DE2517488C2 - Pneumatischer regler - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen pneumatischen Regler mit einstellbarem Proportionalbereich und Sollwert, wobei der Sollwert mittels einer Skala angezeigt wird und bei einer Änderung des Proportionalbereichs eine Verschiebung erfährt, die durch Nachstellung kompensiert wird.

Pneumatische P-Regler einfacher Konstruktion sind meistens mit dem Nachteil behaftet, daß zwischen P-Bereicheinstellung und der Sollwerteinstellung keine eindeutige Zuordnung gegeben ist. Bei Änderung des P-Bereichs ändert sich auch der Sollwert bzw. Arbeitspunkt des Reglers. Bei einem nachträglichen Verstellen des P-Bereichs muß der Sollwert nachgeführt werden, d. h. der Regler muß neu kalibriert werden. Da im allgemeinen der geforderte P-Bereich nicht bekannt ist, da unterschiedliche Regelstrecken unterschiedliche P-Bereiche benötigen, kann eine Kalibrierung des Reglers nicht bereits im Werk durchgeführt werden, sondern muß für jeden Regler je nach gefordertem P-Bereich erst bei der Inbetriebnahme erfolgen. Hierzu muß der Regler an seinem Eingang mit einem Drucksignal beaufschlagt werden und es muß am Ausgang des Reglers der Ausgangsdruck gemessen werden. Durch Drehen an einer Sollwert-Einstellschraube bei vorgegebenem Drucksollwert und einem entsprechenden Druckistwert am Eingang kann sodann der Regler abgeglichen werden. Diese bekannte Kalibrierung ist ein aufwendiger und zeitraubender Vorgang.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen pneumatischen Regler der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die erforderliche Sollwert-Nachstellung in einfacher Weise bewerkstelligt werden kann. Die ίο Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der im Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung.

Mit dieser Ausbildung des Reglers ist es möglich, bei einer Änderung des Proportionalbereichs den Sollwert nachzuführen, ohne daß der Regler jeweils an eine spezielle Prüfvorrichtung zwecks Kalibrierung angeschlossen werden muß.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.

An Hand von in den Figuren der Zeichnung ίο dargestellten Ausführungsbeispielen soll der Aufbau des erfindungsgemäßen pneumatischen Reglers näher beschrieben werden. Es zeigt

Fig. 1 das Kennlinienfeld eines bekannten pneumatischen Reglers ohne Sollwertnachführung (mit festem Arbeitspunkt),

F i g. 2 das K^nnlinienfeld eines bekannten pneumatischen Reglers mit Sollwertnachführung (mit beweglichem Arbeitspunkt),

Fig.3 die der Sollwerteinstellung dienenden Teile eines bekannten Reglers,

Fig.4 die der Sollwerteinstellung und der Sollwertnachführung dienenden Teile eines erfindungsgemäßen Reglers,

Fi j. 5 einen Teilschnitt durch den erfindungsgemäßen Regler,

Fig.6 und 7 Teilansichten eines erfindungsgemäßen Reglers mit umkehrbarer W irkungsrichtung,

Fig.8 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Reglers,

F i g. 9 einen Schnitt durch einen Teil des erfindungsgemäßen Reglers gemäß F i g. 8,

Fig. 10, 11 und 12 Ansichten von weiteren Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Reglers.

Gemäß F i g. 1 ist das Kennlinienfeld eines bekannten pneumatischen Reglers mit zusätzlicher Kompensation in der Rückführung, beispielsweise durch eine Gegenfeder oder einen konstanten Druck, dargestellt. In diesem Kennlinienfeld ist der Ausgangsdruck pa über dem Eingangsdruck pt, jeweils gemessen in bar, für verschiedene Proportionalitätsfaktoren aufgetragen. Wie man diesen Kennlinienfeld entnehmen kann, bleibt der Arbeitspunxt A unabhängig von dem eingestellten Proportionalbe:reich erhalten, so daß keine Nachführung des Sollwertes notwendig ist.

Bei einem bekannten preiswerten einfachen Regler ohne Rückführung ergibt sich das in F i g. 2 dargestellte Kennlinienfeld. Wie man diesem Kennlinienfeld entnehmen kann, führt beispielsweise die Einstellung eines engeren Proportionalbereichs die Kennlinie k\ duich Drehung um den Schnittpunkt K in die Kennlinie k'? über. Hierbei ergibt sich ein Sollwert .S\. der gegenüber dem geforderten Sollwert S\ um ; „·η Betrag Δ W verschoben ist und um diesen Betrag nachgeführt werden muß. Unter der Voraussetzung von linearen Kennlinien kann dieser Betrag A W berechnet werden, wobei jedoch d.'e Durchführung dieser Berechnung bei Einstellung des Reglers im Feld sehr zeitaufwendig und deshalb für die Praxis ungeeignet ist.

