DE4141739A1 - Method for operating resistive displacement measuring unit e.g. potentiometer - using movable system elements e.g. piston and rods in cylinder and measuring unit before first working operation is calibrated positionally - Google Patents

Method for operating resistive displacement measuring unit e.g. potentiometer - using movable system elements e.g. piston and rods in cylinder and measuring unit before first working operation is calibrated positionally

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DE4141739A1 DE19914141739 DE4141739A DE4141739A1 DE 4141739 A1 DE4141739 A1 DE 4141739A1 DE 19914141739 DE19914141739 DE 19914141739 DE 4141739 A DE4141739 A DE 4141739A DE 4141739 A1 DE4141739 A1 DE 4141739A1
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Abstract

The calibration is carried out, so that the associated voltage and/or resistance values assigned relatively to the respective positions, are determined with a freely selectable positional step width. The values are stored corresp. addressed in at least one single dimensional field, using a microprocessor. The active operating length of the displacement measuring unit is entered simultaneously before the first operation, in addition a position dependent scaling is electronically carried out in the microprocessor. ADVANTAGE - Higher positional resolution with large stroke lengths, using simple and cost effective potentiometer or slide regulator of low linearity.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer resistiven Wegmeßeinheit zur Ermittlung der Position beweglicher Anlageelemente, insbesondere bei druckmittelbetriebenen Arbeitszylindern.The invention relates to a method for operating a resistive Displacement measuring unit for determining the position of movable contact elements, especially with pressure-operated working cylinders.

Wegmeßeinheiten zur Ermittlung der Position beweglicher Anlageelemente sind insbesondere bei der Positionsermittlung der Kolben oder Kolbenstange bzw. Schlittenstellung von druckmittelbetriebenen Arbeitszylindern bekannt. Die hierbei eingesetzten resistiven Wegmeßeinheiten in Form von sogenannten Potentiometern bzw. Schiebereglern ordnen der jeweilig ermittelten Spannung bzw. dem jeweilig ermittelten Widerstand einen entsprechenden Ort, beispielsweise der Kolbenstellung zu. Vielfach sind die zu erfassenden Hübe bei druckmittelbetriebenen Arbeitszylindern recht groß, so daß bei einer genauen Positionsermittlung entsprechend genaue, d. h. Schieberegler mit hoher Linearität eingesetzt werden müssen. Für Schieberegler sind in der Regel Prozentfehler angegeben, die jedoch bei größeren Baulängen, beim Einsatz beispielsweise in Arbeitszylindern mit großen Hublängen in erhebliche absolute Fehler der Ortsbestimmung resultieren. Path measuring units for determining the position of movable system elements are in particular when determining the position of the pistons or Piston rod or slide position of pressure medium operated Working cylinders known. The resistive used here Path measuring units in the form of so-called potentiometers or Sliders arrange the respectively determined voltage or the each resistance determined a corresponding location, for example the piston position. In many cases, the strokes to be recorded are pressure-operated working cylinders quite large, so that at one exact position determination correspondingly exact, d. H. Slider must be used with high linearity. For sliders are in As a rule, percentage errors are given, but for longer lengths, when used, for example, in working cylinders with large stroke lengths in considerable absolute errors in location determination result.  

Um bei großen Hublängen eine trotzdem gute Ortsauflösung auch in kleinen Hubbereichen zu gewährleisten, setzt man bekannterweise Potentiometer bzw. Schieberegler höherer und damit sehr teurer Güteklassen ein, die eine entsprechende Linearität aufweisen.In order to achieve a good spatial resolution even in small ones with large stroke lengths To ensure stroke ranges, potentiometers are known to be used or sliders of higher and therefore very expensive grades that have a corresponding linearity.

Aus der DE-OS 36 39 150 ist eine als Potentiometer bezeichnete resistive Wegmeßeinheit bekannt, welche innerhalb eines druckmittelbetriebenen Arbeitszylinders angeordnet ist und die Stellung des Kolbens bzw. der ausgefahrenen Kolbenstange ermittelt. Zur Positionsermittlung bei Arbeitszylindern mit großen Hublängen ist ein entsprechend langes, sich über die gesamte Hublänge erstreckendes Potentiometer zu verwenden. Dieses entsprechend lange Potentiometer ist bei der Maßgabe eine hohe Linearität aufzuweisen und damit entsprechend genau zu sein auch entsprechend teuer.From DE-OS 36 39 150 is a resistive called a potentiometer Position measuring unit known, which within a pressure medium-operated Working cylinder is arranged and the position of the piston or the extended piston rod determined. To determine the position at Working cylinders with large stroke lengths is a correspondingly long one Potentiometer extending over the entire stroke length. This correspondingly long potentiometer is a high one Show linearity and therefore be accurate accordingly expensive.

Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, ein Verfahren zum Betrieb einer resistiven Wegmeßeinheit vorzugeben, bei dem es möglich ist, bei der Forderung hoher Ortsauflösung selbst bei großen Hublängen auch einfache und damit preiswertere Potentiometer bzw. Schieberegler geringerer Linearität verwenden zu können.The invention is based on this prior art Task, a method for operating a resistive displacement measuring unit to specify, where it is possible to demand higher Local resolution even with long stroke lengths is simple and therefore cheaper potentiometers or sliders with less linearity to be able to use.

Die gestellte Aufgabe wird bei einem Verfahren der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen dargestellt.The task is in a method of the generic type according to the invention by the characterizing features of the claim 1 solved. Further advantageous configurations are in the Subclaims presented.

Durch das erfindungsgemäß vorgegebene Verfahren zum Betrieb einer resistiven Wegmeßeinheit ist es unter Verwendung eines Mikroprozessors möglich, ein entsprechend einfaches Potentiometer mit geringerer Linearität und niedriger Preiskategorie zu verwenden. Bei dem derzeitigen Angebot an leistungsfähigen Mikroprozessoren, die zu erstaunlich niedrigen Preisen erworben werden können, ergibt sich, daß ein Potentiometer geringerer Linearität gemeinsam mit einem Mikroprozessor noch deutlich preiswerter ist als ein Potentiometer hoher Linearität. Durch den Einsatz des Mikroprozessors kann man die Genauigkeit der Positionsermittlung variabel gestalten. Dies ergibt sich aus der frei wählbaren Positionsschrittweise während des Eichvorganges der Wegmeßeinheit.By the method according to the invention for operating a resistive displacement measuring unit it is using a microprocessor possible, a correspondingly simple potentiometer with a lower one Linearity and low price range to use. In which  current range of powerful microprocessors that too surprisingly low prices can be obtained, it follows that a potentiometer of lower linearity together with a Microprocessor is significantly cheaper than a potentiometer high linearity. By using the microprocessor, you can Make the accuracy of the position determination variable. This results in from the freely selectable position step by step during the Calibration process of the displacement measuring unit.

