DE3004821C2 - Einrichtung zum Steuern der Aufladung von Wärmespeicher-Heizgeräten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Steuern der Aufladung von Wärmespeicher-Heizgeräten, insbesondere solchen mit elektrischem Strom als Energieträger, mit Wärmeenergie in Billigzeitperioden, mit einem elektrischen Steuergerät, das in bestimmten Zeitabschnitten ein von der Außentemperatur und der Zeit abhängiges Hauptsteuersignal erzeugt, einer Umschaltanordnung zur zeitabhängigen (Tag- und Nachtbetrieb) Umschaltung des Steuergeräts auf unterschiedliche Betriebsparameter und mit einem Laderegler, der ein den Zutritt des Energieträgers zum Wärmespeicher freigebendes Stellglied aufgrund eines Vergleichs des Hauptsteuersignals mit einem der im Wärmespeicher von der vorangegangenen Lade-Entladeoeriode verbliebenen Restwärme entsprechenden elektrischen Signal betätigt. Zu Wärmespeicher-Heizgeräten gehören beispielsweise Wärmespeicher- Räumheizöfen, Zentralspeicher, Flächenspeicherheizungen od. dgl.

Aus der DE-AS 15 54 735 ist eine Einrichtung zur zeit-, witterungs- und restwärmeabhängigen selbsttätigen Aufladung mehrerer Speicherofen bekannt die individuell derart gesteuert werden, daß die Aufladung dem unterschiedlichen Wärmebedarf der Speicherofen

ίο angepaßt und im wesentlichen am Ende der Billigzeitperiode (Nachtladeperiode) beendet wird. Die Steuerung der Aufladung erfolgt dabei unter besonders geringem Energiebedarf rein elektrisch und kontinuierlich, wobei eine praktisch unbegrenzte Anzahl von Ladereglern an das Steuergerät anschaltbar ist"Durch eine Serienanordnung von die Außentemperatur und die Zeit darstellenden variablen Widerständen in einer Meßschaltung konnte bereits gemäß diesem Stand der Technik eine im wesentlichen lineare Abhängigkeit des im Steuergerät eingestellten Hauptsteuersignals von den Steuergrößen, nämlich der AuEkitlufttemperatur und der Zeit erreicht werden.

Diese lineare Berücksichtigung der Außenlufttemperatur und der Zeit war bei den bisher bekannten Einrichtungen der eingangs angegebenen Art jedoch nur wählend der Hauptladeperiode, also des Nachts, realisierbar. Über die restliche Zeit des Tages, d. h. vor Beginn der Nachtladeperiode und nach deren Beendigung durch Umschaltung auf Entlade- bzw. Tagbetrieb war der Zeiteinfluß regelmäßig ausgeschaltet, und eine eventuelle Nachladung erfolgte nach Maßgabe eines Vergleichs zwischen einem vom Steuergerät gebildeten, außentemperaturabhängigen Signal mit einem von der Restwärme im Wärmespeicher abhängigen Signal.

Die Elektrizitäts-Versorgirngsunternehmen, im foK genden EVU genannt, stellen aber je nach Auslastung ihrer Netze vergleichsweise kurze Nachladeperioden außerhalb der Nachtladeperiode zur Verfugung. Bei allein außentemperaturabhängiger Steuerung schäften herkömmliche Einrichtungen in diesen Nachladeperioden in der Regel automatisch auf Ladebetrieb um, da der Vergleich des allein außenlufttemperaturabhängigen Ausgangssignals des zentralen Steuergeräts mit dem restwärmeabhängigen Signal wegen der vorausgegangenen teilweisen Entladung des zugehörigen Wärmespeicher-Heizgeräts in der Regel einen Ladebedarf ergibt. Infolgedessen können die Netze bei Freigabe vor allem kurz vor Beginn der Nachtladeperiode sprunghaft und teilweise übermäßig belastet werden, da besonders viele Verbraucher über die Steuerungsautomatik unmittelbar bei Freigabe durch das EVU zugeschaltet werden.

Aus der DE-OS 23 06 070 ist eine Steuereinrichtung für die Aufheizung von Speicherheizgeräten bekannt,

5'. bei der die Steuerleistung in Abhängigkeit van bestimmten Einflußgrößen, nämlich der Außentemperatur und der Zeit, geregelt wird. Ein die Kerntemperatur des Wärmespeichers messender Temperaturfühler wird durch die Heizleisur.g eines Heizwiderstands gestört.

Über den Heb.widerstand werden die anderen Einflußgrößen, insbesondere die Außentemperatur, berücksichtigt. Ein Zeiteinfluß wird auch während des Tagbetriebs über ein Potentiometer eingegeben und soll dazu führen, die Speicherkapazität des Speicherkerns zu verringern und bei seLr niedrigen Außentemperaturen eine dosierte Nachheizung außerhalb der Niedrigtarifzeit automatisch vorzunehmen. Wegen der Verwendung der Leistung (U¹IR) als Regelgröße ist jedoch

sowohl die Anpassung an übliche Anschlußwerte als auch die Einstellung besonderer Betriebskennlinien nur schwer und mit hohem Montage- und Einstellaufwand möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Einrichtung derart zu verbessern, daß sie unter Einbeziehung der Zeit als Steuergröße auch außerhalb der. Nachtladeperiode in einer Nachladeperiode (während des Tages) eine besonders wirtschaftliche und kostengünstige Ausnutzung der Billigzeittarife zur Deckung des Energiebedarfs von Wärmespeicher-Heizgeräten ermöglicht und mit extrem geringem Montage- und Einstellaufwand an alle üblichen Anschlußwerte und besondere Betriebskennlinien angepaßt werden kann.

Ausgehend von der eingangs angegebenen Einrichtung, besteht die Lösung dieser Aufgabe darin, daß die Umschaltanordnung über eine digitale Logikschaltung gesteuert ist, daß der Umschaltanordnung mehrere analog arbeitende Rechenstufen nachgeschaltet sind, von denen eine erste Rechenstufe ein von der Außentemperatur abhängiges erstes Steuersignal, eine zweite Rechenstufe ein in der Tagladeperiode zeitabhängig geändertes Führungssignal für das erste Steuersignal und eine dritte Rechenstufe in der Nachtladeperiode ein vorzugsweise linear mit der Zeit veränderbares zweites Steuersignal erzeugen, und daß den ersten und dritten Rechenstufen eine Summierstufe, welche die Summe aus den ersten und zweiten Steuersignalen von einem voreingestellten Korrektursignal subtrahiert, nachgeschaltet ist und die ausgangsseitig mit einem Eingang des die Restwärme berücksichtigenden, dem Laderegler zugeordneten Vergleichers gekoppelt ist.

