DE3335492C2

DE3335492C2 - Elektrische Schaltungsanordnung

Info

Publication number: DE3335492C2
Application number: DE19833335492
Authority: DE
Inventors: Eduard 5880 Lüdenscheid Bergmann; Axel 5882 Meinerzhagen Zimmermann
Original assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Current assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Priority date: 1983-09-30
Filing date: 1983-09-30
Publication date: 1986-05-07
Also published as: DE3335492A1

Abstract

Es wird eine elektrische, mit einem Istwertsensor und einem Sollwertgeber sowie elektrischen/elektronischen Bauelementen versehene, an einer stabilisierten Gleichspannungsversorgung angeschlossene Schaltungsanordnung zur Regelung eines Gerätes vorgeschlagen, wobei zwecks Erzielung eines einfachen, nur von einem gespeicherten Festwert ausgehenden Aufbaus durch geeignete Auswahl und Verknüpfung der Bauelemente die Anpassung des Istwertes an den Sollwert aufgrund eines Abgleichs auf die halbe Versorgungsspannung erfolgt.

Description

Die vorliegende Erfindung geht von einer gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches konzipierte;., elektrischen, an eine Gleichspannungsversorgung angeschlosse-

!0 nen Schaltungsanordnung zur Regelung eines zum Beispiel elektrisch betriebenen Gerätes aus (DE-OS 19 19 941).

Solche Schaltungsanordnungen sind dafür vorgesehen, um einerseits über einen Sensor den momentanen Gerätezustand, zum Beispiel die Isttemperatur zu erfassen, diesen mit einem von einem Geber vorgegebenen Sollwert zu vergleichen und daraufhin gegebenenfalls eine Anpassung des Istwertes an den Sollwert vorzunehmen. In dieser Hinsicht ist auch die DE-OS 19 19 941 eine WlderstandsbrOcke mit elektronischem Schwellwertschalter (Schmitt-Trigger) bekanntgeworden, die für eine auf einem Soll-Istwert-Vergleich beruhende Zweipunkt-Regelung vorgesehen Ist.
Eine solche Schaltungsanordnung liefert aber keine auswertbaren Größen der jeweiligen Zustände, so daß auf unterschiedliche «.'erhältnisse nicht unterschiedlich reagiert werden kann, und zwar läßt sich insbesondere bei einer relativ großen Regelabweichung kein schnelleres Nachregeln realisieren.

Außerdem ist durch die DE-Zeitschrift »Technisches Messen« 1980, Heft 9, Seiten 307 bis 312 eine Meßwerterfassung mit Mikroprozessoren bekanntgeworden, wobei für eine Temperaturregelung einem Mikroprozessor ein Analog/Digital-Wandler zugeordnet Ist. Die Regelung erfolgt dabei gemäß einer In den Mikroprozessor eingespeicherten Kurve bzw. Charakteristik. Ein solches Verfahren bedingt aber einen ganz beachtlichen internen Aufwand an Software.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische/elektronische Schaltungsanordnung zu schaffen, die sich gegenüber den bekannten Ausführungsformen durch einen eine flexible Regelung ermöglichenden, relativ einfachen Aufbau auszeichnet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst.

Bei einem solchen Aufbau braucht nur ein Festwert vorgegeben (gespeichert) zu sein, und zwar, well ein Abgleich auf die halbe Versorgungsspannung erfolgt.

Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung sei nachfolgend anhand eines In der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, Ist ein mit Wechselspannung bitrlebenes Gerät C_x zum Beispiel ein Wärmegerät, zwecks Regelung mit dem Steucrausgang /I eines mit seinen Versorgungseingängen, £1, El an einer stabilisierten Glelchspannungsversorgung U_sl liegenden Mikrocomputers /Cl verbunden. Dem Gerat G Ist zu diesem Zweck ein den momentanen Gcrätezustand (Istwert) erfassender Sensor 5' zugeordnet, der einerseits mit dem positiven Pol (+) der Glelchspannungsquellc U_sr verbunden Ist und andererseits über einen weiter unten erläuterten Widerstand R\ an dem nichtinvertierenden Eingang (+) eines als Analog/Dlgltal-Wandlcr aufgebau-

