DE3448343C2

DE3448343C2 - Process control simulation

Info

Publication number: DE3448343C2
Application number: DE19843448343
Authority: DE
Inventors: Kurt 7730 Villingen De Bang; Robert 7867 Wehr De Heinemann; Thomas 7850 Loerrach De Schaertel
Original assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Current assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Priority date: 1984-08-23
Filing date: 1984-08-23
Publication date: 1993-05-06
Anticipated expiration: 2004-08-24

Abstract

A process control system with a program controlled computer is simulated by providing a sensor simulator for every physical quantity to be covered which produces an adjustable cutput signal proportional to the physical quantity. This is applied an an input interface. The display, controlled by computer, provides the deviation from the desired value for each of the physical quantities

Description

Die Erfindung betriff ein Schulungsgerät nach dem Oberbe griff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a training device according to the Oberbe handle of claim 1.

Aus der US-PS 34 21 232 ist ein Gerät zur Simulation automa tisch gesteuerter industrieller Prozesse bekannt, das beson ders für Schulungs- und Ausbildungszwecke bestimmt und ge eignet ist. Dieses Gerät enthält eine elektronische Analog rechenschaltung, die einen Stellgliedsimulator und einen von dem Stellgliedsimulator beeinflußten Meßfühlersimulator nach bildet. Dadurch wird ein Teil einer Anlage simuliert, die zur Durchführung eines wirklichen Prozesses erforderlich wäre. Der Meßfühlersimulator liefert ein Meßwertsignal, das den Istwert der vom Stellgliedsimulator scheinbar beeinfluß ten physikalischen Größe angibt, zu einem Prozeßrechner, und der Prozeßrechner liefert ein Steuersignal zu dem Stell gliedsimulator für die Beeinflussung des vom Meßfühlersimu lator gelieferten Meßwertsignals, wenn der Istwert nicht dem vom Prozeßsteuerungsprogramm vorgeschriebenen Sollwert ent spricht. Dadurch ist die Prozeßschleife für die betreffende physikalische Größe geschlossen, und die Steuerung des Pro zeßablaufs durch den Prozeßrechner läuft selbsttätig so ab, als ob die für die Durchführung des wirklichen Prozesses er forderliche Anlage tatsächlich vorhanden wäre.From US-PS 34 21 232 is a device for simulation automa known controlled industrial processes, the particular intended and used for training and education purposes is suitable. This device contains an electronic analog arithmetic circuit comprising an actuator simulator and one of the sensor simulator influenced by the actuator simulator forms. This simulates part of a system that necessary to carry out a real process would. The sensor simulator supplies a measured value signal, the the actual value that apparently influenced by the actuator simulator specifies th physical quantity, to a process computer, and the process computer supplies a control signal to the actuator link simulator for influencing the sensor simu lator supplied measured value signal if the actual value is not the setpoint specified by the process control program speaks. This makes the process loop for that one physical size closed, and control of the pro the process runs automatically, as if he was carrying out the real process required facility would actually exist.

Das Gerät ist jedoch nur zur Simulation des Prozeßablaufs für eine einzige physikalische Größe geeignet. In einem wirklichen industriellen Prozeß muß jedoch eine Vielzahl von physikalischen Größen (Temperatur, Druck, Füll stand usw.) an verschiedenen Stellen der Anlage gesteuert werden. Zur Simulation eines vollständigen industriellen Prozesses müßte für jede im Prozeß gesteuerte physikalische Größe ein solches Gerät vorgesehen werden. Dies würde einen beträchtlichen Aufwand erfordern; vor allem aber wäre es für die Auszubildenden praktisch nicht mehr möglich, den Prozeß ablauf für alle physikalischen Größen gleichzeitig zu ver folgen, so daß der Ausbildungszweck nicht mehr erfüllt werden könnte.However, the device is only for simulating the Process flow suitable for a single physical variable. In a real industrial process, however, one Variety of physical quantities (temperature, pressure, filling status, etc.) at various points in the system will. To simulate a full industrial Processes would have to be controlled for every physical process Size of such a device can be provided. This would be one require considerable effort; but above all it would be for the trainees practically no longer possible the process process for all physical quantities at the same time follow, so that the educational purpose can no longer be fulfilled could.

