DE4035840C1

DE4035840C1 - Circuit for differential pressure control between two chambers - ifcluding safety valve which is opened in any limiting values are exceeded

Info

Publication number: DE4035840C1
Application number: DE4035840A
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl.-Ing. 7050 Waiblingen De Breckner
Original assignee: ECKARDT AG 7000 STUTTGART DE
Current assignee: ECKARDT AG 7000 STUTTGART DE
Priority date: 1990-11-10
Filing date: 1990-11-10
Publication date: 1992-04-02
Anticipated expiration: 2010-11-11

Abstract

Circuit includes a safety valve which is located in one of the two pressure chambers, a safety circuit which is controlled by a signal from the differential pressure measurement device, and a calculation unit. The latter controls the valve so that it is open with a min. control signal and closed with a max. control signal. If limiting values are exceeded, the differential pressure deviation from the limiting value results in the opening of the valve.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Differenzdruck regulierung zwischen zwei Druckräumen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a circuit for differential pressure regulation between two pressure rooms according to the generic term of Claim 1.

Derartige Schaltungen finden insbesondere in verfahrenstech nischen Anlagen Verwendung, bei denen in einen großvolumigen Druckbehälter eine Schürze eingesetzt ist. Letztere unterteilt das Druckbehältervolumen in einen ersten, von der Schürze umgrenzten und einen zweiten, von Schürze einerseits und Druck behältermantel andererseits begrenzten Druckraum. Durch den Einsatz der Schürze wird der Druckbehältermantel vom Medium im Inneren der Schürze abgeschirmt, welches im Falle chemischer Reaktoren, Autoklaven und ähnlichen Apparaten oftmals ein sehr aggressives Fluid darstellt. Der Druckbehältermantel selbst kann dadurch aus vergleichsweise kostengünstigen Materialien sehr stabil gefertigt werden, während die Schürze aus hoch wertigerem, korrosionsbeständigem Material und schon deshalb möglichst dünnwandig hergestellt ist. Um trotzdem ein Bersten der Schürze zu verhindern, darf die Druckdifferenz zwischen den beiden, die Schürze als Trennwand besitzenden Druckräumen einen bestimmten Wert nicht überschreiten. Ein Regler, mit der der Differenzdruck um einen einstellbaren Sollwert geregelt wird, ist nicht in allen Fällen ausreichend, eine übergroße Differenz druckabweichung zuverlässig zu verhindern. Zudem kann bei einer solchen Regelschaltung ein Ausfall der Meßeinrichtung dazu führen, daß Abweichungen vom Differenzdrucksollwert nicht mehr ausgeregelt werden. Such circuits are found in procedural particular nical systems use, in which in a large volume Pressure tank an apron is inserted. The latter divided the pressure vessel volume in a first, from the apron bounded and a second, by apron on the one hand and pressure container jacket, on the other hand, limited pressure space. By the Use of the apron removes the pressure vessel jacket from the medium in the Shielded inside the apron, which in the case of chemical Reactors, autoclaves and similar devices are often very represents aggressive fluid. The pressure vessel jacket itself can be made of comparatively inexpensive materials be made very sturdy while the apron is made from high valuable, corrosion-resistant material and for that reason alone is made as thin as possible. To burst anyway the apron, the pressure difference between the both, the pressure rooms with the apron as a partition do not exceed a certain value. A regulator with which the Differential pressure is regulated by an adjustable setpoint, is not sufficient in all cases, an oversized difference to reliably prevent pressure deviations. In addition, with one such a control circuit, a failure of the measuring device cause deviations from the differential pressure setpoint no longer be corrected.