Bei der Erfindung wird mit Hilfe des von der zweiten Rechenstufe gebildeten Führungssignals auch während des Tagbetriebs das erste Steuersignal vorzugsweise linear zeitabhängig derart verringert, daß die zu allen möglichen Außentemperaturen gehörigen ersten Steuersignale am Ende der Regelperiode, beispielsweise kurz vor Beginn der Nachtladeperiode, in einem Wert zusammenlaufen. Dies hat mehrere Vorteile. Einerseits kann dadurch die Energiebilanz der Heizanlage dem speziellen Bedarf in optimaler Weise angepaßt werden, indem verhindert wird, daß die freigegebene Nachladezeit kurz vor Beginn der kostengünstigeren Nachtladeperiode über den Bedarf hinaus in Anspruch genommen wird, und andererseits wird der Forderung der EVUs auf anlageninterne Begrenzung von Nachladezeiten entsprochen. Die Möglichkeit der linearen Berücksichtigung der Zeit als Steuergröße ist bei der Erfindung dadurch gegeben, daß das zeitabhängige Signal der zweiten Rechenstufe als Führungsgröße in Art eines Multiplikators für das von der Außentemperatur abhängige erste Steuersignal wirkt.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Steuereinrichtungen, bei denen in der Regel die außentemperaturabhängigen und zeitabhängigen Steuergrößen in einer gemeinsamen Meßschaltung gebildet und vereinigt wurden, ermöglicht die erfindungsgemäße Einrichtung die unabhängige Bildut.? der beiden zeitabhängigen Steuergrößen für den Tagbetrieb (Nachladeperiode) und den Nachtbetrieb (Hauptladeperiode). Dies ist vor allem deswegen zweckmäßig, da die Zeitcharakteristiken bzw. die Zeiteinflüsse auf das Hauptsteuersignai im Nachtbetrieb und Tagbetrieb gegenläufig sind. M. a. W. im Nachtbetrieb muß der Zeiteinfluß zum Ende der Nachtladeperiode verstärkt werden, damit die notwendige Aufladung des Wärniespeichers unmittelbar vor Beendigung der Nachtladeperiode gewährleistet ist, während der Zeiteinfluß im Tagbetrieb dahin geht, daß mit zunehmender Annäherung an das Ende des Tagbetriebs und damit an den Beginn des Nachtbetriebs ein vorzugsweise linear verringerter Wärmebedarf simuliert wird. Die Verarbeitung der Zeitveränderlichen in getrennten Rechenstufen hat überdies den Vorteil, daß eine unabhängige Parametereingabe möglich und damit die Einstellung der Einrichtung auf die vorgesehene Betriebscharakteristik erleichtert wird.

Eine lineare Verarbeitung der veränderbaren Steuergrößen ist bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung dadurch möglich, daß jede Rechenstufe eine brückenartige Vergleichsschaltung mit zwei, an einer Gleichspannung parallelliegenden Brückenzweigen und eine der symmetrischen Parameter- bzv/. Faktoreingabe in die Vergleichsschaltung dienende Stromeinprägeschaltung aufweist, dall die Stromeinprägeschaltung in symmetrischer Anordnung derart mit jeweils einem ersten Arm der beiden Brückenzweige gekoppelt ist, daß den beiden Brückenzweigen untereinander im wesentlichen gleiche Konstantströme eingeprägt werden, und daß die Meßwert- und/oder Veigleichswerteingabe in jeden Brickenzweig über einen zweiten Arm erfolgt. Die Differenz der Potentiale an den beiden Brückenabgriffen ist aufgrund der in beiden Brückenzweigen fließenden übereinstimmenden Konstantströme linear abhängig zu Änderungen in den jeweils zweiten Brückenarmen.

In Weiterbildung der Erfindung ist dabei vorgesehen, daß die Stromeinprägeschaltung zwei identische Operationsverstärker mit auf demselben Potential gehaltenen Steuereingängen, an verschiedene Brückenzweige angeschalteten Rückkopplungseingängen und mit den Steuerelektroden von in den Brückenzweigen liegenden Stcücrirarisisioren verbundenen Ausgängen aufweist, wobei die Anordnung so getroffen ist. daß der in beiden Brückenzweigen fließende Konstantstrom linear abhängig vom Potpnt'.ui an den Steuereingängen der Operationsverstärker ist.

Eine besonders einfache Eingabe des Führungssignals oder anderer Betriebsparameter ist in Weiterbildung der Erfindung dadurch gewährleistet, daß die Steuereingänge der Stromeinprägeschaltung mit dem Ausgang einer Potentialeinstellschaltung verbunden sind, die so ausgebildet ist, daß sie das Ausgangspotential in Abhängigkeit von wenigstens einem veränderbaren Eingangsparameter mit Bezug z.f einen Pol der Betriebsspannung einstellt.

Da die Betriebsspannung für alle Rechenstufen die gleiche ist und die Vergleichspotentiaie ebenso wie die Konstantströme auf die gemeinsame Betriebsspannung bezogen sind, kann die Anpassung der Anschlußwerte über eine einzige Hauptabgleichsschaltung vorgenommen werden.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert In der Zeichnung zeigt

F i g. I ein Schaubild zur Erläuterung der Funktionsweise der Einrichtung, wobei das Hauptsteuersignal U_A bei unterschiedlichen Außentemperaturen im Verlauf eines Tages (24 Stunden) über die Zeit aufgetragen ist,

Fig.2 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des grundsätzlichen Aufbaus eines Ausführungsbeispiels des Steuergeräts,

Fi g. 3A und 3B ein teilweise vereinfachtes Schaltbild des Steuergeräts, das gegenüber dem als Blockschaltbild

in F ig. 1 dargestellten Steuergeräi baulich etwas abgewandelt ist. jedoch das grundsätzlich gleiche Funktionsverhalten hat und das Hauptsteuersignal U,\ entsprechend der in F i g. 1 dargestellten Kennlinienschar erzeugt.

