DE3209494C1

DE3209494C1 - Method and arrangement for controlling a controlled variable

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Publication number: DE3209494C1
Application number: DE19823209494
Authority: DE
Inventors: Emanuel Gossau Kummer; Hans St. Gallen Oetiker
Original assignee: Buehler AG
Current assignee: Buehler AG
Priority date: 1982-03-16
Filing date: 1982-03-16
Publication date: 1983-11-17
Also published as: SU1336954A3

Abstract

Fig. 2 illustrates a method and arrangement for controlling the controlled variable, particularly the throughput of bulk or liquid goods in a flour mill plant. In this arrangement, an actuator designed as fluidic pressure drive (5; 19; 34; 41; 84) is provided for controlling an activating device (34; 40; 85). The control difference measured by a comparator (1; 10; 32; 57; 72; 92; 93) is supplied to a discriminator (10; 57) which outputs a first discrimination signal (UF) precisely when the control difference is within a predetermined first value range located around zero. If the fluidic pressure drive (5; 19; 34; 41; 84) is activated by the first discrimination signal (UF), short low-amplitude pressure variations are introduced into it from the outside. This results in a optimisation of the above-mentioned control. <IMAGE>

Description

Für das Verfahren wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Fluid im Druckantrieb im Bereich kleiner Regelabweichungen mit Mikro-Druckschwankungen (rasche Druckschwankungen mit geringen Spitzenwerten) beaufschlagt wird, wobei die Umkehrpunkte der For the method, this object is achieved in that the fluid in the pressure drive in the area of small control deviations with micro pressure fluctuations (rapid pressure fluctuations with low peak values) is applied, whereby the Reversal points of the

Mikro-Druckschwankungen wesentlich durch zwei (einen ersten und einen zweiten) im Bereich der kleinen Regelabweichungen liegende Schwellenwerte bestimmt werden (Kennzeichen des Anspruchs 1). Micro pressure fluctuations significantly by two (a first and a second) threshold values lying in the range of small control deviations are determined (characteristic of claim 1).

Für die Regelanordnung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Diskriminator derart ausgelegt ist, daß er ein erstes Diskriminations-Signal abgibt, wenn die vom Komparatorabschnitt der Komparator/Regler-Einheit gemessenenen Regelabweichungen zwischen zwei (einem ersten und einem zweiten) Schwellenwerten innerhalb eines vorgegebenen, um Null gelegenen ersten Wertebereiches (Bereich kleiner Regelabweichungen) liegen, und ein Steuereingang des fluidischen Druckantriebes mit dem zur Abgabe des ersten Diskriminations-Signals vorgesehenen Diskriminatorausgang verbunden ist, und dieser Steuereingang zur Beaufschlagung des Druckantriebes mit Mikro-Druckschwankungen (rasche Druckschwankungen mit geringen Spitzenwerten) bei Ansteuerung durch das erste Diskriminationssignal ausgelegt ist (Kennzeichen des Anspruchs 8). For the control arrangement, this object is achieved in that the The discriminator is designed in such a way that it emits a first discrimination signal, if the control deviations measured by the comparator section of the comparator / controller unit between two (a first and a second) threshold values within a given, are around zero first value range (range of small control deviations), and a control input of the fluidic pressure drive with the one for delivering the first Discrimination signal provided discriminator output is connected, and this Control input for applying the pressure drive with micro pressure fluctuations (rapid pressure fluctuations with low peak values) when controlled by the first discrimination signal is designed (characteristic of claim 8).

Die im Bereich kleiner Regelabweichungen vorgenommene Beaufschlagung des fluidischen Druckantriebes mit den Mikro-Druckschwankungen führt zu laufenden Druckänderungen des Fluiddruckes im Druckantrieb. Da die Initiierung der Mikro-Druckschwankungen, insbesondere die Umkehrpunkte der Druckschwankungen, unter anderem von den im Bereich kleiner Regelabweichungen liegenden vorgegebenen ersten und zweiten Schwellenwerten abhängt bzw. abhängen, insoweit also istwertabhängig ist bzw. The loading carried out in the area of small control deviations of the fluidic pressure drive with the micro pressure fluctuations leads to ongoing Pressure changes in the fluid pressure in the pressure drive. Since the initiation of the micro-pressure fluctuations, in particular the turning points of the pressure fluctuations, including those in the area predetermined first and second threshold values lying small control deviations depends or depend, so to the extent that it is dependent on the actual value or

sind, können den Mikro-Druckschwankungen weder eine Frequenz noch eine Amplitude im engeren Sinne, d. h. weder eine konstante Anzahl von Umkehrpunkten pro Zeiteinheit noch konstante Spitzenwerte des Druckes, also insoweit die für Schwingungen hierfür charakteristischen konstanten Parameter, zugeordnet werden. Deshalb werden anstelle der Ausdrücke »Druckschwingungen«, »Frequenz« und »Amplitude« die Ausdrücke »Druckschwankungen«, »mittlere Schwankungshäufigkeit« und »Spitzenwert« gewählt.are, the micro-pressure fluctuations can neither a frequency nor an amplitude in the strict sense, d. H. neither a constant number of turning points per unit of time still constant peak values of the pressure, thus insofar as those for vibrations constant parameters characteristic for this are assigned. Therefore be instead of the terms "pressure oscillations", "frequency" and "amplitude" the terms "Pressure fluctuations", "Average frequency of fluctuations" and "Peak value" selected.

Versuche haben ergeben, daß aufgrund der für Regelkreise an sich atypischen Einführung von Mikro-Druckschwankungen in den fluidischen Druckantrieb eine unerwartet hohe Regelgenauigkeit nebst guter Überschaubarkeit und Führung des gesamten Regelungsprozesses erreicht werden konnte - und dies selbst bei den äußerst rauhen Regelbedingungen in einer Getreidemühlenanlage. An sich sollte man erwarten, daß durch die Initiierung der Mikro-Druckschwankungen im fluidischen Druckantrieb die von fluidischen Systemen zur kontinuierlichen Regelung her bekannten und gefürchteten Fluidsystem-Aufschaukelung verstärkt auftreten würden. Das Gegenteil war der Fall. Tests have shown that due to the for control loops per se atypical introduction of micro-pressure fluctuations in the fluidic pressure drive an unexpectedly high level of control accuracy along with a good overview and management of the entire regulatory process could be achieved - and this even with the extremely rough control conditions in a grain mill system. In itself one should expect that by initiating the micro-pressure fluctuations in the fluidic pressure drive those known and feared from fluidic systems for continuous control Fluid system buildup would occur more intensely. The opposite was the case.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 30 37 335 ist es an sich bekannt, zur Erhöhung der Linearität und der Verstärkung kleiner Signale in einem Servosystem, insbesondere für ein Zielverfolgungsgerät, ein sogenanntes »Zittersignal« dem Steuersignal des Servosystems zu überlagern und die Frequenz des Zittersignals so zu wählen, daß sie ungefähr gleich oder etwa oberhalb der oberen Frequenzgrenze des Servosystems liegt. Gemäß dieser bekannten Lehre werden dadurch leichte Ungenauigkeiten, wie beispielsweise Nichtlinearitäten, Spiel, Reibungen, Hysteresephänomene etc. des Gesamtservosystems vermieden. Alternativ kann nach der angegebenen Lehre dieses Zittersignal auch dem Sollwertsignal aufgeprägt werden. In jedem Fall hat dieses Zittersignal eine fest vorgegebene Frequenz und eine fest vorgegebene Amplitude, ist also eine echte Schwingung, die insbesondere völlig unabhängig vom Istwertsignal ist. Beispielsweise wird dieses Zittersignal von einem (elektronischen) Zitteroszillator erzeugt, der auf eine Frequenz von 8 Hz fixiert ist. Darüber hinaus spricht die aus der vorgenannten DE 30 37 335 bekannte Lehre auch nicht den Problemkreis pneumatischer bzw. fluidischer Steuerungen, insbesondere keinen fluidischen Stellantrieb an. Wie bereits erwähnt, sind aber bekanntlich fluidische Regelsysteme besonders gefährdet, daß sich in ihnen Fluidsystem-Aufschaukelungen bilden. From the German patent application DE 30 37 335 it is in itself known to increase the linearity and the amplification of small signals in one Servo system, especially for a target tracking device, a so-called "dither signal" to superimpose the control signal of the servo system and the frequency of the dither signal to be chosen so that they are approximately equal to or approximately above the upper frequency limit of the servo system. According to this known teaching, this results in slight inaccuracies, such as non-linearities, play, friction, hysteresis phenomena, etc. of the entire servo system avoided. Alternatively, according to the teaching indicated, this Dither signal also that Setpoint signal are impressed. In any case this has Dither signal a fixed predetermined frequency and a fixed predetermined amplitude, is therefore a real oscillation, which in particular is completely independent of the actual value signal is. For example, this dither signal is generated by an (electronic) dither oscillator generated, which is fixed at a frequency of 8 Hz. In addition, the speaks from the above-mentioned DE 30 37 335 teaching known also does not address the problem of pneumatic or fluidic controls, in particular no fluidic actuator. As already mentioned, but it is well known that fluidic control systems are particularly at risk, that fluid system build-ups are formed in them.

Grundsätzlich kann die Beaufschlagung des Fluides im Druckantrieb mit den Mikro-Druckschwankungen nach jedem hierfür geeigneten Verfahren bzw. mittels jeder hierfür geeigneten Einrichtung durchgeführt werden, beispielsweise durch eine Einrichtung zur alternierenden Veränderung des Innenvolumens des Druckantriebes. Bevorzugt wird aber der fluidische Druckantrieb dadurch mit Mikro-Druckschwankungen beaufschlagt, daß in ihn alternierend geringe Fluidströme eingeleitet und aus ihm wieder abgeführt werden, die Mikro-Druckschwankungen also mit Hilfe pneumatischer Leistungssignale initiiert werden. Hierzu wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens eine - im Vergleich zur gesamten Fluidmenge im Druckantrieb geringe - erste Mikro-Fluidströmung in den Druckantrieb dauernd, d. h. unabhängig von der jeweiligen Regelabweichung eingeleitet. Die Richtung der im Bereich kleiner Regelabweichungen hierdurch hervorgerufenen Mikro-Druckänderung wird nun dadurch alternierend umgekehrt, daß zusätzlich mit der Abführung einer zweiten Mikro-Fluidströmung, die ebenfalls gering, jedoch größer als die erste Fluidströmung ist, aus dem Druckantrieb begonnen wird, sobald die Regelabweichung einen ersten (oberen) innerhalb des Bereiches kleiner Regelabweichungen liegenden Schwellenwert erreicht hat. Da die aus dem Druckantrieb abgeführte zweite Mikro-Fluidströmung größer als die in den Druckantrieb eingeführte erste Mikro-Fluidströmung ist, ergibt sich aus der Überlagerung dieser beiden Mikro-Fluidströmungen eine aus dem Druckantrieb herausführende resultierende Fluidströmung. Der Druck im Druckantrieb sinkt demnach ab. In principle, the application of the fluid in the pressure drive with the micro pressure fluctuations according to any suitable method or by means of any facility suitable for this purpose, for example by a Device for alternating changes in the internal volume of the pressure drive. However, the fluidic pressure drive with micro-pressure fluctuations is preferred acted upon that alternately small fluid flows introduced into it and out of it be discharged again, the micro pressure fluctuations so with the help of pneumatic Power signals are initiated. To this end, according to a preferred embodiment of the method - compared to the total amount of fluid in the pressure drive - Continuous first micro-fluid flow into the pressure drive, d. H. independent of respective control deviation initiated. The direction of the small deviations in the range The resulting micro pressure change is now alternately reversed, that in addition with the discharge of a second micro-fluid flow, which also low, but greater than the first fluid flow, started from the pressure drive becomes smaller as soon as the control deviation is a first (upper) within the range Has reached the threshold value lying within the control deviations. Because the one from the print drive discharged second microfluid flow greater than that introduced into the pressure drive The first microfluid flow is the result of the superposition of these two microfluid flows a resulting fluid flow leading out of the pressure drive. The pressure in the pressure drive decreases accordingly.

Sobald nun die Regelabweichung auf einen zweiten (unteren), ebenfalls innerhalb des Bereiches kleiner Regelabweichungen liegenden Schwellenwert abgesunken ist, wird die Abfuhr der zweiten Mikro-Fluidströmung aus dem Druckantrieb beendet. Da nun wieder nur noch die erste Mikro-Fluidströmung in den Druckantrieb eingeleitet wird, steigt der Druck im Druckantrieb wieder an bzw. wird die Regelabweichung auf den Wert Null zurückgeführt und danach wieder erhöht, bis sie wieder den ersten (oberen) Schwellenwert erreicht hat. Dieser Vorgang wiederholt sich laufend im Bereich kleiner Regelabweichungen. Diese Art der pneumatischen Regelung ermöglicht es, auf an sich bekannte Mittel zur Steuerung von Fluidströmungen zurückgreifen zu können. Hinzu kommt, daß die Mikro-Druckschwankungen insoweit eine konstante Größe aufweisen, als die Druckänderung pro Zeiteinheit im fluidischen Druckantrieb, also die Druckänderungs-Geschwindigkeit, jeweils bei Beaufschlagung des Druckantriebes mit der ersten Mikro-Fluidströmung sowie mit der sich aus der Überlagerung der ersten und zweiten Mikro-Fluidströmung ergebenen resultierenden Mikro-Fluidströmung im wesentlichen konstant ist - ausgenommen sind hierbei die Bereiche, in denen die Richtung der Druckänderung umgekehrt wird, d. h. die Bereiche der jeweiligen Druck-Spitzenwerte der Mikro-Druckschwankungen (Anspruch 2).As soon as the system deviation changes to a second (lower), likewise The threshold value lying within the range of small control deviations has fallen is, the discharge of the second microfluidic flow from the pressure drive is ended. Since now only the first micro-fluid flow is introduced into the pressure drive the pressure in the pressure drive rises again or the control deviation increases returns the value to zero and then increases it again until it returns to the first has reached the (upper) threshold value. This process is continuously repeated in the area small deviations. This type of pneumatic control makes it possible to to be able to resort to means known per se for controlling fluid flows. In addition, the micro-pressure fluctuations have a constant size, as the pressure change per unit of time in the fluidic pressure drive, i.e. the pressure change speed, each time the first micro-fluid flow is applied to the pressure drive as well as resulting from the superposition of the first and second microfluidic flows surrendered resulting Microfluid flow essentially constant is - except here are the areas in which the direction of the pressure change is reversed, d. H. the areas of the respective peak pressure values of the micro-pressure fluctuations (Claim 2).

