DE4016017C1 - - Google Patents

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DE4016017C1
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Kurt Dipl.-Ing. 7050 Waiblingen De Breckner
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ECKARDT AG 7000 STUTTGART DE
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B11/00Automatic controllers
    • G05B11/01Automatic controllers electric
    • G05B11/36Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential
    • G05B11/42Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential for obtaining a characteristic which is both proportional and time-dependent, e.g. P. I., P. I. D.
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B7/00Arrangements for obtaining smooth engagement or disengagement of automatic control
    • G05B7/02Arrangements for obtaining smooth engagement or disengagement of automatic control electric

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Description

Die Erfindung betrifft eine Regelkreisanordnung für einen verfahrenstechnischen Prozeß mit einem großen Regelbereich.
Übliche Regelkreise verfahrenstechnischer Anlagen weisen ein in die Prozeß- bzw. Regelstrecke eingebrachtes Stellglied auf, dessen Einstellung über den Regelkreis so gesteuert wird, daß die Regelgröße auf einem jeweils gewünschten Sollwert gehalten wird. Bei Prozessen, bei denen der Regelgrößensollwert sich je nach Bedarf in einem großen Wertebereich verändern kann, ist das Stellglied so auszulegen, daß es auch die Einregelung großer Sollwerte der Regelgröße erlaubt. Entsprechend groß ist daher auch der Einstellbereich des Stellgliedes zu wählen. Dies verschlechtert jedoch zwangsläufig die Einstellgenauigkeit des Stellglieds im Bereich kleiner Regelgrößensollwerte, also im unteren Lastbereich des Prozesses. Die Genauigkeit der Regelung in diesem Bereich (Schwachlastregelung), wie sie zum Beispiel mindestens während des Anfahrens bzw. Abschaltens in die bzw. aus der Normallastregelung durchzuführen ist, erweist sich daher häufig als ungenügend. Eine übliche, einschleifige Regelkreisanordnung mit nur einem in die Regelstrecke eingebrachten Stellglied ist für die exakte Regelung dieser Art von Verfahrensprozessen nicht mehr zufriedenstellend.
Aus der DE 28 39 476 B2 ist eine Regeleinrichtung mit zwei parallelgeschalteten Zweipunktreglern bekannt, die eine unterschiedliche Schalthysteresis aufweisen und auf denselben Regelgrößensollwert eingestellt sind. Sie steuern zwei Stellglieder, die sich in einer einteiligen Regelstrecke befinden. Je nach Lastbedarf sind keines, eines oder beide Stellglieder in Regelfunktion. An den Umschaltpunkten ist lediglich ein einfaches Abschalten bzw. Anschalten jeweils eines Stellgliedes ohne Anpassungsmaßnahmen durch das andere Stellglied vorgesehen, so daß diese Übergänge nicht stoßfrei erfolgen und Knicke in der Istwertkurve der Regelgröße auftreten.
Bei einer in der DE 25 10 992 B2 offenbarten elektronischen Regeleinrichtung steuert ein einziger Regler mit einem Zweipunkt- und einem Dreipunktregelungsausgang vier gleichartige Stellglieder an, die sich in einer einteiligen Regelstrecke finden und je nach Regeldifferenz und Hysteresis des Reglers zu- bzw. abgeschaltet werden. Bei höherem Lastbedarf sind auch hier gleichzeitig mehrere Stellglieder eingeschaltet. Auch bei dieser Regelanordnung erfolgt das Ein- bzw. Ausschalten der Stellglieder nicht stoßfrei.
Aus der DE 35 17 008 C3 ist eine Schaltungsanordnung mit einem zweistufigen Regelverstärker und einem einzelnen Stellglied bekannt. Die beiden Stufen des Regelverstärkers wechseln einander in der Bereitstellung des Eingangssignals für das gemeinsame Stellglied ab, sobald ein Regelgrößengrenzwert über- oder unterschritten wird. Das Umschalten zwischen den elektronischen Regelverstärkerstufen erfolgt über Spannungsschwellwertschalter. Die Anordnung lediglich eines Stellgliedes hat zur Folge, daß mit dieser Schaltungsanordnung im Schwachlastbereich gegenüber dem Normallastbereich nur mit vergleichsweise geringerer Empfindlichkeit geregelt werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regelkreisanordnung zu schaffen, mit der es möglich ist, einen verfahrenstechnischen Prozeß um jeden, innerhalb einer großen Variationsbreite einstellbaren Regelgrößensollwert mit einer gewünschten Exaktheit zu regeln.
Diese Aufgabe wird durch eine Regelkreisanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Durch die parallele Aufspaltung der Regelstrecke in mehrere Teilstränge und das Einbringen eines Stellglieds in jeden dieser Teilstränge und einem diesem jeweils zugeordneten Regler ist es möglich, je nach Lage des Regelgrößensollwerts den Prozeß jeweils mit dem hierfür gerade geeigneten Stellglied zu regeln. Die übrigen Stellglieder werden derweil von zugeordneten Zusatzsteuerungen geschlossen gehalten, welche die Einzelstrang-Regelkreise untereinander so koppeln, daß sie bei Über- bzw. Unterschreitung des Bereiches, in dem das zur Regelung in Funktion befindliche Stellglied vorgesehen ist, eine selbsttätige und stoßfreie Umschaltung auf dasjenige Stellglied bewirken, das durch die Bereichsüber- bzw. unterschreitung die Regelung im folgenden übernehmen soll. Hierzu wirken die Zusatzsteuerungen jeweils auf den Regelkreis des zugeordneten Teilstrangs ein, indem sie die Signale des außer Regelfunktion zu setzenden und des in Regelfunktion zu tretenden Stellgliedes während der Regelungsübernahme derart ändern und die Stellgeschwindigkeit in Abhängigkeit von den Stellbereichen der Stellglieder derart festlegen, daß durch deren gegenläufige Stellgrößen keine zusätzliche Regeldifferenz auftritt und die Übernahme daher stoßfrei erfolgt.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
So sind in Ausgestaltung der Erfindung jeweils Zusatzsteuerungen benachbarter Teilstrang-Regelkreise über zwei Kopplungsleitungen miteinander verbunden. Es ist also insbesondere bei einer Aufteilung in mehr als zwei Teilstränge nicht nötig, alle Zusatzsteuerungen untereinander zu koppeln. Vielmehr genügt es, die "benachbarten" Zusatzsteuerungen, d. h. solche mit zugeordneten Stellgliedern, die sich in ihrer Regelfunktion ablösen, zu koppeln. Dieser kaskadenartige Aufbau erlaubt in einfacher Weise das Hinzufügen von bei Bedarf erforderlichen weiteren Teilsträngen mit den zugeordneten Regeleinrichtungen und Zusatzsteuerungen.