Das in F i g. I dargestellte Schaubild zeigt verschiedene Verlaufe des Hauptsteuersignals U\ in Prozent der Änderung zwischen den angegebenen Spannungswerten in Abhängigkeit von der Außentemperatur AT (Prozent) als Funktion der Zeit. Bei der Zeitangabe handelt es sich um einen geräteinternen Zeilverlauf in Stunden, dessen Nullpunkt bei Beginn der Nachtladezeit, also demjenigen Zeitpunkt liegt, der für die Steuerung der Aufladung von Wärmespeicher-Raumheizöfen vim elementarer Bedeutung ist. Im folgenden wird daher auf die interne und im Schaubild gemäß Fig.l angegebene Zeit t in Bezug genommen.

Zum Zeitpunkt / = 0, d. h. zu Beginn der im Schaubild mit i\ +1; bezeichneten Nachtladezeit, beginnt die Erzeugung einer wirksamen Hauptsteuerspannung U.\ bei einer Außentemperatur von 100%, das ist der tiefste, von dem Regelverhalten des Steuergeräts zu berücksichtigende A T- Wert. So wird bei dem Ausführungsbeispiel ein variables Regelverhalten des Steuergeräts zwischen den Außentemperaturgrenzen von + 20^cC = 0% bis -20⁰C= 100% vorgesehen.

Die Kennlinie für AT= 100% fällt linear mit der Zeit von 0 bis 8 Stunden ab, was einer entsprechend linearen Zunahme der Hauptsteuerspannung U* von 0 auf 100% entspricht. Bei Erreichen der höchsten (am stärksten positive-«) Steuerspannung U\= 100% wird die^zeitveränderbare Komponente abgeschaltet und die Kurve allein in Abhängigkeit von der Außentemperatur bis zu Beginn der Tagladcperiode weitergeführt. Bei Beginn der Tagladeperiode — in F i g. 1 mit /i bezeichnet — wird die Flaupisteuerspannung U.\ in entgegengesetzter Richtung in Abhängigkeit von der Außentemperatur A T und der Zeit geändert und erreicht am Ende der Tagladeperiode, d. h. am Ende von I₁. den der Ausgangsspannung Lm = 0% zu Beginn der Nachtladezeit entsprechenden Wert. Bei diesem Wert der Hauptsteuerspannung IA =0% ist eine Nachladung ausgeschlossen, da die auf die Restwärme bezogene Vergleichsspannung im Laderegler den Wert von LZ₁ = 0% nicht unterschreiten kann.

Die anderen Außentemperaturen zugeordneten Kurven, so z. B. die Kurve entsprechend AT-50%, führen zu einer zeitverzögerien Erzeugung des Hauptsteuersignals U.\. sind im Nachtladezeitraum (u und f;) bei gleicher Zeitsteigung parallel geführt und werden im Tagladezeitraum t_s in Abhängigkeit von der Zeit so geändert, daß sie alle am Ende des Tagladezeitraums t· in einem Punkt bei der Hauptsteuerspannung Ux = O⁰Zo zusammenlaufen.

Die Abschaltung des Zeiteinflusses im Bereich f=8 bis 10 Stunden dient dem Zweck, eine Aufladung des Wärmespeichers über den in der nachfolgenden Entladeperiode anfallenden Energiebedarf hinaus zu verhindern. Insbesondere wird eine Überladung bei einer Außentemperatur von 100% zuverlässig vermieden.

Die Steilheiten der Kurven, die Endpunkte von h und t} und die den Ausgangspunkten der Kurven in den einzelnen Abschnitten zugeordneten Hauptsteuerspannungen Ua können durch Verstellung entsprechender Potentiometer PX... PS in dem nachfolgend anhand der F i g. 2 und 3 beschriebenen Steuergerät eingestellt werden.

Der anhand von Fig.l erläuterte Verlauf der Hauptsteuerspannung U,\-f(AT, i,Mäßt sich mathematisch wie folgt ausdrucken:

1. Nachtladung (NL):

5t =

ATA-ATE '

(1-1)

(1.2)

Hierin bedeuten:

AT = Außentemperatur,

t = Istwertzeit mit 0 ^ / S /,,

£. = voreingestellte AuBentemperatursteilheit.

S₂ = voreingestellte Zeitsteilheit,

ATA = A £ Anfang,

ATE = AT-Ende,

Uic = Konstantspannung.

2. Tagladung (7L):

Ua,π..

(2.1)
(2.2)

mit (/,

Die Fig. 2 zeigt in vereinfachter Prinzipdarstellung ein Ausführungsbeispiel des zentralen Steuergeräts, mit dem der angestrebte Verlauf des Hauptsteuersignals

CM=/ \r\ i. ι/ tiuapi %-viit-tiv* ι ι g. ί ιν3!ι5!£«\ \»*»rGSii

kann.

Gemäß Fig.2 weist das zentrale Steuergerät eingangsseitig eine digitale Logikschaltung 1 mit ODER-Verknüpfungen 11 und 12 sowie lnvertern 13 und 14 auf, deren Eingänge /ι, i> und /j mit digitalen und auf die Gerätemasse k bezogenen Eingangssignalen beaufschlagt werden.

Die digitale Logikschaltung 1 steuert eine durch den strichpunktierten Block 2 dargestellte Umschaltanordnung, die im beschriebenen Ausführungsbeispiel aus den Umschaltern USl, US2und US3besteht.

Der Umschaltanordnung 2 sind drei analog arbeitende, durch die strichpunktierten Blöcke 3, 4, 5 dargestellte Rechenstufen nachgeschaltet, deren Ausgänge mit Eingängen einer Summierstufe 6 verbunden sind. Mit dem Umschalter US3 ist außerdem ein Konstantspannungsgeber 7 verbunden, der in den Nachtlade- und Tagladeperioden die Kostantspannung Uk entsprechend den obigen Gleichungen (1.1) bzw. (2.1) an die Summierstufe 6 anlegt.