Gemäß einer weiteren bevorzugten Verfahrensform kann die vorgenannte Verfahrensvariante auch insoweit umgekehrt werden, daß eine - im Vergleich zur gesamten Fluidmenge im Druckantrieb geringe erste Mikro-Fluidströmung aus dem Druckantrieb dauernd abgeführt und die Richtung einer hierdurch im Druckantrieb hervorgerufenen Mikro-Druckänderung im Bereich kleiner Regelabweichungen dadurch alternierend umgekehrt wird, daß zusätzlich eine zweite Mikro-Fluidströmung, die ebenfalls gering, jedoch größer als die erste Fluidströmung ist, jedesmal dann in den Druckantrieb eingeleitet wird, sobald die Regelabweichung einen zweiten (unteren) innerhalb des Bereiches kleiner Regelabweichungen liegenden Schwellenwert erreicht hat, wobei die Zufuhr der zweiten Mikro-Fluidströmung jeweils solange aufrechterhalten wird, bis die Regelabweichung auf einen ersten (oberen), ebenfalls innerhalb des Bereiches kleiner Regelabweichungen liegenden Schwellenwert angestiegen ist. Diese Art der Verfahrensführung hat im wesentlichen die gleichen Vorteile wie die vorgenannte Verfahrensvariante. Insbesondere können die Mikro-Druckschwankungen hierbei - wie bei der vorgenannten Verfahrensvariante - dadurch gesteuert werden, daß lediglich die Fluidzufuhr - bei der vorgenannten Variante die Fluidabfuhr - istwertabhängig gesteuert wird (Anspruch 3). According to a further preferred form of the method, the aforementioned Process variant can also be reversed to the extent that one - compared to the entire Fluid volume in the pressure drive low first micro-fluid flow from the pressure drive continuously dissipated and the direction of one caused by this in the pressure drive Micro pressure change in the area of small control deviations thus alternately reversed is that in addition a second micro-fluid flow, which is also low, however is greater than the first fluid flow, each time then introduced into the pressure drive becomes as soon as the control deviation is a second (lower) within the range has reached the threshold value lying below the small control deviations, whereby the supply the second micro-fluid flow is maintained until the control deviation to a first (upper), also within the range of small control deviations lying threshold has risen. This type of procedure has im essentially the same advantages as the aforementioned process variant. In particular can the micro-pressure fluctuations here - as in the aforementioned variant of the method - Are controlled by the fact that only the fluid supply - in the aforementioned Variant the fluid discharge - is controlled as a function of the actual value (claim 3).

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann alternativ die Beaufschlagung des Fluides im Druckantrieb mit den Mikro-Druckschwankungen im Bereich kleiner Regelabweichungen dadurch herbeigeführt werden, daß eine - im Vergleich zur gesamten Fluidmenge im Druckantrieb - geringe Mikro-Fluidströmung abwechselnd in den Druckantrieb eingeleitet und aus diesem wieder abgeführt wird, wobei die Richtung dieser Mikro-Fluidströmung jeweils dann umgekehrt wird, wenn die Regelabweichung den ersten (oberen) oder den zweiten (unteren) Schwellenwert innerhalb des Bereiches kleiner Regelabweichungen erreicht hat. Bei dieser Ausführungsform des Verfahrens wird demnach nicht dauernd, also unabhängig von den Regelabweichungen, eine Mikro-Fluidströmung dem Druckantrieb zu- oder abgeführt. Insbesondere werden hierbei nicht zwei einander gegenläufige Mikro-Fluidströmungen in ihrer Wirkung einander überlagert. Diese Verfahrensvariante hat insbesondere den Vorteil, daß bei ihr auch mit gleich großen Mikro-Fluidströmungen gearbeitet werden kann (Anspruch 4). According to a further preferred embodiment of the invention, can alternatively the application of the fluid in the pressure drive with the micro pressure fluctuations in the area of small system deviations can be brought about by the fact that a - im Compared to the total amount of fluid in the pressure drive - low microfluid flow is alternately introduced into the pressure drive and discharged from it again, the direction of this microfluidic flow being reversed each time the control deviation the first (upper) or the second (lower) threshold value has reached within the range of small control deviations. In this embodiment the procedure is therefore not permanent, i.e. independent of the control deviations, a microfluid flow supplied or removed from the pressure drive. In particular, will be here not two opposing micro-fluid flows in their effect superimposed on each other. This variant of the method has the particular advantage that it can also work with microfluidic flows of the same size (claim 4).

Zur Durchführung der vorbeschriebenen drei Verfahrensvarianten weist der zur Beaufschlagung des Druckantriebes mit den Mikro-Druckschwankungen ausgelegte Steuereingang eine elektrisch ansteuerbare Einrichtung für die Fluidzufuhr oder -abfuhr in den oder aus dem Druckantrieb auf, wobei der effektive Strömungsquerschnitt der Fluidzufuhr/-abfuhr-Einrichtung so klein ist, daß der von ihm durchgelassene Fluidstrom den Druck nur geringfügig ändert (Anspruch 10). To carry out the three method variants described above, designed to act on the pressure drive with the micro pressure fluctuations Control input an electrically controllable device for the fluid supply or -Discharge into or out of the pressure drive, the effective flow cross-section the fluid supply / discharge device is so small that the one let through by it Fluid flow changes the pressure only slightly (claim 10).

Vorzugsweise weist hierzu die elektrisch ansteuerbare Fluidzufuhr/-abfuhr-Einrichtung ein elektro-pneumatisches Regelventil auf (Anspruch 11), das zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4 vorzugsweise als Drei-Weg-Ventil, insbesondere Drei-Weg-Membran- ventil ausgestaltet ist (Anspruch 12). For this purpose, the electrically controllable fluid supply / discharge device preferably has an electro-pneumatic control valve (claim 11), which is used to carry out the Method according to claim 4, preferably as a three-way valve, in particular a three-way diaphragm Valve is designed (claim 12).

Die effektiven Strömungsquerschnitte der zur Einleitung der Mikro-Druckschwankungen vorgesehenen Fluidzufuhr/- abfuhr- Einrichtung sind vorzugsweise zur Durchführung der erstgenannten zwei Verfahrensvarianten, d. h. der Verfahrensvarianten nach Anspruch 2 oder 3 unterschiedlich groß (Anspruch 13). Zur Durchführung dieser ersten beiden Verfahrensvarianten ist vorzugsweise die Fluidzufuhr/- abfuhr- Einrichtung so geschaltet, daß der kleinere Strömungsquerschnitt dauernd, der größere Strömungsquerschnitt dagegen nur bei Ansteuerung durch einen ersten Schwellenschalter des Diskriminators offen ist, wobei der erste Schwellenschalter wiederum so geschaltet ist, daß er ein Steuersignal dann an die Fluidzufuhr/-abfuhr-Einrichtung abgibt, wenn die Regelabweichung einen ersten -oder stattdessen einen zweiten - Schwellenwert innerhalb des Bereiches kleiner Regelabweichungen erreicht hat (Anspruch 14). The effective cross-sections of the flow to initiate the micro-pressure fluctuations provided fluid supply / discharge device are preferably implemented the first two variants of the process, d. H. of the process variants according to claim 2 or 3 different sizes (claim 13). To carry out these first two Variants of the method, the fluid supply / discharge device is preferably switched in such a way that that the smaller flow cross-section is permanent, the larger flow cross-section on the other hand only when controlled by a first threshold switch of the discriminator is open, the first threshold switch in turn being switched to then emits a control signal to the fluid supply / discharge device when the control deviation a first - or instead a second - threshold within the range has reached small deviations (claim 14).

Hierbei kann die Fluidzufuhr-/abfuhr- Einrichtung statt eines Drei-Weg-Ventils lediglich ein Zwei-Weg-Ventil und eine zusätzliche Drossel aufweisen, wobei die Drossel den kleineren effektiven Strömungsquerschnitt hat (Anspruch 15). Here, the fluid supply / discharge device can be used instead of a three-way valve only have a two-way valve and an additional throttle, the Throttle has the smaller effective flow cross section (claim 15).

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die vom Meßausgang des Istwertfühlers bis zum Ausgang der Komparator/Regler-Einheit vorgenommene Signalgewinnung und -verarbeitung elektrisch/elektronisch durchgeführt. Hierzu eigenen sich bevorzugt ein Sollwertgeber, ein Istwertfühler und eine Komparator/Regler-Einheit, einschließlich des Diskriminators, die als elektrische/elektronische Signal-Gewinnungs/Verarbeitungselemente ausgelegt sind (Ansprüche 5 und 9). According to a particularly preferred embodiment of the method is the from the measurement output of the actual value sensor to the output of the comparator / controller unit carried out signal acquisition and processing carried out electrically / electronically. A setpoint generator, an actual value sensor and a comparator / controller unit are preferred for this purpose. including the discriminator acting as electrical / electronic signal extraction / processing elements are designed (claims 5 and 9).

An dieser Stelle erscheinen einige allgemeinere Ausführungen angebracht. Regelsysteme lassen sich in zwei Funktionseinheiten unterteilen. Die erste Einheit verarbeitet im Prinzip Informationen bzw. leistungslose Signale. Die zweite Einheit befaßt sich mit der eigentlichen Leistungsregelung. Hierzu muß ein Leistungssignal erzeugt werden, das imstande ist, das Stellorgan, beispielsweise Schieber, Klappen etc. At this point, some more general remarks seem appropriate. Control systems can be divided into two functional units. The first unit basically processes information or powerless signals. The second unit deals with the actual power regulation. A power signal is required for this be generated, which is able to control the actuator, such as slides, flaps Etc.

steuernd zu bewegen (in Position zu halten oder (rasch) zu verändern), und dies unabhängig von momentanen Störungen, z. B. aufgrund unerwünschter Reibverhältnisse. Die Leistungsregelung verlangt häufig große Kraft und schnelle Reaktion. Der rasche Einsatz großer Kräfte kann aber - so dachter man bisher - nur über Elemente mit entsprechend großem Querschnitt erfolgen. Tatsächlich trifft diese Überlegung aber jedenfalls dann nicht zu, wenn die Leistungssignale und die zu diesen korrespondierenden Kräfte fluidisch erzeugt und übertragen werden. Dies gilt auch dann, wenn die fluidischen, insbesondere pneumatischen Leistungssignale über beachtliche Distanzen, beispielsweise mit Hilfe von Kunststoffschläuchen übertragen werden. Die Miniaturisierung pneumatischer Regelelemente hat nicht - wie in der Mechanik oder der Elektrotechnik -eine Miniaturisierung der Kräfte zur Folge. Vielmehr können die Kräfte gleich groß gehalten werden. Die Miniaturisierung pneumatischer Elemente zur Leistungsübertragung verkleinert nur die Arbeit pro Zeiteinheit, d. h. die Leistung. Ein Miniatur-Pneumatikventil kann genauso mit 0,5 x 105 N/m2 (0,5 bar) Druckluft betrieben werden wie ein großes Pneumatikventil.to move in a controlled manner (to hold it in position or to change it (quickly)), and this regardless of current disturbances, e.g. B. due to undesirable friction conditions. Power control often requires great force and quick reactions. The quick one However, it was previously thought that great forces can only be used through elements take place according to large cross-section. In fact, however, this consideration applies at least not if the power signals and those corresponding to them Forces are fluidically generated and transmitted. This also applies if the fluidic, in particular pneumatic power signals over considerable distances, for example can be transferred with the help of plastic tubing. The miniaturization of pneumatic Control elements are not - as in mechanics or electrical engineering - miniaturized the forces result. Rather, the forces can be kept the same. the Miniaturization of pneumatic elements for power transmission only reduces the size the work per unit of time, d. H. the performance. A miniature pneumatic valve can can be operated with 0.5 x 105 N / m2 (0.5 bar) compressed air just like a large pneumatic valve.

Es regelt aber nicht derjenige am besten, der mit möglichst hoher Leistung einen Stellantrieb oder ein Stellorgan hin- und herbewegt, sondern derjenige, der mit möglichst geringer Arbeit in genau der richtigen Richtung eine Korrektur der Regelabweichung vornimmt. Möglicherweise ist das bisher bei fluidischen Regelsystemen immer wieder beobachtete und gefürchtete Pendeln des Fluids, d. h. die Fluid-Systemaufschaukelungen, auf die Verwendung zu hoher Leistungssignale zurückzuführen. Die Erfindung macht nun aus den bisherigen Nöten eine Tugend. Der fluidische Druckantrieb wird bewußt dauernd mit Mikro-Druckschwankungen beaufschlagt, und zwar mit Hilfe von Mikro-Fluidströmen, die über entsprechende miniaturisierte Pneumatikventile gesteuert werden.But it is not the one who regulates the best with the highest possible level Power an actuator or an actuator to and fro, but the one, the with as little work as possible in exactly the right direction corrects the control deviation. So far this may have been the case with fluidic Control systems observed and dreaded pendulum of the fluid, d. H. the fluid system buildup, due to the use of excessive power signals. The invention now turns the previous needs into a virtue. The fluidic pressure drive is consciously constantly exposed to micro-pressure fluctuations, with help of micro-fluid flows that are generated via corresponding miniaturized pneumatic valves being controlled.

