DE3045717A1 - Constant rate control for change of process - storing value of start quantity and comparing instantaneous actual data and ramp function data - Google Patents
Constant rate control for change of process - storing value of start quantity and comparing instantaneous actual data and ramp function dataInfo
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Abstract
Description
"Verfahren und Schaltungsanordnung zum Konstanthalten"Method and circuit arrangement for keeping constant
der Änderungsgeschwindigkeit einer physikalischen Größe 11 Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zum Konstanthalten der Änderungsgeschwindigkeit einer physikalischen Größe mit analogen Meß- und Regelgeräten. Bei zahlreichen industriellen Prozessen ist es häufig erwünscht oder auch erforderlich, die Änderungsgeschwindigkeit einer physikalischen Größe während des Prozesses konstant zu halten, so z.B.the rate of change of a physical quantity 11 The invention relates to a method and a circuit arrangement for keeping the Rate of change of a physical quantity with analog measuring and control devices. In numerous industrial processes it is often desirable or necessary the rate of change of a physical quantity is constant during the process to hold, e.g.
die des Gewichtes bei AbfUllvorgängen oder ähnlichem.that of the weight during filling processes or the like.
Die Änderungsgeschwindigkeit einer Größe x, also z.B.The rate of change of a quantity x, e.g.
eines Gewichtes, wird durch den Differentialquotienten dx/dt beschrieben, der mit Hilfe eines Differenzierers ermittelt und als Istwert auf einen Regler geschaltet wird. Dieses bekannte Prinzip ist in Fig.l dargestellt.of a weight, is described by the differential quotient dx / dt, which is determined with the help of a differentiator and switched to a controller as the actual value will. This known principle is shown in Fig.l.
Auf den ersten Blick stellt eine solche Anordnung nach Fig.l eine optimale Lösung dar, wenn man einen im mathematischen Sinne "idealen" Differenzierer einsetzen könnte, der bereits zum Zeitpunkt t1 (vergl. Fig.2), wenn der Prozeß angefahren wird, den benötigten Differentialquotienten liefert (Kurve a).At first glance, such an arrangement according to Fig.l represents a The optimal solution is to use an "ideal" differentiator in the mathematical sense Could use that already at time t1 (see Fig. 2) when the process started provides the required differential quotient (curve a).
Bei den in der Praxis zur Anwendung kommenden realen Differnzierern steht Jedoch erst zum Zeitpunkt t2 ein entsprechend genauer Eherungswert des endgültigen Differentialquotienten am Ausgang an (wenn der Einschwingvorgang als praktisch abgeschlossen betrachtet werden kann), vergl. Kurve b in Fig.2.With the real differentiators used in practice However, a correspondingly precise approximation of the final one is only available at time t2 Differential quotient at the output (if the transient process is considered practically completed can be viewed), see curve b in Fig.2.
Die Antwort eines realen Differenzierers auf eine Rampenfunktion wird durch folgende Gleichung beschrieben: t dx = m . a . T. (1-e )(1) dt Darin bedeuten: = Ausgangsgröße des Differenzierers m - Steigung der Rampenfunktion a = Verstärkung T = Zeitkonstante des Differenzierers t Dabei wird der Einschwingvorgang durch den Term e beschrieben, der für t->#nach "0" strebt. Das Produkt m a. T entspricht dem endgültigen Differentialquotienten.The response of a real differentiator to a ramp function is described by the following equation: t dx = m. a. T. (1-e) (1) dt where: = output variable of the differentiator m - slope of the ramp function a = gain T = time constant of the differentiator t The transient process is described by the term e, which tends towards "0" for t ->#. The product m a. T corresponds to the final differential quotient.
In Fig.2 bedeuten weiterhin T die Zeitkonstante eines * realen Differenzierers, t die Zeit, nach der der Einschwingvorgang eines realen Differenzierers praktisch abgeschlossen ist, und tp die Prozeßablaufzeit.In FIG. 2, T also denotes the time constant of a * real differentiator, t is the time after which the settling process of a real differentiator is practically is complete, and tp is the process run time.