Gemäß Fig.3 ist eine typische Ausführung der Sollwertskala eines bekannten Reglers mit Sollwertnachführung dargestellt. Durch Drehen der Sollwert-Einstellschraube 1 wird die Spannung einer nicht dargestellten angeschlossenen Sollwertfedcr geändert und damit der Sollwert nachgeführt. Zu diesem Zweck muß die von dem Einstellknopf 1 über eine entsprechende Zahnübersetzung angetriebene und mit einer Sollwertskala 3 versehene Sollwertscheibe 2 ausrasttar ausgeführt sein. Erst nach dem Nachführen des Sollwertes wird die Sollwertscheibe 2 so eingerastet, daß der eingestellte Sollwert mit einem festen Zeiger 4 übereinstimmt. Erst nach dieser Justierung kann dann der Sollwert gegebenenfalls nach der Sollwertskala verstellt werden. Wird der eingestellte Proportionalbereich verändert, so muß der Sollwert erneut nachgeführt wprden. Nach dieser Nachführung stimmt jedoch die Anzeige des Sollwertes nicht mehr, d. h. die Sollwertscheibe 2 muß erneut ausgerastet, auf den Zeiger 4 neu eingestellt und wieder eingerasie! werden. Bei jeder Nachführung muß der Regler an ein entsprechendes Drucksignal angeschlossen und es muß am Ausgang des jeweilig sich einstellende Drucksignal gemessen werden.

Gemäß den Fig.4 und 5 ist ein Teil eines erfindungsgemäßen pneumatischen Reglers mit Sollwertnachführung in Ansicht sowie in einem Schnitt dargestellt. Der erfindungsgemäße Regler unterscheidet sich von den bekannten Reglern dadurch, daß eine Hilfsskala S orstfest und konzentrisch zu der auf der drehbaren Sollwertscheibe 2 angeordneten Sollwertskala 3 angeordnet ist. Die Hilfsskala 5 weist eine Teilung in Prozenten des Proportionaibereichs auf. je nachdem ob der Regler im direkten oder reversen Betrieb sich befindet, ist die Sollwertskala 3 jeweils auf den durch den eingestellten Proportionalbereich gekennzeichneten Wert der Hilfsskala zwecks Nachführung des Reglers einzustellen. Diese Nachstellung erfolgt über den Sollwert-Einstellknopf 1, welcher die Sollwertschcibc 2 antreibt. Die Teilung der Hilfsskala 5 wird ermittelt, indem ein Regler aus einer ganzen Typenreihe einmal im Werk kalibriert wird. Kinc zusätzliche Nachjustierung im Feld entfällt. Im Feld wird lediglich der jeweilige Proportionalbereich und der entsprechende Sollwert eingestellt. Bei der Erfindung wird davon ausgegangen, daß der Nachführbetrag des Sollwertes bei einer Änderung des Proportionalbereichs sich immer als entsprechender prozentualer Anteil der Sollwertskala darstellt. Hierzu wird die in Prozenten unterteilte Hilfsskala 5 zweckmäßig so gegenüber der Sollwcrtskala 3 angeordnet, daß sie direkt iv.it dieser vergleichbar ist. Die Hilfsskala 5 kann näherungsweise berechnet oder exakt experimentell ermittelt werden. Die experimentelle Ermittlung bei allen Reglertypen mit Sollwcrtnachführung erfolgt hierbei wie nachstehend beschrieben:

Der Regler wird zunächst als direktwirkend eingestellt. Am Eingang des Istwertes wird ein dem Sollwert von beispielsweise 50% (0,6 bar) entsprechendes Drucksignal simuliert. Mittels des auf eine Sollwertfeder 9 ^₀ einwirkenden Sollwert-Einstellknopfes 1 wird nun der Regler auf seinen Arbcilspunki (Λ =S. F i g. 2) kalibriert, lh. die Sollwertfeder wird solange verstellt, bis am Ausgang des Reglers ein dem simulierten Istwert entsprechender mittlerer Ausgangsdruck (z. B. 0,b bar) (,₅ herrscht. Auf der Hilfsskala wird nunmehr ein Strich angebracht, der mit 50% der Sollwertskala übereinstimmt und für den eingestellten Proportionalbcreich

(z. B. 2,5%) gültig ist. Sodann wird der nächste Proportionalbereich am Regler eingestellt, der Sollwert nachgeführt und wieder der entsprechende Bezugspunkt auf der Hilfsskala vermerkt. Dieses Verfahren wird bei allen P-Bereichen der P-Bereichsskala sowohl bei Direkt- als auch bei Revers-Wirkung des Reglers durchgeführt.

