsgenerator (48) Abfragimpulse empfängt und daß eine von dem Ausgangssignal des Signalgebers (46) getriggerte und die Abfrageimpulse des Impulsgenerators (48) empfangende getriggerte Logik (47, 49, 51) das AusgangsMgnal des Signalgebers (46) um eine vorbestimmte Verzögerungszeit verlängert.

2. Prozeßsteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator (48) die Abfrageimpulse über eine Torschaltung (51) an die Abfrageeinrichtung (52,53) liefert und daß die Torschaltung (51) von der Logik (47, 49) nach einer vorbestimmten Anzahl von Abfrageimpulsen geöffnet wird und daß die Logik (47, 49) durch das Ausgangssignal des Signalgebers (46) eingeschaltet wird.