Voraussetzung für die praktische Anwendung ist, daß t* = t2 - t1 # tp ist.The prerequisite for the practical application is that t * = t2 - t1 # tp is.
p Aus diesem Grunde ist das soeben beschriebene bekannte Verfahren nur in wenigen Anwendungsfällen brauchbar. For this reason, the method just described is known can only be used in a few applications.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die ohne Einschränkungen anwendbar sind.The object of the present invention is therefore to provide a method and to create an arrangement of the type mentioned above, without restrictions are applicable.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß die Veränderung der Prozeß größe durch Vorgabe einer Rampenfunktion vorgegeben wird, daß der Anfangswert der Prozeßgröße gemessen und gespeichert wird, daß aus Augenblickswert der Rampenfunktion und Speicherwert der Sollwert ermittelt und mit dem Istwert verglichen wird, und in an sich bekannter Weise aus den'Abweichungen eine den Prozeßablauf beeinflussende Stellgröße abgeleitet wird.The inventive method consists in that the change the process size is specified by specifying a ramp function that the initial value the process variable is measured and stored that from the instantaneous value of the ramp function and stored value of the setpoint is determined and compared with the actual value will, and in a manner known per se, one influencing the process sequence from the deviations Manipulated variable is derived.
Eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Schaltungsanordnung enthält einen Rampengenerator, einen Halteverstärker und einen Regler, dem die Ausgangsgröße des Rampengenerators, der im Halteverstärker gespeicherte Wert und der augenblickliche Istwert zuführbar sind und an dessen Ausgang die Stellgröße entnehmbar ist.A circuit arrangement suitable for carrying out this method contains a ramp generator, a hold amplifier and a controller to which the output variable of the ramp generator, the value stored in the hold amplifier and the current one The actual value can be supplied and the manipulated variable can be taken from the output.
Anhand der Fig.3 wird ein Ausführungsbeispiel für eine geeignete Schaltungsanordnung näher beschrieben.An exemplary embodiment for a suitable circuit arrangement is shown on the basis of FIG described in more detail.
Die Ausgangsgröße eines Meßwertaufnehmers 1 gelangt auf einen Meßumformer 2, dessen elektrische Ausgangsgröße einem Eingang eines Halteverstärkers 3 zugeführt wird und zugleich als Istwert x1 einem ersten Eingang eines Reglers 5 zugeführt wird. Ein Rampengenerator 4, der bei Prozeßbeginn gestartet wird und dessen Geschwindigkeit zweckmäßigerweise steuerbar ist, liefert an seinem Ausgang eine Rampenfunktion x2, die auf einen zweiten Eingang des Reglers 5 gelangt. Auf einen dritten Eingang dieses Reglers gelangt der im Halteverstärker 3 gespeicherte Anfangswert x3.The output of a transducer 1 is sent to a transducer 2, the electrical output variable of which is fed to an input of a holding amplifier 3 is and at the same time fed to a first input of a controller 5 as actual value x1 will. A ramp generator 4, which is started at the start of the process, and its speed is expediently controllable, provides a ramp function x2 at its output, which reaches a second input of the controller 5. On a third entrance this The controller receives the initial value x3 stored in the hold amplifier 3.
Der Regler 5 enthält einen Addierer-Subtrahierer (I), dem die Rampenfunktion x2 und der Anfangswert x3 zugeführt werden. Aus diesen Größen ermittelt das Rechengerät einen Sollwert w, der auf einen Vergleicher II gelangt, dem zugleich auch der Istwert x1 zugeführt wird. Die Ausgangsspannung des Vergleichers II entspricht der Regelabweichung xw, aus der die Stellgröße y für den Prozeß ableitbar ist.The controller 5 contains an adder-subtracter (I), which the ramp function x2 and the initial value x3 are supplied. The computing device determines from these variables a setpoint w, which reaches a comparator II, which at the same time also has the actual value x1 is fed. The output voltage of the comparator II corresponds to the control deviation xw, from which the manipulated variable y for the process can be derived.