Aus der DE 35 26 377 A1 ist die Anordnung eines Sicherheitsven tils mit temperatursensitiver Schließkraft in einem Kernreaktor bekannt, um einen zu hohen Überdruck im Reaktordruckbehälter zu vermeiden. Der zulässige Überdruck verringert sich von einem bestimmten Wert unter Normalbedingungen auf einen geringeren Wert, wenn es zu einem Kühlausfall und damit zu einer Erwärmung des Sicherheitsventils kommt. Die Anordnung eines solchen Si cherheitsventils erlaubt jedoch lediglich eine Differenzdruck regulierung in einer Richtung, d. h. das Sicherheitsventil spricht nur bei Überdruck, nicht jedoch bei Unterdruck in einem Druck raum an.DE 35 26 377 A1 describes the arrangement of a safety vein tils with temperature-sensitive closing force in a nuclear reactor known to too high a pressure in the reactor pressure vessel avoid. The permissible overpressure decreases from one certain value to a lower value under normal conditions Worth if there is a cooling failure and thus a warming of the safety valve comes. The arrangement of such a Si However, the safety valve only allows a differential pressure unidirectional regulation, d. H. the safety valve speaks only with overpressure, but not with underpressure in one print space.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung zur Differenzdruckregulierung zwischen zwei Druckräumen zu schaf fen, welche das Auftreten unerwünscht hoher Differenzdruckab weichungen in beiden Druckrichtungen zuverlässig verhindert, und zwar auch bei Ausfall einer Differenzdruckmeßeinrichtung.The invention has for its object a circuit for Differential pressure regulation between two pressure rooms which prevent the occurrence of undesirably high differential pressure reliably prevents softening in both printing directions, even if a differential pressure measuring device fails.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Schaltung gemäß der kenn zeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1. Die Sicherheits schaltung ermöglicht ein selbsttätiges, kontinuierliches Öffnen des Sicherheitsventiles entlang einer stetigen Kennlinie, was gegenüber einem schlagartigen Öffnen einer einfachen Auf-Zu- Schaltung den Vorteil hat, daß die in Richtung Druckausgleich wirkende Differenzdruckkorrektur stoßfrei erfolgt, was z. B. im oben genannten Anwendungsfall die mechanische Belastung der Schürze verringert und sich vorteilhaft auf die Prozeßführung auswirkt. Ein weiterer Vorteil der Schaltung besteht darin, daß sie auch bei Ausfall einer Differenzdruckmeßeinrichtung, der zur Abgabe des minimalen oder maximalen Ausgangssignales führt, ein übergroßes Anwachsen des Differenzdrucks verhindert, indem das dann voll geöffnete Sicherheitsventil auf einen Druckaus gleich hinwirkt. Dies ist durch die Wirkrichtung des Sicher heitsventils gewährleistet, das bei Ausbleiben eines Steuer signals, d. h. Steuersignalwert gleich Null, voll geöffnet ist.This problem is solved by a circuit according to the kenn Drawing features of claim 1. The security circuit enables automatic, continuous opening of the safety valve along a steady characteristic, what compared to a sudden opening of a simple open-close Circuit has the advantage that towards pressure equalization acting differential pressure correction is smooth, which z. B. in above use case the mechanical load of the Apron reduced and beneficial to litigation affects. Another advantage of the circuit is that they also in the event of failure of a differential pressure measuring device leads to the output of the minimum or maximum output signal, prevents an excessive increase in the differential pressure by the then fully opened safety valve to a pressure off works right away. This is due to the direction of action of the safe safety valve ensures that in the absence of a tax signals, d. H. Control signal value equal to zero, fully open.

Eine vorteilhafte Realisierungsmöglichkeit stellt die aus nur wenigen Bauteilen aufgebaute Sicherheitsschaltung nach den Merkmalen des Anspruchs 2 dar. Sie leistet bei einfachem Aufbau bereits alle erforderlichen Funktionen.One advantageous implementation option is the only one few components built safety circuit according to Features of claim 2. It provides a simple structure all the necessary functions already.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist nach Anspruch 3 vorgesehen, die Sicherheitsschaltung mit einer Regelschaltung in geeigneter Weise zu kombinieren. Mit der Regelschaltung läßt sich der Differenzdruck um einen gewünschten Sollwert regeln. Bei übergroßen Differenzdruckabweichungen, die von der Regel einrichtung nicht mehr ausgeregelt werden können, wodurch es beispielsweise im Fall einer in einen Druckbehälter einge setzten Schürze zu deren Bersten kommen könnte, greift zusätz lich die Sicherheitsschaltung in Verbindung mit dem Sicher heitsventil ein, wodurch der Differenzdruck zuverlässig in einen gewünschten Bereich rückführbar ist.In a further embodiment of the invention is according to claim 3 provided the safety circuit with a control circuit to combine in a suitable manner. With the control circuit the differential pressure is regulated by a desired setpoint. In the case of oversized differential pressure deviations, which are the rule device can no longer be corrected, making it for example, in the case of a pressure vessel set apron, which could burst, also applies Lich the safety circuit in connection with the safety unit valve, whereby the differential pressure reliably in a desired area is traceable.

In Weiterbildung der Erfindung ist gemäß Anspruch 5 vorgesehen, daß die Ansprechschwellenwerte für die Rechenglieder der Sicherheitsschaltung durch die Ausgangssignale vorgeschalteter weiterer Rechenstufen eingestellt werden, welche einen vorbe stimmbaren Wert auf die Führungsgröße des Reglers aufaddieren oder von dieser substrahieren. Damit werden bei Änderung der Führungsgröße, d. h. Einstellung eines anderen Differenzdruck sollwertes, die Kennlinien der Rechenglieder der Sicherheits schaltung automatisch in passender Weise verschoben.In a development of the invention, according to claim 5, that the response thresholds for the computing elements of the Safety circuit upstream through the output signals additional calculation levels can be set, Add tunable value to the reference variable of the controller or subtract from it. So when changing the Management variable, d. H. Setting a different differential pressure setpoint, the characteristics of the computing elements of the security circuit automatically shifted in a suitable manner.