Aus der "Siemens-Zeitschrift" 42, 1968, Heft 5, Seiten 388 bis 392 ist andererseits ein Baustein-Regelmodell bekannt, das die Nachbildung von unterschiedlichen Regelkreisschal tungen mit steckbaren Bausteinen ermöglicht. Jeder Baustein enthält einen elektronischen Analogrechner, ein auswechsel bares Buchsenfeld, über das der Baustein beschaltet wird, sowie einen Drehknopf, mit dem die Zeitkonstante einstellbar ist. Die Bausteine werden zum Nachbilden der Regelstrecke und des Reglers so in das Regelmodell eingesteckt, wie es die jeweilige Aufgabe verlangt. In den auf diese Weise nach gebildeten Regelstrecken laufen dann die Vorgänge selbsttä tig ab, so daß das Verhalten des Gesamtsystems beobachtet werden kann. Das Baustein-Regelmodell kann zur Demonstration sowie zu Schulungs- und Ausbildungszwecken verwendet werden, es eignet sich jedoch nicht zur Simulation computergesteuerter industrieller Prozesse.From "Siemens-Zeitschrift" 42, 1968, No. 5, pages 388 up to 392, on the other hand, a module rule model is known, that the replica of different control loop scarf with pluggable components. Every building block contains an electronic analog computer, a replacement hard socket field via which the module is connected, as well as a rotary knob with which the time constant can be set is. The blocks are used to simulate the controlled system and the controller in the control model as it is the respective task demands. In that way The processes then run automatically tig so that the behavior of the overall system is observed can be. The building block rule model can be used for demonstration as well as for education and training purposes, however, it is not suitable for simulating computer-controlled ones industrial processes.

Aufgabe der Erfindung ist demgegenüber die Schaffung eines Schulungsgeräts, das mit geringem Aufwand die Simulation einer Prozeßsteuerung mit einer beliebigen Anzahl gleicher oder unterschiedlicher physikalischer Größen ermöglicht.In contrast, the object of the invention is to create a Training device that simulates with little effort a process control with any number of the same or different physical sizes enables.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the features of patent claim 1 solved.

Bei dem Schulungsgerät nach der Erfindung sind die in einer wirklichen Anlage vorhandenen Meßfühler durch die in Modulbauweise lösbar auf der gemeinsamen Grundplatte montierten Meßfühlersimula toren nachgebildet. Diese Meßfühlersimulatoren sind zur Er zeugung bestimmter Meßwertsignale von Hand einstellbar.In the training device according to the invention the in a real facility existing sensors can be detached due to the modular design sensor simula mounted on the common base plate replicated gates. These sensor simulators are Er Generation of certain measured value signals adjustable by hand.

Das Gerät hat daher einen äußerst einfachen Aufbau. Ferner können beliebig viele Meßfühlersimulatoren, die gleichen oder verschiedenar tigen physikalischen Größen zugeordnet sind, auf der Grund platte montiert werden, wodurch auch komplizierte Prozesse mit geringem Aufwand vollständig simuliert werden können. The device therefore has an extremely simple structure. Furthermore, any many sensor simulators, the same or different actual physical quantities are assigned to the reason plate can be mounted, which also makes complicated processes can be fully simulated with little effort.