Die Funktionsweise ist die folgende. Das lineare Ansteigen oder Abfallen einer Prozeßgröße, z.B. also das Füllen oder Entleeren eines Behälters, wird mit Hilfe des Rampengenerators 4 simuliert. Der Anfangswert x3 der P rozeßgröße wird gemessen und vor dem Anfahren des Prozesses in dem Halteverstärker 3 gespeichert.The way it works is as follows. The linear rise or fall a process variable, e.g. the filling or emptying of a container, is indicated with Simulated using the ramp generator 4. The initial value x3 of the process variable is measured and stored in the hold amplifier 3 before starting the process.
Anfangswert x3 und Augenblickswert der Rampe x2 werden im Rechengerät I vorzeichenrichtig addiert und bilden so den Sollwert w des Regelkreises, der (in diesem Beispiel) gemäß der gewUnschten Funktion linear abfällt.The initial value x3 and the instantaneous value of the ramp x2 are stored in the arithmetic unit I are added with the correct sign and thus form the setpoint w of the control loop, which (in this example) falls linearly according to the desired function.
Der Regler bildet aus dem Augenblickswert des Istwertes X1 und dem des vorgegebenen Sollwertes w die Regelabweichung xw = x1 - w und beeinflußt den Prozeß derart, daß im ausgeregelten Zustand xw = ° ist, d.h. x1 = w.The controller uses the instantaneous value of the actual value X1 and the of the specified setpoint w, the control deviation xw = x1 - w and influences the Process in such a way that in the settled state xw = °, i.e. x1 = w.
Mit Anfahren des Prozesses wird der Anfangswert gespeichert und der Rampengenerator gestartet. Nach Prozeßablauf wird die Rampe wieder auf "Null" gesetzt, so daß der Vorgang von neuem beginnen kann. Durch den Halteverstärker werden die Anfangsbedingungen automatisch eingestellt. Die Steigung der Rampe ist sowohl intern als auch extern steuerbar.When the process starts, the initial value is saved and the Ramp generator started. After the process has finished, the ramp is set back to "zero", so that the process can begin again. Through the hold amplifier the Initial conditions set automatically. The slope of the ramp is both internal as well as externally controllable.
Der Addierer/Subtrahierer I kann entweder mit einem zusätzlichen Rechengerät oder in einem Regler realisiert werden.The adder / subtracter I can either be connected to an additional computing device or implemented in a controller.
Die'in Fig.3 eingetragenen Vorzeichen gelten für eine linear abfallende.Prozeßgröße, z.B. "Entleeren eines Behälters".The signs entered in Fig. 3 apply to a linearly decreasing process variable, e.g. "Emptying a Container".
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19803045717 DE3045717C2 (en) | 1980-12-04 | 1980-12-04 | Circuit arrangement for keeping the rate of change of a process variable constant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19803045717 DE3045717C2 (en) | 1980-12-04 | 1980-12-04 | Circuit arrangement for keeping the rate of change of a process variable constant |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE3045717A1 true DE3045717A1 (en) | 1982-06-16 |
DE3045717C2 DE3045717C2 (en) | 1986-08-28 |
Family
ID=6118290
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19803045717 Expired DE3045717C2 (en) | 1980-12-04 | 1980-12-04 | Circuit arrangement for keeping the rate of change of a process variable constant |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3045717C2 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3301482A (en) * | 1964-06-16 | 1967-01-31 | Barber Colman Co | Ramp program control system |
CH607122A5 (en) * | 1974-08-22 | 1978-11-30 | Siemens Ag |
-
1980
- 1980-12-04 DE DE19803045717 patent/DE3045717C2/en not_active Expired
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3301482A (en) * | 1964-06-16 | 1967-01-31 | Barber Colman Co | Ramp program control system |
CH607122A5 (en) * | 1974-08-22 | 1978-11-30 | Siemens Ag |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Siemens-Katalog RE2, Teil 6, Juli 1974 "Regel- system TELEPERM C", S.6/8 u. 6/10 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3045717C2 (en) | 1986-08-28 |
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