Besonders günstig ist es, wenn sowohl der Differenzdrucksoll wert als auch der einem Druckausgleich entsprechende Differenz druckwert Null innerhalb eines Bereiches liegen, in welchem die Sicherheitsschaltung das Sicherheitsventil geschlossen hält, was bei Vorsehen der Merkmale des Anspruchs 6 gewährleistet ist. Die Sicherheitsschaltung unterstützt in diesem Fall durch gleiche Wirkrichtung die Regelschaltung.It is particularly favorable if both the differential pressure target value as well as the difference corresponding to a pressure equalization Pressure value zero lie within a range in which the Safety circuit keeps the safety valve closed, which ensures the provision of the features of claim 6 is. In this case, the safety circuit supports by same direction of action the control circuit.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigen:Preferred embodiments of the invention are in the Drawings are shown and are described below. It demonstrate:

Fig. 1 einen Druckbehälter einer verfahrenstechnischen An lage mit einer Schaltung zur Differenzdruckregulie rung, Fig. 1 shows a pressure vessel of a process to position with a circuit for Differenzdruckregulie tion,

Fig. 2 eine modifizierte Schaltung für den Druckbehälter der Fig. 1, Fig. 2 shows a modified circuit for the pressure vessel of FIG. 1,

Fig. 3 die Kennlinie eines in Fig. 1 gezeigten Differenz druckmeßumformers, Figure 3 shows the characteristic of a differential. Shown in Fig. 1 the pressure transducer,

Fig. 4 die Kennlinien von Rechengliedern einer in Fig. 1 ge zeigten Sicherheitsschaltung und Fig. 4 shows the characteristics of arithmetic elements of a safety circuit shown in Fig. 1 and

Fig. 5 das den Betriebszustand eines in Fig. 1 gezeigten Sicherheitsventils bestimmende Ausgangssignal der Sicherheitsschaltung der Fig. 1. Fig. 5, the operating state of defining in Fig. 1 shown safety valve output of the safety circuit of Fig. 1.

Der in Fig. 1 schematisch dargestellte Druckbehälter (15) einer verfahrenstechnischen Anlage beinhaltet einen vergleichsweise dickwandigen, aus kostengünstigem Material gefertigten Druck behältermantel (13). Innerhalb des Druckbehältermantels (13) ist eine relativ dünnwandige, aus korrosionsbeständigem Material gefertigte Schürze (12) eingesetzt. Sie verhindert, daß der korrosionsempfindliche Druckbehältermantel (13) mit einem in dem von der Schürze (12) gebildeten, inneren Druckraum (D1) einströmenden, sehr aggressiven Fluid (F1) in Berührung kommt. Damit die Schürze (12) dem Druck des Fluids (F1) stand hält, ist zusätzlich ein als Zwischenraum zwischen Schürze (12) und Druckbehältermantel (13) gebildeter weiterer Druckraum (D2) mittels eines zweiten Fluids (F2) druckbeaufschlagt. Das Fluid (F2) besteht aus einem nicht aggressiven Medium, wie zum Beispiel Dampf, und verursacht deshalb keine Schädigung des Druckbehältermantels (13). Auslaßleitungen (11, 10) führen die Fluide (F1, F2) wieder aus den jeweiligen Druckräumen (D1, D2) heraus.The pressure vessel ( 15 ) shown schematically in Fig. 1 of a process plant contains a comparatively thick-walled pressure vessel jacket ( 13 ) made of inexpensive material. A relatively thin-walled apron ( 12 ) made of corrosion-resistant material is inserted within the pressure vessel jacket ( 13 ). It prevents the corrosion-sensitive pressure vessel jacket ( 13 ) from coming into contact with a very aggressive fluid (F 1 ) flowing into the inner pressure chamber (D 1 ) formed by the skirt ( 12 ). In order for the apron ( 12 ) to withstand the pressure of the fluid (F 1 ), an additional pressure space (D 2 ) formed as an intermediate space between the apron ( 12 ) and the pressure vessel jacket ( 13 ) is pressurized by means of a second fluid (F 2 ). The fluid (F 2 ) consists of a non-aggressive medium, such as steam, and therefore does not cause damage to the pressure vessel jacket ( 13 ). Outlet lines ( 11 , 10 ) lead the fluids (F 1 , F 2 ) out of the respective pressure chambers (D 1 , D 2 ).