ten, mit seinem Ausgang an einem Meßeingang £3 des Mikrocomputers liegenden Operationsverstärkers ICl angeschlossen. An diesem nichtlnvertlerenden Eingang (+) ist ebenfalls über den Widerstand R 1 noch der aus einem Festwiderstand Rl und einem dazu In Reihe liegenden, einstellbaren Widerstand Λ3 bestehende Sollwert-Geber angeschlossen. Von der zwischen den beiden Widerständen Rl, Ri bestehenden Verbindung ist ein Abgriff zu einein Ausgang A2 des Mikrocomputers geführt und der andere Anschluß des einstellbaren Widerstandes Λ 3 1st mit einem weiteren Ausgang .43 des Mikrocomputers verbunden, wobei die für die Istwert-Erfassung vorgesehenen Ausgänge, Al, A3 der jeweiligen Funktion entsprechend zeitweilig entweder hochohmig angebunden oder an den negativen Pol der Gleichspannungsversorgung gelegt werden. _

An dem invertierenden Eingang (-) des Operationsverstärkers IC2 ist eine aus einem Kondensator C3 und zwei Widerstünden R4,R5 bestehende KC-Komblnation angeschlossen. Dabei ist der relativ hochohmige, im wesentlichen als Ladewiderstand anzusehende Widerstand R 5 einerseits am positiven Pol (+) der Gleichspannungsversorgung U_ST angeschlossen und andererseits mit dem Im wesentlichen als Entladewiderstand dienenden Widerstand RA verbunden, wobei ein Abzweig dieser Verbindung auf einen die Ladefunktion des Kondensators C'3 beeinflussenden Ausgang A 1 des Mikrocomputers geführt ist. Der andere Anschluß des Widerstandes R4 ist mit dem Invertierenden Eingang (-) des Operationsverstärkers verbunden, an dem auch der Kondensator C3 einerseits angeschlossen ist. Der Kondensator C3 ist andererseits mit dem negativen Pol (-) der Gleichspannungsversorgung il_Sj verbunden. Der dem Operationsverstärker einerseits zugeordnete, zwischen dem am positiven Pol (+) der Gleichspannungsversorgung angeschiossenen Versorgungseingang und dem nichUnvertlerenden Eingang (+) liegende Kondensator CI sowie die dem Operationsverstärker andererseits zugeordnete, aus dem Widerstand R\ und einem einerseits am negativen Pol (-) der Gleichspannungsversorgung und andererseits an dem nichtinvertierenden Eingang (+) des Operationsverstärkers angeschlossenen Kondensator Cl gebildete «('-Kombination sind zur Dämpfung eventuell auftretender Störspannungsspitzen vorgesehen.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung Ist folgende:

Bei der Einschaltung des Gerätes O stellt sich an dem dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers zugeordneten Bezugspunkt /·" der Verbindung zwischen Istwert-Sensor 6' und Sollwert-Geber Rl, Ri ein Spannun^spegel gegenüber dem negativen Pol (-)ein, der sich aus dem am Soll wert -Geber R1, R 3 eingestellten Wert und dem vom Sensor 6' gemessenen, den momentanen Gerätczusland kennzeichnenden Istwert ergibt. Der Istwert ist dann gleich dem Sollwert, wenn der Spannungspegel am Bezugspunkt P der halben Versorgungsspannung entspricht.

Weicht dieser Spannungspegel von der halben Versorgungsspannung ab, so beeinflußt der Mikrocomputer /Cl das Gerät ti In geeigneter Welse über seinen Steuerausgang A, und zwar wird dafür über die Widerstände RS, RA bei geeignetem Zustand des Ausgangs A 1 (hochohmlg) der Kondensator C3 geladen, wobei über den Mcßclngang £3 des Mikrocompuicrs der Zeitraum zwischen dem Ladevorgang und dem Kippen des Ausganges des Operationsverstärkers von dem einen Zustand (//) in den anderen Zustand (L) gemessen wird. Der Zeitraum eines Ladevorganges bis zum Erreichen der halben Versorgungsspannung ist als Festwert im Mikrocomputer abgespeichert. Nach dem Vergleich des sich ergebenden Zählerstandes mit dem gespeicherten Festwert wird von dem Mikrocomputer gegebenenfalls entweder eine positive oder eine negative Korrektur des Istwertes vorgenommen.