Zur Erleichterung der Übersicht sind in Fig.2 die Signalflußrichtungen von digitalen Signalen mit oftenen und von analogen Signalen mit geschlossenen Pfeilen dargestellt

Die digitale Logikschaltung 1 sorgt im Zusammenwirken mit der Umschaltanordnung 2 für die Umschaltung der drei Rechenstufen 3 bis 5 auf die unterschiedlichen Funkiionsabschnitte .'u k und /₃ (mit oder ohne Zeitverhalten). Die drei Eingangsklemmen i,, A und /Ί können jeweils entweder automatisch durch ein in der

Zeichnung nicht dargestelltes Zeitglied oder durch Sonderbeschaltung mit den Signalen H und 0 beaufschlagt werden, wobei das Signal 0 das Bezugspotential am Anschluß in ist. In Normalfunktion ist die Eingangsklemme i) im Nachtladebetrieb mit H und im Tagladebetrieb über eine im Zeitglied gebildete Brücke mit 0 beaufscNagt. Das dem Nachtladebetrieb zugeordnete Signal H wird direkt an den Umschalter LAS 1, über die ODER-Verknüpfung 11 an den Umschalter US2 und über den Inverter 13 und die ODER-Verknüpfung 12 an den Umschalter LAS3 angelegt. Der Umschalter US I setzt die erste Rechenstufe 3 — dort Block 31 — auf NL-Betrieb. Im Block 31 der ersten Rechenstufe 3 wird ein erstes Steuersignal Uat~ f(AT)= S\ (ATA -AT) entwickelt. Die Differenz (ATA- AT) wird im Block 32 gebildet, dem der Istwert der Außentemperatur AT und der voreingestellte Wert ATA zugeführt werden. In einem Block 33 wird die Ajßentemperatursteilheit Si entsprechend der Gleichung (1.2) gebildet. Das Ausgangssignal Uat ist das Produktsignal aus der Temperaturdifferenz und der Steilheit S\.

Die zweite Rechenstufe 4 bildet in einem Block 41 ein Führungssignal Si, das in einem Multiplizierglied 42 mit dem von der ersten Rechenstufe 3 gebildeten Steuersignal Uat kombiniert wird. Im Nachtbetrieb ist das Führungssignal S₃= 1, so daß das erste Steuersignal Uat ungeändert zum Eingang der Summierstufe 6 übertragen wird.

Im NL-Betrieb erzeugt die dritte Rechenstufe 5 das zweite Steuersignal Uz=SiI. Die zeitveränderliche Größe wird in der Regel mit Hilfe eines vom Zeitglied variierten elektrischen Widerstandes — Block 51 — eingegeben und im Block 52 mit der im Block 53 ebenfalls elektrisch vorgegebenen Zeitsteilheit multipliziert. In der durch das digitale Signal des Umschalters US3 gesteuerten Ausgangseinheit 57 wird das zweite Steuersignal Uz gebildet, das von einem Anfangswert Uz=Q bis zu einem Endwert von beispielsweise 0.75 V linear mit der Zeit geändert wird.

In der Summierstufe 6 wird das Hauptsteuersignal Ua gebildet, das im NL-Betrieb die in der Gleichung (1.1) angegebene Bedingung erfüllt.

Im Tagladebetrieb ist die Eingangsklemme /3 über das Zeitglied mit der Gerätemasse *> verbunden. Der Umschalter LASl schaltet die erste Rechenstufe 3 auf den für die Tagladung voreingestellten A ΓΕ-Wert um. Über LAS2 wird die zweite Rechenstufe 4 so umgeschaltet, daß eine vom Zeitglied gesteuerte Zeitvariable vom Block 43 bei der Bildung des Steilheitsignals Sj berücksichtigt wird. Dem Block 41 wird dabei mit Hilfe eines Potentiometers oder veränderbaren Widerstandes PA ein Vorgabesignal eingegeben, das für das Ende der Tagladeperiode f₃ bestimmend ist. bei dem die Kennlinienschar für alle Außentemperaturen zusammenläuft. Das in der zweiten Rechenstufe 4 gebildete Führungssignal S₃ wird daher von einem Anfangswert 1 bis zu einem Endwert 0 linear mit der Zeit variiert und entsprechend der Gleichung (2.1) als Führungssignal mit dem in der ersten Rechenstufe gebildeten Signal L/Armultipliziert. Das am Ausgang der Multipliziereinheit 42 anliegende und der Summierstufe 6 zugeführte Signal S₃ LA, rändert sich also linear mit der Zeit zwischen den Grenzwerten Unrund 0.

Während des TL-Betriebs wird die dritte Rechenstufe 5 über LAS3 ausgeschaltet, so daß der Wert von LAz am Eingang der Summierstufe 6 gleich 0 ist. Es ergibt sich am Ausgang Z₃ der Summierstufe 6 als Hauptsteuersignal Ua die Differenz aus der im Block 7 gebildeten Konstantspannung Uk 2 und dem durch die Führungsgröße S₃ variierten ersten Steuersignal LA47·, vgl. Gleichung (2.1).

Durch Verbindung der Eingangsklemme h mit der Gerätemasse /b kann der Benutzer das zentrale Steuergerät gemäß Fig.2 so beeinflussen, daß das Zeitverhalten sowohl im NL-Betrieb als auch im TL-Betrieb über die Umschalter L/S3 bzw. US2 ausgeschaltet wird.

Eine Ausschaltung des Zeitverhaltens läßt sich auch dadurch erreichen, daß die im Normalbetrieb zwischen den Anschlüssen /0 und /Ί vorgesehene Brücke unterbrochen wird.

Der ODER-Verknüpfung 12 in der digitalen Logikschaltung 1 kann bei Grenzwertüberschreitung der den Zeiteinfluß im NL-Betrieb darstellenden zweiten Steuerspannung Uz ein Ausschaltsignal E zugeführt werden, das den Umschalter 3 so betätigt, daß das der Summierstufe 6 zugeführte Signal LA/zu0 wird. Dadurch wird eine Überladung des Wärmespeichers am Ende des N L-Betriebs zuverlässig vermieden.

F i g. 3, die in zwei Schaltungsabschnitten gemäß den F i g. 3A und 3B dargestellt ist, zeigt ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels des Steuergeräts, das funktionell dem in F i g. 2 in Prinzipdarstellung gezeigten Steuergerät entspricht. Schaltungsmäßig ist das Ausführungsbeispiel gemäß Fig.3 gegenüber demjenigen gemäß F i g. 2 geringfügig abgewandelt, und zwar insbesondere in bezug auf die Zuordnung der ersten und zweiten Rechenstufen 3 und 4. Während in der Prinzipdarstellung gemäß Fig. 2 das erste Steuersignal Uat mit der Führungsgrößc Sj multipliziert wird, erfolgt die Eingabe der Führungsgröße Si bei der Schaltung gemäß Fig.3 als Parameter vor bzw. bei der Bildung des Steuersignals Uat- Soweit die in Fig.2 gezeichneten Blöcke eine Zuordnung zu bestimmten Schaiiungseierhcfuen gemäß Fig. 3 ermögir'.en, sind diese Blöcke strichpunktiert in F i g. 3 kenntüchgemacht.