Wie bereits in den vorstehenden Ausführungsbeispielen angesprochen, wird auch ein Regelsystem verwendet, das aus einer Kombination elektrisch/elektronischer Bauelemente und nachgeschalteter fluidischer Bauelemente besteht. Die Schnittstellen zwischen den elektrischen/elektronischen Bauelementen und den fluidischen Bauelementen sind hierbei an die Punkte des Regelsystems gelegt, wo erstmalig tatsächlich Leistungssignale benötigt werden. Die vorzugsweise mit Gleichstrom bzw. Gleichspannung betriebenen elektrisch/elektronischen Bauelemente gewährleisten eine hohe Genauigkeit der Informationssignale. Einige Vorteile der pneumatischen Elemente zur Erzeugung und Übertragung der Leistungssignale wurden bereits angesprochen. Hinzu kommen noch weitere Vorteile. As already addressed in the above exemplary embodiments, a control system is also used, which consists of a combination of electrical / electronic Components and downstream fluidic components consists. The interfaces between the electrical / electronic components and the fluidic components are placed at the points of the control system where power signals are actually used for the first time are needed. The preferably operated with direct current or direct voltage electrical / electronic components ensure high accuracy of the information signals. Some advantages of the pneumatic elements for generating and transmitting the power signals have already been mentioned. There are also other advantages.

So hat beispielsweise die Verwendung des erfindungsgemäßen Regelsystems in einer Getreidemühlenanlage den Vorteil, daß die an den Anlageelementen steuernd eingreifenden Teile nicht elektrisch versorgt werden müssen. Eine elektrische Versorgung von Stellgliedern hat häufig eine hohe Explosionsgefahr in der Getreidemüllerei zur Folge, da der Getreidestaub häufig sehr explosiv ist. Einen besonderen Vorteil hat auch die bereits angesprochene Verwendung des Membranventils, das entsprechend der von ihm gesteuerten Mikro-Fluidströmung sehr klein ist. So weist beispielsweise die Ventilbohrung einen Durchmesser auf, der 1 mm oder weniger beträgt, beispielsweise s/4. Auch die Masse des Membrankörpers ist sehr gering. Das Membranventil weist vorzugsweise eine als Feder ausgebildete Ventilplatte auf. Dies hat zur Folge, daß bei einer Umsteuerung des Drei-Weg-Membranventils keine mit Reibung behaftete Bewegung auftritt -abgesehen vom inneren Federweg (oder der Bewegung innerhalb des Federstahls). Die Lebensdauer eines derartigen Ventils ist industriell gesehen praktisch unbeschänkt. Da die Membrane - oder ein entsprechend membranartiger Anker - in diesem Miniatur-oder Fein-Ventil nur einen sehr kleinen Weg zurücklegt, können sehr hohe Schaltfolgen erzielt werden. Anzumerken ist hierbei noch, daß das Drei-Weg-Ventil im wesentlichen nur zwischen zwei diskreten, also insoweit digitalen Schaltzuständen hin- und herschaltet. Vergleicht man nun mit diesem Membranventil ein handelsübliches Elektromagnetventil mit einer infolge reiner Alterungserscheinungen begrenzten Lebensdauer von 10 Jahren, dann ist folgendes festzustellen.For example, the use of the control system according to the invention has in a grain mill system the advantage that the control on the system elements intervening parts do not have to be supplied electrically. An electrical supply of actuators often has a high risk of explosion in grain milling as a result, since the grain dust is often very explosive. A special advantage also has the already mentioned use of the diaphragm valve, which accordingly the microfluidic flow it controls is very small. For example, points the valve bore has a diameter which is 1 mm or less, for example s / 4. The mass of the membrane body is also very small. The diaphragm valve has preferably a valve plate designed as a spring. This has the consequence that when reversing the three-way diaphragm valve, no movement subject to friction occurs - apart from the internal spring deflection (or the movement within the spring steel). From an industrial point of view, the service life of such a valve is practically unlimited. Since the membrane - or a corresponding membrane-like anchor - in this miniature or Fein valve only covers a very short distance, can result in very high switching rates be achieved. It should be noted here that the three-way valve is essentially only switches back and forth between two discrete, i.e. digital switching states. If one now compares a commercially available electromagnetic valve with this diaphragm valve with a limited lifespan of 10 years due to pure signs of aging, then the following is to be observed.

Die Lebensdauer derartiger Elektromagnetventile im Hinblick auf Verschleiß, Verbrauch usw. bewegt sich bei maximal 20 000 000 Schaltungen; dies unter normalen Bedingungen. Wird nun ein Ventil pro Sekunde einmal geschaltet, ergeben sich pro Jahr zwischen 20 000 000 und 30000000 Schaltungen. Die Lebensdauer des genannten handelsüblichen Elektromagnetventils liegt demnach bei einer Schaltfrequenz von etwa 1 Hz im Dauerbetrieb bei maximal einem Jahr.The service life of such solenoid valves in terms of wear, Consumption etc. moves at a maximum of 20,000,000 switchings; this under normal Conditions. If a valve is now switched once per second, the result is pro Year between 20,000,000 and 30,000,000 switchings. The life of the said commercially available solenoid valve is therefore at a switching frequency of about 1 Hz in continuous operation for a maximum of one year.

Im Anlagebau, insbesondere für Getreidemühlenanlagen, erwartet der Kunde aber eine durchschnittliche Lebensdauer von wenigstens 10 Jahren. Hinzu kommt, daß viele Getreidemühlenanlagen in Meeresnähe gebaut werden. In diesem Bereich wird die Lebensdauer der Anlageelemente erfahrungsgemäß wegen der salzhaltigen, feuchten Luft reduziert. Für eine verschleißbedingte Lebensdauer von 10 Jahren müßte ein Ventil, das pro Sekunde einmal geschaltet wird, 200 000 000 bis 300 000 000 Schaltungen unter Normalbedingungen überstehen. Ein Dauertestversuch hat ergeben, daß das von ihr zur Steuerung der Mikro-Fluidströmungen eingesetzte Fein-Membran-Ventil bereits mehrere Milliaraden bzw. Billionen, d. h. mehrere 109 Schaltungen hinter sich hat und noch einwandfrei arbeitet. In plant construction, especially for flour mills, he expects Customer an average lifespan of at least 10 years. Come in addition, that many flour mills are being built near the sea. In this area will Experience has shown that the service life of the system elements is due to the salty, moist Air reduced. For a wear-related service life of 10 years, a Valve that is switched once per second, 200,000,000 to 300,000,000 operations survive under normal conditions. An endurance test has shown that the the fine diaphragm valve used to control the micro fluid flows several billions or trillions, d. H. has done several 109 circuits and still works flawlessly.

Bevorzugt wird für eine normale Mühlenleistung, beispielsweise zur kontinuierlichen Regelung der Dosierung eines fallenden Getreidestromes oder der Dosierung der Wasserzufuhr zum Getreide mit einer mittleren Schalthäufigkeit von 1 bis 50, besonders bevorzugt 50 bis 20 Schaltungen pro Sekunde gearbeitet. Dies entspricht einer mittleren Schwankungshäufigkeit der Mikro-Druckschwankungen von 1 bis 50, vorzugsweise 5 bis 20 Schwankungen pro Sekunde (Ansprüche 6 und 7). Is preferred for a normal mill output, for example for continuous regulation of the dosage of a falling flow of grain or the Dosing of the water supply to the grain with an average switching frequency of 1 to 50, particularly preferably 50 to 20 operations per second worked. this corresponds to an average frequency of fluctuations in the micro pressure fluctuations of 1 to 50, preferably 5 to 20 fluctuations per second (claims 6 and 7).

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen noch näher erläutert, wobei auf die schematischen Zeichnungen Bezug genommen wird. The invention will be explained below with the aid of exemplary embodiments explained in more detail, reference being made to the schematic drawings.

In den Zeichnungen zeigt F i g. 1 eine vereinfachte schematische Darstellung eines wesentlichen Ausschnittes aus einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig.2 eine vereinfachte schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung; F i g. 3 eine grafische Darstellung zur Erläuterung des Verlaufes des Druckes im Druckantrieb und der Regelabweichung; Fig.4 und 5 Anwendungen des anhand der Fig.2 erläuterten Regelprinzips; F i g. 6 ein Schaltschema eines Ausführungsbeispieles eines Teils des Regelkreises (Arbeitselektronik); F i g. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel zur Regelung der Dosierung von Wasser und F i g. 8 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zur gleichzeitigen Regelung der Dosierung von Getreide und Wasser. In the drawings, F i g. 1 a simplified schematic Representation of an essential section from a first embodiment the invention; 2 shows a simplified schematic representation of a further exemplary embodiment the invention; F i g. 3 shows a graphic illustration to explain the course the pressure in the pressure drive and the control deviation; Fig. 4 and 5 applications of the control principle explained with reference to FIG. F i g. 6 shows a circuit diagram of an exemplary embodiment part of the control loop (working electronics); F i g. 7 shows a further embodiment to regulate the dosage of water and F i g. 8 shows an embodiment of the invention for the simultaneous regulation of the dosage of grain and water.

In der Figurenbeschreibung werden für (im Sinne der Erfindung) funktionell gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet. In den verschiedenen Ausführungsbeispielen vorgenommene Modifikationen dieser funktionell gleichen Teile werden durch hochgestellte Striche (') neben den zugehörigen Bezugszeichen kenntlich gemacht. Im übrigen gilt für die schematischen Darstellungen in den F i g. 1 bis 6 folgendes: gerade Linien bedeuten elektrische Informations-Signalleitungen, einfache Schlangenlinien pneumatische Informations-Signalleitungen und doppelte Schlangenlinien pneumatische Leistungs-Signalleitungen. In the description of the figures, for (within the meaning of the invention) are functional the same parts are used with the same reference numerals. In the various exemplary embodiments Modifications made to these functionally identical parts are replaced by superscripts Dashes (') next to the associated reference symbols. Otherwise applies for the schematic representations in FIGS. 1 to 6 have the following: straight lines mean electrical information signal lines, simple sinuous pneumatic lines Information signal lines and double serpentine pneumatic power signal lines.

F i g. 1 zeigt schematisch einen wesentlichen Teil eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Regelkreises. Hierbei sind der Einfachheit halber der Komparator und der Regler zu einer Regler/Komparator-Einheit 1 zusammengefaßt. Vom Stellglied - dieses enthält üblicherweise den Stellantrieb bzw. -motor und das vom Stellantrieb betätigte Stellorgan (z. B. Schieber, Klappe etc.) - ist lediglich der Stellantrieb 5 dargestellt. F i g. 1 schematically shows an essential part of an embodiment of the control loop according to the invention. The comparator is used here for the sake of simplicity and the controller are combined to form a controller / comparator unit 1. From the actuator - this usually contains the actuator or actuator and that of the actuator Actuated final control element (e.g. slide, flap, etc.) - is only the actuator 5 shown.

Er ist im Rahmen vorliegender Erfindung als fluidischer Druckantrieb bzw. als pneumatischer Verbraucher V ausgebildet. Der pneumatische Verbraucher V soll hierbei nur eine geringe Menge Luft verbrauchen. Im übrigen ist aus Gründen der zeichnerisch einfacheren Darstellung in F i g. 1 das Istwertsignal »Ist« aus dem Verbraucher V herausgeführt, obwohl es bei einer tatsächlichen Realisierung üblicherweise von einem gesonderten, hinter der . Regelstrecke angeordneten Istwertfühler gemessen wird.In the context of the present invention, it is more fluidic Pressure drive or designed as a pneumatic consumer V. The pneumatic consumer V should only consume a small amount of air here. Otherwise is for reasons the graphically simpler representation in FIG. 1 the actual value signal "is" off led out to the consumer V, although it is in an actual implementation usually from a separate one behind the. Actual value sensor arranged in the controlled system is measured.

Die Komparator/Regler-Einheit d arbeitet elektrisch bzw. elektronisch. Demgemäß werden ihr, genauer ihrem Komparatorteil, elektrische Sollwert- und Istwert-Signale jeweils von einer (nicht dargestellten) Sollwertvorgabe-Einrichtung und von einem pneumatisch-elektrischen Wandler 2 zugeführt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel liegen die Soll- und Ist-Wert-Signale in Form von Gleichspannung vor. Sie können Werte von 0 bis 10 Volt annehmen. Entsprechend der Abweichung des Istwertes vom Sollwert, im folgenden Regelabweichung genannt, steuert der Regler über eine Leitung 15 ein elektro-pneumatisches Feinventil 3 an, und zwar über dessen Magnetspule 3. Das Feinventil 3 ist hierbei als 2-Wegventil ausgestaltet, das im stromlosen Zustand geschlossen ist und bei Erregung der Magnetspule 3 in den offenen Zustand überführt wird. Es verbindet eine pneumatische Speiseleitung 4 mit einer pneumatischen Fein-Zuleitung 24. Die pneumatische Fein-Zuleitung 24 ist direkt mit dem fluidischen Druckantrieb 5 verbunden. Mit dem Feinventil 3 läßt sich demnach die pneumatische Versorgung des Stellantriebs 5 steuern. Es kann daher als Steuereingang des Stellantriebs aufgefaßt werden. The comparator / regulator unit d works electrically or electronically. Accordingly, your, more precisely your comparator part, electrical setpoint and actual value signals each from a (not shown) setpoint specification device and from one pneumatic-electrical converter 2 supplied. In the illustrated embodiment the setpoint and actual value signals are available in the form of direct voltage. You can Accept values from 0 to 10 volts. According to the deviation of the actual value from The setpoint, referred to below as the control deviation, is controlled by the controller via a line 15 an electro-pneumatic fine valve 3 via its magnetic coil 3. The fine valve 3 is designed here as a 2-way valve that is in the de-energized state is closed and is transferred to the open state when the solenoid 3 is excited will. It connects a pneumatic feed line 4 with a pneumatic fine feed line 24. The pneumatic fine feed line 24 is directly connected to the fluidic pressure drive 5 connected. With the fine valve 3 can accordingly be the pneumatic supply of the actuator 5. It can therefore be viewed as a control input of the actuator will.