Bei symmetrisch ausgeführten Reglern, bei denen eine Umkehr der Wirkung durch eint Umkehr in der Rückführung erfolgt, ergibt sich eine symmetrische Skala wie dies in F i g. 4 dargestellt ist.

Gemäß den F i g. 4 und 5 ist die Hilfsskala 5 auf einer mit dem Reglergehäuse 10 fest verbundenen Trägerplatte 6 angebracht. Die Trägerplatte 6 trägt gleichzeitig die Sollwertscheibe 2, die in diesem Falle nicht ausrastbar zu sein braucht, sondern nur mit einer Sicherungsscheibe oder Schraube 7 frei drehbar in bezug auf die Trägerplatte 6 gelagert ist. Das Einstellen der Sollwertscheibe 2 erfolgt nur einmal, wenn der Regler im Werk justiert wird. Diese Jusiage kann wie folgt durchgeführt werden:

Am Regler wird ein mittlerer Proportionalbereich (z.B. 30%) eingestellt und am Eingang 50⁰Ai Istwert simuliert, was dem geforderten Sollwert entspriciit. Dann wird der Regier auf den entsprechenden Sollwert einjustiert, d. h. der Ausgangsdruck mittels der .Sollwertfeder 9 auf 50% (z.B. 0,6 bar) eingestellt. In diesem Zustand wird die Sollwertscheibe 2 zur Sollwert-Einstellschraube 1 so eingelegt, daß die 50%Marke der Sollwertskala 3 mit dem entsprechenden P-Bereichstrich der Hilfsskala (z. B. 30%) übereinstimmt. Nunmehr ist die Sollwertskala 2 der Hilfsskala 5 und auch der an anderer Stelle des Reglers erfolgenden P-Bereichseinstellung eindeutig zugeordnet. Anschließend wird die Sollwertscheibe 2 mit der Schraube 7 gesichert.

Um eine Einstellung des Reglers bei Inbetriebnahme zu erleichtern, wird die Hilfsskala 5 vorteilhaft mit einem einschnappbaren Zeiger 8 ausgestattet. Bei der Inbetriebnahme des Reglers im Feld sind folgende Schritte durchzuführen:

Am Regler wird der geforderte P-Bcreich eingestellt und zwar nicht auf der Hilfsskala 5. sondern auf der eigentlichen nicht dargestellten P-Bereichsskala. Erst dann wird der Zeiger 8 auf den entsprechenden P-Bereich der Hilfsskala 5 eingeschnappt. Der Zeiger 8 dient jetzt als Bezugspunkt für die Einstellung des Sollwertes fi'r den entsprechenden P-Bereich. Ist beispielsweise der geforderte Sollwert mit 50% und der eingestellte P-Bereich mit 30°/» gegeben, so wird die Marke 50 der Sollwertskala 3 durch Drehen der Sollwertschcibe 2 mittels des Einstellknopfes 1 gegenüber der Marke 30 der Hilfsskala 5 eingestellt. Sodann ist der Regler betriebsbereit, ohne daß eine Vcsehiebung des Arbeitspunktes stattgefunden hm.

Gemäß F 1 g. b ist der Bedienungsteil eines Reglers dargestellt, bei dem die Umkehr von Direkt- aut Reversbetrieb durch Umschalten des Istwertes und des mechanischen Sollwertes erfolgt. Solche Regler weiser eil.κ. besondere Sollwcrtskala sowohl für den Direkt- al? auch für den Reversbeirieb aul. In diesem Fall ist die Hilfsskala in Form zweier Hillsskalcn 5./ und 5/ vorzusehen, wobei Jk beiden Hilfsskalen jewcil· konzentrisch zu einem Fei! des Umfangs der Sollwert scheibe 2 angeordnet sind. Die Teilung der bcidet Hilfsskalen 5,( und 56 muß hierbei nicht miteinande übereinstimmen.