•*o Ein Block 8 stellt in der Schaltung gemäß F i g. 3A ein Netzteil dar. das in dem beschriebenen Ausiührungsbeispiel mehrere Gleichspannungen mit Bezug auf eine Gerätemasse Zi bzw. io erzeugt. Es sind dies die Betriebsspannungen sowie die Konstantspannung Uk 5.

-.5 Die für die Parametereingaben als Konstantspannungen erzeugten Spannungen Uk * und Uk 5 sind über ein Potentiometer PS und einen Operationsverstärker OP1 (letzterer zu Uk 5) im Netzteil einstellbar.

Ein Ausführungsbeispiel der digitalen Logikschaltung I ist in F i g. 3 in geeigneter Anordnung dargestellt Die ODER-Verknüpfungen und eingangs- und ausgangsseitigen Inverter 13, 14 und 15, 16 - letztere zur Herstellung der ausgangsseitigen Antivalenzbedingungen — sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel

durch insgesamt drei geeignet geschaltete IC-Einheiten realisiert Das am Ausgang der ODER-Verknüpfung 11 erscheinende Digitalsignal L 2 und das nach Inversion antivalente Signal L\ dienen zur Ansteuerung des Umschalters LAS 2, der der zweiten Rechenstufe 4 zugeordnet ist. Das Ausgangssignal L 3 der ODER-Verknüpfung 12 und das zu diesem nach Inversion im Inverter 16 antivaicr.tc Signal L4 dienen zur Ansteuerung des Umschalters LAS3, der die zweite Steuerspannung LA? an die Summierstufe 6 anschaltet bzw. im

b5 TL-Betrieb oder bei uz-Überschreitung über den Transistor TR 1 gegen Mas·- kurzschließt Über den anderen, zu LAS3 gehörigen Schalttrensistor TR 2 wird die der Summierstufe 6 zugeführte Spannung LA* auf

unterschiedliche Werte für den NL-Betrieb bzw. den TL-Beirieb eingestellt.

Im folgenden wird auf Anordnung und Funktion der 'ritten Rechenstufe 5 eingegangen, die das für das Zeitverhalten im NL-Betrieb maßgebliche zweite Steuersignal U/ erzeugt. Die Rechenstufe 5 weist eine brückenartige Vergleichsschaltung mit den beiden Brückenzweigen 54 und 55 auf, die an den Endpunkten an derselben Gleichspannung liegen. Die Rechenstufe 5 weist außerdem eine symmetrische Stromeinprägeschaltung mit zwei Operationsverstärkern OPZ und OPA und zwei jeweils von den Operationsverstärkern gesteuerten Steuertransistoren 77? 4 und TR 5 auf. Die Steuereingänge ei liegen am Ausgang einer Potentialeinstellschaltunj;, die einen Steuertransistor TR 3 und einen in diesem einen Konsiantstrom einstellenden Operationsverstärker OP2 aufweist. Aufgrund der bekannten Funktionsweise des Operationsverstärkers, der das Potential am Rückkopplungseingang & über den Transistor TR 3 irit dem Potential am Steuereingang e, in Übereinstimmung zu bringen sucht, wird das über ein Potentiometer P5 abgegriffene und von der auf die Masse 0 bezogenen Konstantspannung Uk;s abgeleitete Potential auf den Emitteranschluß des Transistors TR 3 gegeben und konstant gehalten. Wegen des konstanten und auf das Potential 0 bezogenen Emitterwiderstands fließt im Transistor TR 3 ein konstanter Strom, der zu einem konstanten Potential an den parallelgeschalteten Signaleingängen e, der beiden Operationsverstärker OP3 und OPA führt. Diese Operai.onsverstärker. die im beschriebenen Ausführungsbeispiel übereinstimmende Kennlinien haben, sorgen über die ihnen jeweils zugeordneten Steuertransistoren TRA bzw. TR 5 dafür, daß in den beiden Brückenzweigen 54 und 55 paaarweise identische Konstantströme fließen. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß die Vergleichspotentiaie an den einem Ausgangsverstärker zugeführten Brücker_tabgriiion nach Abgleich stets linear abhängig von der Differenz der in den beiden unteren Brückenarmen angeordneten Widerstände sind. Da der untere Arm des Brückenzweiges 54 einen festen, gegebenenfalls auf einen vorgegebenen Wert eingestellten Widerstand hat, ändert sich die Eingangsspannung an den beiden Eingängen ei und e2 des Operationsverstärkers OP5 linear porportional zu dem vom Zeitwerk zeitsynchron veränderten Widerstand des Potentiometers PZ2, das in dem nach 0 führenden unteren Arm des Brückenzweiges 55 angeordnet ist. Die Ausgangsspannung Uz, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwischen den Werten 0 und -0,75 V proportional zur Zeit f veränderbar ist, wird in einem Verstärker OP6 mit einem durch das Netzgerät vorgegebenen Vergleichspotential verglichen. Bei Überschreitung der oberen Grenze von —0.75 V gibt der Vergleichsverstärker OP6 über eine Diode D 5 das Signal fan einen Eingang der ODER-Verknüpfung 12, wodurch die Schaltzustände der Transistoren TR 1 und 77? 2 in US3 umgekehrt werden und der Uz- Eingang der Summierstufe 6 über den Transistor TR 1 zur Gerätemasse 0 hin kurzgeschlossen wird. In der Darstellung gemäß F i g. 1 bedeutet dies, daß die zugehörige Kennlinie von Ua ohne Zetteinfluß waagerecht bis zum Ende der Nachtladeperiode weitergeführt wird.