Zwischen das Feinventil 3 und den Stellantrieb 5 ist eine hinsichtlich ihres Strömungsquerschnittes einstellbare Fein-Abströmdrossel 6 geschaltet.Between the fine valve 3 and the actuator 5 is a respect their flow cross-section adjustable fine outflow throttle 6 switched.

Der Wortbestandteil »Fein« bei den vorgenannten Elementen, nämlich Feinventil 3, Fein-Zuleitung 24 und Fein-Abströmdrossel 6 bedeutet, daß durch die genannten Elemente stets nur geringe Luftmengen transportiert bzw. Drücke übertragen werden. The word component "fine" in the aforementioned elements, namely Fine valve 3, fine feed line 24 and fine outflow throttle 6 means that through the These elements only transport small amounts of air or transmit pressures will.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist es wesentlich, daß über die Fein-Abströmdrossel 6 dauernd eine geringe Menge Luft abströmt. Die aus der Fein-Abströmdrossel 6 abströmende Luftmenge ist jedoch kleiner als die Luftmenge, die durch das Feinventil 3 zugeführt werden kann. Das Zusammenwirken der Fein-Abströmdrossel 6 und des Feinventils 3 dient dazu, die auf das Stellorgan wirkende Antriebsrichtung des Stellantriebs 5 bzw. die in ihm herrschenden Druckverhältnisse laufend alternierend ändern zu können. In the illustrated embodiment, it is essential that about the fine discharge throttle 6 continuously discharges a small amount of air. The ones from the Fine discharge throttle 6, however, the amount of air flowing out is smaller than the amount of air which can be supplied through the fine valve 3. The interaction of the fine discharge throttle 6 and the fine valve 3 is used to control the drive direction acting on the actuator of the actuator 5 or the pressure conditions prevailing in it continuously alternating to be able to change.

Statt der Verwendung des geschilderten 2-Weg-Feinventils 3 in Verbindung mit der Fein-Abströmdrossel 6 kann auch ein 3-Weg-Feinventil gewählt werden. Diese Variante hat den Vorteil symmetrischerer Strömungsverhältnisse und einer universelleren Anwendung im Regelsystem. Instead of using the described 2-way fine valve 3 in conjunction With the fine outflow throttle 6, a 3-way fine valve can also be selected. These Variant has the advantage of more symmetrical flow conditions and a more universal one Application in the control system.

Der in F i g. 1 schematisch dargestellte Ausschnitt aus dem Regelkreis arbeitet wie folgt: die Regler /Komparator-Einheit steuert die Magnetspule 3 solange im Sinne einer Erregung an bzw. hält das Feinventil 3 solange offen, bis die Regelabweichung einen ersten Schwellenwert + Ur(s. F i g. 6) erreicht hat. Dieser Schwellenwert liegt innerhalb eines durch zwei weitere Schwellenwerte UE und UA, im folgenden dritte und vierte Schwellenwerte genannt, begrenzten ersten Bereiches kleiner Regelabweichungen, also innerhalb eines Bereiches, in welchem die Regelabweichung fast Null ist. Ist dieser erste Schwellenwert UF erreicht, dann wird das Feinventil 3 geschlossen. Die Fein-Abströmdrossel 6 bleibt jedoch nach wie vor offen, so daß der Istwert wieder unter den Sollwert absinkt, und zwar solange, bis ein für die Regelabweichung vorgegebener unterer Schwellenwert - UF erreicht ist. Bei Erreichen dieses Schwellenwertes wird die Magnetspule 3 wieder von der Regler/Comparator-Einheit f im Sinne einer Erregung der Magnetspule 3 angesteuert. Dieser Vorgang wiederholt sich ständig. The in F i g. 1 schematically illustrated section from the control loop works as follows: the controller / comparator unit controls the solenoid 3 for as long in the sense of an excitation or keeps the fine valve 3 open until the control deviation has reached a first threshold value + Ur (see FIG. 6). This threshold lies within one through two further threshold values UE and UA, in the following called third and fourth threshold values, limited first range of small control deviations, i.e. within a range in which the control deviation is almost zero. is this first threshold value UF is reached, then that becomes Fine valve 3 closed. the Fine discharge throttle 6 remains open, however, so that the actual value again drops below the setpoint until a specified value for the control deviation lower threshold value - UF is reached. When this threshold is reached, the solenoid 3 again from the controller / comparator unit f in the sense of an excitation the solenoid 3 is controlled. This process repeats itself over and over again.

Bei einem Fehlen von Störgrößen - was in der Realität nicht der Fall ist - würden im Ergebnis dem Stellantrieb 5 Mikro-Druckschwingungen aufgeprägt, deren Frequenz wesentlich durch den Abstand zwischen dem ersten und zweiten Schwellenwert + UF und - UF sowie durch die Strömungsquerschnitte des Feinventils 3 und der Fein-Abströmdrossel 6 bestimmt wird. Da in der Wirklichkeit stets Störgrößen (unbekannter Größe und Richtung) auftreten, die das Istwert-Signal laufend ändern, werden die vorgenannten Mikro-Druckschwingungen zu Mlikro-Druckschwankungen »deformiert«, die - im Gegensatz zu (reinen) Mikro-Druckschwingungen - in der Regel weder eine konstante, vorhersehbare Frequenz noch eine konstante, vorhersehbare Amplitude haben. Die Vorteile dieser Art der Regelung werden anhand der F i g. 3 näher erläutert. In the absence of disturbance variables - which is not the case in reality is - as a result, 5 micro-pressure oscillations would be impressed on the actuator, whose frequency is essentially determined by the distance between the first and second threshold values + UF and - UF as well as through the flow cross-sections of the fine valve 3 and the fine discharge throttle 6 is determined. Since in reality there are always disturbance variables (unknown size and Direction) occur that continuously change the actual value signal, the aforementioned Micro-pressure fluctuations »deformed« into micro-pressure fluctuations, which - in contrast to (pure) micro-pressure oscillations - usually neither a constant, predictable one Frequency still have a constant, predictable amplitude. The advantages of this Type of regulation are based on the F i g. 3 explained in more detail.

Eine Weiterbildung des anhand der F i g. 1 erläuterten Prinzips zur Regelung einer Regelgröße ist in Fig.2 dargestellt. Das in F i g. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich im wesentlichen dadurch von dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel, daß ein Grob-Einlaßventil f41, ein Grob-Abströmventil 17 und ein Fensterdiskriminator 10 vorgesehen sind. Mit Hilfe dieser Elemente lassen sich zusätzlich auch größere Regelabweichungen gut beherrschen. Der Fensterdiskriminator 10 ist derart ausgebildet, daß er zwischen drei Bereichen von Regelabweichungen unterscheiden kann, nämlich dem bereits genannten ersten Bereich kleiner Regelabweichungen, im folgenden auch »Feinbereich« genannt, einem zweiten und einem dritten Bereich, im folgenden jeweils »Grob-Bereiche« genannt, in welchen die Regelabweichungen jeweils außerhalb des Feinbereiches liegen. Die beiden Grobbereiche grenzen zu beiden Seiten an den Feinbereich an, werden also durch den dritten und vierten Schwellenwert UE und UA von letzterem getrennt. A further development of the based on FIG. 1 explained principle for Control of a controlled variable is shown in Fig. 2. The in Fig. 2 shown The exemplary embodiment differs essentially in this respect from that in FIG. 1 illustrated embodiment that a coarse inlet valve f41, a coarse discharge valve 17 and a window discriminator 10 are provided. Let with the help of these elements In addition, they can also master larger system deviations well. The window discriminator 10 is designed in such a way that it is between three areas of control deviations can distinguish, namely the already mentioned first range of small control deviations, hereinafter also referred to as the »fine range«, a second and a third area, hereinafter referred to as "coarse areas" in which the control deviations lie outside the fine range. The two coarse areas border on both sides to the fine range, that is, through the third and fourth threshold values UE and UA separated from the latter.

Es ist zwar an sich aus der deutschen Auslegeschrift 17 63 152 bekannt, bei einem Zweipunktregler einen, vorzugsweise fluidischen, Diskriminator vorzusehen, welcher die Regelabweichungen in einen Grob-Bereich und einen Fein-Bereich unterteilt. Mit dem bekannten Zweipunktregler wird aber grundsätzlich in sämtlichen Bereichen nach dem gleichen Prinzip geregelt, insbesondere werden dort in keinem Bereich Druckschwankungen oder Mikro-Druckschwankungen in das Regelsystem eingeführt. Auch weist der vorbekannte Zweipunktregler keinen fluidischen Stellantrieb auf. Im übrigen befaßt sich die vorbekannte Lehre mit der Aufgabe, einen Zweipunktregler zu schaffen, der bei möglichst kleinem Schaltungsaufwand eine annähernd optimal schnelle Rückführung der jeweils auftretenden Regelabweichung auf den Wert Null ermöglicht, wobei insbesondere bei kleineren Regelabweichungen keine zusätzlichen Verlängerungszeiten eingeführt werden sollen. Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Stufenbreiten des Diskriminators so gewählt, daß deren Werte einer speziellen mathematischen Funktion genügen und festliegende Umschaltgrenzen, an denen eine Invertierung des Stellbefehls bzw. der Stellgröße erfolgt, haben. It is known per se from the German Auslegeschrift 17 63 152, a, preferably fluidic, discriminator to be provided for a two-point controller, which divides the control deviations into a coarse range and a fine range. With the well-known two-position controller, however, it is basically in all areas regulated according to the same principle, in particular there are no pressure fluctuations in any area or micro-pressure fluctuations introduced into the control system. Also, the previously known Two-point controller does not have a fluidic actuator. Otherwise the previously known teaching with the task of creating a two-point controller that is possible with with little circuit complexity an almost optimally fast return of each occurring control deviation to the value zero allows, in particular at minor deviations, no additional extension times are introduced should. To solve this problem, the step widths of the discriminator are chosen so that that their values satisfy a special mathematical function and are fixed Switching limits at which an inversion of the positioning command or the manipulated variable takes place.

Auch in diesem Ausführungsbeispiel kann der Sollwert von irgendwoher, zum Beispiel von einem Computer oder direkt mittels eines Bedienungsgerätes 11 vorgegeben werden. Das Bedienungsgerät 11 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel unmittelbar an eine Regler/Komparator-Einheit 1' angekoppelt. Den Istwert erhält die Regler/Komparator-Einheit 1' wiederum von einem pneumatisch-elektrischen Wandler 2'. In this embodiment too, the setpoint can come from anywhere for example, specified by a computer or directly by means of an operating device 11 will. The operating device 11 is direct in the illustrated embodiment coupled to a controller / comparator unit 1 '. The controller / comparator unit receives the actual value 1 'in turn from a pneumatic-electrical converter 2'.

Im zweiten (Grob-)Bereich liegt eine derartige Regelabweichung vor, daß eine große Luftmenge in kurzer Zeit dem Stellantrieb 5' bzw. dem Verbraucher V' zugeführt werden muß. Hierzu steuert der Fensterdiskriminator 10 über eine Leitung 13 die Magnetspule i4 des Grob-Einlaßventils 14 im Sinne einer Erregung an. Das Grob-Einlaßventil 14 wird hierdurch geöffnet, so daß eine vergleichsweise große Luftmenge dem Stellantrieb 5' über die Speiseleitung 4' und die Grob-Zu/Ableitung 23 zugeführt wird. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird über eine Leitung 15' gleichzeitig die Magnetspule 3' eines Feinventils 3' mit einem Erregungssignal beaufschlagt, so daß dem Stellantrieb 5' gleichzeitig eine Mikro-Druckluftströmung zugeführt wird. In the second (coarse) range there is such a system deviation, that a large amount of air in a short time the actuator 5 'or the consumer V 'must be supplied. To this end, the window discriminator 10 controls via a line 13 the solenoid coil i4 of the coarse inlet valve 14 in the sense of an excitation. That Coarse inlet valve 14 is thereby opened, so that a comparatively large Air volume to the actuator 5 'via the feed line 4' and the coarse supply / discharge line 23 is fed. In the illustrated embodiment, a line 15 'simultaneously the solenoid 3' of a fine valve 3 'with an excitation signal applied so that the actuator 5 'at the same time a micro-compressed air flow is fed.