Ein Differenzdruckmeßumformer (4) ist mit jedem Druckraum (D1, D2) verbunden und erzeugt ein Ausgangssignal (E). Der Meßum former (4) ist mit einer Meßanfangsabsenkung versehen, so daß er sowohl einen negativen wie auch einen positiven Differenz druck erfassen kann, zum Beispiel innerhalb eines Meßbereiches von -3 bar bis +3 bar. Das Signal (E) ist zum einen dem Rück führgrößeneingang (r) eines Reglers (5) zugeführt, an dessen Führungsgrößeneingang (w) ein bestimmter Differenzdrucksollwert (dps), zum Beispiel dps = +0 bar, einstellbar ist. Der Regler (5) steuert mit seinem Ausgangssignal (y) ein Ventilstellglied (6) an, welches in die Auslaßleitung (10) des Druckraums (D2) geschaltet, ohne das Vorliegen eines Ausgangssignales (y) offen ist und zusammen mit dem Meßumformer (4) und dem Regler (5) eine Regeleinrichtung bildet, die den Differenzdruck (dp) zwischen den Druckräumen (D1 und D2) um den Sollwert (dps) regelt.A differential pressure transducer ( 4 ) is connected to each pressure chamber (D 1 , D 2 ) and generates an output signal (E). The measuring former ( 4 ) is provided with a lowering of the measuring start, so that it can detect both a negative and a positive differential pressure, for example within a measuring range from -3 bar to +3 bar. The signal (E) is firstly fed to the return variable input (r) of a controller ( 5 ), at the reference variable input (w) of which a specific differential pressure setpoint (dps), for example dps = +0 bar, can be set. The controller ( 5 ) controls with its output signal (y) a valve actuator ( 6 ), which is switched into the outlet line ( 10 ) of the pressure chamber (D 2 ) without the presence of an output signal (y) and is open together with the transmitter ( 4 ) and the controller ( 5 ) forms a control device which regulates the differential pressure (dp) between the pressure spaces (D 1 and D 2 ) around the setpoint (dps).

Zum anderen dient das Signal (E) als Eingangssignal für eine Sicherheitsschaltung (S), die in Fig. 1 gestrichelt eingerahmt ist. Das Ausgangssignal (A) dieser Sicherheitsschaltung (S) beaufschlagt ein Sicherheitsventil (SV), dessen Wirkrichtung so gewählt ist, daß es bei fehlendem Steuersignal (A) voll geöffnet ist. Es ist in eine Druckausgleichsleitung (14) geschaltet, welche die beiden Druckräume (D1 und D2) verbindet. Die Sicherheitsschaltung (S) besteht aus zwei parallel ge schalteten, jeweils mit dem Eingangssignal (E) beaufschlagten Rechengliedern (1, 2), deren Ausgangssignale (K1, K2) jeweils einem Eingang einer Minimalauswahlstufe (3) zugeführt sind, welche an ihrem Ausgang das Ausgangssignal (A) bereitstellt.On the other hand, the signal (E) serves as an input signal for a safety circuit (S), which is framed in dashed lines in FIG. 1. The output signal (A) of this safety circuit (S) acts on a safety valve (SV) whose direction of action is selected such that it is fully open when there is no control signal (A). It is connected to a pressure compensation line ( 14 ) which connects the two pressure chambers (D 1 and D 2 ). The safety circuit (S) consists of two parallel connected ge, each with the input signal (E) charged arithmetic elements ( 1 , 2 ), the output signals (K 1 , K 2 ) are each fed to an input of a minimum selection stage ( 3 ), which at their Output provides the output signal (A).

Die Wirkungsweise der in Fig. 1 skizzierten Schaltungsanordnung wird nun anhand der Fig. 3 bis 5 beschrieben.The mode of operation of the circuit arrangement outlined in FIG. 1 will now be described with reference to FIGS. 3 to 5.

