DE2624574C2 - Regeleinrichtung mit einem Regler und einem Stellantrieb mit mindestens zwei konstanten Stellgeschwindigkeiten - Google Patents

Regeleinrichtung mit einem Regler und einem Stellantrieb mit mindestens zwei konstanten Stellgeschwindigkeiten

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DE2624574C2
DE2624574C2 DE19762624574 DE2624574A DE2624574C2 DE 2624574 C2 DE2624574 C2 DE 2624574C2 DE 19762624574 DE19762624574 DE 19762624574 DE 2624574 A DE2624574 A DE 2624574A DE 2624574 C2 DE2624574 C2 DE 2624574C2
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controller
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DE19762624574
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Gerald Ing.(Grad.) 7517 Waldbronn Koschek
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B11/00—Automatic controllers
    • G05B11/01—Automatic controllers electric
    • G05B11/26—Automatic controllers electric in which the output signal is a pulse-train
    • G05B11/28—Automatic controllers electric in which the output signal is a pulse-train using pulse-height modulation; using pulse-width modulation
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/0205—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system
    • G05B13/024—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system in which a parameter or coefficient is automatically adjusted to optimise the performance

Description

Das Hauptpatent betrifft eine Regeleinrichtung mit einem Regler, einem Stellglied für mindestens zwei konstante Stellgeschwindigkeiten und einem Vergleichsglied, das bei Überschreiten von einstellbaren Grenzwerten die Umschaltung der Stellgeschwindigkeiten bewirkt, wobei der Regier ein stetig-ähnlicher Regler ist, mit impulslängenmoduliertem Ausgangssignal und nachgeschaltetem Vergleichsglied, in welchem das Reglerausgangssignal mit zweitproportionalen Grenzwerten verglichen wird und dessen Ausgangssignal eine Schalteinrichtung zur Umschaltung des Stellantriebs steuert.
Stetig-ähnliche Regler mit impulslängenmodulierten Ausgangssignalen, wie sie z. B. aus der DE-OS 23 18 696 bekannt sind, werden wegen der vielseitigen und günstigen Beschaltungsmöglichkeiten in Verbindung mit Stellantrieben konstanter Stellgeschwindigkeit in großem Umfang eingesetzt.
In vielen Anwendungsfällen sind die eigentlichen Stellmotore, die von derartigen Reglern angesteuert werden, über mechanische Übertragungsglieder mit dem Stellglied verbunden, wobei die Übertragungsglieder mit mechanischem Spiel (Lose, Hysterese) behaftet sind, welches sich bei der schrittweisen Stellbewegung besonders störend bemerkbar macht.
Als Beispiel sei die Regelung der Stopfenstellung in einer Stranggießanlage genannt, wo der den Ausfluß am Boden einer Gießpfanne regelnde Stopfen über ein Stopfengestänge mit dem Stellantrieb, vorzugsweise einem hydraulischen Stellmotor, verbunden ist.
Es ist die Aufgabe gestellt, die Regeleinrichtung nach dem Hauptpatent so weiterzubilden, daß der Einfluß des mechanischen Spiels auf die Stabilität der Regelung weitgehend ausgeschaltet wird.
Die Lösung dieser Aufgabe wird in einer Ausbildung der Regeleinrichtung nach der Lehre des Patentanspruchs gesehen. Durch die Impulsverlängerung läßt b5 sich der Einfluß der Lose der mechanischen Übertragungsglieder verringern, die beim Umschalten auftretende Hysterese im Bewegungsablauf läßt sich durch das kurzfristige Einschalten des Schnellgangs oder durch eine weitere Impulsverlängerung im langsamen Gang kompensieren.
Die im Hauptpatent angegebene Funktion der Regeleinrichtung, nämlich die automatische Umschaltung der Stellgeschwindigkeiten in Abhängigkeit von der Impulsdauer wird hierbei nicht beeinträchtigt.
Die Impulsverlängerung wird vorzugsweise nur der niederen Stellgeschwindigkeit zugeordnet, es ist jedoch möglich, im Bedarfsfall auch die Impulse für die höhere Stellgeschwindigkeit entsprechend zu verlängern.
Zur Erläuterung der Erfindung ist in der
F i g. 1 eine Regeleinrichtung mit spielbehafteten Übertragungsgliedern im Stellantrieb dargestellt
F i g. 2 zeigt ein Impulsdiagramm der erfindungsgemä3en Impulsverlängerung bzw. umschaltung der Stellgeschwindigkeiten.
Fig.l