Hat nun die Regelabweichung den für den Übergang vom zweiten (Grob-)Bereich in den Feinbereich vorgesehenen dritten Schwellenwert UE erreicht, wird das als 2-Weg-Ventil ausgestaltete Grob-Einlaßventil 14 geschlossen. Sobald das Grob-Einlaßventil 14 geschlossen ist, arbeitet nur noch das Feinventil 3'. Das Feinventil 3' ist in diesem Ausführungsbeispiel als 3-Weg-Ventil ausgestaltet und so geschaltet, daß es bei Erreichen des innerhalb des Feinbereiches liegenden ersten Schwellenwertes + UF die Mikro-Fluidströmungsrichtung umkehrt, also einen geringen Druckluftstrom aus dem Stellantrieb 5' ausströmen läßt. Bei Erreichen des zweiten Schwellenwertes - UF wird die Richtung der Mikro-Fluidströmung erneut umgekehrt. The control deviation now has that for the transition from the second (coarse) range reaches the third threshold value UE provided in the fine range, this is referred to as 2-way valve configured coarse inlet valve 14 closed. As soon as the coarse inlet valve 14 is closed, only the fine valve 3 'works. The fine valve 3 'is in this embodiment designed as a 3-way valve and switched so that it when the first threshold value lying within the fine range is reached + UF reverses the micro-fluid flow direction, i.e. a low flow of compressed air can flow out of the actuator 5 '. When the second threshold is reached - UF reverses the direction of the microfluidic flow again.

Zusätzlich ist noch eine einstellbare Feindrossel 20 in der Feinzuleitung 24' vorgesehen, mit deren Hilfe der effektive Strömungsquerschnitt in der Feinzuleitung 24' geändert werden kann.In addition, there is an adjustable fine throttle 20 in the fine feed line 24 'provided, with the help of which the effective flow cross-section in the fine feed line 24 'can be changed.

Liegt dagegen die Regelabweichung im dritten (Grob-)Bereich muß also aus dem Stellantrieb 5' rasch eine größere Menge Luft abgeführt werden, dann wird die Magnetspule r7 des Grob-Abströmventils 17 über eine Leitung 18 entsprechend angesteuert. Hierdurch sinkt der Druck im Verbraucher bzw. im Stellantrieb 5' rasch ab, und zwar solange, bis die Regelabweichung den vierten, für den Übergang von diesem Grob-Bereich in den Feinbereich vorgegebenen Schwellenwert UA erreicht hat. If, on the other hand, the system deviation is in the third (coarse) range, so must from the actuator 5 'quickly a larger amount of air will then be removed the solenoid r7 of the coarse discharge valve 17 via a line 18 accordingly controlled. As a result, the pressure in the consumer or in the actuator 5 'drops rapidly until the control deviation exceeds the fourth, for the transition from this coarse range has reached the predetermined threshold value UA in the fine range.

Für den praktischen Betrieb ist es sehr vorteilhaft, wenn der Fensterdiskriminator 10 so ausgelegt ist, daß dessen drei Diskriminationsbereiche einstellbar sind; ferner, wenn zwischen den Stellantrieb 5' und die Ventile, einschließlich der Feindrossel 20, eine einstellbare Grobdrossel 21 geschaltet ist, mit deren Hilfe der effektive Strömungsquerschnitt für die Grobströmungen durch die Grobventile 14 und 17 veränderbar ist. For practical operation it is very advantageous if the window discriminator 10 is designed so that its three discrimination ranges are adjustable; further, if between the actuator 5 'and the valves, including the fine throttle 20, an adjustable coarse throttle 21 is connected, with the help of which the effective Flow cross-section for the coarse flows through the coarse valves 14 and 17 can be changed is.

Das Grob-Einlaßventil 14 und das Feinventil 3' sind im dargestellten Ausführungsbeispiel parallel geschaltet. Sie addieren sich demnach in ihrer Wirkung, wenn beide im Sinne einer Luftzuführung zum Stellantrieb 5' geöffnet sind. Das Grob-Abströmventil 17 ist ebenfalls parallel zum Feinventil 3' geschaltet. Die Wirkungen auch dieser beiden Ventile addieren sich demnach, wenn beide im Sinne einer Luftabströmung aus dem Verbraucher 5' angesteuert werden. The coarse inlet valve 14 and the fine valve 3 'are shown in FIG Embodiment connected in parallel. They therefore add up in their effect, when both are open in the sense of an air supply to the actuator 5 '. The coarse discharge valve 17 is also connected in parallel to the fine valve 3 '. The effects of this too both valves add up when both are in the sense of an air outflow to the Consumer 5 'are controlled.

In Fig.3 sind schematisch für die Regelanordnung gemäß Fig.2 der Druck P im Verbraucher V' bzw. In Figure 3 are schematically for the control arrangement according to Figure 2 of Pressure P in consumer V 'or

Stellantrieb 5' über der Zeit t grafisch aufgetragen.Actuator 5 'plotted graphically over time t.

Hierbei sei - zum Zwecke einer einfachen grafischen Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Regelprinzips - angenommen, daß zunächst keine Störgrößen den Regelvorgang beeinträchtigen, d. h. den Istwert ändern, und die Regelanordnung auf einen Richtungswechsel der Mikro-Fluidströmung verzögerungsfrei reagiere. Die Regelanordnung werde nun im Zeitpunkt t= 0 eingeschaltet. Da keine Druckluft im Verbraucher V bzw. Stellantrieb 5' vorhanden ist, wird aufgrund der großen Regelabweichung Xw sofort das Grob-Einlaßventil 14 angesteuert bzw. geöffnet. Nach einer kurzen Zeit, zum Beispiel nach einer Sekunde, hat die Regelabweichung den untersten, d. h. dritten Schwellenwert UE erreicht bzw. ist der Druck auf einen entsprechenden Wert angestiegen. Die Regelabweichung ist nun so klein geworden, daß sie im Feinbereich liegt und das Grob-Einlaßventil 14 wieder geschlossen wird. Das Feinventil 3', das im dargestellten Ausführungsbeispiel gleichzeitig mit dem Grob-Einlaßventil 14 geöffnet worden ist, wirkt nun alleine. Sobald nun die Regelabweichung den ersten Schwellenwert + UF erreicht hat bzw. der Druck auf den Wert Ao (oben) angestiegen ist - dies ist der Zeitpunkt T -, wird das Feinventil 3' umgesteuert. Da das Feinventil 3' in diesem Ausführungsbeispiel ein 3-Weg-Ventil ist, wird durch die Umsteuerung nun dessen Luftabfuhrkanal geöffnet. Nun strömt Luft aus dem Verbraucher V' wieder ab. Bei Erreichen des unteren Druckpunktes Au im Stellantrieb 5' bzw. des zweiten Schwellenwertes - Urinnerhalb des Feinbereiches, wird das Feinventil 3' wieder umgesteuert, d. h. es öffnet wieder. Dieser Umsteuervorgang wiederholt sich laufend, und zwar solange wie die Regelabweichung x,innerhalb des Feinbereiches, also zwischen den dritten und vierten Schwellenwerten UE und UA, bleibt.Here - for the purpose of a simple graphic illustration of the control principle according to the invention - assumed that initially no disturbance variables impair the control process, d. H. change the actual value, and the control arrangement react without delay to a change in direction of the microfluidic flow. the The control system is now switched on at time t = 0. Since there is no compressed air in the Consumer V or actuator 5 'is present, is due to the large control deviation Xw the coarse inlet valve 14 is activated or opened immediately. After a short Time, for example after one second, the system deviation has the lowest, i.e. H. third threshold value UE is reached or the pressure is on a corresponding one Value increased. The control deviation has now become so small that it is in the fine range is and the coarse inlet valve 14 is closed again. The fine valve 3 ', the in the illustrated embodiment, it is open at the same time as the coarse inlet valve 14 has been, now acts alone. As soon as the system deviation has reached the first threshold value + UF has reached or the pressure has risen to the value Ao (above) - this is the time T -, the fine valve 3 'is reversed. Since the fine valve 3 'in this Embodiment is a 3-way valve, is now by reversing its Air discharge duct open. Air now flows out of the consumer V 'again. at Reaching the lower pressure point Au in the actuator 5 'or the second threshold value - Within the fine range, the fine valve 3 'is reversed again, d. H. it opens again. This reversal process is repeated continuously for as long like the control deviation x, within the fine range, i.e. between the third and fourth threshold values UE and UA, remains.

Zu einem späteren Zeitpunkt, beispielsweise zum Zeitpunkt T2, werde nun ein neuer Sollwert eingegeben. At a later point in time, for example at point in time T2, will a new setpoint has now been entered.

Dieser neue Sollwert sei deutlich tiefer als der vorherige Sollwert. Dies hat zur Folge, daß nun die Regelabweichung größer als der vierte Schwellenwert UA ist, also in den dritten (Grob-)Bereich fällt, mit der Folge, daß der Fensterdiskriminator 10 nunmehr das Grob-Abströmventil 17 im Sinne einer Öffnung ansteuert. Der Druck im Stellantrieb 5' fällt dadurch rasch ab, bis die Regelabweichung den vierten Schwellenwert UA unterschreitet, also erneut in den Feinbereich fällt. Das Grobventil 17 wird bei Überschreiten dieses Schwellenwertes geschlossen. Das Feinventil 3' hingegen bleibt im Sinne einer geringen Luftabströmung aus dem Stellantrieb 5' geöffnet. Der Druck sinkt weiter bis auf den Wert BU ab. Dies bedeutet, daß - unter den eingangs gemachten Voraussetzungen - auch die Regelabweichung immer kleiner wird, den Wert Null erreicht und schließlich auf den zweiten Schwellenwert - UF abfällt.This new setpoint is said to be significantly lower than the previous setpoint. As a result, the system deviation is now greater than the fourth threshold value UA is, i.e. falls into the third (coarse) area, with the result that the window discriminator 10 now controls the coarse discharge valve 17 in the sense of an opening. The pressure as a result, in the actuator 5 'it drops rapidly until the control deviation reaches the fourth threshold value UA falls below, i.e. falls again into the fine range. The coarse valve 17 is closed when this threshold is exceeded. The fine valve 3 'on the other hand remains open in the sense of a low air outflow from the actuator 5 '. The pressure drops further down to the value BU. This means that - among the initially The requirements made - the system deviation is also getting smaller and smaller, the value Reaches zero and finally drops to the second threshold - UF.

Bei Erreichen des Druckpunktes BU bzw. des zweiten Schwellenwertes - Ur zum Zeitpunkt T3 wird das Feinventil 3' im Sinne einer Lufteinspeisung wieder geöffnet, und zwar solange, bis der obere Druckpunkt Bo wieder erreicht ist. Es beginnt nun ein neuer Zyklus von Mikro-Druckschwingungen um den neuen Druckpunkt B. So lange die Regelabweichung innerhalb des Feinbereiches bleibt, bleibt lediglich das Feinventil 3' in Aktion und bewirkt die geschilderten Mikro-Druckschwingungen. Diesen Mikroschwingungen, die lediglich unter der eingangs gemachten - der Realität nicht entsprechenden - Voraussetzung eines störgrößenfreien Regelsystems auftreten, kann grundsätzlich eine Frequenz zugeordnet werden. Diese Frequenz hängt vom Abstand zwischen dem ersten und zweiten Schwellenwert +UF und - Ur, von den effektiven Strömungsquerschnitten des Feinventils 3' sowie von der Art des Verbrauchers ab (der zum Beispiel eine große Membrane oder einen Pneumatikkolben verschiebt), insbesondere vom Volumen von dessen Arbeitsluftkammer, vom Durchmesser von dessen Arbeitsmembrane oder dessen Kolben.When the pressure point BU or the second threshold value is reached - Ur at time T3, the fine valve 3 'is again in the sense of an air supply opened until the upper pressure point Bo is reached again. It a new cycle of micro pressure oscillations begins around the new pressure point B. As long as the control deviation remains within the fine range, only remains the fine valve 3 'in action and causes the described micro-pressure oscillations. These micro-vibrations that are merely under the one made at the beginning - does not correspond to reality - prerequisite for a control system free of disturbance variables occur, a frequency can generally be assigned. This frequency depends from the distance between the first and second threshold values + UF and - Ur, from the effective flow cross-sections of the fine valve 3 'and the type of consumer from (which moves, for example, a large diaphragm or a pneumatic piston), in particular the volume of its working air chamber, the diameter of its Working diaphragm or its piston.

In der Realität reagiert ein Regelsystem, insbesondere eines, dessen Stellantrieb ein fluidischer Druckantrieb ist, nicht verzögerungsfrei auf eine Änderung der Stellgröße - im dargestellten Ausführungsbeispiel also auf eine Änderung des dem Feinventil 3' auf der Leitung 15' zugeführten Steuersignals. Die Richtung der Druckänderung im Stellantrieb 5', insbesondere die Richtung der Änderung der Regelabweichung, wird sich daher beim Umsteuern des Feinventils 3' - also bei Erreichen des ersten oder zweiten Schwellenwertes + UE oder -UF - nicht schlagartig umkehren. In reality, a rule system reacts, especially one of its Actuator is a fluidic pressure drive, not without delay to a change the manipulated variable - in the illustrated embodiment, therefore to a change in the the fine valve 3 'on the line 15' supplied control signal. The direction of the Change in pressure in the actuator 5 ', in particular the direction of the change in the control deviation, is therefore when reversing the fine valve 3 '- that is, when reaching the first or second threshold value + UE or -UF - do not suddenly reverse.

Vielmehr ist ein gewisses »Überschwingen« zu erwarten. Um diese Verhältnisse wiederzugeben, müßten in F i g. 3 die Druckänderungs- bzw. Regelabweichungsänderungs-Umkehrpunkte Ao und BO oberhalb des ersten Schwellenwertes + UF und Au und BU unterhalb des zweiten Schwellenwertes - UFliegen.Rather, a certain "overshoot" is to be expected. About these circumstances to reproduce, would have to be shown in FIG. 3 the pressure change or control deviation change reversal points Ao and BO above the first threshold + UF and Au and BU below the second Threshold value - UFlying.