Fig. 3 zeigt die normierte Kennlinie des Differenzdruckmeßum formers (4). Als Beispiel ist ein gewünschter Differenzdruck sollwert von dps = 0 bar, einem Druckausgleich entsprechend, gewählt, dem ein Ausgangssignalwert (Es) des Meßumformers (4) entspricht. Der Wert (Es) ist daher gerade gleich dem am Regler (5) eingestellten Führungsgrößenwert (w). Innerhalb eines den Sollwert (dps) beinhaltenden Differenzdruckbereiches, der von einem unteren Grenzwert (dpu) und einem oberen Grenzwert (dpo) begrenzt ist, erfolgt die Differenzdruckeinstellung allein durch den Regelschaltungsteil - ein Bersten der Schürze inner halb dieses Druckbereichs ist nicht zu befürchten. Den Grenz werten (dpu, dpo) entsprechen laut Fig. 3 die Signalwerte (Eu) und (Eo) des Meßumformers (4). Innerhalb dieses Signalbereiches bleibt deshalb das Sicherheitsventil (SV) geschlossen, was gemäß Fig. 5 dadurch zum Ausdruck kommt, daß das normierte Ausgangssignal (A) der Sicherheitsschaltung (S) maximal ist, d. h. (A = 100%), und einer "Zu"-Stellung des Sicherheits ventils (SV) entspricht. Sobald der Differenzdruck (dp) jedoch den oberen Grenzwert (dpo) über- oder den unteren Grenzwert (dpu) unterschreitet, spricht zusätzlich zur Regeleinrichtung die Sicherheitsschaltung (S) dergestalt an, daß sich das Aus gangssignal (A) in beiden Fällen gemäß der in Fig. 5 darge stellten Kennlinie verringert. Diese ergibt sich aus den in Fig. 4 gezeigten normierten Kennlinien (K1, K2) im Zusammen wirken mit der Minimalauswahlstufe (3). Die Kennlinie für das Signal (K1) bleibt unterhalb eines Eingangssignalwertes (Emin) auf Null, steigt dann linear mit dem Signal (E) an, bis sie beim Eingangssignalwert (Eu) den maximalen Wert (100%) er reicht und auf diesem stehen bleibt. Umgekehrt bleibt die Kennlinie für das Signal (K2) unterhalb des Eingangssignal wertes (Eo) auf dem Maximalwert (100%) und fällt von dort bei steigendem Signal (E) linear ab, bis bei einem Eingangssignal wert (Emax) der Wert Null erreicht ist. Die Minimalauswahlstufe bewirkt daher, daß das Signal (A) innerhalb des Bereiches zwischen den Grenzwerten (Eu, Eo) maximal bleibt und an den Bereichsgrenzen (Eu, Eo) abfällt, bis das minimale Null-Signal unterhalb des Eingangssignalwertes (Emin) bzw. oberhalb des Eingangssignalwertes (Emax) erreicht ist. Dies führt jeweils dazu, daß sich bei zunehmender Entfernung des Differenzdrucks vom zulässigen, durch die Grenzen (dpu und dpo) bestimmten Bereich das Sicherheitsventil (SV) immer mehr öffnet, wodurch mittels der Ausgleichsleitung (14) eine Verringerung des Druckunterschieds zwischen den Druckräumen (D1, D2) bewirkt wird, was eine übermäßige Druckbelastung der Schürze (12) verhindert. Ein dadurch möglicherweise verursachtes Einströmen des aggressiven Fluids (F1) in den Druckraum (D2) ist wegen der nur vorübergehenden Dauer und der geringen Konzentration im Druckraum (D2) unschädlich. Fig. 3 shows the normalized characteristic of the Differential Pressure Gauge ( 4 ). As an example, a desired differential pressure setpoint of dps = 0 bar is selected, corresponding to a pressure equalization, to which an output signal value (Es) of the transmitter ( 4 ) corresponds. The value (Es) is therefore exactly the same as the reference variable value (w) set on the controller ( 5 ). Within a differential pressure range containing the setpoint (dps), which is limited by a lower limit value (dpu) and an upper limit value (dpo), the differential pressure is set solely by the control circuit part - there is no fear of the apron bursting within this pressure range. According to FIG. 3, the limit values (dpu, dpo) correspond to the signal values (Eu) and (Eo) of the transmitter ( 4 ). The safety valve (SV) therefore remains closed within this signal range, which is shown in FIG. 5 by the fact that the standardized output signal (A) of the safety circuit (S) is at a maximum, ie (A = 100%), and a "closed" Position of the safety valve (SV) corresponds. As soon as the differential pressure (dp) exceeds the upper limit value (dpo) or falls below the lower limit value (dpu), in addition to the control device, the safety circuit (S) responds in such a way that the output signal (A) changes in both cases according to the in Fig. 5 Darge characteristic curve reduced. This results from the normalized characteristic curves (K 1 , K 2 ) shown in FIG. 4 interacting with the minimum selection stage ( 3 ). The characteristic curve for the signal (K 1 ) remains below an input signal value (Emin) at zero, then increases linearly with the signal (E) until it reaches the maximum value (100%) for the input signal value (Eu) and is on this remains. Conversely, the characteristic curve for the signal (K 2 ) remains below the input signal value (Eo) at the maximum value (100%) and drops linearly from there with increasing signal (E) until the value reaches zero for an input signal value (Emax) is. The minimum selection stage therefore causes the signal (A) to remain at a maximum within the range between the limit values (Eu, Eo) and to drop at the range limits (Eu, Eo) until the minimum zero signal is below the input signal value (Emin) or above of the input signal value (Emax) is reached. This results in each case to the fact that the safety valve (SV) is opened more and more with increasing distance of the differential pressure from the allowable, by the boundaries (DPU and dpo) certain range, thereby by means of the compensating line (14), a reduction of the pressure difference between the pressure chambers (D 1 , D 2 ) is caused, which prevents excessive pressure loading of the apron ( 12 ). A possibly caused inflow of the aggressive fluid (F 1 ) into the pressure chamber (D 2 ) is harmless because of the only temporary duration and the low concentration in the pressure chamber (D 2 ).