Infolge der Modulbauweise kann das Gerät leicht und schnell an sehr unterschiedliche Prozesse angepaßt werden. Auch kann das Gerät von sehr einfachen Prozessen mit nur wenigen Meß fühlersimulatoren schrittweise zu immer komplizierteren, dem tatsächlichen Ablauf in einer Anlage oder in Teilen davon entsprechenden Prozessen erweitert werden, was dem Sinn einer fortschreitenden Ausbildung entspricht. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Schu lungsgeräts sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Due to the modular design, the device can be easily and quickly can be adapted to very different processes. Can too the device of very simple processes with just a few measurements sensor simulators gradually to more and more complicated, the actual process in a plant or in parts thereof appropriate processes are expanded, which makes sense corresponds to progressive training. Advantageous refinements and developments of the shoe devices are marked in the subclaims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeich nung beschrieben. In der Zeichnung zeigt:An embodiment of the invention is based on the drawing described. The drawing shows:

Fig. 1 das Blockschema einer Anordnung zur Simulation einer Prozeßsteuerung, Fig. 1 is a block diagram of an arrangement for simulating a process controller,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel der Meßfühlersimulatoran ordnung in der Anordnung von Fig. 1 und Fig. 2 shows an embodiment of the sensor simulator arrangement in the arrangement of Fig. 1 and

Fig. 3 das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Simulatorschaltung, die in einem der Meßfühlersi mulatoren von Fig. 2 verwendbar ist. Fig. 3 is a circuit diagram of an embodiment of a simulator circuit, which is used in one of the Meßfühlersi mulatoren of Fig. 2.

In Fig. 1 ist das Blockschema einer Anordnung zur Simula tion einer Prozeßsteuerung dargestellt. Diese Anordnung enthält, wie eine echte Prozeßsteuerungsanordnung, einen Rechner 30 mit einer Eingabe-Schnittstelle 31 und einer Ausgabe-Schnittstelle 32. Dagegen fehlt die bei einer echten Prozeßsteueranordnung vorhandene Anlage zur Durchführung des Prozesses mit Meßfühlern und Stellgliedern; diese Bestandteile sind durch eine Meßfühlersimulatoranordnung 33 und eine Stellglie deranzeige 34 ersetzt. In Fig. 1 the block diagram of an arrangement for simulating a process control is shown. This arrangement contains, like a real process control arrangement, a computer 30 with an input interface 31 and an output interface 32 . On the other hand, the system for carrying out the process with sensors and actuators which is present in a real process control arrangement is missing; these components are replaced by a sensor simulator arrangement 33 and an actuator display 34 .

Da die Simulation dem Zweck der Ausbildung dient, spielt die Rechengeschwindigkeit des Rechners 30 keine Rolle. Er kann ein handelsüblicher Mikrocomputer (Heimcomputer, Personal Computer) sein, der in einer langsamen Pro grammiersprache, z. B. in Basic programmiert sein kann. Das im Rechner 30 gespeicherte Programm enthält dann vor zugsweise außer dem eigentlichen Prozeßsteuerungsprogramm ein zusätzliches Unterweisungsprogramm, das im Dialog mit dem Benutzer die erforderlichen Bedienungsanweisungen gibt und den Prozeßablauf erläutert. Zu diesem Zweck ist an den Rechner 30 ein Monitor 35 angeschlossen.Since the simulation serves the purpose of training, the computing speed of the computer 30 is irrelevant. It can be a commercially available microcomputer (home computer, personal computer), the programming language in a slow Pro, z. B. can be programmed in Basic. The program stored in the computer 30 then preferably contains, in addition to the actual process control program, an additional instruction program which gives the necessary operating instructions in dialog with the user and explains the process flow. For this purpose, a monitor 35 is connected to the computer 30 .

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Meßfühlersimula toranordnung 33. Sie enthält für jeden im Prozeß vorkom menden Meßfühler einen Simulator, der ein veränderbares elektrisches Signal liefert, das vom Rechner in der glei chen Weise wie das vom wirklichen Meßfühler im echten Pro zeß gelieferte Signal interpretiert werden kann. Die Anordnung von Fig. 2 beispielsweise enthält sieben Meßfühlersimulatoren 41 bis 47, die auf einer gemeinsamen Grundplatte 40 montiert sind. Fig. 2 shows an embodiment of the sensor simulator gate arrangement 33rd It contains a simulator for each sensor occurring in the process, which provides a changeable electrical signal that can be interpreted by the computer in the same way as the signal supplied by the actual sensor in the real process. The arrangement of FIG. 2, for example, contains seven sensor simulators 41 to 47 , which are mounted on a common base plate 40 .