Die Istwert-Erkennung wird vorteilhafterweise mit Hilfe der beiden Ausgänge Al, A3 durchgeführt, und zwar 1st darüber der einstellbare Widerstand R 3 kurzschließbar. Eine Meßwertverfälschung durch die Kollektor/Emitter-Restspannung des im Mikrocomputer vorhandenen, den einstellbaren Widerstand R3 mit dem negativen Pol verbindenden oder trennenden Transistors wird dadurch verhindert, daß der einstellbare Widerstand R 3 auf seiner anderen Seite über einen zweiten Transistor ebenfalls an den negativen Pol (-) gelegt oder davon getrennt wird, so daß die Restspannungen derselben sich kompensieren. Damit !st die Möglichkeit vorhanden, Grenzwerte.. Eckwerte oder beliebige Zwischenwerte der Regelgröße genau zu kontrollieren, un:^: -iwar um gegebenenfalls geeignete, z. B. eine schnelle Nachregelung bewirkende Maßnahmen einzuleiten.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I. Elektrische, an einer Gleichspannungsversorgung angeschlossene Schaltungsanordnung zur Regelung eines Gerätes, mit einem einerseits am positiven Pol der Gleichspannungsversorgung liegenden Istwert-Sensor und einem Sollwert-Geber sowie weiteren elektrischen/elektronischen Bauelementen zur Anpassung des Istwertes an den einstellbaren Sollwert, dadurch gekennzeichnet, daß der Istwert-Sensor andererseits mit dem nichtinvertierenden Eingang (+) eines mit seinem Ausgang an einem Meßeingang (£3) eines Mikrocomputers (/Cl) liegenden, als Analog/Digltal-Wandler betriebenen Operationsverstärkers (/C2) verbunden ist, daß an dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers außerdem der einerseits mit einem auf dem Potential des negativen Pols (-) der Gleichspannungsversorgung ((J_ST) befindlichen Ausgang (A 3} des Mikrocomputers verbundene, über einen weiteren Ausgang (/12) zwecks Istwert-Erfassung kurzschließbare Sollwert-Geber (Λ2, Λ 3) andererseits angeschlossen ist und daß eine sich zum einen aus einem einerseits mit dem negativen Pol der Gleichspannungsversorgung verbundenen und andererseits an dem invertierenden Eingang (-) des Operationsverstärkers angeschlossenen Ladekondensator (Ci) sowie zum anderen aus einem relativ hochohmigen Ladewiderstand (Ä5) und einem relativ nlederohmigen Entladewiderstand (Λ4) zusammensetzende R C -Kombi nation vorhanden ist, wobei der Lauewiderstand außerdem am positiven Pol der Gleichspannungsversorgung angeschlossen ist und der Entladewiderstand außerdem mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers verbunden ist und wobei von der Verbindung der beiden Widerstände (R 4, RS) ein Abgriff zu dem Ausgang (/ti) des Mikrocomputers geführt Ist und daß Ober den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers durch den Lade- bzw. Entladevorgang ein Abgleich auf die halbe Versorgungsspannung an dem dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers zugeordneten Punkt P der Verbindung zwischen Istwert-Sensor (S) und Sollwert-Geber aufgrund der über den Steuerausgang (A) des Mikrocomputers vorzunehmenden Anpassung des Istwertes erfolgt.
2. Elektrische Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert-Geber sich aus einem auf einen von einem Anfangswert des Gerätes (6") abhängigen Grundwert des Istwert-Sensors (S) abgestimmten Festwiderstand (Rl) und einem damit verbundenen einstellbaren Widerstand (Λ3) zusammensetzt.
3. Elektrische Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der einstellbare Widerstand (K3) des Sollwert-Gebers mit den zwei Ausgängen (/12, /13) des Mikrocomputers verbunden Ist und daß den beiden Ausgängen jeweils eine Transistorstufe des Mikrocomputers derart zugeordnet ist, daß die Restspannungen derselben sich in Ihrem für die Istwert-Erfassung relevanten, durchgeschalteten, auf den negativen Pol (-) der Gleichspannungsversorgung (U_ST) bezogenen Zustand gegenseitig kompensieren.
4. Elektrische Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Operationsverstärker eine KC'-Komblnatlon (Rl_x Cl_x C'2) zwecks Dämpfung von Störspannungspit/cn zugeordnet ist.