Ferner muß in der Realität stets davon ausgegangen werden, daß (externe) Störgrößen auf den Regelvorgang einwirken - andernfalls bedürfte es einer Regelung nicht. Dies hat zur Folge, daß auf den Istwert - und damit auch auf die Regelabweichung - nicht nur die zuvor geschilderten Mikro-Fluidströmungen durch das Feinventil 3' (oder das Feinventil 3 nebst Feinabströmdrossel 6) bzw. die hierdurch initiierten Druckänderungen im Stellantrieb 5' (oder 5) einwirken, sondern zusätzlich auch noch die (externen) Störgrößen. Furthermore, in reality it must always be assumed that (external) Disturbances affect the control process - otherwise a control would be required not. This has the consequence that on the actual value - and thus also on the control deviation - not only the previously described micro-fluid flows through the fine valve 3 ' (or the fine valve 3 together with the fine outflow throttle 6) or those initiated thereby Pressure changes in the actuator 5 '(or 5) act, but also additionally the (external) disturbance variables.

Da der zeitliche Verlauf, insbesondere die Anzahl, die Größe und die Richtung der Störgrößen nicht vorhersehbar ist, in der Regel also eine stochastische Funktion ist, zeigt die bisher betrachtete Kurve der Regelabweichungen in der Realität weder eine Periodizität noch eine konstante Amplitude im engeren Sinne, d. h. weder konstante Zeitabstände zwischen benachbarten Nulldurchgängen noch konstante Spitzenwerte.Since the course over time, especially the number, the size and the Direction of the disturbance variables is not predictable, so usually a stochastic one Is function is shown by the curve of control deviations considered so far in reality neither a periodicity nor a constant amplitude in the narrower sense, i.e. H. neither constant time intervals between neighboring zero crossings still constant peak values.

Vielmehr ist deren Verlauf nicht determinierbar.Rather, its course cannot be determined.

Allenfalls könnte noch von einer mittleren Periode bzw.At most, a middle period or

Frequenz und einer mittleren Amplitude gesprochen werden. Im folgenden werden jedoch stattdessen die Ausdrücke »mittlere Schwankungshäufigkeit« und »mittlerer Spitzenwert« verwendet.Frequency and an average amplitude are spoken. Hereinafter however, the terms “average frequency of fluctuation” and “average” become instead Peak value «is used.

Versuche haben ergeben, daß hinsichtlich des Abstandes zwischen den innerhalb des Feinbereiches liegenden ersten und zweiten Schwellenwerten + UF und - UF die besten Ergebnisse in der Praxis mit der feinsten Einstellung von an sich im Handel erhältlichen Fensterdiskriminatoren gemacht wurden. Ferner wurde gefunden, daß ein optimales Verhältnis der Durchmesser von Membranfläche zu Öffnung des Feinventils zwischen 50 : 1 bis 300 :1 liegt, wobei der Durchmesser der Ventilöffnung beispielsweise 1 mm sein kann. Tests have shown that in terms of the distance between the first and second threshold values + UF and - UF the best results in practice with the finest attitude of in itself commercially available window discriminators were made. It was also found that an optimal ratio of the diameter of the membrane area to the opening of the fine valve is between 50: 1 to 300: 1, the diameter of the valve opening for example Can be 1 mm.

Aufgrund des innerhalb eines sehr engen Bereiches, des Feinbereiches, durchgeführten Vergleichs zwischen dem Soll-Wert und den Ist-Werten, steuert der Fensterdiskriminator 10 das Feinventil 3' in rascher Folge um, beispielsweise häufig schon nach einer zehntel Sekunde. Demgemäß hat der Umsteuerzyklus eine vergleichsweise hohe mittlere Schwankungshäufigkeit t; beispielsweise 5 Schwankungen/Sekunde. Aus dem bisher Gesagten ergibt sich, daß innerhalb des Feinbereichs im Regelkreis, genauer im Stellantrieb 5 bzw. 5' eine Druckschwankung initiiert wird. Versuche haben gezeigt, daß derartige Schwankungen nicht stören, sondern - im Gegenteil - eine äußerst genaue Regel mit hoher Empfindlichkeit ermöglichen. Mittels der in den Stellantrieb eingeleiteten Mikro-Druckschwankungen wird gleichsam jede Abweichung des Istwertes vom Sollwert relativ früh erfaßt bzw. Due to the very narrow range, the fine range, The comparison carried out between the target value and the actual values is controlled by the Window discriminator 10 around the fine valve 3 'in rapid succession, for example frequently after one tenth of a second. Accordingly, the reversing cycle has a comparative one high mean frequency of fluctuation t; for example 5 fluctuations / second. the end From what has been said so far, it follows that within the fine range in the control loop, more precisely a pressure fluctuation is initiated in the actuator 5 or 5 '. Tests have shown that such fluctuations do not disturb, but - on the contrary - extremely precise Enable rule with high sensitivity. By means of the Micro-pressure fluctuations become, as it were, every deviation of the actual value from the setpoint detected relatively early or

abgetastet und entsprechend geregelt. Dies ist auch der Grund dafür, daß sich der Regelkreis infolge der Mikro-Druckschwankungen nicht aufschaukelt, sondern Aufschaukelungen sogar verhindert werden.scanned and regulated accordingly. This is also the reason that the control loop does not rock as a result of the micro-pressure fluctuations, it even prevents build-ups.

In den F i g. 4 und 5 sind Anwendungen des anhand der F i g. 2 erläuterten Regelprinzips veranschaulicht. In the F i g. 4 and 5 are applications of the method based on FIGS. 2 explained Control principle illustrated.

Gemäß den Figuren gibt ein Anlage-Computer 30 die gewünschte Soll-Leistung, zum Beispiel 24 Tonnen pro Stunde, einem Bedienungsgerät 11" ein. Der Anlage-Computer 30 erhält über das Bedienungsgerät 11" laufend die Istwerte. Diese Istwerte sowie die Mengenimpulse, zum Beispiel ein Impuls pro 10 kg, werden zur Bildung der Totalmenge einer Charge oder einer anderen Einheit pro Zeit im Anlage-Computer 30 aufsummiert. According to the figures, a system computer 30 gives the desired target output, for example 24 tons per hour, an operating device 11 ". The plant computer 30 continuously receives the actual values via the operating device 11 ″. These actual values as well as the quantity impulses, for example one impulse per 10 kg, are used to form the total quantity a batch or another unit per time in the system computer 30 is summed up.

Das Bedienungsgerät 11" ist direkt mit einer Arbeitselektronik 32 verbunden. Die beiden Geräte können unmittelbar körperlich - oder über entsprechende Informationsleitungen von bis zu 100 m Länge - miteinander verbunden sein. Das Bedienungsgerät 11" weist für den Fall, daß kein Anlage-Computer 30 vorhanden ist, alle erforderlichen Bedienungselemente und Anzeigeinstrumente auf, auch für den sogenannten Handbetrieb. Das Bedienungsgerät 11" ist grundsätzlich vom Computerbetrieb auf den Handbetrieb und umgekehrt umsteuerbar. The operating device 11 ″ is directly connected to work electronics 32 tied together. The two devices can be used directly physically - or via corresponding Information lines of up to 100 m in length - be interconnected. The control unit 11 ″ indicates all required in the event that no system computer 30 is available Control elements and display instruments on, also for so-called manual operation. The operating device 11 ″ is basically from computer operation to manual operation and vice versa reversible.

Die Arbeitselektronik 32 enthält im wesentlichen eine Regler/Komparator-Einheit 1" und kann baulich mit einem elektro-pneumatischen Wandler 35 verbunden sein, so daß insgesamt ein Bausatz bzw. ein Steuergerät S entsteht. Der elektro-pneumatische Wandler 35 enthält die vorerwähnten Ventile 14,3' und 17 sowie die Drosseln 20 und 21. Die Ausgänge des elektro-pneumatischen Wandlers 35 steuern ein Stellglied 34, welches als Stellantrieb 5" einen pneumatischen Membranantrieb und als Stellorgan 40 einen Schieber enthält. Das Stellglied 34 seinerseits kann wiederum baulich mit einem Dosierteil 33 verbunden sein. Der Dosierteil 33 ist symbolisch in F i g. 5 durch den Auslaufabschnitt eines Getreidebehälters 38 nebst Auslauföffnung 39 dargestellt. Der Schieber 40 steuert nun den Öffnungsquerschnitt der Auslauföffnung 39. The working electronics 32 essentially contain a controller / comparator unit 1 ″ and can be structurally connected to an electro-pneumatic converter 35, see above that a total of a kit or a control unit S is created. The electro-pneumatic Converter 35 contains the aforementioned valves 14.3 'and 17 and the throttles 20 and 21. The outputs of the electro-pneumatic converter 35 control an actuator 34, which as actuator 5 "is a pneumatic diaphragm actuator and as an actuator 40 contains a slide. The actuator 34 can in turn structurally with be connected to a metering part 33. The metering part 33 is shown symbolically in FIG. 5 represented by the outlet section of a grain container 38 together with outlet opening 39. The slide 40 now controls the opening cross section of the outlet opening 39.

Der frei fallende Getreidestrom wird unmittelbar nach dem Schieber 40 mittels einer Prallplatte 42 abgelenkt. Die hierdurch auf die Prallplatte 42 wirkende Kraft wird über einen als Kraftaufnahmer ausgebildeten Istwertfühler 2" in ein entsprechendes elektrisches Istwert-Signal umgewandelt und in einem in der Arbeitselektronik 32 vorgesehenen Verstärker 36 verstärkt. Das verstärkte Istwert-Signal wird einerseits der Regler/Komparator-Einheit 1" und andererseits dem Bedienungsgerät 11" zugeführt. The freely falling flow of grain is immediately after the slide 40 deflected by means of a baffle plate 42. The resulting on the baffle plate 42 Acting force is measured by an actual value sensor 2 "designed as a force transducer converted into a corresponding electrical actual value signal and converted into an in the Working electronics 32 provided amplifier 36 amplified. The amplified actual value signal becomes the controller / comparator unit 1 "on the one hand and the control unit on the other 11 "fed.

Bei dem in F i g. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel wurde der Regelkreis zur Regelung einer Getreidedosierung verwendet. Stattdessen kann der Regelkreis auch zur Dosierung von Wasser eingesetzt werden. In the case of the FIG. 5 illustrated embodiment was the control loop used to regulate a grain dosage. Instead, the control loop can also be used for dosing water.

Die F i g. 6 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Schaltschemas für die Arbeitselektronik 32. Die Arbeitselektronik 32 wird hierbei (üblicherweise) mit 24 Volt Gleichspannung versorgt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Sollwert zunächst in Form einer Soll-Frequenz der Arbeitselektronik 32 zugeführt und dort mittels eines Frequenz/Spannungswandlers 50 in eine Sollwert-Spannung umgeformt. Die Sollwertspannung kann Werte zwischen 0 bis 10 Volt annehmen. Bei einem Sollwertsprung von 0 auf einen bestimmten Spannungswert wird mittels eines Nullstarters 51 ein Startsignal gegeben. Das Startsignal verriegelt für eine bestimmte Zeit über einen Leiter 52 die Ausgänge eines Feinventils 3"', eines Grob-Einlaßventils 14"' sowie eines Grob-Abströmventils 17"'. Gleichzeitig wird die Regelanordnung mit Hilfe eines Nullpunkt-Detektors 53 sowie einer Nulltarierungs-Automatik 54 automatisch tariert. Dabei wird die momentane Tarakraft des (noch unbelasteten) Kraftaufnehmers 2" (F i g. 5) über den Verstärker 36 (F i g. 5) bzw. einen Vorverstärker 36" und einen nachgeschalteten Nachverstärker 36"' (F i g. 6) festgestellt. Die so festgestellte momentane Tarakraft wird als entsprechendes elektrisches Signal über den Nullpunkt-Detektor 53 in die Nulltarierungs-Automatik 54 eingespeichert. Nach Beendigung der Nullung, beispielsweise nach ein bis zwei Sekunden, wird die Ventilverriegelung wieder aufgehoben. Der Regelkreis ist nun für seine eigentliche Regelfunktion bereit. The F i g. 6 schematically shows an exemplary embodiment of a circuit diagram for the work electronics 32. The work electronics 32 is (usually) supplied with 24 volts DC voltage. In the illustrated embodiment, the The setpoint value is initially supplied to the working electronics 32 in the form of a setpoint frequency and converted there into a setpoint voltage by means of a frequency / voltage converter 50. The setpoint voltage can assume values between 0 and 10 volts. With a setpoint jump from 0 to a specific voltage value is switched on by means of a zero starter 51 Start signal given. The start signal locks for a certain time via one Conductor 52 the outputs of a fine valve 3 "', a coarse inlet valve 14"' and of a coarse discharge valve 17 '' '. At the same time, the control arrangement with the aid of a Zero point detector 53 and an automatic zero tare 54 automatically tared. The current tare force of the (still unloaded) force transducer 2 "(F i g. 5) via the amplifier 36 (FIG. 5) or a preamplifier 36 ″ and a downstream post-amplifier 36 "'(FIG. 6) was determined The current tare force is output as a corresponding electrical signal via the zero point detector 53 stored in the automatic zeroing system 54. After completing the zeroing, for example, after one or two seconds, the valve lock is released again. The control loop is now ready for its actual control function.