Solange deren Meßgenauigkeit ausreichend ist, ist es vorteilhaft, für alle Regler eine gemeinsame Meßeinrichtung in einem Regelstreckenabschnitt anzuordnen, in dem alle Teilstränge wieder zusammengeführt sind, so daß dort eine gemeinsame Regelgröße erfaßbar ist. Erweist sich dagegen die Meßgenauigkeit einer einzelnen Meßeinrichtung zur exakten Regelung im gesamten Regelbereich als nicht mehr ausreichend, ist in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß dem Regler eines jeden Teilstrangs eine eigene Meßeinrichtung zugeordnet ist. So kann der von jedem Teilstrang bewirkte Anteil an der Regelgröße mit einer der Einstellgenauigkeit des zugeordneten Stellglieds adäquaten Meßgenauigkeit erfaßt werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Zusatzsteuerungen in einfacher Weise aus einer Auswahlstufe, einer diese beaufschlagenden Einrichtung zur Erzeugung eines fallenden oder ansteigenden Signals sowie diese über Kontaktelemente aktivierenden Grenzwertgebern aufgebaut. Die Grenzwertgeber erzeugen Signale bei Über- oder Unterschreitung eines eingestellten Schwellwertes und starten damit die Signalerzeugungseinrichtungen. Deren Signale werden jeweils in der Auswahlstufe mit einem Signal des zugeordneten Regelkreises für diesen Teilstrang verglichen. Dadurch ist die Stellgröße des zugehörigen Stellglieds außer vom Meßwert der Meßeinrichtung auch durch den Zustand der zugehörigen Signalerzeugungseinrichtung bestimmt. Durch die Erzeugung eines ansteigenden oder fallenden Signales der Signalerzeugungseirnichtung wird erreicht, daß das jeweilige Stellglied von seinem geschlossenen Zustand stetig in eine dem gewünschten Regelgrößensollwert entsprechende Stellung oder aber von dieser Stellung stetig in den geschlossenen Zustand überführt wird. Die Kopplung "benachbarter" Zusatzsteuerungen mittels geeigneter abgegebener bzw. zugeführter Grenzwertsignale ermöglicht die gegenläufige Einstelländerung der "benachbarten" Stellglieder dergestalt, daß die Umschaltung wie gewünscht selbsttätig und stoßfrei erfolgt.
In Weiterbildung der Erfindung ist jede Auswahlstufe zusätzlich zum Signal der Signalerzeugungseinrichtung mit dem Signal des zugeordneten Reglers beaufschlagt und beaufschlagt ihrerseits direkt das zugeordnete Stellglied.
Als Alternative ist es weiterhin möglich, die Auswahlstufen mit an den jeweiligen Teilstrang angepaßten Führungsgrößen zu beaufschlagen und ihr Ausgangssignal jeweils dem Führungsgrößeneingang des zugeordneten Reglers zuzuführen. Hierzu kann ein zentraler Führungsgrößeneinsteller vorgesehen sein, dessen Ausgangssignal jeder Zusatzsteuerung über eine vorgeschaltete, geeignete Anpassungsstufe zugeführt ist.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine Regelkreisanordnung zur Regelung um einen von der Verbraucherseite bestimmten Regelgrößensollwert mit einer in zwei parallele Teilstränge aufgeteilten Regelstrecke und einer gemeinsamen Meßeinrichtung,
Fig. 2 für die Anordnung nach Fig. 1 die Abhängigkeit der Regelgröße von der Einstellung der Stellglieder in graphischer Darstellung,
Fig. 3 ein Übernahmevorgang der Regelung vom ersten auf den zweiten Teilstrang der Fig. 1 nach Überschreiten des Bereichsendwerts des ersten (Schwachlast-)Regelkreises in graphischer Darstellung,
Fig. 4 ein Übernahmevorgang der Regelung vom zweiten auf den ersten Teilstrang nach Unterschreitung des Umschaltpunktes der Fig. 3 in graphischer Darstellung und
Fig. 5 eine Regelkreisanordnung zur Regelung einer durch externe Führungsgrößeneinstellung bestimmten Regelgröße mit einer in zwei Teilstränge aufgeteilten Regelstrecke und jeweils eigenen Meßeinrichtungen.
In Fig. 1 ist ein Ausschnitt aus einer Prozeß- bzw. Regelstrecke (PS) dargestellt, die einer nicht näher gezeigten verfahrenstechnischen Anlage eine Prozeßgröße, charakterisiert durch die Regelgröße (D) in der gezeigten Pfeilrichtung zuführt. Insbesondere ist hierbei an einen Gasdurchfluß, z. B. für Heizungsanlagen oder Brennersysteme, als Regelgröße (D) gedacht. Der Sollwert (Ds) der Regelgröße (D) ist dabei nicht von der Erzeugerseite her bestimmt, sondern ergibt sich aus dem verbraucherseitigen Bedarf.
Die Regelgröße (D) wird über den Leitungsdruck (p) erfaßt, wobei die zugeordnete Regelschaltung versucht, einen bestimmten Druck (p) in der Regelstrecke (PS) konstant zu halten. Ein Meßumformer (M) erfaßt den Druck (p) in der Regelstrecke (PS) und wandelt ihn in ein Rückführgrößensignal (r) um. Bei erhöhtem Lastbedarf reagiert daher die Regelung auf den entstehenden Druckabfall und öffnet dementsprechend das Stellglied, analog reagiert die Regelung im umgekehrten Fall.
Der verbraucherabhängige Lastbedarf unterliegt starken Veränderungen, so daß ein großer Wertebereich für den Durchflußsollwert (Ds) von der Regelung beherrscht werden muß. Für die erwünschte Genauigkeit der Regelung ist die Verwendung nur eines Stellgliedes jedoch nicht mehr ausreichend, da bei einem im Bedarfsfall einen hohen Durchfluß ermöglichenden Stellglied dieses im Bereich einer Schwachlastregelung nicht mehr ausreichend exakt einstellbar ist. Der Meßeinrichtung (M) vorgeschaltet ist daher die Regelstrecke (PS) in einem Teilbereich in zwei parallel angeordnete, vor der Meßeinrichtung (M) wieder zusammengeführte Teilstränge (P₁, P₂) aufgeteilt. Im ersten Teilstrang (P₁) befindet sich ein erstes, "kleines", d. h. bei Einstellung eines bestimmten Drucks (p) einen kleinen Maximaldurchfluß (D₁) gestattendes Stellglied (S₁). Im zweiten Teilstrang (P₂) befindet sich dagegen ein "großes" Stellglied (S₂), das im Prinzip die Einstellung jedes Durchflußsollwerts (Ds) innerhalb eines geforderten großen Wertebereiches (ID=[D₀, D₂]) gestattet. Diese Situation ist in Fig. 2 graphisch dargestellt. Unter Vorgabe eines bestimmten Drucks (p) wächst in Abhängigkeit von jeweils auf eins normierten Stellsignalen (y₁, y₂) für die Stellglieder (S₁, S₂) der zugehörige Durchfluß (D) jeweils von (D₀= 0) (Stellglied geschlossen) bis zum jeweiligen Bereichsendwert (D₁, D₂) an (Stellglied voll geöffnet). Das größere Stellglied (S₂) ist also so gewählt, daß es den gesamten erforderlichen Regelbereich für die Regelgröße (D) umfaßt. Da es jedoch im Bereich kleiner Durchflüsse nur unzureichend genau einstellbar ist, übernimmt im Intervall (I₁=[D₀, D₁]) das kleine Stellglied (S₁) die Regelung, so daß das größere Stellglied (S₂) nur in einem größeren Durchflußbereich ([D₁, D₂]) zur Regelung herangezogen wird, in welchem es ausreichend genau einstellbar ist.