Gemäß F i g. 7 kann bei symmetrisch ausgeführte!

Reglern die Teilung der Hilfsskala 5 für Direkt- und Reversbetrieb unter Umständen identisch sein.

Gemäß den F i g. 8 und 9 ist die Hilfsskala 5c direkt am oberen Rand des Einstellknopfes la angebracht, während die Sollwertskala .Ja auf einem auf das Gehäuse 7 der Einstelleinrichtung aufgeschnappten Ring 11 aufgebracht ist. Der Ring 11 mit der Sollwertskala 3a ist gegenüber dem Gehäuse 7 der Einstelleinrichtung drehbar gelagert. Hierdurch ist eine genaue Justage bzw. Nachjustage des Reglers auch bei streuenden Sollwertfederkonstanten möglich. Ein Zeiger Sa ist in eine mit einer Verzahnung versehene Vertiefung im Einstellknopf 1 a eingesetzt. Der Zeiger 8a wird entsprechend dem eingestellten P-Bereich eingesteckt.

Fig. 10 zeigt eine den Fig.8 und 9 konsiruktiv entsprechende Lösung, bei der der Ort der Anbringung der Hilfsskala 5 und der Sollwertskala 3 gegenüber dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel gerade vertauscht ist.

Gemäß Fig. 11 wird bei Reglern mit einer geraden Sollwertskala die Hilfsskala 5d parallel ?u der Sollwertskala 3d angeordnet. Nach der J.istage de Reglers wird eine Hilfsplatte 14 so auf dem Regle fixiert, daß ein Zeiger 12 mit dem am Regle eingestellten Proportionalbereich übereinstimmt (ζ. Ε 20% PB). Sodann wird die SoKwerlskala 3d auf de Hilfsplatte 14 so angebracht,/. B. aufgeklebt, daß der be der Justage eingestellte Sollwert mit einem Sollwertzci ger 13 übereinstimmt.

.Schließlich ist in Fig. 12 der gesamte Bedienungsbe

ίο reich eines Reglers gemäß der Erfindung dargestellt Der Proportionalbereich wird bei diesem Regler ir bekannter Weise durch die Verstellung eines Rückführ hebeis 16 mittels des zentral angeordneten Einstell knopfes 15 vorgegeben. Der eingestellte Proportional bereich des Reglers wird an der P-Bereichsskala 1/ angezeigt. Die Hilfsskala 5 ist am Rand des Einstell knopfes 15 angebracht, so daß sie mit der über die Sollwert-Einstellschraube 1 angetriebenen Sollwertskala 2 vergleichbar ist. Ein Hilfszeiger 8 kann an dei en !sprechenden Stelle der Hilfsskala 5 eingerastei werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Pneumatischer Regler mit einstellbarem Proportionalbereich und Sollwert, wobei der Sollwert mittels einer Skala angezeigt wird und bei einer Änderung des Proportionalbereichs eine Verschiebung erfährt, die durch Nachstellung kompensiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß benachbart zu der Sollwertskala (3) eine die in Abhängigkeit von dem geänderten Proportionalbereich erforderliche Sollwert-Nachstellung anzeigende Hilfsskala (5) angeordnet ist.

2. Pneumatischer Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollwertskala (3) auf einer drehbaren, mit einem Soüwert-Einstellknopf (1) in Antriebsverbindung bringbaren Scheibe (2) angeordnet ist und daß die Hilfsskala (5) die Scheibe (2) konzentrisch umgibt.

3. Pneumatischer Regler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine gerade Sollwertskala (3d) und eine dazu parallel angeordnete Hilfsskala (5d).

4. Pneumatischer Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sollwert-Einstellknopf (la^auf seiner !Frontseite mit einer kreisförmigen Hilfsskala (5c) versehen ist und daß die Sollwertskala (3a) auf einem den Einstellknopf (Ia^ konzentrisch umgebenden Ring (11) oder umgekehrt angeordnet ist.

5. Pneumatischer Regler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (11) verstellbarist.

6. Pneumatischer Regler nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, aaß der Einstellknopf (Ia^ einen mit der Sollwertskala (3a^ zusammenwirkenden Zeiger (%a) trägt.

7. Pneumatischer Regler nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine am Außenumfang der Scheibe (2) verschiebbare Zeigermarke (8).