Der vorgegebene Sollwert wird dann im Komparatorabschnitt der Regler/Komparator-Einheit 1" mit dem vom (nunmehr belasteten) Kraftaufnehmer bzw. Istwertfühler 2" gemessenen Istwert verglichen. Hierzu ist ein Summenpunkt 57 vorgesehen. Die Differenz zwischen dem Istwert und dem Sollwert, also die Regelabweichung, wird einem Fensterdiskriminator 10"' zugeführt. Dieser erzeugt dann - wegen der zu Beginn der Regelung noch großen Regelabweichung -ein zweites Grob-Diskriminationssignal Z zum Öffnen des Grob-Einlaßventils 14"'. Dieses Grob-Diskriminationssignal Zbewirkt über die Membran 5" und den von der Membran 5" gesteuerten Schieber 40 (F i g. 5) eine vollständige Freigabe der Auslauföffnung 39. The specified setpoint is then used in the comparator section of the controller / comparator unit 1 "with the one measured by the (now loaded) force transducer or actual value sensor 2" Actual value compared. A sum point 57 is provided for this purpose. The difference between the actual value and the setpoint, i.e. the control deviation, becomes a window discriminator 10 "'is supplied. This then generates - because of the large Control deviation -a second coarse discrimination signal Z for opening the coarse inlet valve 14 "'. This coarse discrimination signal Z effected via the membrane 5" and that of of the membrane 5 "controlled slide 40 (FIG. 5) a complete release of the Outlet opening 39.

Sobald die Regelabweichung den dritten Schwellenwert UE, also die Grenze zwischen dem Grobbereich und dem Feinbereich erreicht hat, gibt ein zweiter Schwellenwertschalter 58 ein Grob-Diskriminationssignal Z zum Schließen des Grob-Einlaßventils 14"' ab. As soon as the control deviation exceeds the third threshold value UE, i.e. the Has reached the limit between the coarse range and the fine range, there is a second Threshold switch 58 a coarse discrimination signal Z for closing the coarse inlet valve 14 "'from.

Danach beginnt die bereits beschriebene Regelung innerhalb des Feinbereiches. Hierzu weist der Fensterdiskriminator 10"' einen ersten Schwellenwertschalter 59 auf. Dieser gibt nun ein erstes Fein-Diskriminationssignal Y an das Feinventil 3' ab, wobei sich dieses Fein-Diskriminationssignal Yjeweils dann ändert, d. h.Then the regulation already described begins within the fine range. For this purpose, the window discriminator 10 ″ ′ has a first threshold value switch 59 on. This now sends a first fine discrimination signal Y to the fine valve 3 ' from, wherein this fine discrimination signal Y then changes in each case, d. H.

das Feinventil 3' umsteuert, wenn die Regelabweichung den ersten oder den zweiten Schwellenwert + Ur oder - Urerreicht hat.the fine valve 3 'reverses when the control deviation is the first or has reached the second threshold + Ur or - Ur.

Wird nun ein neuer Sollwert vorgegeben, der gegenüber dem dritten Sollwert deutlich tiefer liegt, dann tritt ein dritter Schwellenwertschalter 60 in Funktion und bewirkt über ein drittes Grob-Diskriminationssignal X ein Öffnen des Grob-Ablaßventils 17"' bzw. ein entsprechend schnelles Schließen der Auslauföffnung 39 mittels des Schiebers 40. If a new setpoint is now specified, the one compared to the third The setpoint value is significantly lower, then a third threshold value switch 60 occurs in function and causes an opening via a third coarse discrimination signal X. of the coarse discharge valve 17 "'or a correspondingly rapid closing of the outlet opening 39 by means of the slide 40.

Aus Vorstehendem ergibt sich, daß die Schwellenwerte UE und UA der zweiten und dritten Schwellenwertschalter 58 und 60 einer relativ großen Regelabweichung im Summenpunkt 57 entsprechen. Die Span- nungs-Schwellwerte UE und UA, die jeweils einen Wechsel der Grob-Diskriminationssignale Z bzw. Y bewirken, sind in F i g. 6 symbolisch in den zweiten bzw. From the above it follows that the threshold values UE and UA of the second and third threshold value switches 58 and 60 of a relatively large control deviation in the sum point 57 correspond. The chip voltage threshold values UE and UA, the respectively causing a change in the coarse discrimination signals Z and Y are shown in FIG. 6 symbolically in the second resp.

dritten Schwellenwertschalter 58 bzw. 60 eingezeichnet Mit anderen Worten wird dann, wenn die Regelabweichung einen oberhalb oder unterhalb der Spannungen UE bzw. UA liegenden Wert aufweist, das Grob-Abströmventil 17"' bzw. das Grob-Einlaßventil 14"' im Sinne einer Luftzufuhr bzw. Luftabfuhr angesteuert. Hat die Regelabweichung hingegen einen zwischen den Spannungswerten UEund UA liegenden Spannungswert, dann sind beide Grob-Ventile 14"' und 17"' geschlossen und es wird nur mit dem Feinventil 3' in der Weise geregelt, daß es mittels des Fein-Diskriminationssignals Y laufend umgesteuert wird und hierdurch Mikro-Druckschwankungen im Stellantrieb 5" initiiert.third threshold value switch 58 or 60 drawn with others Words will be used when the system deviation is one above or below the voltages UE or UA has a lying value, the coarse discharge valve 17 '' 'and the coarse inlet valve 14 "'controlled in the sense of an air supply or air discharge. Has the control deviation on the other hand, a voltage value lying between the voltage values UE and UA, then Both coarse valves 14 "'and 17"' are closed and only the fine valve is activated 3 'regulated in such a way that it is continuously using the fine discrimination signal Y. is reversed and thereby initiated micro-pressure fluctuations in the actuator 5 ″.

Das Regelverhalten in den Grob-Bereichen sowie im Fein-Bereich wird jeweils durch Abgleichung der Schwellenwerte bzw. der entsprechenden Schaltpunkte bestimmt. The control behavior in the coarse ranges as well as in the fine range is in each case by comparing the threshold values or the corresponding switching points certainly.

Die Schaltpunkte bzw. die dritten und vierten Schwellenwertspannungen UE und UA für die Regelabweichungen sind synchron durch ein Potentiometer 61 und die ersten und zweiten Schwellenwertspannungen + UFdurch ein Potentiometer 62 vorwählbar. The switching points or the third and fourth threshold voltages UE and UA for the control deviations are synchronized by a potentiometer 61 and the first and second threshold voltages + UF can be preselected by a potentiometer 62.

Arbeitet nun die Regelanordnung im Fein-Bereich, liegt also die Regelabweichung zwischen UE und UA, wird ein Betriebssignal gebildet. Hierzu ist ein UND-Glied vorgesehen, das die Signale auf Leitungen 63 und 64 verknüpft. Dieses Betriebssignal kann mittels des Bedienungsgerätes 11", des Computers 30 oder einer Lampe 65 sichtbar gemacht werden. If the control arrangement now works in the fine range, the control deviation is therefore between UE and UA, an operating signal is generated. An AND element is provided for this purpose, which combines the signals on lines 63 and 64. This operating signal can by means of the operating device 11 ″, the computer 30 or a lamp 65 made visible will.

Ferner wird gemäß Fig. 6 mittels eines Spannungs-Frequenzwandlers 66 der Spannungswert des Istwert Signals in einen entsprechenden Frequenzwert überführt. Dieses Frequenzsignal kann über eine Leitung 67 zur Anzeige der Mengenimpulse bzw. Ermittlung der entsprechenden Produktleistung während einer gewünschten Zeit verwertet werden. Furthermore, according to FIG. 6, a voltage-frequency converter 66 the voltage value of the actual value signal is converted into a corresponding frequency value. This frequency signal can be used via a line 67 to display the quantity pulses or Determination of the corresponding product performance utilized during a desired time will.

In Fig.7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Regelung der Dosierung einer Wassermenge dargestellt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird Wasser über eine Leitung 70 dem Wasserleitungsnetz entnommen und über eine Leitung 71 einem Endverbraucher zugeführt. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird hinsichtlich der Einzelheiten der Regelung auf die vorangegangenen Ausführungsbeispiele Bezug genommen. In Figure 7 is a further embodiment of the invention for regulation the dosage of an amount of water shown. In the illustrated embodiment water is taken from the water supply network via a line 70 and via a Line 71 is supplied to an end user. To avoid repetition it will with regard to the details of the regulation to the previous exemplary embodiments Referenced.

Mit einem Steuergerät oder Computer 30"" wird die Regelanordnung eingeschaltet Hierdurch wird gleichzeitig ein Kompressor 73 eingeschaltet, der Druckluft in einen Speicher 74 gibt. Der Speicher 74 ist über eine Speiseleitung 4"" mit einem elektro-pneumatischen Wandler 35"" verbunden. Letzterer steuert über eine Leitung 83 einen Stellantrieb 5"". With a control device or computer 30 ″ ″ is the control arrangement switched on As a result, a compressor 73 is switched on at the same time, the compressed air into a memory 74. The memory 74 is via a feed line 4 "" with a electro-pneumatic converter 35 "" connected. The latter controls via a line 83 an actuator 5 "".

Im einzelnen ist zwischen den Speicher 74 und ein Steuergerät S"" noch ein Luftfilter 76 geschaltet. Im Steuergerät S""befindet sich sowohl die Regler/Komparator-Einheit 1" als auch der bereits genannte elektro-pneumatische Wandler 35"". Der elektro-pneumatische Wandler 35"" enthält wiederum die elektropneumatischen Ventile 3', 14' und 17'. In detail, between the memory 74 and a control unit S "" an air filter 76 connected. The controller / comparator unit is located in the control unit S "" 1 "as well as the aforementioned electro-pneumatic converter 35" ". The electro-pneumatic Converter 35 "" in turn contains the electropneumatic valves 3 ', 14' and 17 '.

Das in F i g. 7 dargestellte Ausführungsbeispiel weist auch eine Einrichtung zur Abkopplung des Regelkreis es von der Wasserversorgungs-Steuerung auf, beispielsweise im Falle eines Fehlers im Regelkreis oder notwendiger Servicearbeiten. Für den dann möglichen Handbetrieb ist ein zusätzliches elektro-pneumatisches Ventil 78 vorgesehen, welches die Luftströmung in einer Leitung 77 steuert. Durch entsprechende Ansteuerung des elektro-pneumatischen Ventils 78 läßt sich ein Wasserschieber 79 öffnen. Beim Handbetrieb läßt sich die Wassermenge an einem Wasserrohr 81 ablesen. The in Fig. 7 illustrated embodiment also has a Device for decoupling the control circuit from the water supply control on, for example in the event of an error in the control loop or necessary service work. For the then possible manual operation there is an additional electro-pneumatic Valve 78 is provided, which controls the air flow in a line 77. Through appropriate A water slide 79 can be used to control the electro-pneumatic valve 78 to open. In manual operation, the amount of water can be read off a water pipe 81.

Im normalen Regelbetrieb ist das elektro-pneumatische Ventil 78 so gesteuert, daß der Wasserschieber 79 geschlossen ist. Die strömende Wassermenge wird in diesem Fall von einem als Durchlauf-Wasserzähler ausgebildeten Istwert-Fühler 2"" abgelesen. Der für den Wasserdurchlauf gewünschte Sollwert wird im Regelbetrieb über eine Leitung 82 dem Steuergerät S""bzw. der Regler/Komparator-Einheit 1" vorgegeben. Die Regler/Komparator-Einheit 1" steuert nun die elektropneumatische Wandlereinheit 35"". Diese steuert über eine Leitung 83 die pneumatische Betätigung des als Membranantrieb ausgebildeten Stellantriebes 5"". Die Membrane des Stellantriebes 5"" hat einen verhältnismäßig großen Durchmesser, beispielsweise einen Durchmesser von 10 bis 14 cm, so daß eine sehr große Kraft für die Verschiebung des Stellorganes 40", hier eines Einstellhahnes, zur Verfügung steht. Unmittelbar nach dem Einstellhahn 40", der funktionell dem Schieber 40 in F i g. 5 entspricht, ist der Durchlauf-Wasserzähler 80 angeordnet. Der Durchlauf-Wasserzähler 80 gibt über eine entsprechende Elektronik ein dem (momentanen) Istwert entsprechendes Signal ab. Der Istwert wird, wie schon erläutert, in der Regler/Komparator-Einheit 1" mit dem Sollwert verglichen. Aus der daraus resultierenden Regelabweichung werden dann die Diskriminations- bzw. Stellsignale in der beschriebenen Weise abgeleitet. Im übrigen kann der Istwert gleichzeitig als Betriebswert zur Feststellung einer bestimmten Wassermenge während einer Zeiteinheit im Computer ausgewertet werden. In normal control operation, the electro-pneumatic valve 78 is like this controlled that the water slide 79 is closed. The amount of flowing water is in this case from an actual value sensor designed as a flow water meter 2 "" read. The setpoint required for the water flow is set in normal operation via a line 82 to the control unit S "" or. the controller / comparator unit 1 "is specified. The controller / comparator unit 1 ″ now controls the electropneumatic converter unit 35 "". This controls the pneumatic actuation of the diaphragm drive via a line 83 trained actuator 5 "". The membrane of the actuator 5 "" has one relatively large diameter, for example a diameter of 10 to 14 cm, so that a very large force for the displacement of the actuator 40 ", here an adjustment tap is available. Immediately after the setting tap 40 ", which functionally corresponds to the slide 40 in FIG. 5 is the continuous water meter 80 arranged. The flow water meter 80 is via a corresponding electronics a signal corresponding to the (current) actual value. The actual value will be like before explained, compared in the controller / comparator unit 1 "with the setpoint. Off the resulting control deviation are then the discrimination or Control signals derived in the manner described. In addition, the actual value at the same time as an operating value for determining a certain amount of water during a unit of time can be evaluated in the computer.