Das Öffnen des Sicherheitsventils (SV) veranlaßt also stets eine Differenzdruckänderung in Richtung auf den Differenzdruck wert 0 bar hin. Entspricht dieser, wie im Beispielfall der Fig. 3, dem gewünschten Sollwert, d. h. dps = 0 bar, so wird der Differenzdruck (dp) durch Öffnen des Sicherheitsventils (SV) automatisch in Richtung auf diesen Sollwert hin geändert, weshalb die Sicherheitsschaltung (S) die Regeleinrichtung (4, 5, 6) unterstützt. Letzteres gilt auch noch dann, wenn zwar ein von Null verschiedener Sollwert (dps) eingestellt ist, z. B. (dps = +1,5 bar), der differenzdruckfreie Wert 0 bar, d. h. Druckausgleich, sich jedoch noch innerhalb des durch die Grenzwerte (dpu und dpo) bestimmten Bereiches befindet. Denn auch dann hat das Öffnen des Sicherheitsventils (SV) bei Über schreiten des positiven Differenzdruckwertes (dpo) oder bei Unterschreiten des negativen Differenzdruckwertes (dpu) zur Folge, daß der Differenzdruck (dp) wieder in den Bereich zwischen (dpu) und (dpo) zurückgeführt wird - eine Wirkrich tung, die mit derjenigen des Reglers (5) gleichsinnig ist. Sobald der Differenzdruck (dp) diesen Bereich wieder erreicht, schließt das Sicherheitsventil (SV) und der Regler (5) über nimmt die vollständige Rückführung des Differenzdrucks (dp) auf den Sollwert (dps). Aus diesem Grund ist es besonders vorteil haft, die Kennlinien (K1, K2) der Rechenglieder (1, 2) so auszuwählen, daß der dem Differenzdruckwert Null entsprechende Wert des Ausgangssignals (E) des Meßumformers (4) innerhalb des von den Grenzwerten (Eu und Eo) vorgegebenen Intervalls liegt.The opening of the safety valve (SV) always causes a differential pressure change in the direction of the differential pressure value 0 bar. If, as in the example in FIG. 3, this corresponds to the desired setpoint, ie dps = 0 bar, the differential pressure (dp) is automatically changed in the direction of this setpoint by opening the safety valve (SV), which is why the safety circuit (S) the control device ( 4 , 5 , 6 ) supports. The latter also applies if a non-zero setpoint (dps) is set, e.g. B. (dps = +1.5 bar), the differential pressure-free value 0 bar, ie pressure compensation, but is still within the range determined by the limit values (dpu and dpo). Because even then, opening the safety valve (SV) when the positive differential pressure value (dpo) is exceeded or the negative differential pressure value (dpu) is undershot means that the differential pressure (dp) is again in the range between (dpu) and (dpo) is returned - an effective direction, which is the same as that of the controller ( 5 ). As soon as the differential pressure (dp) reaches this range again, the safety valve (SV) closes and the controller ( 5 ) takes over the complete return of the differential pressure (dp) to the setpoint (dps). For this reason, it is particularly advantageous to select the characteristic curves (K 1 , K 2 ) of the computing elements ( 1 , 2 ) so that the value of the output signal (E) of the transmitter ( 4 ) corresponding to the differential pressure value zero is within the limit values (Eu and Eo) predetermined interval.