In bestimmten Fällen kann ein Meßfühlersimulator durch einen echten Meßfühler gebildet sein, bei welchem ledig lich die auf den Meßfühler einwirkende physikalische Größe simuliert wird. Diese Möglichkeit ist bei der An ordnung von Fig. 2 für zwei Füllstandsimulatoren 43 und 47 gewählt, die Füllstände in Behältern simulieren sollen. In certain cases, a sensor simulator can be formed by a real sensor, in which only the physical quantity acting on the sensor is simulated. This option is chosen in the arrangement of FIG. 2 for two fill level simulators 43 and 47 , which are intended to simulate fill levels in containers.

Der Füllstandsimulator 43 ist ein handelsüblicher kapa zitiver Füllstandsensor mit einer stabförmigen Sonden elektrode 43a, einem Einschraubstück 43b und einem Son denkopf 43c, der die Vorortelektronik enthält. Bei der üblichen Verwendung ist der Füllstandsensor mittels des Einschraubstücks 43b in einer Öffnung an der Oberseite des Behälters so befestigt, daß die Sondenelektrode 43a senkrecht nach unten in den Behälter ragt und der Sonden kopf 43c außerhalb des Behälters liegt. Die Sondenelek trode 43a ist so lang, daß sie sich über die ganze Höhe des Behälters erstreckt. Die Kapazität zwischen der Son denelektrode und der Behälterwand ist davon abhängig, bis zu welcher Höhe die Sondenelektrode vom Füllgut im Behäl ter bedeckt ist; diese Kapazität ist somit ein Maß für den Füllstand im Behälter. Zu dem Füllstandsensor gehört eine elektronische Auswerteschaltung 53, die bei der üb lichen Verwendung an einer vom Behälter entfernten Stelle angeordnet und über eine Dreidrahtleitung mit der Vorort elektronik im Sondenkopf verbunden ist. Die Auswerteschaltung liefert zu der Vorortelektronik die erforder liche Betriebsspannung, und sie empfängt von dieser ein elektrisches Signal, das von der Kapazität der Sonden elektrode und somit vom Füllstand im Behälter abhängt. Dieses Signal kann beispielsweise ein Gleichstrom sein, der sich in Abhängigkeit von der Kapazität zwischen 0 und 4 mA ändert. Die Auswerteschaltung 53 wandelt dieses Si gnal in ein genormtes einheitliches Signal um, beispiels weise in einen Gleichstrom, der sich im Bereich von 4 bis 20 mA oder wahlweise auch im Bereich von 0 bis 20 mA ändert, oder auch in eine Gleichspannung, die sich zwi schen 0 und 10 V ändert.The level simulator 43 is a commercially available capacitive level sensor with a rod-shaped probe electrode 43 a, a screw 43 b and a son denkopf 43 c, which contains the on-site electronics. In normal use, the level sensor is attached by means of the screw 43 b in an opening in the top of the container so that the probe electrode 43 a protrudes vertically down into the container and the probe head 43 c is outside the container. The probe electrode 43 a is so long that it extends over the entire height of the container. The capacitance between the probe electrode and the container wall depends on the height to which the probe electrode is covered by the filling material in the container; this capacity is therefore a measure of the level in the container. To the level sensor includes an electronic evaluation circuit 53 , which is arranged in the usual use at a remote location from the container and is connected to the on-site electronics in the probe head via a three-wire line. The evaluation circuit supplies the on-site electronics with the required operating voltage, and it receives an electrical signal from it, which depends on the capacitance of the probes and thus on the fill level in the container. This signal can be a direct current, for example, which changes between 0 and 4 mA depending on the capacitance. The evaluation circuit 53 converts this signal into a standardized, uniform signal, for example, into a direct current that changes in the range from 4 to 20 mA or optionally also in the range from 0 to 20 mA, or also into a direct voltage that is between between 0 and 10 V.