Eine Verknüpfung der in den Fig.S und 7 dargestellten Ausführungsbeispiele zu einer Getreide-Netzanlage, d. h. eine Anlage zum Befeuchten von Getreide, ist in Fig.8 dargestellt. Hierbei kann vollinhaltlich auf die anhand der F i g. 5 und 7 gemachten Erläuterungen zurückgegriffen werden. Die Dosierung von Wasser zu einem kontinuierlich fließenden Getreidestrom kann nur dann genau und ohne Schwankungen erfolgen, wenn beide Systeme, also das System zur Dosierung des Getreides und das System zur Dosierung von Wasser entsprechend genau und frei von Aufschaukelungen arbeiten. Mit der in Fig.8 schematisch dargestellten Verknüpfung der beiden Systeme konnte erstmalig eine Aufgabe restlos gelöst werden, die im Rahmen der Getreidemüllerei seit langem ungelöst war. A combination of the exemplary embodiments shown in FIGS to a grain net plant, d. H. a plant for moistening grain is shown in Fig.8. In this context, the full content can be referred to on the basis of FIGS. 5 and 7 can be used. The dosage of water to one continuously flowing flow of grain can only be accurate and without fluctuations take place if both systems, i.e. the system for metering the grain and the Dosing system of water accordingly accurate and free from build-ups work. With the linkage of the two systems shown schematically in FIG For the first time a task could be completely solved, that in the context of grain milling had long been unsolved.

Hier zeigt sich in sehr überzeugender Weise die Eleganz der neuen Lösung beim Zusammenwirken zweier erfindungsgemäß aufgebauter Regelanordnungen.This shows the elegance of the new in a very convincing way Solution when two control arrangements constructed according to the invention interact.

Die präzise kontinuierliche Dosierung einer Flüssigkeit zu einem kontinuierlich präzise dosierbaren Getreidefluß erlaubt nun auch die Verwendung eines sehr schnell arbeitenden, sogenannten Durchlauf-Intensivnetzgerätes 90. The precise continuous dosing of a liquid to one Continuously precisely metered flow of grain now also allows use a so-called pass-through intensive power supply 90 that works very quickly.

Diese besonders vorteilhafte Lösung beinhaltet die kontinuierliche Durchlaufmessung und Regelung von Getreide sowie die kontinuierliche Durchlaufmessung und Regelung einer Flüssigkeitsdosierung zum Getreide. Die intensive und sofortige Mischung dieser beiden Komponenten, nämlich Getreide und Flüssigkeit, erfolgt dann im Intensivnetzgerät 90. Die Koordination der beiden Regeleinrichtungen geschieht in einem Computer 30""'. This particularly advantageous solution includes the continuous Flow measurement and control of grain as well as continuous flow measurement and control of a liquid dosage to the grain. The intense and immediate Mixing of these two components, namely grain and liquid, then takes place in the intensive care unit 90. The two control devices are coordinated in a computer 30 "" '.

Die Ausgangsfeuchtigkeit des Getreides kann dabei in einer Feuchtigkeitsmeßstrecke 91 (strichliert gezeichnet) gemessen werden. Der Computer 30""' ermittelt aus der Temperatur t einen zum Schüttgewicht proportionalen Faktor y und aus einem elektrischen Kapazitätswert Cx die relative Feuchtigkeit des Getreides und vergleicht sie mit der eingegebenen Sollfeuchte. The initial moisture of the grain can be measured in a moisture measuring section 91 (drawn with dashed lines) can be measured. The computer 30 "" 'determined from the Temperature t a factor y proportional to the bulk density and an electrical one Capacity value Cx the relative humidity of the grain and compares it with the entered setpoint humidity.

Aufgrund dieser Daten und des vom Istwertfühler 2" gemessenen Durchlaufmengensignals Gt/h wird im Computer 30""' ein Sollwert Q für die zuzugebende Wassermenge errechnet und der Arbeitselektronik 32"" vorgegeben. Ein Flüssigkeits- Durchlauf-Istwertfühler 2"" ermittelt den Istwert der zugeführten Wassermenge. In der Arbeitselektronik 32"" werden dann die Soll- und die Ist-Werte miteinander verglichen.Based on this data and the flow rate signal measured by actual value sensor 2 " Gt / h, a target value Q for the amount of water to be added is calculated in the computer 30 "" ' and the work electronics 32 ″ ″ specified. A liquid flow actual value sensor 2 "" determines the actual value of the amount of water supplied. In work electronics 32 "", the target and actual values are then compared with one another.

Aus der sich ergebenden Regelabweichung wird dann das Stellsignal dem Stellantrieb S"" zugeführt, der seinerseits ein als Wasserzuführventil (z. B. Schieber) ausgebildetes Stellorgan 40"" steuert In einer weiteren Variante kann anstelle der Meßstrecke 91 direkt ein Silo oder eine Abstehzelle verwendet werden. In diesem Fall wird die gewünschte prozentuale Feuchtigkeitserhöhung vorgegeben.The control signal is then derived from the resulting control deviation to the actuator S "", which in turn has a water supply valve (e.g. Slide) formed actuator 40 ″ ″ controls In a further variant can Instead of the measuring section 91, a silo or a standing cell can be used directly. In this case, the desired percentage increase in moisture is specified.

Claims

Claims: 1. Method for regulating a controlled variable under Use of a control circuit, its actuator as a fluidic pressure drive (5; 5 '; 5 "; 5" ") is designed, in particular to use the throughput of pourable or liquid material through a material feed (38, 39; 70) in a grain mill system, characterized in that the fluid in the pressure drive (5; 5 '; 5 "; 5" ") in the area small deviations with micro pressure fluctuations (rapid pressure fluctuations with low peak values), the reversal points of the micro-pressure fluctuations by two (a first and a second) threshold values (+ UF, - UF) for the Control deviation can be specified.

2. The method according to claim 1, characterized in that a) a - Compared to the total amount of fluid in the pressure drive (5) low - first microfluid flow continuously introduced into the pressure drive (5) and b) the direction of a thereby in the pressure drive (5) caused micro pressure change in the range of small control deviations is alternately reversed in that b.l) additionally a second micro-fluid flow, which is also small, but greater than the first fluid flow, each time then is discharged from the pressure drive (5) as soon as the control deviation is a first (upper) threshold value (+ Uz) has reached and b2) maintain this additional fluid discharge as long as possible until the system deviation is reduced to a second (lower), also within the The threshold value (- UF) lying in the range of small control deviations has fallen.

3. The method according to claim 1, characterized in that a) a - In comparison to the total amount of fluid in the pressure drive (5) - low first micro-fluid flow is continuously discharged from the pressure drive (5) and b) the direction of a thereby in the pressure drive (5) caused micro pressure change in the range of small control deviations is alternately reversed in that b.l) additionally a second micro-fluid flow, which is also small, but greater than the first fluid flow, each time then is introduced into the print drive as soon as the control deviation causes a second (lower), Threshold value (- UF) lying within the range of small control deviations has reached and b.2) this fluid supply is maintained until the control deviation to a first (upper), also within the range the threshold value which is smaller than the control deviations (+ U has increased.

4. The method according to claim 1, characterized in that for application of the fluid in the pressure drive (5 ') with the micro pressure fluctuations in the area smaller Control deviations one compared to the total amount of fluid in the pressure drive (5 ') - Small microfluid flow introduced into the pressure drive (5 ') or from it removed and the direction of this micro-fluid flow is then reversed in each case if the control deviations have a first (upper) or a second (lower) Threshold value (+ Ur, - Ur) reached within the range of small control deviations Has.

5. The method according to at least one of the preceding claims, characterized characterized in that the measurement output of the actual value sensor (2; 2 '; 2 "; 2" ") to Output of the comparator / controller unit (1; 1 '; 1 ") performed signal extraction and processing is carried out electrically / electronically.

6. The method according to at least one of the preceding claims, characterized characterized in that there is an average frequency of fluctuations for the micro-pressure fluctuations is chosen from about 1 to 50 fluctuations per second.

7. The method according to claim 6, characterized in that for the Micro pressure fluctuations have an average frequency of about 5 to 20 fluctuations is chosen per second.

8. Arrangement for regulating a controlled variable, in particular for implementation of the method according to at least one of the preceding claims, with a) a setpoint generator (11; 11 "; 30; 30" "; 30" "'), an actual value sensor (2; 2'; 2"; 2 ""), one a discriminator (10 '; 10 ") having comparator / regulator unit (1; 1'; 1") and one of the above Elements downstream actuator (actuator and actuator), b) its actuator is designed as a fluidic pressure drive (5; 5 '; 5 "; 5" "), characterized in that that c) the discriminator (10; 10 ") is designed to output a first discrimination signal (Y) if the from the comparator section of the comparator / controller unit (1; 1 ', 1 ") measured control deviations between two (a first and a second) threshold values (+ UF; - Ur) smaller within a given range of values around zero Control deviations are and d) a control input of the fluidic pressure drive (5; 5 '; 5 "; 5" ") d.l) with the one provided for the output of the first discrimination signal (Y) Discriminator output is connected and d.2) to act on the pressure drive (5, 5 '; 5 "; 5" ") with micro pressure fluctuations (rapid pressure fluctuations with small Peak values) when activated by the first discrimination signal (Y) is.

9. Control arrangement according to claim 8, characterized marked, that the setpoint generator (11; 11 "; 30; 30" "; 30" "'), the actual value sensor (2; 2'; 2"; 2 "") and the comparator / regulator unit (1; 1 '; 1 "), including the discriminator (10; 10 "), as electrical / electronic signal extraction / processing elements are designed.

10. Control arrangement according to claim 9, characterized in that the to act on the pressure drive (5; 5 '; 5 "; 5" ") with the micro pressure fluctuations designed control input an electrically controllable device for a fluid supply or discharge into or out of the pressure drive (5; 5 ', 5 "; 5" ") and the effective flow cross-section of the fluid supply / discharge device is so small, that the fluid flow through which it allows the pressure in the pressure drive (5; 5 '; 5 "; 5 "") changes only slightly.

11. Control arrangement according to claim 10, characterized in that the device for fluid supply / discharge provided to initiate the micro-pressure fluctuations into / out of the pressure drive (5; 5 '; 5 "; 5" ") an electro-pneumatic control valve (3; 3 ').

12. Control arrangement according to claim 11, characterized in that the electro-pneumatic control valve (3 ') is a three-way valve, in particular a three-way diaphragm valve is.

13. Control arrangement according to at least one of claims 10 to 12, in particular for carrying out the method according to one of claims 2 or 3, characterized in that the two effective flow cross-sections in the fluid supply / discharge device are of different sizes.

14. Control arrangement according to claim 13, characterized in that the fluid supply / discharge device is switched so that a) the smaller flow cross-section permanent and b) the larger flow cross-section, on the other hand, only when activated through a first threshold switch (59) of the discriminator (10 "') is open, wherein c) the first threshold switch (59) is switched so that it then receives a control signal when the system deviation causes a first - or instead a second - Threshold value (+ Ur, - UF) reached within the range of small control deviations Has.

15. Control arrangement according to claims 11 and 14, characterized in that that a) the fluid supply / discharge device also has a throttle (6), b) the throttle (6) has the smaller effective flow cross-section and c) that electro-pneumatic control valve (3) is a two-way valve.

The invention relates to a method for regulating a controlled variable using a control circuit, its actuator as a fluidic pressure drive is designed, in particular to regulate the throughput of pourable or liquid material through a material feed in a grain mill system ge (generic term of claim 1).

The invention also relates to an arrangement for controlling a controlled variable with a setpoint generator, an actual value sensor, a a comparator / regulator unit having a discriminator and one of the above Elements downstream actuator (actuator and actuator), its actuator is designed as a fluidic pressure drive (preamble of claim 8).

The aforementioned method and the aforementioned arrangement are off the German Auslegeschrift 22 53 476 from January 02, 1976 known. With the well-known The arrangement has the actuator controlled by the controller output, i. H. the actuator and the actuator, a pneumatically operated diaphragm chamber (actuator) and a drain valve (actuator) actuated by the diaphragm chamber. The well-known The control arrangement is designed as a three-point controller.

Their comparator / controller unit therefore only differentiates between three states of control deviations, d. H. Values of the difference between the actual value and target value, namely: i) the control deviation is greater than zero; ii) the control deviation is less than zero; and iii) the control deviation is equal to Nuil.

Since the known controller / comparator unit is able to between To distinguish the three aforementioned states of system deviations, the The unit provided for this distinction can also be regarded as a discriminator. In addition, the one known from the aforementioned German interpretative document deals with it Teaching with the problem of simplifying one that influences the switching distance of the controller Return. According to the known teaching, this problem is solved in that the The timing of the feedback is adjustable with the help of throttles. The ones from the The above-mentioned German interpretation known teaching does not deal with the problem a regulation that is as precise as possible, especially not with the problem of the exact Regulation of the throughput of pourable or liquid material through a material feed in a flour mill plant. This, not dealt with in the aforementioned publication However, the problem is a central problem in any regulation. Great comes to him in particular Significance when metering continuously flowing material streams, for example Water or grain in the flour milling. Because the regulation of throughput of pourable and liquid substances is still in the grain milling industry one of the critical interfaces between the well-known mechanical system parts as well as the modern tax revenue.

The teaching according to the invention is based on the task of a method and to develop an arrangement of the type mentioned in such a way that the Controlled variable can be regulated as precisely as possible. In particular, the aforementioned should Method as well as the control arrangement mentioned at the beginning for the most exact possible control a continuous throughput of pourable or liquid substances to be further developed.