Natürlich ist es weiterhin möglich, auch die Teilstränge (P₁, P₂) zusätzlich zu den Stellgliedern (S₁, S₂) unterschiedlich, beispielsweise mit verschiedenen Rohrdurchmessern, auszulegen. Besonders günstig ist dies beim Einsatz von Venturimischern als Stellglieder; hier sind Mischrohre verschiedener Größe zu verwenden, da bei solchen Mischern die Ansauggeschwindigkeit zur Erzeugung des erforderlichen Unterdrucks unterhalb einer rohrspezifischen Mindestlast nicht mehr ausreicht.
Je nach Größe des Regelbereichs (ID) kann dieser durch Hinzufügen eines entsprechend gewählten dritten oder noch weiterer Stellglieder analog weiter aufgeteilt werden. Dementsprechend sind dann auch weitere parallele Teilstränge vorzusehen. Die zugehörige Regelkreisschaltung kann, wie weiter unten erläutert, gleichfalls in sehr einfacher Weise durch kaskadenartige Kopplung der einzelnen Regelkreise für die Teilstränge auf drei oder mehr Untersysteme erweitert werden.
Die Regelschaltung für jeden einzelnen Teilstrang beinhaltet hierbei jeweils einen Regler (R₁, R₂), welche am Rückführgrößeneingang (r₁, r₂) mit der Rückführgröße (r) des Meßumformers (M) beaufschlagt sind, während am jeweiligen Führungsgrößeneingang (w₁, w₂) ein Führungsgrößenwert (w) zur Einstellung eines bestimmten Drucks (p) fest vorgegeben ist. Jedem Regler (R₁, R₂) ist eine Zusatzsteuerung (Z₁, Z₂) nachgeschaltet, die das Stellsignal (y₁, y₂) für das zugeordnete Stellglied (S₁, S₂) erzeugt. Damit die Regler (R₁, R₂) zu jedem Zeitpunkt auf den richtigen Arbeitspunkt eingestellt sind, sind die Stellsignale (y₁, y₂) jeweils den Reglern (R₁, R₂) extern zurückgeführt. Als gemeinsame Elemente weisen die Zusatzsteuerungen (Z₁, Z₂) jeweils eine Minimalauswahlstufe (A₁, A₂) sowie einen Rampengeber (E₁, E₂) und vor deren Eingänge zum Starten eines steigenden (E1s, E2s) bzw. eines fallenden (E1f, E2f) Signals angeordnete Schaltelemente (11, 12, 22, 24) auf. Die Minimalauswahlstufen (A₁, A₂) sind einerseits vom Reglerausgangssignal (yR1, yR2) und andererseits vom Ausgangssignal (yE1, yE2) des Rampengebers (E₁, E₂) beaufschlagt und wählen eines dieser beiden Signale als Stellsignal (y₁, y₂) aus. Beide Rampengeber (E₁, E₂) sind so gewählt, daß im nicht beaufschlagten Zustand jeweils ein Null-Signal an ihrem Ausgang (yE1, yE2) liegt. Zusätzlich verfügt die erste Zusatzsteuerung (Z₁) für das "kleinste" Stellglied (S₁) ein zusätzliches Schaltelement (10) für einen Erststart bzw. das Anfahren des Prozesses, wie unten erläutert. Schließlich enthält die Zusatzsteuerung (Z₁) noch einen Grenzwertgeber (G₁), der mit dem Stellsignal (y₁) beaufschlagt und so eingestellt ist, daß er ein Signal erzeugt, sobald das Stellsignal (y₁) den Wert Eins (100%) überschreitet. Der Ausgang dieses Grenzwertgebers (G₁) beaufschlagt einerseits das Schaltelement (12) zum Starten eines fallenden Rampensignals am Rampengeber (E₁) und andererseits über eine Kopplungsleitung (z₁₂) das Schaltelement (22) innerhalb der nächsten Zusatzsteuerung (Z₂), um dort ein steigendes Rampensignal am Rampengeber (E₂) zu starten.
Demgegenüber enthält die zweite Zusatzsteuerung (Z₂) als wesentliche weitere Elemente zwei gleichartige Grenzwertgeber (G₂₁, G₂₂), die so gewählt sind, daß sie ein Signal erzeugen, sobald das Eingangssignal einen bestimmten Wert (yG), im Ausführungsbeispiel (yG=20%), unterschreitet. Am einen Grenzwertgeber (G₂₂) liegt dabei das Stellsignal (y₂) an, während sein Ausgang das Schaltelement (24) zum Starten eines fallenden Rampensignals am Rampengeber (E₂) beaufschlagt. Dem anderen Grenzwertgeber (G₂₁) ist das Ausgangssignal (yE2) des Rampengenerators (E₂) zugeführt, während sein Ausgang über eine zweite Kopplungsleitung (z₂₁) das Schaltelement (11) zum Starten eines steigenden Rampensignals am Rampengeber (E₁) innerhalb der Zusatzsteuerung (Z₁) beaufschlagt.
Durch einfache, beispielhafte und strichpunktiert angedeutete Zusatzmaßnahmen innerhalb der Zusatzeinrichtung (Z₂) ist es ohne weiteres möglich, eine nicht weiter gezeigte dritte Zusatzsteuerung für einen dritten parallel geschalteten Teilstrang und ein drittes Stellglied anzuschließen, wobei die dritte Zusatzsteuerung einen dem beschriebenen Aufbau der zweiten Zusatzsteuerung (Z₂) entsprechenden Aufbau besitzt und mit dieser zweiten Zusatzsteuerung (Z₂) über die weiteren Kopplungsleitungen (z₂₃, z₃₂) verbunden ist. Hieraus ist ersichtlich, auf welche Weise bei Bedarf eine beliebige Anzahl parallel geschalteter Prozeßteilstränge mit ihren zugehörigen Regelkreisen über die jeweiligen Zusatzsteuerungen kaskadenartig miteinander zu verkoppeln sind. Hierzu sind lediglich die Zwischenstufe (Z₂) mit einem weiteren, dem Grenzwertgeber (G₁) der Zusatzsteuerung (Z₁) funktionell entsprechenden Grenzwertgeber (G₂₃) und mit jeweils parallel zu den Schaltelementen (22, 24) angeordneten weiteren Schaltern (21, 23) sowie mit einem Schaltelement (25) am Ausgang des Grenzwertgebers (G₂₁) zu versehen und die zusätzlichen Bauelemente in der strichpunktiert gezeigten Weise zu verschalten. Das Schaltelement (25) ist dabei ist so gewählt, daß es bei aufeinanderfolgenden Signalbeaufschlagungen nach Art eines Wechselschalters abwechselnd den Kontakt schließt und öffnet, wobei der Kontakt vor Anfahren des Prozesses geschlossen ist. Selbstverständlich können auch andere Einrichtungen als zusätzliche Bauelemente vorgesehen sein, solange sie die unten beschriebenen Schaltfunktionen gewährleisten.
