DE2642396B2

DE2642396B2 - Regelschaltung mit Begrenzung

Info

Publication number: DE2642396B2
Application number: DE2642396A
Authority: DE
Inventors: Georg 8126 Hohenpeissenberg Mayr
Original assignee: LGZ Landis and Gyr Zug AG
Current assignee: Siemens Building Technologies AG
Priority date: 1976-08-25
Filing date: 1976-09-21
Publication date: 1978-08-31
Also published as: CH601847A5; DE2642396C3; DE2642396A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine bekannte Regelschaltung (DE-AS 13 00 323) mit Begrenzung der Regelgröße mit den im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angeführten Merkmalen.

Bekannte Regelschaltungen dieser Art (Prospekt NOVOGYR 1 der Firma Landis & Gyr, 1974) für die Raumtemperaturregelung mit Begrenzung der Zulufttemperatur weisen zwei mit Rückführungen mit P- oder Pl-Verhalten versehene Regler auf, deren Ausgänge über einen Auswahlkreis mit einer Ausgangsstufe verbunden sind, welche die entsprechenden Organe der zu regelnden Strecke steuert. Solche Regelschaltungen arbeiten entweder als Minimalbegrenzer, bei welchen ein vorbestimmter Wert der Regelgröße nicht unterschritten werden darf, oder als Maximalbegrenzer mit einer maximalen, nicht zu überschreitenden Grenze der Regelgröße. Der wesentliche Nachteil solcher Regelschaltungen liegt darin, daß die nicht aktive Rückführung bzw. der nicht aktive Regler beim Übergang vom Normalbetrieb auf den Begrenzerbetrieb und umgekehrt in die Sättigung übergeht, was zur Folge hat, daß bis zum Erreichen des Arbeitspunktes eine zu lange Zeit vergeht. Bei der Raumtemperaturregelung mit Begrenzung der Zulufttemperatur kann es demzufolge geschehen, daß die Zeit für die Zuluftregelung manchmal so lang ist, daß die Anlage durch Ansprechen eines Frostschutzschalters inzwischen blockiert wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannte Regelschaltung mit Begrenzung der Regelgröße so zu verbessern, daß die Sättigung des nicht aktiven Reglers verhindert wird. Hierdurch ist eine

raschere bzw. bessere Regelung möglich.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale gelöst.

Eine weitere Verbesserung ist im Patentanspruch 2 beansprucht. Danach kann die Regeleinrichtung von Minimalbegrenzung auf Maximalbegrenzung umgekehrt umgeschaltet werden, d. h., daß die Rückführparameter für den Haupt- und Begrenzungsregler entweder gänzlich oder teilweise voneinander unabhängig einstellbar sind. Das Entstehen eines Proportionalfehlers kann vermieden werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt

F i g. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer Regelschaltung mit getrennten Rückführungen,

Fig.2 dieselbe Schaltungsanordnung mit einer gemeinsamen Rückführung sowie

Fig.3 eine vereinfachte Schaltung, nur für Minimalbegrenzung.

Die Regelschaltung gemäß der F i g. 1 besteht aus einem Hauptregler 1 und aus einem Begrenzungsregler 2, die gleich beschaltet sind und je ein Summierglied 3 bzw. 4 für die Summierung der Regelgrößen Ai bzw. x& der Führungsgrößen w bzw. wg und der Störgrößen ζ bzw. zb aufweisen. Jeder Regler 1 und 2 weist weiterhin einen Verstärker 5 bzw. 6 und eine Rückführung 7 bzw. 8 auf, die zusammen jeweils ein P, PI oder PID-Verhalten ergeben. Jeder der Verstärker 5, 6 hat einen Ausgang mit einem Ausgangstransistor Ti bzw. Ti, dessen Emitter mit der Minus-Klemme eines nicht gezeigten Speisekreises und dessen offener Kollektor über einen Lastwiderstand R\ bzw. R2 mit der Plus-Klemme des Speisekreises verbunden ist. Die offenen Kollektoren der beiden Ausgangstransistoren 71, T₂ sind weiterhin über einen mit zwei Dioden D\ und Dj, mit einem weiteren Widerstand Ri und mit einem Transistor T₃ bestückten Auswahlkreis 9 mit einer Ausgangsstufe 10 verbunden, die über entsprechende nicht gezeigte Organe einen flinken Prozeß 1!, z. B. die Zulufttemperatur mit der begrenzten Regelgröße xb steuert. Der Ausgang des flinken Prozesses 11 ist einerseits über einen trägen Hauptregelprozeß 12, z. B. die Raumtemperatur, mit dem Summierglied 3 des Hauptreglers 1 und andererseits mit dem Summierglied 4 des Begrenzungsreglers 2 verbunden. Parallel zu den Dioden D\ und Di ist ein Schalter 13, z. B. in Form eines Kurzschlußsteckers, angeordnet, welcher das Umschalten der Anordnung von der Minimalbegrenzung auf die Maximalbegrenzung und umgekehrt ermöglicht. Der zwischen den Dioden Di, D₂ und der Minus-Klemme des Speisekreises liegende Widerstand R3 ist so dimensioniert, daß sein Widerstandswert ein Vielfaches der Widerstandswerte der beiden Lastwiderstände R\ und R₂ beträgt.

Die Schaltungsanordnung gemäß der F i g. 2 unterscheidet sich von jener der F i g. 1 lediglich durch eine für beide Regler 1 und 2 gemeinsame Rückführung 14, deren I-Verhalten, d. h. die Nachstellzeit T_n für beide Regler 1 und 2 gemeinsam und deren P-Bänder für jeden Regler 1 oder 2 separat und voneinander unabhängig mit Hilfe von Potentiometern /Ί und P₂ einstellbar sind.