Die beschriebene Brückenanordnung mit der Stromeinprägeschaltung zum Einprägen von zwei identischen Konstantströmep. in den beiden Brückenzweigen hat neben der genau linearen Proportionalität zwischen der Widerstandsänderung in einem Brückenarm und dem Ausgangssignal Uz den weiteren Vorteil, daß auch Steilheitsänderungen, also Änderungen des Winkels der parallel verlaufenden Kurvenschar im Zeitabschnitt U der F i g. 1 außerordentlich einfach und mit linearer Abhängigkeit eingegeben werden können. Dies geschieht mit Hilfe des Potentiometers P5, mit dem das Eingangspotential des Operationsverstärkers OP2 und damit das Emitterpotential des Steuerlransistors TR 3 verstellt werden kann. Bei Änderung des Steuerpotentials von TR 3 ändert sich der Kollektorstrom dieses Transistors entsprechend und damit auch das Eingangspotential der zur Stromeinprägeschaitung gehörigen Operationsverstärker OP3 und OPA. Dadurch werden die in den beiden Brückenzweigen 54 und 55 fließenden identischen konstantströme entsprechend geändert, und es ändert sich die Spannungsdifferenz pro Zeiteinheit am Eingang des Vergleichsverstärkers OP5 und die Steuerspannung Uz. In der NL-Zeit erhalten die Kurven dementsprechend eine stärkere oder geringere Steigung.

Die das erste Steuersignal bildende erste Rechenstufe 3 hat grundsätzlich den gleichen Aufbau wie die dritte Rechenstufe 5. Auch sie weist eine brückenartige Vergleichsschaltung mit den beiden Brückenzweigen 34 und 35, einen an die beiden Brückenabgriffspunkte angeschalteten Operationsverstärker OP7, eine Stromeinprägeschaitung mit den beiden symmetrischen Operationsverstärkern OP8 und OP9, den von diesen gesteuerten Steuertransistoren TR 6 und 77? 7 sowie eine den Operationsverstärker OP10 und den zugehörigen Steuertransistor TRi enthaltende Potentialeinschaltung auf. In dem unteren Arm des Brückenzweiges 34 liegt eine Bezugswiderstandsanordnurrg mit einem einstellbaren Widerstand Pl, über den der Wert für ATA entsprechend einer Temperatur von beispielsweise 20 bis 10⁰C eingestellt werden kann. In dem entsprechenden unteren Arm des Brückenzweiges 35 stellt sich auf Grund des Konstantstromes am zugehörigen Brücken-Abgriffspunkt die auf die Betriebsmasse 0 an der Klemn'e * bzw. Zl bezogene Meßspannung (von MX) ein, die proportional zum Istwert A 7"der Außentemperatur ist. Außentemperaturänderungen ergeben daher entsprechende Änderungen der Amplitude des ersten Steuersignals Uk am Ausgang des Operationsverstärkers OP 7.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind in den Abschnitten für NL-Betrieb und für TL-Betrieb unterschiedliche Werte für die Steilheit S1 vorgesehen. Zu diesem Zweck ist in den Emitterstromkreis des Steuertransistors 77? 8 der Stromeinprägeschaitung ein einstellbarer Widerstand P 2 in Reihe angeordnet, der über den einen Schalttransistor 77? 9 enthaltenden Umschalter USi nach Maßgabe des digitalen Signals i.5 überbrückt werden kann. Diese Überbrückung findet im NL-Betrieb statt, wodurch der Betriebsstrom des Transistors TR 8 entsprechend erhöht und der in den beiden Brückenzweigen eingeprägte Konstantstrom vergrößert wird. Dies hat eine stärkere Temperaturempfindlichkeit auf Änderungen der Außentemperatur zur Folge.

Die Einstellung von ATE erfolgt im NL-Betrieb über das Potentiometer P3 am Eingang des Operationsverstärkers OP10.

Das am Potentiometerabgriff von P3 abgegriffene Potential für den Steuereingang ei des Operationsverstärkers OPlO ist im NL-Betrieb konstant im TL-Betrieb wird dieses Potential jedoch zeitproportional von der zweiten Rechenstufe 4 gesteuert, deren

Ausgang durch den Ausgang des Operationsverstärkers OP11 gebildet wird.

Auch die zweite Rechenstufe 4 hat grundsätzlich den gleichen Aufbau wie die erste und dritte Rechenstufe. Auch sie weist eine brückenartige Vergleichsschaltung mit den Brückenzweigen 44 und 45, den in diese eingeschalteten Steuertransistoren 77? 10 und 77? 11, den diese über die Ausgänge a steuernden Operationsverstärkern OP12 und OP13 sowie eine Potentialeinstellschaitung mit dem Potentiometer PA am Eingang ei eines Operationsverstärkers P14 und einem Steuertransistor TR12 auf. Die lineare Abhängigkeit des Ausgangspotentials des Operationsverstärkers OPIl von der Widerstandsdifferenz in den beiden unteren Armen der Brückenzweige 44,45 entspricht derjenigen in den zuvor erläuterten Rechenstufen 3 und 5.

Für die zweite Rechenstufe 4 gilt die Bedingung, daß im N L-Betrieb am Ausgang von OPIl ein konstantes Potential entstehen muß, während im TL-Betrieb zur Änderung des Faktors S₃ gemäß Gleichung (ZZ) das Äusgan.^spotentiai von OP ί I linear gegen 0 gebracht werden muß, um die Kurvenschar am Ende des Zeitabschnitts t_} in F i g. 1 bei U_A=0% zusammenzuführen. Dies gelingt durch eine besondere Ausbildung und Anordnung von US 2 in Kombination mit einem vom Zeitglied gesteuerten Potentiometer PZl im unteren Arm des Brückenzweiges 45.

Der Schalter US 2, der im unteren Arm des brückenzweiges 45 liegt, besteht aus zwei parallelgeschalteten, emitterseitig mit der Betriebsmasse 0 verbundenen Transistoren 77? 13 und 77? 14. Durch die digitalen Signale LX und L2 werden die beiden Transistoren TR13 und TR14 antivalent geschaltet 77? 14 ist nur im TL-Betrieb (Zeitraum ij in Fig. 1) leitend und sorgt über den vom Zeitglied proportional mit der Zeit geänderten Potentiometerwiderstand PZl für eine Differenzspannung an den Brückenabgriffspunkten. Außerhalb des TL-Betriebs mit Zeitverhalten ist die Brücke an den Abgriffspunkten abgeglichen, da in den unteren Arm des Brückenzweiges 44 ein im Betrieb konstanter Widerstand 7"P3 mit demselben Widerstandswert wie der mit dem Schalttransistor TR 13 in Reihe liegende Widerstand TP 2 angeordnet ist.