Die Funktion der oben beschriebenen Regelkreisanordnung wird nachfolgend anhand der Fig. 3 und 4 beschrieben.
Vor dem Anfahren des Prozesses erzeugen die Regler (R₁, R₂) ein im allgemeinen von Null verschiedenes Ausgangssignal (yR1, yR2), das durch den Führungsgrößenwert (w) und den lastabhängigen Rückführgrößenwert (r) bestimmt ist. Da die Rampengeber (E₁, E₂) jedoch zunächst ein Null-Signal abgeben, wird dieses von den Minimalauswahlstufen (A₁, A₂) als Stellsignal (y₁, y₂) ausgewählt, was jeweils geschlossenen Stellgiedern (S₁, S₂) entspricht. Zum Anfahren des Prozesses wird über das Schaltelement (10) ein Erststart initiiert. Durch das entsprechende Signal am Eingang (E1s) erzeugt der Rampengeber (E₁) ein während einer einstellbaren Zeitdauer (T₁) von Null auf Eins linear ansteigendes und anschließend auf diesem Wert verharrendes Ausgangssignal (yE1). Befindet sich der Sollwert (Ds) im Schwachlastbereich (Ds<D₁), so liegt der hierzu erforderliche Wert des Stellsignals (y₁) und damit auch das vom Regler erzeugte Ausgangssignal (yR1) in einem Bereich zwischen Null und Eins. Zu einem gewissen Zeitpunkt innerhalb der Anstiegszeit (T₁) wird daher das Reglerausgangssignal (yR1) das Rampengebersignal (yE1) unterschreiten und von der Minimalauswahlstufe (A₁) im folgenden zur Prozeßregelung als Stellsignal (y₁) herangezogen werden, da (yE1) auf dem Wert Eins stehen bleibt.
Wird im Laufe der Zeit der Sollwert (Ds) durch verbraucherabhängige Maßnahmen erhöht und überschreitet dieser den vom Stellglied (S₁) in seiner maximal geöffneten Stellung (y₁= 1) gerade noch zu bewältigenden Maximalwert (D₁), so ist eine Übernahme der Regelung durch den Prozeßstrang (P₂) und mithin eine Umschaltung vom ersten (P₁) auf den zweiten Prozeßstrang (P₂) erforderlich. Dieser Fall tritt am Ende der Anstiegszeit (T₁) analog ein, wenn der Sollwert (Ds) bereits beim Auslösen des Erststarts des Prozesses sich im Normallastbereich (D₁Ds D₂) befindet. Dieser Übernahmevorgang ist in Fig. 3 gezeigt. Vor einem Zeitpunkt (t₀) vergrößert sich das Stellsignal (y₁) als Antwort auf die Vergrößerung des Sollwerts (Ds). Zum Zeitpunkt (t₀) wird das maximale Stellsignal (y₁=1) erreicht. Der Grenzwertgeber (G₁) erkennt das Erreichen des Maximalwertes Eins an seinem Eingang und erzeugt daraufhin ein Schaltsignal an den Schalter (12) und an den Schater (22). Da der Rampengeber (E₁) nach der Anstiegszeit (T₁) sein maximales Ausgangssignal (yE1=1) abgibt, bewirkt das kurzzeitige Schließen des Schalters (12) nunmehr den Start eines während der Zeit (T₁) von Eins auf Null linear fallenden Signals. Da der Sollwert (Ds) den Wert (D₁), der einem Wert (yR1=1) des Ausgangssignals des Reglers (R₁) entspricht, überschritten hat, wählt die Auswahlstufe (A₁) vom Zeitpunkt (t₀) ab wiederum das Rampengeberausgangssignal (yE1) als Stellsignal (y₁) aus. Dies führt dazu, daß sich das Stellsignal (S₁) von seiner voll geöffneten Stellung ausgehend innerhalb der Zeit (T₁) stetig schließt, bis es ab dem Zeitpunkt (t₀+T₁) vollständig geschlossen ist.
Weiterhin erzeugt das Signal des Rampengebers (G₁) durch kurzzeitiges Schließen des Schalters (22) ein Signal am Eingang (E2s), wodurch der Rampengeber (E₂) ebenfalls im Zeitpunkt (t₀) ein während einer gleichfalls einstellbaren Zeitdauer (T₂) von Null auf Eins linear ansteigendes Ausgangssignal (yE2) erzeugt. Der voll geöffneten Stellung (y₁=1) des Stellsignals (S₁) entspricht, wie aus Fig. 2 zu ersehen, eine Zwischenstellung (yG) des größeren Stellventils (S₂) zur Einhaltung desselben Sollwerts (Ds=D₁), wobei hier (yG=20%) angenommen ist. Dies bedeutet, daß das Stellglied (S₂) einen um den Faktor Fünf größeren maximalen Durchfluß (D) erlaubt als das kleinere Stellglied (S₁). Entsprechend wird im Zeitpunkt (t₀) der Regler (R₂) das Ausgangssignal (yR2=yG) erzeugen. Vom Zeitpunkt (t₀) wird daher die Minimalauswahlstufe (A₂) zunächst das Rampengebersignal (yE2) als Stellsignal (y₂) auswählen, bis das Rampengebersignal (yE2) das Reglerausgangssignal (yR2) überschreitet. Danach steigt das Rampengebersignal (yE2) zwar weiter an bis es zum Zeitpunkt (t₀+T₂) den Wert Eins erreicht hat und dort verharrt, das Reglerausgangssignal (yR2) dient jedoch ab dem Zeitpunkt als Stellsignal (y₂), ab dem (yE2) den Wert (yR2) überschritten hat.
Damit die Übernahme der Regelung stoßfrei erfolgt, ist die Anstiegszeit (T₂) im Verhältnis zur Anstiegzeit (T₁) so gewählt, daß das Rampengebersignal (yE2) den Wert (yG) und damit denjenigen des Reglerausgangssignals (yR2) gerade zu dem Zeitpunkt (t₀+T₁) erreicht, in dem das erste Stellglied (S₁) vollständig geschlossen ist. Hierzu sind die Anstiegszeiten, wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, im Verhältnis der Länge der jeweiligen Regelbereichsintervalle zu wählen, also (T₁/T₂=D₁/D₂), d. h. bei (yG=20%) ein Verhältnis von (T₁/T₂=1/5). Entsprechend umgekehrt ist das Verhältnis der Geschwindigkeiten (v₁, v₂), mit denen sich die Einstellungen der beiden Stellglieder (S₁, S₂) während der Übernahmedauer (T₁) verändern, also (v₁/v₂=T₂/T₁=5/1). Dies garantiert, daß auch während der Übernahmedauer (T₁) von der erfindungsgemäßen Regelkreisanordnung jederzeit eine Regelung um den geforderten Sollwert (Ds) stattfindet, wobei die Regelung während der Zeit (T₁) anteilig über beide Prozeßstränge (P₁, P₂) erfolgt und die Übernahme selbsttätig und stoßfrei erfolgt. Selbstverständlich sind die Anstiegszeiten (T₁, T₂) ausreichend kurz, so daß signifikante Änderungen des Sollwertes (Ds) innerhalb dieser Zeiten nicht auftreten.