Dem Regler R mit schaltendem Ausgang ist die auf übliche Weise gewonnene Regeldifferenz xD zugeführt, am Reglerausgang tritt eine Impulsfolge auf, deren Tast-Pausen-Verhältnis von der Größe der Regeldifferenz abhängt, bei großer Regelabweichung lange Impulse und kurze Pausen bei kleiner Regelabweichung kurze Impulse und lange Pausen. Auf den Regler R folgt ein Vergleichsglied VG, in welchem die Aasgangsimpulse des Reglers mit einem zeitproportionalen Grenzwert t] verglichen werden. Liegen die Impulslängen der Ausgangsimpulse unterhalb des Grenzwertes, wird über das Steuerwerk SW die niedere Geschwindigkeit vy\ des Stellmotors SM eingeschaltet, liegen sie darüber, wird die höhere Stellgeschwindigkeit vy2 eingeschaltet.
Der Stellmotor SM arbeitet über mechanischeÜbertragungsglieder MG auf das eigentliche Stellglied SG, beispielsweise den bereits genannten Stopfen im Füllgefäß einer Stranggießkokille. Die mechanische Lose der Übertragungsglieder ist durch ein Totzeitglted L, die Hysterese beim Umschalten durch ein Hystereseglied W symbolisiert.
Der Ausgang des Reglers R ist noch direkt mit einem anderen Eingang des Steuerwerks SW verbunden, in welchem schaltungstechnisch dafür gesorgt wird, daß jeder Regelimpuls um eine einstellbare Zeitdauer verlängert wird. 1st der Stellmotor SM beispielsweise ein hydraulischer Schrittmotor, der über Magnetventile aus- und einschaltbar ist, so kann die Impulsverlängerung durch eine einstellbare Abfallverzögerung der die Magnetventile betätigenden Relais erzielt werden.
Um die von der Schalthysterese der mechanischen Übertragungsglieder MG bedingte Ansprechverzögerung des Stellglieds SG bei Richtungsumkehr möglichst klein zu halten, ist weiter vorgesehen, daß das Steuerwerk SWbei Vorzeichenwechsel der Reglerausgangsimpulse für eine ebenfalls einstellbare Zeitdauer auf die hohe Stellgeschwindigkeit umschaltet.
In Fig.2 sind in einem Impulsdiagramm die soeben beschriebenen Verhältnisse dargestellt. Den auf der oberen Zeitkoordinate dargestellten Reglerausgangsimpulsen sind die entsprechenden Steuerimpulse, die das Steuerwerk 51V an den Stellmotor SM gibt, gegenübergestellt. Zur Vereinfachung der Darstellung ist angenommen, daß die Reglerausgangsimpulse kleiner sind als der Grenzwert fi, also mit der niederen Stellgeschwindigkeit vy\ gefahren wird. Man erkennt, daß die Reglerausgangsimpulse im Steuerwerk 5VKum eine, schraffiert gezeichnete, Zeitdauer verlängert werden, die etwa der durch die Lose L bedingten Totzeit
gp entspricht. Bei Vorzeichenumkehr der Reglerausgangs- % impulse, also beim Wechsel der Stellrichtung, wird zum schnellen Durchfahren der Hysterese die hohe Stellgeschwindigkeit Vyi eingeschaltet, wobei die Einschaltdauer entweder über die gesamte Impulsdauer oder über einen Teil der Impulsdauer vorgenommen wird. Die Impuls Verlängerung geschieht hier in diesem Beispiel in jedem Fall mit der niederen Stellgeschwindigkeit.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Regeleinrichtung mit einem Regler, einem Stellglied für mindestens zwei konstante Stellgeschwindigkeiten und einem Vergleichsglied, das beim Überschreiten von. einstellbaren Grenzwerten die Umschaltung der Stellgeschwindigkeiten bewirkt, wobei der Regler ein stetig-ähnlicher Regler ist, mit impulslängenmoduliertem Ausgangssignal und nachgeschaltetem Vergleichsglied, in welchem das Reglerausgangssignal mit zeitproportionalen Grenzwerten verglichen wird und dessen Ausgangssignal eine Schalteinrichtung zur Umschaltung des Stellantriebs steuert (gemäß Patent 24 29 956), dadurch gekennzeichnet, daß die Schalt- '5 einrichtung zur Umschaltung des Stellantriebs als Steuerwerk (SW) derart ausgebildet ist, daß jeder Ausgangsimpuls des Regler (R) um eine einstellbare Zeitdauer verlängert wird und bei Richtungsumkehr (Vorzeichenwechsel) der Ausgangssignale des Reglers (R) der Ausgangsimpuls um eine weitere, einstellbare Zeitdauer verlängert oder für mindestens einen Teil der Impulsdauer die höhere Stellgeschwindigkeit (vy2) eingeschaltet wird.
DE19762624574 1976-06-01 1976-06-01 Regeleinrichtung mit einem Regler und einem Stellantrieb mit mindestens zwei konstanten Stellgeschwindigkeiten Expired DE2624574C2 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2318696C3 (de) * 1973-04-13 1982-11-18 Klein, Schanzlin & Becker Ag, 6710 Frankenthal Regeleinrichtung für Regelstrecken mit Speichergliedern

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