Für die hier vorgesehene Verwendung als Füllstandsimula tor ist die Sondenelektrode 43a beträchtlich gekürzt, und das Einschraubstück 43b sitzt in der Öffnung eines Metall winkels 43e, mit dem der Füllstandsensor auf der Grundplatte 40 befestigt ist. Die zugehörige elektronische Auswerteschaltung 53 ist ebenfalls auf der Grundplatte 40 befestigt und über eine sehr kurze Dreidrahtleitung 43d mit dem Sondenkopf 43c verbunden.For the intended use as a level simulator, the probe electrode 43 a is considerably shortened, and the screw 43 b sits in the opening of a metal angle 43 e, with which the level sensor is attached to the base plate 40 . The associated electronic evaluation circuit 53 is also attached to the base plate 40 and connected to the probe head 43 c via a very short three-wire line 43 d.

Zur Simulation des Füllstands dient ein Metallrohr 48, das etwa die Länge der gekürzten Sondenelektrode 43a hat und durch eine Litze 49 an Massepotential gelegt ist. Wenn das Metallrohr 48 mehr oder weniger weit über die Sondenelektrode 43a geschoben wird, ändert sich die ge messene Sondenkapazität in gleicher Weise wie beim Eintau chen der Sondenelektrode 43a in ein Füllgut.A metal tube 48 , which has approximately the length of the shortened probe electrode 43 a and is connected to ground potential through a strand 49 , is used to simulate the fill level. If the metal tube 48 is pushed more or less far over the probe electrode 43 a, the measured probe capacitance changes in the same way as when immersing the probe electrode 43 a in a filling material.

Der Füllstandsimulator 47 ist in gleicher Weise mit einer Sondenelektrode 47a, einem Einschraubstück 47b und einem Sondenkopf 47c ausgebildet, mittels eines Metallwinkels 47e auf der Grundplatte 40 befestigt und über eine kurze Dreidrahtleitung 47d mit einer elektronischen Auswerte schaltung 57 verbunden, die ebenfalls auf der Grundplatte 40 befestigt ist. Der Füllstand kann am Füllstandsimula tor 47 ebenfalls mit Hilfe des Metallrohrs 48 oder, falls beide Füllstände gleichzeitig simuliert werden sollen, mit Hilfe eines zweiten, in Fig. 4 nicht dargestellten Metallrohres simuliert werden.The level simulator 47 is in the same way with a probe electrode 47 a, a screw-in piece 47 b, and a probe head 47 c formed, fixed by means of a metal angle 47 e on the base plate 40 and a short three-wire line 47 d to an electronic evaluation circuit 57 connected to the is also attached to the base plate 40 . The fill level can also be simulated on the fill level simulator 47 using the metal tube 48 or, if both fill levels are to be simulated simultaneously, using a second metal tube, not shown in FIG. 4.

Die Simulatoren 41, 44 und 46 dienen als Temperatursimu latoren, die die Ausgangssignale von Temperatursensoren simulieren sollen. Der Druck simulator 42 simuliert das Ausgangssignal eines Drucksensors 22, und der pH-Simulator 45 simuliert das Ausgangssignal eines pH-Meters 25. Da es schwierig ist, die physika lischen Größen Temperatur, Druck und pH-Wert zu simulieren, werden bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel für diese Simulatoren nicht echte Sensoren verwendet, sondern elek tronische Simulatorschaltungen, die Ausgangssignale liefern, die vom Rechner 30 in gleicher Weise wie die Ausgangssignale echter Sensoren verarbeitet werden kön nen.The simulators 41 , 44 and 46 serve as temperature simulators which are intended to simulate the output signals from temperature sensors. The pressure simulator 42 simulates the output signal of a pressure sensor 22 , and the pH simulator 45 simulates the output signal of a pH meter 25 . Since it is difficult to simulate the physical quantities of temperature, pressure and pH, in the exemplary embodiment shown, real sensors are not used for these simulators, but electronic simulator circuits which provide output signals which are output by computer 30 in the same way as that Output signals from real sensors can be processed.