Zum Zeitpunkt (t₀+T₁) ist damit die Regelung vollständig vom ersten Prozeßteilstrang (P₁) auf den zweiten Teilstrang (P₂) übergegangen. Zum späteren Zeitpunkt (t₀+T₂) hat dann auch der Rampengeber (E₂) wieder einen konstanten Zustand, diesmal mit maximalem Ausgangssignal (yE2=1), erreicht. Die Regelung im Normallastbereich (D₁DsD₂) erfolgt nun über den Teilstrang (P₂).
Sobald dann im Laufe der Zeit zu einem späteren Zeitpunkt (t₃) eine Abnahme des Sollwerts (Ds) dazu führt, daß (Ds) den Wert (D₁) wieder unterschreitet, was eine Unterschreitung des Wertes (yG) durch das Stellsignal (y₂) bewirkt, ist die Auslösung eines umgekehrten Übernahmevorgangs erforderlich, da im Schwachlastbereich (D₀DsD₁) wieder mit dem Stellglied (S₁) geregelt werden soll. Dieser umgekehrte Übernahmevorgang ist in Fig. 4 graphisch dargestellt. Zum Zeitpunkt (t₃) unterschreitet das zeitlich im Vergleich zu den Anstiegszeiten (T₁, T₂) entsprechend der sich langsam ändernden Regelgröße (D) langsam veränderliche Reglerausgangssignal (yR2) und damit das Stellsignal (y₂) den Grenzwert (yG). Daraufhin erzeugt der diese Unterschreitung erkennende Grenzwertgeber (G₂₂) ein Signal für das kurzzeitige Schließen des Schalters (24), womit durch das entsprechende Signal am Eingang (E2f) der Rampengeber (E₂) nunmehr ein wiederum innerhalb der Zeit (T₂) von Eins auf Null fallendes Signal (yE2) liefert. Sobald dieses Signal (yE2) das Reglerausgangssignal (yR2≲yG) zu einem Zeitpunkt (t₄) unterschreitet, wählt die Minimalauswahlstufe das Rampensignal (yE2) als Stellsignal (y₂) aus, was zum völligen Schließen des zugehörigen Stellventils (S₂) zum Zeitpunkt (t₃+T₂) führt. Gleichzeitig erkennt der Grenzwertgeber (G₂₁) die Grenzwertunterschreitung des Rampensignals (yE2) und löst durch kurzzeitiges Schließen des Schalters (11) über die Kopplungsleitung (z₂₁) am Eingang (E1s) erneut den Start eines während der Zeit (T₁) von Null auf Eins ansteigenden Rampensignals (yE1) aus. Da sich der Sollwert (Ds) in der Nähe von (D₁) befindet, was ein Ausgangssignal (yR1) des Reglers (R₁) im Bereich von (yR1≈1) erfordert, steigt (yR1) und damit auch (y₁) während der Übernahmedauer mit (yE1) an, wodurch das Stellglied (S₁) kontinuierlich in die Nähe seiner maximal geöffneten Stellung geführt wird.
Durch die oben beschriebene geeignete Wahl der Anstiegszeiten (T₁, T₂) ist wiederum gewährleistet, daß das Stellglied (S₁) seine für die weitere Regelung erforderliche geöffnete Stellung zum selben Zeitpunkt (t₄+T₁=t₃+T₂) erreicht, zu dem das Stellglied (S₂) seinen vollständig geschlossenen Zustand erreicht. Dies garantiert wiederum die selbsttätige und stoßfreie Übernahme der Regelung auch bei Unterschreitung des Grenzwertes (D₁) der Regelgröße (D) durch den Sollwert (Ds). Nach Übernahme der Regelung ist wieder ein Zustand erreicht, wie er demjenigen nach Auslösen des Erststarts entspricht. Die Regelung erfolgt nunmehr im Schwachlastbereich wiederum über den Teilstrang (P₁) alleine, über den die Regelgröße (D) mittels des feinfühligeren, kleineren Stellgliedes (S₁) exakter ausgeregelt werden kann.
Ist der geforderte Regelbereich (ID) so groß, daß die gezeigte Aufteilung in zwei Teilstränge nicht mehr ausreicht, ist es in einfacher Weise möglich, analog eine Aufteilung in eine Anzahl (n; n3) von Teilsträngen (P₁, P₂, . . . ) vorzunehmen. Der gesamte Regelbereich (ID=[D₀, Dn]) ist dann in der der Fig. 2 entsprechenden Weise in n Regelbereichsintervalle (Ii=[Di-1, Di]; i=1, 2, . . . , n) unterteilt, in denen die Regelung jeweils durch das Stellglied (Si) über den zugehörigen Teilstrang (Pi) erfolgt. Bei der sukzessive notwendigen Erweiterung um einen weiteren Teilstrang mit zugehörigem Regelkreis sind dabei lediglich die bereits oben erwähnten zusätzlichen Maßnahmen innerhalb der vorhergehenden Zusatzsteuerung, in Fig. 1 anhand der Zusatzsteuerung (Z₂) gezeigt, zu treffen. Bei Überschreitung des Wertes (D₂) durch den Sollwert (Ds) aktiviert dann der dem Grenzwertgeber (G₁) funktionell entsprechende Grenzwertgeber (G₂₃) innerhalb der Zusatzsteuerung (Z₂) den Schalter (23), den Schalter (25) und über eine der Leitung (z₁₂) entsprechende Kopplungsleitung (z₂₃) einen dem Schalter (22) der Zusatzsteuerung (Z₂) entsprechenden Schalter in der nachfolgenden, nicht gezeigten, dritten Zusatzsteuerung. Das kurzzeitige Schließen des Schaltkontakts (23) und das Signal über die Kopplungsleitung (z₂₃) lösen wiederum einen der Fig. 3 entsprechenden Übernahmevorgang vom zweiten Teilstrang (P₂) auf einen nicht gezeigten dritten aus, der ganz analog zu dem anhand der Fig. 3 ausführlich geschilderten Übernahmevorgang vom ersten auf den zweiten Teilstrang abläuft. Gleichzeitig öffnet das Signal des Grenzwertgebers (G₂₃) das Schaltelement (25), um zu verhindern, daß dabei durch das erzeugte, fallende Rampensignal (yE2) das Schaltelement (11) über die Kopplungsleitung (z₂₁) betätigt wird. Dies soll nur geschehen, wenn zuvor die Zusatzsteuerung (Z₂) den Regelbetrieb wieder übernommen hat, weshalb nach Unterschreitung des Wertes (D₂) durch den Sollwert (Ds) das entsprechende Signal von der dritten Zusatzsteuerung über die Kopplungsleitung (z₃₂) nicht nur zum Schaltelement (21) (entsprechend der zum Schaltelement (11) geführten Kopplungsleitung (z₂₁), sondern zusätzlich zum Schalter (25) geführt ist, wodurch sich bei dieser Bereichsunterschreitung der Schalter (25) wieder schließt, so daß dann bei weiterer Bereichsunterschreitung (Ds<D₁) vom Grenzwertgeber (G₂₁) wiederum ein entsprechendes Übergabesignal an das Schaltelement (11) geführt wird.