Dem das Potentiometer P4 enthaltenden Eingangskreis der Potentialeinstellschaltung mit dem Operationsverstärker 14 wird die im Netzteil 8 gebildete Konstantspannung Uk szugeführt.

Am Ausgang des Operationsverstärkers OP7 der ersten Rechenstufe 3 wird also das erste Steuersignal Uat in Abhängigkeit von der über die Anschlußklemme Wl als Potential der Vergleichsschaltung 34, 35 zugeführten Außentemperatur AT erzeugt (Spannung W\— WO). Dieser Wert der Steuerspannung wird im TL-Betrieb proportional zu der in der, zweiten Rechenstufe 4 über das Potentiometer PZi eingegebe nen und verarbeiteten Zeitvariablen geändert, so daß das Ausgangssignal des Operationsverstärkers OP 7 in diesem Zeitabschnitt gleich S₃UaT ist Dieses gegebenenfalls durch die Führungsgröße 5» variierte erste Steuersignal wird über eine Leitung 61 zur Summierstu fe 6 übertragen und in dieser galvanisch an einen Eingang eines Verstärkers OP15 angekoppelt Das in der dritten Rechenstufe erzeugte zweite Steuersignal Uz wird über einen Vorwiderstand 62 und die Leitung 63 an einen anderen Eingang der Summierstufe 6 angelegt und galvanisch an den Verstärker OP15 angekoppelt Die zur Differenzbildung in der Summierstufe 6 erforderliche Konstantspannung Uk wird über den Operationsverstärker OP16 vom Netzteil 8 abgeleitet, an die Leitung 64 angelegt und ebenfalls galvanisch an

OP15 angekoppelt Diese Konstantspannung Uk wird

im N L-Betrieb durch den dann von dem Digitalsignal

L 3 leitend gesteuerten Transistor TR 2 um ein

vorgegebenes Maß verringert

Nach der Summation bzw. Differenzbildung an den

Signalen Uk, SiUatutuI i/zergibt sich am Ausgang a des Verstärkers OP15 das Hauptsteuersignal U_A als Funktion der Außentemperatur und gegebenenfalls der Zeit entsprechend den Gleichungen (1.1) bzw. (2.1). Dieses Steuersignal hat den in Fig. 1 schema tisch dargestellten Verlauf mit einer linearen Zeitabhängigkeit sowohl im NL-Betrieb als auch im TL-Betrieb, wobei das Zeitverhalten sowohl durch Außenbeschaltung als auch automatisch bei Sollwert-Überschreitung durch das zweite Steuersignal Uz zur Vermeidung von

Oberladungen des Wärmespeichers ausgeschaltet werden kann.

Mit den anhand der Fig.2 und 3 beschriebenen Schaltungskomponenten können gegebenenfalls auch nicht lineare, so z. 3. logarithmische Zeit- oder Außentemperaturahhängigkeiten eingegeben werden. Andere gleich oder ähnlich wirkende Schaltungskomponenten können die genau bezeichneten Schaltungskomponenten ersetzen; wesentlich ist nur, daß die Zeitverhalten in den TL- und NL-Zeiten in unterschied liehen und voneinander weitgehend unabhängigen Rechenstufen gebildet werden.

Das beschriebene System schafft auch die Voraussetzung zum Einsatz von Mikroprozessoren, da zur Bildung der Hauptsteuerspannung u.a. entsprechend

so den angegebenen Gleichungen logisch-mathematische Funktionen zu verarbeiten sind.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Steuern der Aufladung von Wärmespeicher-Heizgeräten, insbesondere solchen mit elektrischem Strom als Energieträger, mit Wärmeenergie in Billigzeitperioden, mit einem elektrischen Steuergerät, das in bestimmten Zeitabschnitten ein von der Außentemperatur und der Zeit abhängiges Hauptsteuersignal erzeugt, einer Umschaltanordnung zur zeitabhängigen (Tag- und Nachtbetrieb) Umschaltung des Steuergeräts auf unterschiedliche Betriebsparameter und mit einem Laderegler, der ein den Zutritt des Energieträgers zum Wärmespeicher freigebendes Stellglied aufgrund eines Vergleichs des Hauptsteuersignals mit einem der im Wärmespeicher von der vorangegangenen Lade-Entladeperiode verbliebenen Restwärme entsprechenden elektrischen Signal betätigt, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltanordnung (2) über eine digitale Logiksehaitung (1) gesteuert ist, daß der Umschaltanordnung (2) mehrere analog arbeitende Rechenstufen (3,4,5) nachgeschaltet sind, von denen eine erste Rechenstufe (3) ein von dei Außentemperatur (AT) abhängiges erstes Steuersignal (Uat), eine zweite Rechenstufe (4) ein in der Tagladeperiode (ti) zeitabhängig geändertes Führungssignal (S₃) für das erste Steuersignal (U_Ar) und eine dritte Rechenstufe (5) in der Nachtladeperiode (t\) ein vorzugsweise linear mit 'Jer Zeit (t) veränderbares zweites Steuersignal (Uz) erzeugen, Jind daß den ersten und dritten Rechenstufen (3 und 5) eine Summierstufe (6), welche die Summe aus den "rsten und zweiten Steuersignalen (U.\r+ U/) von einem voreingestellten Korrektursignal (Un) subtrahiert, nachgeschaltet ist und die nusgangsscitig mit einem Eingang des die Restwärme berücksichtigenden, dem Laderegler zugeordneten Vergleichers gekoppelt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise eine Zeitgabevorrichtung zur Umschaltung des Steuergeräts (Fig.2) zwischen den Betriebszuständen Tag- und Nachtbetrieb vorgesehen ist und daß mit der Zeitgabevorrichtung wenigstens zwei veränderbare elektrische Widerstände (PZ \ und PZ 2) zur Eingabe jeweils einer zeitproportionalen Größe (t) in das Steuergerät gekoppelt sind.

3. Einrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rechenstufe (3, 4, 5) eine brückenartige Vergleichsschaltung mit zwei, an einer Gleichspannung parallelliegenden Brückenzweigen (34, 35; 44, 45; 54, 55) und eine der symmetrischen Parameter- bzw. Faktoreingabe in die Vergleichsschaltung dienende Stromeinprägeschaltung (OPi, OP9, TR 6, TR 7; OP12, OPΊ3. TR 10, 77? 11; OP3, OP4, TR 4. TR 5) aufweist, daß die Stromcinprägeschaltung in symmetrischer Anordnung derart mit jeweils einem ersten Arm der beiden Brückenzweige gekoppelt ist, daß den beiden so Brückenzweigen im »"esentiichen gleiche Konstantströme eingeprägt werden, und daß die Meßwert- und/oder Vergleichswerteingabe in jeden Brückenzweig über einen zweiten Arm erfolgt.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromeinprägeschaltung zwei identische Operationsverstärker (OPS, OP9; OP12, OP13; OPX OP4) mit auf demselben Potential gehaltenen Steuereingängen fa), an verschiedene Brückenzweige (34,35; 44,45; 54,55) angeschalteten Rückkopplungseingängen (ei) und mit den Steuerelektroden von in den Brückenzweigen liegenden Steuertransistoren (TR6, TRT- TRiQ, TRW-TRA, TR S) verbundenen Ausgängen (a) aufweist, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß der in beiden Brückenzweigen fließende Konstantstrom linear abhängig vom Potential an den Steuereingängen (ei) der Operationsverstärker ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsausgänge der Vergleichsschaltung an den Verbindungspunkten zwischen jeweils einem Anschluß eines Steuertransistors (77? 6, 77? 7; 77? 10, 77? 11; TR 4, TR 5) und dem zweiten Arm des zugehörigen Brückenzweiges (34, 35; 44,45; 54,55) vorgesehen und mit hochohmigen Eingängen eines aus dem Vergleich ein elektrisches Steuersignal abgebenden Operationsverstärkers (OP 7; OPM; GPS) verbunden sind

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereingänge (e,) der Stromeinprägeschaltung (OP%, OP9, 77? 6, TR 7; OP 3, OP4. TR 4, 77? 5; OP12, OP \3, TRiQ, TR H) mit dem Ausgang einer Potentialeinstellschaltung (OP10. TO 8; OP14, TR 12; OPZ TR 3) verbunden sind, die so ausgebildet ist, daß sie das Ausgangspotential in Abhängigkeit von wenigstens einem veränderbaren Eingangsparameter mit Bezug auf einen Pol der Betriebsspannungsquelle einstellt.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentialeinstellschaltung einen die Steuerelektrode eines Steuertransistors (TRS; TRYl; TR 3) steuernden Operationsverstärker (OP10; OP14; OPl) aufweist, dessen Steuereingang (e_t) an einem voreinstellbaren Potential und dessen Rückkopplungseingang (e>) am Emitteranschluß des zugehörigen Steuertransistors liegt, daß ein Emitterwiderstand mit einem Pol (i₀) Jer Betriebsspannungsquelle "c;L,unden ist und daß die Steuereingänge (ei) der Stromeinprägeschaltung (OP8, OP9...) an den Verbindungspunkt zwischen dem Kollektoranschluß des Steuertransistors (TR8; TR 12; TR3) und einem mit dem anderen Pol (-12V) der Betriebsspannungsquelle verbundenen festen KoI-lektorwidcrstand angeschaltet sind.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß in dem zweiten Arm des einen Brückenzweiges (34) :ier ersten Rechenstufe (3) ein einstellbarer Widerstand (Pl) zur Eingabe eines den Anfangsaußentemperaturwert (A TA)darstellenden Parameters angeordnet ist und an den zweiten Arm des anderen Brückenzweiges (35) der ersten Rechenstufe ein Ausgangsanschluß (Wl) des den Außentemperatur-Istwert (AT) bestimmenden Temperaturmeßgeräts angeschaltet ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang (OPIl) der zweiten Rechenstufe (4) zur Eingabe des in der Tagladeperiode zeitabhängig geänderten Führungssignals (Si) in die erste Rechenstufe (3) mit dem Eingangskreis (P2) der der ersten Rechenstufe (3) zugeordneten Potentialeinstellschaltung (OPIO, TR 8) verbunden ist.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, üu2 mehrere Widerstände im Emitterkreis des der Potentialeinstellschaltune

(OP 10, TR 8) der ersten Rechenstufe (3) zugeordneten Steuertransistors (TR 8) in Reihe geschaltet sind und ein Teil (P3) dieser Widerstände von einem durch die digitale Logikschaltung (t) betätigbaren Schalttransistor (TR 9) überbrückbar ist.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß im zweiten Arm des einen, zur dritten Rechenstufe (5) gehörigen Brückenzweiges (55) ein zeitabhängig veränderbarer Widerstand (PZ2) angeordnet ist, der im Nachtladebetrieb nach Maßgabe der vom Zeitgeber geänderten Einstellung eine zunehmende Brückenverstimmung bewirkt.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß im zweiten Arm des einen, zur zweiten Rechenstufe (4) gehörigen Brückenzweiges (45) eine Parallelschaltung aus einem mit einen festen Widerstand (TP 2) in Reihe liegenden Schalttransistor (TR 13) und einem mit einem zeitabhängig veränderbaren Widerstand (PZi) in Reihe liegenden zweiten Schalttransistor (TR 14) angeordnet ist und daß die beiden Schalttransistoren (TR 13 und TR14) durch von der digitalen Logikschaltung (1) abgegebene digitale Signale antivalent geschaltet sind.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das von der dritten Rechenstufe (5} gebildete zweite Steuersignal (Uz) an einen Eingang einer als Vergleicherstufe ausgebildeten Grenzwert-Überwachungsschaltung (OPS) angelegt ist, die ausgangsseitig mit einem Eingang der digitalen Logikschaltung (1) verbunden ist und daß ein zur Umschalteranordnung gehöriger Schalttransistor (TR 1) mit der das zweite Steuersignal (Uz) zur Summierstufe (6) übertragenden Leitung (63) derart verbunden ist, daß er bei Feststellung einer Grenzwertüberschreitung des überwachten zweiten Steuersignals, verbunden mit einer Ansteuerung seiner Steuerelektrode aus der digitalen Logikschahang (1) die zweite Steuerspannung (Uz) kurzschließt.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13. dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der ersten und dritten Rechenstufen (3 und 5) und ein Ausgang (64) eines Konstantspannungsgebers (7) über Wiüerstände mit einem Eingang eines zum Summiergiied gehörigen Operationsverstärkers (OP15) verbunden sind, in dessen Ausgang (a}d\e Hauptsteuerspannung (U_A) abgegeben wird.