Es wäre möglich, für jeden Sensortyp eine Simulatorschal tung aufzubauen, die genau das gleiche Ausgangssignal wie der echte Sensor liefert. Dieses Ausgangssignal könnte dann einer elektronischen Auswerteschaltung zugeführt werden, die mit der zum echten Sensor gehörigen Auswerte schaltung identisch wäre. Da aber alle Auswerteschaltun gen die von den Sensoren bzw. den entsprechenden Simula toren gelieferten Signale, wie verschiedenartig sie auch sein mögen, in die genormten gleichartigen Signale umwan deln, die der Eingabe-Schnittstelle zugeführt werden, ist es für den Rechner belanglos, von welcher Art die von den Simulatorschaltungen gelieferten Signale sind. Es bietet sich daher die Vereinfachung an, für alle Simulatoren 41, 42, 44, 45, 46 die gleiche Simulatorschaltung zu verwen den, so daß auch die zugehörigen elektronischen Auswerte schaltungen 51, 52, 54, 55, 56 einander gleich sein kön nen.It would be possible to set up a simulator circuit for each sensor type that delivers exactly the same output signal as the real sensor. This output signal could then be supplied to an electronic evaluation circuit which would be identical to the evaluation circuit associated with the real sensor. However, since all evaluation circuits convert the signals supplied by the sensors or the corresponding simulators, however different they may be, into the standardized, similar signals which are fed to the input interface, it is irrelevant for the computer, of which Type are the signals supplied by the simulator circuits. It is therefore a simplification to use the same simulator circuit for all simulators 41 , 42 , 44 , 45 , 46 , so that the associated electronic evaluation circuits 51 , 52 , 54 , 55 , 56 can also be the same.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wurde die Tat sache ausgenutzt, daß für die kapazitiven Füllstandsen soren, die als Füllstandsimulatoren 43 und 27 verwendet wurden, bereits eine Simulatorschaltung vorhanden war, die entwickelt wurde, um die Funktion der zugehörigen elektronischen Auswerteschaltungen zu testen. Diese vor handene Simulatorschaltung wird für jeden der Simulatoren 41, 42, 44, 45, 46 verwendet. Dies ergibt den weiteren Vorteil, daß auch für die elektronischen Auswerteschal tungen 51, 52, 54, 55, 56, ebenso wie für die Auswerte schaltungen 53 und 57, die für die kapazitiven Füllstand sensoren vorgesehenen echten Auswerteschaltungen verwendet werden können. Alle elektronischen Auswerteschaltungen 51 bis 57 sind daher einander gleich.In the illustrated embodiment, the fact was exploited that for the capacitive level sensors that were used as level simulators 43 and 27 , a simulator circuit was already available, which was developed to test the function of the associated electronic evaluation circuits. This existing simulator circuit is used for each of the simulators 41 , 42 , 44 , 45 , 46 . This gives the further advantage that also for the electronic evaluation circuits 51 , 52 , 54 , 55 , 56 , as well as for the evaluation circuits 53 and 57 , the real evaluation circuits provided for the capacitive level sensors can be used. All electronic evaluation circuits 51 to 57 are therefore identical to one another.

Da alle Simulatoren 41, 42, 44, 45, 46 einander gleich sind, soll ihr Aufbau anhand des Temperatursimulators 41 beschrieben werden. Die Simulatorschaltung ist in einem quaderförmigen Gehäuse 41a untergebracht, das auf der Grundplatte 40 befestigt ist. An der Oberseite des Gehäu ses 41a befindet sich ein Potentiometer-Drehknopf 41b und ein als Druckknopfschalter ausgebildeter Bereichsumschal ter 41c. Die Simulatorschaltung ist über eine Dreidraht leitung 41d mit der elektronischen Auswerteschaltung 51 verbunden.Since all simulators 41, 42, 44, 45, 46 are equal to, its construction will be described with reference to the temperature simulator 41st The simulator circuit is housed in a cuboid housing 41 a, which is attached to the base plate 40 . At the top of the housing 41 a is a potentiometer knob 41 b and a trained as a push button switch range switch 41 c. The simulator circuit is connected via a three-wire line 41 d to the electronic evaluation circuit 51 .