Das Bersten der Schürze (12) wird aber durch die Sicherheits schaltung auch dann noch verhindert, wenn der Differenzdruck wert Null außerhalb des Bereiches zwischen (dpu) und (dpo) liegt. Denn die Sicherheitsschaltung (S) wird stets bei einem unerwünschten Überschreiten des Druckwertes (dpo) oder beim Unterschreiten des Druckwertes (dpu) das Sicherheitsventil (SV) öffnen, was jeweils darin resultiert, daß sich der momentane Differenzdruck (dp) in Richtung auf einen Druckausgleich hin verändert. Dies kann, wenn der Differenzdruckwert Null nicht zwischen (dpu) und (dpo) liegt, entweder bei Überschreiten des Wertes (dpo) oder bei Unterschreiten des Wertes (dpu) dazu führen, daß das Öffnen des Sicherheitsventils (SV) der Wirk richtung des Reglers (5) entgegengesetzt ist, jedoch dominiert der Druckausgleich über die Ausgleichsleitung (14) über ein etwa davon abweichendes Reglerverhalten und garantiert, daß ein bestimmter Betrag des Differenzdrucks nicht überschritten wird. Es ist daher in einem solchen Fall zwar denkbar, daß die Regelung den Differenzdruck nicht mehr auf den gewünschten Sollwert führen kann, unter allen Umständen ist aber ein Bersten der Schürze (12) aufgrund der Bildung eines übergroßen Differenzdrucks zuverlässig verhindert. Die Regelung ist dann ggf. mit anderen Mitteln in das stets den Sollwert (dps) enthaltende Intervall (dpu, dpo) zurückzuführen.The bursting of the apron ( 12 ) is prevented by the safety circuit even if the differential pressure value zero is outside the range between (dpu) and (dpo). This is because the safety circuit (S) will always open the safety valve (SV) if the pressure value (dpo) is exceeded or the pressure value (dpu) is undershot, which in each case results in the instantaneous differential pressure (dp) moving towards pressure compensation changed. If the differential pressure value zero is not between (dpu) and (dpo), either when the value (dpo) is exceeded or when the value (dpu) is undershot, the safety valve (SV) opens the direction of action of the controller ( 5 ) is opposite, but the pressure equalization over the equalizing line ( 14 ) dominates over a somewhat different controller behavior and guarantees that a certain amount of the differential pressure is not exceeded. In such a case, it is therefore conceivable that the control system can no longer lead the differential pressure to the desired setpoint, but under all circumstances the skirt ( 12 ) is reliably prevented from bursting due to the formation of an excessive differential pressure. The control can then be traced back to the interval (dpu, dpo) that always contains the setpoint (dps).

Am Führungsgrößeneingang (w) des Reglers (5) ist der gewünschte Sollwert (dps) für den Differenzdruck (dp) veränderbar. Eine in Fig. 2 gezeigte modifizierte Ankopplung der Sicherheitsschal tung (S) an den Regler (5) ermöglicht es, bei Veränderung des gewünschten Sollwertes (dps) und damit der Führungsgröße (w) die Sicherheitsschaltung (S) automatisch anzupassen. Zu diesem Zweck ist jedem Rechenglied (1, 2) ein weiteres Rechenglied (7, 8) vorgeschaltet. Letztere sind jeweils mit dem Führungs größensignal (w) beaufschlagt und erzeugen ein Signal, das jeweils einem zweiten Eingang (e1, e2) der Rechenglieder (1, 2) zugeführt ist. Das Signal am Eingang (e1) bestimmt hierbei den Wert (Eu), bei dessen Unterschreiten durch das Eingangssignal (E) am anderen Eingang des Rechengliedes (1) ein gemäß der Kennlinie (K1) geringer werdendes Signal erzeugt wird. Analog hierzu bestimmt das Signal am Eingang (e2) des Rechengliedes (2) den Wert (Eo). Das Rechenglied (7) subtrahiert von der Führungsgröße (w) einen Betrag (dw1), der durch die Beziehung (Eu = w-dw1) bestimmt ist, während das Rechenglied (8) zum Führungsgrößenwert (w) einen Wert vom Betrag (dw2) aufaddiert, der sich durch die Beziehung (Eo = w + dw2) ergibt. Durch diese schaltungstechnische Maßnahme wird erreicht, daß bei Verände rung der Führungsgröße (w) die für das Ansprechen der Rechen glieder (1, 2) verantwortlichen Werte (Eu und Eo) automatisch um einen entsprechenden Betrag geändert an den Eingängen (e1, e2) der Rechenglieder (1, 2) anliegen, wodurch die Kennlinien (K1, K2) stets passend gemäß dem veränderten Führungsgrößenwert (w) verschoben werden, so daß die Rechenglieder (1, 2) nicht bei jeder Differenzdrucksollwertveränderung neu angepaßt werden müssen.The desired setpoint (dps) for the differential pressure (dp) can be changed at the command input (w) of the controller ( 5 ). A modified coupling of the safety circuit (S) to the controller ( 5 ) shown in FIG. 2 makes it possible to automatically adapt the safety circuit (S) when the desired value (dps) and thus the reference variable (w) are changed. For this purpose, each computing element ( 1 , 2 ) is preceded by a further computing element ( 7 , 8 ). The latter are each acted upon by the command variable signal (w) and generate a signal which is fed to a second input (e 1 , e 2 ) of the computing elements ( 1 , 2 ). The signal at the input (e 1 ) determines the value (Eu) below which the signal (E) at the other input of the computing element ( 1 ) drops below a signal which is reduced in accordance with the characteristic curve (K 1 ). Analogously to this, the signal at the input (e 2 ) of the computing element ( 2 ) determines the value (Eo). The arithmetic element ( 7 ) subtracts an amount (dw 1 ) from the reference variable (w), which is determined by the relationship (Eu = w-dw 1 ), while the arithmetic element ( 8 ) subtracts a value from the amount (w) dw 2 ) added, which results from the relationship (Eo = w + dw 2 ). This circuitry measure ensures that when the command variable (w) is changed, the values (Eu and Eo) responsible for addressing the computing elements ( 1 , 2 ) are automatically changed by a corresponding amount at the inputs (e 1 , e 2 ) of the arithmetic elements ( 1 , 2 ), whereby the characteristic curves (K 1 , K 2 ) are always shifted appropriately in accordance with the changed command value (w), so that the arithmetic elements ( 1 , 2 ) do not have to be readjusted each time the differential pressure setpoint changes.