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Regelkreisanordnung ist in Fig. 5 gezeigt. Dabei sind gleichwirkende Mittel mit denselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen. Die Prozeß- bzw. Regelstrecke (PS) ist wiederum wenigstens in einem Teilbereich in zwei parallel angeordnete Teilstränge (P₁, P₂) mit einem "kleinen" (S₁) und einem "großen" Stellglied (S₂) aufgeteilt. Der Sollwert (Ds) der den verfahrenstechnischen Fluß charakterisierenden Regelgröße (D) ist bei dieser Regelkreisanordnung erzeugerseitig an einem Einsteller (30) als entsprechender Führungsgrößenwert (w) fest vorgebbar. Die Regelgröße (D) wird geregelt, indem Durchflüsse (F₁, F₂) in den Einzelsträngen (P₁, P₂) mittels eines jedem Teilstrang eigens zugeordneten Meßumformers (M₁, M₂) erfaßt und in, den zugehörigen Reglern (R₁, R₂) zugeführte Rückführgrößen (r₁, r₂) umgewandelt werden. Die Regler (R₁, R₂) beaufschlagen mit ihrem Ausgangssignal (yR1, yR2) als Stellsignal (y₁, y₂) direkt die zugehörigen Stellglieder (S₁, S₂).
Die Zusatzsteuerungen (Z₁, Z₂) sind in diesem Fall vor dem jeweiligen Führungsgrößeneingang (w₁, w₂) der Regler (R₁, R₂) angeordnet, den sie mit dem Ausgangssignal der Minimalauswahlstufen (A₁, A₂) beaufschlagen. Wie im Fall der Fig. 1 ist der zweite Eingang der Auswahlstufen (A₁, A₂) jeweils mit dem Ausgangssignal (yE1, yE2) eines Rampengebers (E₁, E₂) beaufschlagt. Die Rampengeber (E₁, E₂) sind jeweils wieder über die Schaltelemente (11, 22) an den Eingängen (E1s, E2s) zur Erzeugung eines ansteigenden Signals sowie die Schaltelemente (12, 24) an den Eingängen (E1f, E2f) zur Erzeugung eines fallenden Rampensignals ansteuerbar. Ebenso entsprechend der Fig. 1 ausgestaltet ist die Anordnung der Grenzwertgeber (G₁) (innerhalb von Z₁) und der Grenzwertgeber (G₂₁, G₂₂) (innerhalb von Z₂) sowie deren Ankopplung an die jeweiligen Schaltelemente und an die Kopplungsleitungen (z₁₂, z₂₁) mit der einzigen Ausnahme, daß der Eingang des die Bereichsüberschreitung von 100% erkennenden Grenzwertgebers (G₁) sowie der Eingang des die Bereichsunterschreitung von 20% erkennenden Grenzwertgebers (G₂₂) nunmehr mit einer vom Wert der Führungsgröße (w) am Einsteller (30) abhängigen Größe beaufschlagt sind. Für den Grenzwertgeber (G₂₂) dient hierzu der Wert (w) am Ausgang des Einstellers (30) selbst, während dem Geber (G₁) der um einen Verstärkungsfaktor (V) erhöhte Wert (V · w) zugeführt ist. Hierzu dient ein der Zusatzsteuerung (Z₁) vorgeschaltetes Proportionalglied (31). Dasselbe Signal wie den besagten Grenzwertgebern (G₁, G₂₂) ist über eine Verzweigungsstelle auch jeweils an den zweiten Eingang der Minimalauswahlstufen (A₁, A₂) angelegt. Statt wie im Fall der Fig. 1 auf das Reglerausgangssignal, wirken die Zusatzsteuerungen (Z₁, Z₂) im Beispiel der Fig. 5 also jeweils auf die den Reglern (R₁, R₂) zugeführten Führungsgrößen ein. Als weiterer Unterschied entfällt der Erststart-Schalter (10) der Fig. 1, da hier der Prozeßstart durch Hochdrehen des Führungsgrößenwertes (w) am Einsteller (30) erfolgt. Dabei ist dann als Rampengeber (E₁) ein solcher zu verwenden, der im Ausgangszustand nicht ein Null-Signal, sondern das maximale Eins-Signal erzeugt. Die Funktion dieser Regelkreisanordnung läßt sich damit wie folgt beschreiben.
Vor Anfahren des Prozesses liegt am Einsteller (30) das Signal (w=0) an. Dieses Null-Signal überträgt sich auf die zugehörigen Eingänge der Minimalstufen (A₁, A₂), so daß sie jeweils ein Führungsgrößensignal (w₁=w₂=0) an die Regler (R₁, R₂) abgeben, was unabhängig vom Wert der Regelgröße (D) dazu führt, daß beide Stellglieder (S₁, S₂) geschlossen sind. Durch Hochdrehen des Wertes (w) am Einsteller (30) wird der Prozeß angefahren. Nach wie vor behält jedoch der Rampengeber (E₂) seinen Ausgangszustand, in welchem er der Minimalauswahlstufe (A₂) ein Null-Signal (yE2=0) zuführt. Die Auswahlstufe (A₂) beaufschlagt daher den Regler (R₂) trotz steigendem Führungsgrößenwert (w) weiterhin mit dem Null-Signal (w₂=0). Das Stellglied (S₂) bleibt daher zunächst geschlossen. Der Rampengeber (E₁) beaufschlagt dagegen die Auswahlstufe (A₁) zunächst mit seinem maximalen Ausgangssignal (yE1=1). Die Minimalauswahlstufe (A₁) überträgt daher den Wert (w₁=V · w) auf den Führungsgrößeneingang des Reglers (R₁). Dieser ändert daraufhin das Stellsignal (y₁), wodurch das Stellglied (S₁) so weit geöffnet wird, daß gerade der vom Führungsgrößenwert (w) bestimmte Regelgrößensollwert (Ds) erreicht wird. Geregelt wird daher zunächst vollständig über den ersten Teilstrang (P₁), wobei die Proportionalitätsfaktoren von Stellglied (S₁), Meßumformer (M₁) und Regler (R₁) so gewählt sind, daß sich mit dem Führungsgrößenwert (w₁) der gewünschte Sollwert (Ds) einstellt. Hierbei ist es zusätzlich günstig, daß nunmehr für das feinfühliger ansteuerbare Stellglied (S₁) auch ein feinfühliger messender Meßumformer (M₁) vorhanden ist. Dessen Meßbereich (m₁) für den Durchfluß (F₁) entspricht natürlich zweckmäßigerweise dem mit dem Stellglied (S₁) regelbaren Regelbereichsintervall (I₁=[D₀, D₁]). Der Sollwert (Ds) der Regelgröße (D) erreicht hierbei den Wert (D₁), sobald die Führungsgröße (w₁) ihren vollen Wert Eins (100%) erreicht. Analoges gilt natürlich auch für den zweiten Prozeßstrang, insbesondere entspricht der Meßbereich (m₂) des zweiten Meßumformers (M₂) dem vom Stellglied (S₂) umfaßten Regelbereichsintervall (I₂= [D₀, D₂]).