Mit Hilfe des Bereichsumschalters 41c kann wahlweise ein Strombereich von 0 bis 1 mA oder ein Strombereich von 0 bis 10 mA eingestellt werden. Mit Hilfe des Potentiometer- Drehknopfs 41b kann der Strom innerhalb des eingestellten Bereichs stufenlos verändert werden.With the help of the range switch 41 c, a current range from 0 to 1 mA or a current range from 0 to 10 mA can be set. With the help of the potentiometer knob 41 b, the current can be changed continuously within the set range.

Fig. 3 zeigt das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der im Gehäuse 41a enthaltenen elektronischen Simulator schaltung 60. Diese Schaltung ist in einer für den Fach mann geläufigen Weise aufgebaut und wird daher nur in groben Zügen erläutert. Die drei Klemmen 61, 62, 63 sind über die Dreidrahtleitung 41d mit der elektronischen Aus werteschaltung 50 verbunden. Die Auswerteschaltung 51 liefert zu den Klemmen 61 und 62 die erforderliche Be triebsspannung von beispielsweise 12 oder 24 V. An der Klemme 63 steht das elektrische Ausgangssignal zur Verfü gung. Der Schaltungszweig 64 dient zur Erzeugung einer stabilisierten Bezugsspannung, von der ein einstellbarer Bruchteil mit Hilfe eines Potentiometers 65 abgegriffen wird, das mittels des Drehknopfs 41b betätigt wird. Die abgegriffene Spannung steuert über einen Operationsverstärker 66 einen npn-Transistor 67, über den somit von der Klemme 63 ein Strom fließt, dessen Wert von der am Potentiometer 65 abgegriffenen Spannung abhängt. Der Um schaltkontakt 68 des Bereichsumschalters 41c dient zur Einstellung des Strombereichs. Die Schaltung wirkt als Stromsenke, d. h. der mittels des Potentiometers 65 und des Umschaltkontakts 68 eingestellte Strom fließt aus der angeschlossenen Auswerteschaltung in die Klemme 63. Fig. 3 shows the circuit diagram of an embodiment of the electronic simulator circuit 60 contained in the housing 41 a. This circuit is constructed in a manner familiar to the person skilled in the art and is therefore only explained in broad outline. The three terminals 61 , 62 , 63 are connected via the three-wire line 41 d to the electronic evaluation circuit 50 . The evaluation circuit 51 supplies to the terminals 61 and 62 the required operating voltage of, for example, 12 or 24 V. At the terminal 63 , the electrical output signal is available. The circuit branch 64 is used to generate a stabilized reference voltage, from which an adjustable fraction is tapped with the aid of a potentiometer 65 , which is actuated by means of the rotary knob 41 b. The tapped voltage controls an npn transistor 67 via an operational amplifier 66 , via which a current therefore flows from the terminal 63 , the value of which depends on the voltage tapped at the potentiometer 65 . To switch contact 68 of the range switch 41 c is used to set the current range. The circuit acts as a current sink, ie the current set by means of the potentiometer 65 and the changeover contact 68 flows from the connected evaluation circuit into the terminal 63 .

Natürlich könnte die gleiche Simulatorschaltung auch für jeden der beiden Füllstandsimulatoren 43 und 47 verwendet werden. Die Verwendung echter Füllstandsensoren dient lediglich zur Veranschaulichung der Funktionsweise.Of course, the same simulator circuit could also be used for each of the two level simulators 43 and 47 . The use of real level sensors only serves to illustrate how it works.