Die mit den Lastwiderständen R\ und R₂ verbundenen offenen Kollektoren der beiden in die Verstärker 5 und 6 integrierten Ausgangstransistoren Ti und T₂ haben keine Verbindung mit anderen Komponenten innerhalb des entsprechenden Verstärkers 5 bzw. 6. Die

Ausgangsspannungen der Verstärker 5 und 6 hängen dabei lediglich vom Widerstandsverhältnis des Widerstandes )?i bzw. /?2 und jenem des Ausgangstransistors T\ bzw. 72 ab. Wird dieser Ausgangstransistor Ti bzw. Γ2 angesteuert, so bewegt sich die Ausgangsspannung seines Verstärkers 5 bzw. 6 in negativer Richtung. Wird er nicht angesteuert, so ist er hoohohmig und der Lastwiderstand R\ bzw. R2 zieht die Ausgangsspannung in die positive Richtung.

Aufgrund dieser Eigenschaft der verwendeten Verstärker 5 und 6 ist es möglich, die beiden Verstärkerausgänge sowie deren Lastwiderstände Ri und R2 mit Hilfe des Schalters 13 bei der Minimalbegrenzung parallel zu schalten. Wird nun bei dieser Betriebsart einer der Ausgangstransistoren Ti bzw. 7} angesteuert, so wird dieser niederohmiger als die Parallelschaltung der Lastwiderstände R\ und /?2 und die gemeinsame Ausgangsspannung wird negativ. Da nun jeder der Verstärker 5 bzw. 6 das Ausgangsspannungspotential in negativer Richtung beeinflussen kann, übernimmt immer derjenige Verstärker die Regelung, welcher gerade das negativere Ausgangsspannungspotential verlangt.

Bei der Maximalbegrenzung wird die positivere Ausgangsspannung bevorzugt. Dies wird durch die beiden Dioden D\ und O2 erreicht, wenn der Schalter 13 offen ist. Ist dabei die Ausgangsspannung z. B. des Verstärkers 5 negativer als diejenige des anderen Verstärkers 6, so liegt die Diode D\ in Sperrichtung und der Verstärker 5 hat keinen Einfluß auf die Spannung, die der Ausgangsstufe 10 über den Transistor 7"j zugeführt wird. Der andere Verstärker 6 mit einer höheren Ausgangsspannung übernimmt in diesem Fall die Steuerung.

Der im Auswahlkreis 9 verwendete pnp-Transistor 73 dient als Impedanzwandler, um die Widerstandskombination Ri, /?2 und y?3 nur unwesentlich zu belasten und die Ausgangsimpedanz klein zu halten. Er kompensiert gleichzeitig die ca. 0,7 V betragende Durchlaßspannung der Dioden D\ und D₂, so daß die der Ausgangsstufe 10 zugeführte Spannung der Ausgangsspannung des Verstärkers 5 bzw. 6 entspricht.

Durch die beschriebene Regelschaltung mit wählbarer Minimal- und Maximalbegrenzung der Regelgröße wird eine nachteilige Sättigung des momentan nicht aktiven Reglers beseitigt. Die Rückführparameter sind entweder vollständig oder teilweise voneinander unabhängig und optimal einstellbar.

In der Fig.3 ist eine Schaltungsanordnung lediglich für die Funktion der Minimalbegrenzung dargestellt. Diese Schaltungsanordnung, bei welcher die gleichen Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, unterscheidet sich von den Schaltungsanordnungen gemäß Fig. 1 und 2 durch das Weglassen des Auswahlkreises 9. Sie hat den Vorteil, daß gleiche Standardregler, welche auch als Einzelregler eingesetzt werden, zusammengeschaltet werden können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Regelschaltung mit Begrenzung der Regelgröße, bestehend aus einem Hauptregler, aus einem Begrenzungsregler, und aus einem Speisekreis dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptregler (1) und der Begrenzungsregler (2) gleich beschaltet sind und daß ihre Verstärker (5, 6) je einen Ausgangstransistor (T\ bzw. T₂) aufweisen, dessen offener Kollektor einerseits über einen Lastwiderstand (R\ bzw. R₂) an den Speisekreis und andererseits an eine Ausgangsstufe (10) angeschaltet ist, wobei der Hauptregler (1) sowie der Begrenzungsregler (2) entweder getrennte Rückführungen (7, 8) aufweisen oder für beide Regler (I₁ 2) eine gemeinsame Rückführung (14) vorgesehen ist, deren P-Bänder für jeden Regler (1, 2) voneinander unabhängig einstellbar sind.

2. Regelschaltung nach Anspruch 1 mit einem der Ausgangsstufe vorgeschalteten Auswahlkreis zum Umschalten von der Minimalbegrenzung auf die Maximalbegrenzung der Regelgröße, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswahlkreis (9) aus zwei mit den offenen Kollektoren der Ausgangstransistoren (T\, T₂) anodenseitig verbundenden Dioden (D\, D₂) besteht, deren Kathoden einerseits über einen Transisitor (Ts) mit der Ausgangsstufe (10) und andererseits mit einem Widerstand (R3) verbunden sind, dessen Widerstandswert ein Vielfaches der Widerstandswerte der Lastwiderstände (R\, R₂) beträgt, wobei ein bei der Maximalbegrenzung offener Schalter (13) den Dioden (D\, D₂) parallel geschaltet ist.

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