Überschreitet der Wert für die Führungsgröße (w₁) des ersten Reglers (R₁) seinen Maximalwert von 100% durch weitere Erhöhung des Führungsgrößenwertes (w) am Einsteller (30), so wird dies vom Grenzwertgeber (G₁) erkannt. Dieser initiiert einen Umschaltvorgang, wie er bereits im Zusammenhang mit Fig. 3 ausführlich beschrieben wurde. Es sind dort lediglich die jeweiligen Stellsignalwerte (y₁, y₂) durch die in Klammer angegebenen Führungsgrößenwerte (w₁, w₂) zu ersetzen. Der Grenzwertgeber (G₁) löst nämlich ein während der einstellbaren Zeitdauer (T₁) von Eins auf Null linear abfallendes Signal (YE1) des Rampengebers (E₁) sowie ein während der einstellbaren Zeitdauer (T₂) von Null auf Eins linear ansteigendes Signal (yE2) des Rampengebers (E₂) aus. Entsprechend folgt nach dem Auslösezeitpunkt (t₀) die Führungsgröße (w₁) dem fallenden Rampensignal (yE1), während die Führungsgröße (w₂) zunächst dem Rampengebersignal (yE2) solange folgt, bis der Wert (w₂=WG) erreicht ist, der zum Zeitpunkt der Bereichsüberschreitung (Ds=D₁) dem Wert der Führungsgröße (w=wG) entspricht. Während also die Zusatzsteuerung (Z₁) das Stellglied (S₁) innerhalb der Zeit (T₁) zwangsweise schließt, erhöht sich die Führungsgröße (w₂) durch die Zusatzsteuerung (Z₂) innerhalb derselben Zeit (T₁) auf den zur vollständigen Übernahme der Regelung durch den Prozeßstrang (P₂) erforderlichen Wert (wG).
Ganz analog erfolgt auch wiederum entsprechend der Fig. 4 der umgekehrte Übernahmevorgang vom "größeren" Prozeßstrang (P₂) auf den "kleineren" Prozeßstrang (P₁), weshalb eine erneute detaillierte Erklärung anhand der Fig. 4 entbehrlich ist.
Soll auch in diesem Fall das Längenverhältnis der Regelbereichsintervalle (D₁/D₂=20%=1/5) eingestellt werden, so ist ersichtlich, daß für das Verhältnis der Anstiegszeiten (T₁, T₂) und der Meßbereiche (m₁, m₂) der Meßumformer die Beziehung (T₁/T₂=m₁/m₂=1/5) zu gelten hat. Bei angenommenem linearem Reglerverhalten muß die Führungsgröße (w₁) dann ihren Maximalwert von 100% erreichen, wenn die Führungsgröße (w₂) den Wert (wG=20%) erreicht hat. Daraus ergibt sich, daß ein Verstärkungsfaktor von V=5 am Proportionalglied (31) einzustellen ist, um die Regelung selbsttätig und stoßfrei vom einen auf den anderen Prozeßstrang umzuschalten.
Es ist schließlich ersichtlich, daß auch die Regelkreisanordnung der Fig. 5 entsprechend dem weiter oben zu Fig. 1 Gesagten in mehr als zwei Teilstränge aufgeteilt und mit einer entsprechenden Anzahl von Zusatzsteuerungen ausgerüstet sein kann. Für eine solche Erweiterung ist es außer den auf den vorliegenden Fall sinngemäß zu übertragenden Zusatzmaßnahmen innerhalb der Zusatzsteuerung (Z₂) lediglich noch erforderlich, auch dieser Zusatzsteuerung (Z₂) ein Proportionalglied vorzuschalten und das Ausgangssignal des Einstellers (30) direkt zu der weiteren, dritten Zusatzsteuerung zu führen, was hier nicht explizit gezeigt zu werden braucht. Danach sind nur noch die Verstärkungsfaktoren der beiden Proportionalglieder in gewünschter Weise zu wählen.

Claims (12)

1. Regelkreisanordnung für einen verfahrenstechnischen Prozeß mit einem großen Regelbereich, mit folgenden Merkmalen:
  • (a) ein Abschnitt der Regelstrecke (PS) ist in wenigstens zwei parallel verlaufende Teilstränge (P₁, P₂) aufgeteilt;
  • (b) ein Stellglied (S₁) befindet sich im ersten Teilstrang (P₁), dessen Stellbereich ein Intervall (I₁=[D₀, D₁]) des gesamten Regelbereichs (ID=[D₀, D₂]) zugeordnet ist;
    • (b.1) jeweils ein Stellglied (S₂) befindet sich in jedem weiteren Teilstrang (P₂) mit einem seinem Stellbereich zugeordneten Regelbereichsintervall (I₂=[D₀, D₂]), welches jeweils den Intervallendwert (D₁) des vorigen Stellglieds enthält (D₁<D₂);
  • (c) den Stellgliedern (S₁, S₂) sind Regler (R₁, R₂) zur Bildung von Regelkreisen für die Einzelstränge (P₁, P₂) vorgeschaltet;
  • (d) den Regelkreisen der Einzelstränge (P₁, P₂) sind diese zur selbsttätigen Umschaltung derart verkoppelnde Zusatzsteuerungen (Z₁, Z₂) zugeordnet, daß sie (Z₁, Z₂)
    • (d.1) bei einem Regelgrößensollwert Ds im Bereich Di-1Ds Di (i=1, 2, . . . ) nur das Stellglied Si in Regelfunktion halten, während sie die übrigen Stellglieder geschlossen halten, und daß sie
    • (d.2) bei Über- bzw. Unterschreitung eines innerhalb des Regelbereiches (ID) liegenden Intervallendwertes (D₁) durch den Sollwert (Ds) während einer Übernahmedauer (T₁) das bislang in Regelfunktion gehaltene Stellglied (S₁ bzw. S₂) stetig aus der Regelfunktionsstellung in die geschlossene Stellung überführen und gleichzeitig das im folgenden in Regelfunktion tretende Stellglied (S₂ bzw. S₁) stetig von der geschlossenen in die vom Sollwert (Ds) bestimmte Regelfunktionsstellung überführen, wobei
      • (d.2.1) das Verhältnis (v₁/v₂) der Stellgeschwindigkeiten der jeweiligen Stellglieder während der Übernahmedauer (T₁) dem umgekehrten Verhältnis der Intervallängen ((D₂-D₀)/(D₁-D₀)) der den Stellgliedern (S₂, S₁) zugeordneten Regelbereichsintervalle entspricht.
2. Regelkreisanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils Zusatzsteuerungen (Z₁, Z₂) benachbarter Einzelstrang-Regelkreise miteinander über zwei Kopplungsleitungen (Z₁₂, z₂₁) verbunden sind.
3. Regelkreisanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für alle Regler (R₁, R₂) eine gemeinsame Meßeinrichtung (M) in einem Prozeßstreckenabschnitt angeordnet ist, in welchem alle Teilstränge (P₁, P₂) zusammengeführt sind.
4. Regelkreisanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Teilstrang (P₁, P₂) eine eigene Meßeinrichtung (M₁, M₂) zugeordnet ist.
5. Regelkreisanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zusatzsteuerung (Z₁, Z₂) eine in den Regelkreis des zugeordneten Teilstrangs eingreifende Auswahlstufe (A₁, A₂), eine diese beaufschlagende Einrichtung (E₁, E₂) zur Erzeugung fallender und ansteigender Rampensignale sowie vor deren Eingängen (E1f, E1s; E2f, E2s) angeordnete, von Grenzwertgebern (G₁, G₂₁, G₂₂) beaufschlagte Kontaktgeber (11, 12; 22, 24) aufweist.
6. Regelkreisanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahlstufen (A₁, A₂) Minimalauswahlstufen sind, daß die Signalerzeugungseinrichtungen der außer Regelfunktion gehaltenen Teilstränge ein minimales (0%) und dasjenige des in Regelfunktion gehaltenen Teilstrangs ein maximales (100%) Signal abgeben, daß weiterhin
  • (6.1) bei Überschreitung eines Intervallendwertes (D₁) innerhalb des Regelbereiches (ID) durch den Sollwert (Ds) die dem außer Regelfunktion zu setzenden Stellglied (S₁) zugeordnete Signalerzeugungseinrichtung (E₁) ein während der Zeit T₁ von 100% auf 0% linear fallendes Rampensignal und die dem in Regelfunktion zu setzenden Stellglied (S₂) zugeordnete Signalerzeugungseinrichtung (E₂) ein während einer Zeit T₂ von 0% auf 100% linear ansteigendes Rampensignal starten, wobei das Verhältnis T₂/T₁ dem umgekehrten Verhältnis der Intervallängen ((D₂-D₀)/(D₁-D₀)) der den Stellgliedern (S₂, S₁) zugeordneten Regelbereichsintervalle entspricht, und daß schließlich
  • (6.2) bei Unterschreitung eines Intervallendwertes (D₁) innerhalb des Regelbereiches (ID) durch den Sollwert (Ds) die dem außer Regelfunktion zu setzenden Stellglied (S₂) zugeordnete Signalerzeugungseinrichtung (E₂) zunächst ein während der Zeit T₂ von 100% auf 0% linear fallendes Rampensignal startet und daß erst bei Unterschreitung eines Wertes yG (wG) des fallendes Rampensignals die dem in Regelfunktion zu bringenden Stellglied (S₁) zugeordnete Signalerzeugungseinrichtung (E₁) ein während der Zeit T₁ von 0% auf 100% linear ansteigendes Rampensignal startet, wobei yG/100%=T₁/T₂ gilt.
7. Regelkreisanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsleitung (z₁₂) die beiden an den Eingängen (E1f, E2s) der Signalerzeugungseinrichtungen (E₁, E₂) angeordneten Kontaktgeber (12, 22) koppelt und mit dem Ausgang des Grenzwertgebers (G₁) verknüpft ist, welcher eine Signalüberschreitung von 100% erkennt, und daß die Kopplungsleitung (z₂₁) Schaltsignale von dem Grenzwertgeber (G₂₁) der nachfolgenden Zusatzsteuerung (Z₂), welcher vom Ausgangssignal (yE2) der Signalerzeugungseinrichtung (E₂) beaufschlagt ist und der ebenso wie der Grenzwertgeber (G₂₂) eine Signalunterschreitung unter den Wert (yG; wG) erkennt, an den Kontaktgeber (11) am Eingang (E1s) der Signalerzeugungseinrichtung (E₁) der vorhergehenden Zusatzsteuerung (Z₁) überträgt.
8. Regelkreisanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Anzahl (n; n3) von Teilsträngen (P₁, . . . , Pn) und zugeordneten Zusatzsteuerungen (Z₁, . . . , Zn) jede zwischenliegende Zusatzsteuerung (Z₂, . . . , Zn-1) zwei weitere, zu den vorhandene Kontaktgebern (22, 24) parallel geschaltete Kontaktgeber (21, 23) und einen weiteren Grenzwertgeber (G₂₃), deren Funktion und Verschaltung den analogen Bauelementen (11, 12) bzw. (G₁) der ersten Zusatzsteuerung (Z₁) entspricht, sowie ein Schaltelement (25) aufweist, welches die Kopplungsleitung (z₂₁) zur vorausgehenden Zusatzsteuerung bei Beaufschlagung mit einem Schaltsignal vom Grenzwertgeber (G₂₃) oder von der Kopplungsleitung (z₃₂) mit der nachfolgenden Zusatzsteuerung wechselweise unterbricht bzw. schließt.
9. Regelkreisanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahlstufen (A₁, A₂) jeweils mit den Ausgangssignalen (yR1, yR2) der zugeordneten Regler (R₁, R₂) beaufschlagt sind und ihre Ausgangssignale jeweils als Eingangssignale (y₁, y₂) für das zugeordnete Stellglied (S₁, S₂) dienen und die Grenzwertgeber (G₁) bzw. (G₂₂) beaufschlagen.
10. Regelkreisanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahlstufen-Ausgangssignale (y₁, y₂) jeweils extern zu den Reglern (R₁, R₂) zurückgeführt sind.
11. Regelkreisanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang jeder Auswahlstufe (A₁, A₂) mit dem Führungsgrößeneingang (w₁, w₂) des zugeordneten Reglers (R₁, R₂) verbunden ist und jede Auswahlstufe (A₁, A₂) ebenso wie jeweils wenigstens ein Grenzwertgeber (G₁, G₂₁) mit zur Führungsgröße (w) proportionalen Größen (V · w, w) beaufschlagt sind.
12. Regelkreisanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalerzeugungseinrichtung (E₁) der ersten Zusatzsteuerung (Z₁) im Ausgangszustand das maximale (Eins-) Signal abgibt, die übrigen Signalerzeugungseinrichtungen (E₂) dagegen das minimale (Null-)Signal abgeben.
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