Die Meßfühlersimulatoranordnung von Fig. 2 ist Modulbauweise ausgeführt, indem die verwendeten Sensoren, Simulatoren und Auswerteschaltungen lösbar auf der beispielsweise als Lochrasterplatte ausgebildeten Grundplatte 40 befestigt sind. Dadurch ist es möglich, die Meßfühlersimulatoranordnung durch Austausch, Hinzu fügen oder Entfernen von Bestandteilen einfach und schnell an die Simulation der Prozeßsteuerung beliebiger techni scher Prozesse anzupassen.The sensor simulator arrangement of FIG. 2 is of modular construction, in that the sensors, simulators and evaluation circuits used are detachably attached to the base plate 40, which is designed, for example, as a perforated plate. This makes it possible to easily and quickly adapt the sensor simulator arrangement to the simulation of the process control of any technical processes by exchanging, adding or removing components.

Wie erwähnt, setzen die elektronischen Auswerteschaltun gen 51 bis 57 die ihnen Zuge führten Stromwerte in genorm te einheitliche Ausgangssignale um, beispielsweise in Ströme, die sich im Bereich von 4 bis 20 mA ändern. Diese Ausgangssignale erscheinen auf einer von jeder Auswerte schaltung abgehenden Doppelleitung 51a, 52a, . . . 57a. Die Doppelleitungen 51a bis 57a sind zu einem Kabel 58 zusam mengefaßt, das die Meßfühlersimulatoranordnung 33 mit der Eingabe-Schnittstelle 31 (Fig. 1) verbindet.As mentioned, the electronic evaluation circuits 51 to 57 convert the current values that they led into standardized output signals, for example into currents that change in the range from 4 to 20 mA. These output signals appear on a circuit outgoing from each evaluation double line 51 a, 52 a,. . . 57 a. The double lines 51 a to 57 a are combined to form a cable 58 which connects the sensor simulator arrangement 33 to the input interface 31 ( FIG. 1).

Die Eingabe-Schnittstelle 31 ist von herkömmlicher Art. The input interface 31 is of a conventional type.

Sie enthält beispielsweise einen Analog/Digital-Wandler, dem die von der Meßfühlersimulatoranordnung 33 kommenden Stromsignale von 4-20 mA über Optokoppler und einen Strom/Spannungs-Wandler im Zeitmultiplex zugeführt werden, so daß von sechzehn Simulatoren aus ein gelesen werden kann.It contains, for example, an analog / digital converter, to which the current signals of 4-20 mA coming from the sensor simulator arrangement 33 are supplied via optocouplers and a current / voltage converter in time division multiplex, so that one can be read from sixteen simulators.

Claims

1. Training device for simulating a process control for training and education purposes with at least one sensor simulator, which delivers a measured value signal, which indicates the actual value of a physical quantity relevant to the process, to a program-controlled computer in which a process control program is stored and which is stored on Outputs a control signal for an actuator to influence the relevant physical quantity if its actual value does not correspond to the setpoint specified by the process control program, characterized in that a plurality of sensor simulators ( 41 to 47 ) are used to generate measured signals of the same or different physical quantities can be adjusted by hand, together with the associated evaluation circuits ( 51 to 57 ) in modular design, are releasably attached to a common base plate ( 40 ).

2. Training device according to claim 1, characterized in that at least one sensor simulator ( 43 , 47 ) is formed by a real sensor for the physical size in question, which is assigned a manually operable device for simulating the physical size.

3. Training device according to claim 2, characterized in that a level simulator ( 43 , 47 ) by a capacitive level sensor with a rod-shaped probe electrode ( 43 a, 47 a) is formed, and that the device for simulating the level by an electrically at a reference potential laid metal tube ( 48 ) is formed, which can be pushed electrode over the probes.

4. Training device according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least one sensor simulator ( 41 , 42 , 44 , 45 , 46 ) contains an electronic simulator circuit ( 60 ) which emits an adjustable output signal.

5. Training device according to claim 4, characterized in that the sensor simulators ( 41 , 42 , 44 , 45 , 46 ) contain the same simulator circuit ( 60 ) for various physical quantities.