Es ist ein weiterer Vorteil der Erfindung, daß die Sicherheits schaltung ein kontinuierliches Öffnen des Sicherheitsventiles auch bei einem Ausfall der Meßeinrichtung (4) bewirkt. Dieser Ausfall führt bei dem Meßumformer (4) mit Meßanfangsabsenkung dazu, daß er entweder das minimale (0%) oder das maximale (100%) Ausgangssignal (E) abgibt. In beiden Fällen wird jedoch dadurch der Signalbereich zwischen (Eu) und (Eo) verlassen, was gemäß Fig. 5 zu einem das Sicherheitsventil (SV) öffnenden Ausgangssignal (A) der Sicherheitsschaltungseinheit (S) führt.It is a further advantage of the invention that the safety circuit causes the safety valve to open continuously even if the measuring device ( 4 ) fails. In the case of the transmitter ( 4 ) with lowering of the start of measurement, this failure leads to the output of either the minimum (0%) or the maximum (100%) output signal (E). In both cases, however, this leaves the signal range between (Eu) and (Eo), which, according to FIG. 5, leads to an output signal (A) from the safety circuit unit (S) that opens the safety valve (SV).

Claims

1. Circuit for differential pressure regulation between two pressure chambers (D 1 , D 2 ), in particular for a pressure vessel ( 15 ) with an inserted apron ( 12 ), characterized by a safety valve (SV) which in a balancing line ( 14 ) is used, depending on a signal generated by a differential pressure measuring device ( 4 ) E triggering safety circuit (S) with at least one computing element, which opens the maximum control signal (A = 0%) and maximum control signal (A = 100%) The closed safety valve (SV) opens both when the value falls below a lower (dpu) and when an upper limit (dpo) of the differential pressure (dp) is exceeded by a steadily increasing amount with the deviation from the respective limit (dpu, dpo) .

2. Circuit according to claim 1, characterized in that the safety circuit (S) from two parallel, each acted upon with the signal E arithmetic elements ( 1 , 2 ) and one of the safety valve (SV) driving Minimalaus selection stage ( 3 ) is constructed, which the Output signals (K 1 , K 2 ) of the arithmetic elements ( 1 , 2 ) are supplied, the output signal (K 1 ) of the one arithmetic element ( 1 ) on the one hand when the input signal falls below a signal value (Eu) corresponding to the lower limit value (dpu) and on the other hand that Output signal (K 2 ) of the other arithmetic element ( 2 ) when the input signal exceeds a signal value (Eo) assigned to the upper limit value (dpo) in each case steadily drops from a maximum (100%) to a minimum value (0%).

3. A circuit according to claim 2, characterized in that the signal E is also fed to the feedback variable input (r) of a controller ( 5 ) which controls an actuator ( 6 ) and the differential pressure (dp) by an adjustable by means of a reference variable (w) Setpoint (dps) regulates.

4. A circuit according to claim 2 or 3, characterized in that the signal values assigned to the upper and lower limit values (Eu and Eo) are each adjustable via a further input (e 1 , e 2 ) on the computing elements ( 1 , 2 ) .

5. A circuit according to claim 4, characterized in that the inputs (e 1 , e 2 ) are each acted upon by the output signal upstream computing elements ( 7 , 8 ), to which the guide variable (w) of the controller ( 5 ) is supplied and which Subtract or add up predetermined values dw 1 and dw 2 according to the relationships Eu = w-dw 1 and Eo = w + dw 2 .

6. Circuit according to one of claims 3 to 5, characterized characterized in that the differential pressure setpoint (dps) and the differential pressure value corresponding to a pressure compensation (dp = 0 bar) lie between the two limit values (dpu, dpo).