Die Durchführung dieser Eichung vor Erstinbetriebnahme ist in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung auf zwei Weisen möglich. Die erste Betriebsweise ist, die Aktionslänge der Wegmeßeinheit betragmäßig einzugeben und im Mikroprozessor anschließend eine positionsmäßige Normierung bzw. Skalierung selbsttätig vorzunehmen. Mit anderen Worten heißt dies, es wird zunächst Anfangs- und Endpunkt der Wegmeßeinheit erfaßt und eingegeben und der Aktionsbereich zwischen Anfangs- und Endpunkt anschließend innerhalb des Mikroprozessors auf eine beliebige Art und Weise normiert bzw. skaliert. Diese Skalierung kann dabei sowohl linear als auch logarythmisch sein. Eine logarythmische Skalierung erweist sich dann als besonders vorteilhaft, wenn die Wegmeßeinheit in pneumatischen Positionierzylindern eingesetzt werden soll. Der Grund dafür wird weiter unten noch ausgeführt. Eine zweite Betriebsweise ist, die Eichung vor Erstinbetriebnahme durch positionsmäßiges Abfahren mit Hilfe einer bereits geeichten Wegmeßeinrichtung vorzunehmen. Eine solche Betriebsweise benötigt entsprechend zu jedem positionsmäßig erfaßten Ort x einen dazugehörigen dauerhaft abgespeicherten Spannungs- und/oder Widerstandswert. Das heißt, das Datenfeld ist entsprechend groß anzulegen. Ist die Wegmeßeinheit für einen Arbeitszylinder innerhalb einer umfangreich geregelten Anlage vorgesehen, so erweist sich die erste Betriebsweise als besonders vorteilhaft, da die Mittel zur elektronischen Verarbeitung von Signalen und Ansteuerungen der entsprechenden Stellglieder ohnehin vorhanden sind.The implementation of this calibration before initial commissioning is in further advantageous embodiment possible in two ways. The first Operating mode is, the action length of the displacement measuring unit in terms of amount enter and then a positional in the microprocessor Standardization or scaling to be carried out automatically. In other words This means that it is the start and end point of the path measuring unit entered and entered and the action area between start and Then endpoint within the microprocessor to any Way normalized or scaled. This scaling can both be linear as well as logarythmic. A logarithmic scale proves to be particularly advantageous if the displacement measuring unit in pneumatic positioning cylinders to be used. The reason for this will be explained below. A second mode of operation is the calibration prior to initial commissioning with positional shutdown With the help of an already calibrated measuring device. Such Mode of operation needs accordingly to each positionally captured Location x an associated permanently stored voltage and / or Resistance value. This means that the data field is correspondingly large to create. Is the distance measuring unit for a working cylinder inside an extensively controlled system, so it turns out first mode of operation as particularly advantageous since the means for electronic processing of signals and controls of the  corresponding actuators are present anyway.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung werden die positionszugeordneten, im Datenfeld abgelegten Spannungs- und/oder Widerstandswerte als Kurvenverlauf in Abhängigkeit der Position bewertet und durch eine mathematische Funktion approximiert. Damit hat man nun die Wahl, die Zuordnung von Spannungs- und/oder Widerstandswert zur entsprechenden Position entweder direkt in einem Datenfeld unter entsprechender Adresse abzulegen und dies für jede angefahrene Position vorzunehmen, oder den ermittelten Kurvenverlauf der Spannungs- und/oder Widerstandswerte durch eine mathematische Funktion zu beschreiben und auf diese Weise die Position zu errechnen. Diese funktionale Approximation hat den Vorteil, daß man das Datenfeld entsprechend klein halten kann und zumindest abschnittsweise, wenn nicht sogar über den gesamten Aktionsbereich der Wegmeßeinheit die Position durch die abgespeicherte Funktion darstellbar bzw. abrufbar macht. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung, die Positionsschrittweite kleiner oder gleich der gewünschten Ortsauflösung der Wegmeßeinheit zu wählen ergibt die gewünschte Genauigkeit. Zur Positionszuordnung können die Spannungs- und/oder Widerstandswerte entweder so bewertet werden, daß die Absolutbeträge der ermittelten Spannungs- und/oder Widerstandswerte bewertet werden und die Positionszuordnung liefern, oder daß die Positionszuordnung aus den Abweichungen der ermittelten Spannungs- und/oder Widerstands-Istwerte von einem idealisierten linearen Spannungs- bzw. Widerstandsverlauf erfolgt. Beide Betriebsarten können entweder mit direkter Abspeicherung im Datenfeld, in dem zu jedem Ort x ein Spannungs- bzw. Widerstandswert abgelegt ist, betrieben werden; oder bei der Betriebsart den Spannungs- und/oder Widerstandswerteverlauf mathematisch durch eine Funktion zu approximieren. In letzter vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann zur Steigerung der Meßgenauigkeit bzw. Zuverlässigkeit nach Eichung der Wegmeßeinheit, also im bestimmungsgemäßen Betrieb der Positionsermittlung, neben der Bewertung der positionsabhängigen Spannungs- und/oder Widerstandswerte eine Trendbewertung der vorherig ermittelten Spannungs- und/oder Widerstandswerte erfolgen. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn sich im gemessenen Spannungs- und/oder Widerstandswerteverlauf erhebliche Abweichungen von der Linearität ergeben, die jedoch reproduzierbar sein müssen, so daß die Zuordnung von Spannungs- bzw. Widerstandswert und Position mathematisch nicht eineindeutig ist. Das heißt mit anderen Worten, es kann aufgrund der elektrischen Beschaltung sowie aufgrund von Unzulänglichkeiten der Widerstandsbahn der Wegmeßeinheit Abschnitte im ermittelten Spannungs- und/oder Widerstandswerteverlauf geben, bei denen betragsmäßig gleiche Spannungs- und/oder Widerstandswerte an mehr als einem Ort x gemessen werden. In solchen Fällen ist die Bewertung des Trends, also die Berücksichtigung vorherig ermittelter Spannungs- und/oder Widerstandswerte vorteilhaft, so daß die absolute Position entsprechend zuverlässig genug bestimmt werden kann.In a further advantageous embodiment of the invention, the position-assigned voltage and / or stored in the data field Resistance values evaluated as a curve depending on the position and approximated by a mathematical function. So now you have the choice, the assignment of voltage and / or resistance value to corresponding position either directly in a data field below file corresponding address and this for each position approached to make, or the determined curve of the voltage and / or Describe resistance values using a mathematical function and in this way to calculate the position. This functional Approximation has the advantage that the data field is correspondingly small can hold and at least in sections, if not even over the the entire range of action of the position measuring unit through the position stored function can be displayed or retrieved. In another Embodiment of the invention, the position step size smaller or to choose equal to the desired spatial resolution of the displacement measuring unit the desired accuracy. The voltage and / or Resistance values are either evaluated so that the Absolute amounts of the determined voltage and / or resistance values are evaluated and provide the position assignment, or that the Position assignment from the deviations of the determined voltage and / or Actual resistance values from an idealized linear Voltage or resistance curve takes place. Both operating modes can either with direct storage in the data field, in which x a voltage or resistance value is stored, operated; or in the operating mode the voltage and / or resistance curve approximate mathematically by a function. In the last advantageous embodiment of the invention can increase the  Measuring accuracy or reliability after calibration of the displacement measuring unit, that is in the intended operation of the position determination, in addition to the Evaluation of the position-dependent voltage and / or resistance values a trend assessment of the previously determined voltage and / or Resistance values take place. This is particularly advantageous if the measured voltage and / or resistance curve considerable deviations from the linearity result, however must be reproducible so that the assignment of voltage or Resistance value and position is not mathematically unambiguous. The in other words, it can because of the electrical wiring as well as due to shortcomings in the resistance path of the Path measuring sections in the determined voltage and / or Give resistance values, in which the same amount of voltage and / or Resistance values can be measured at more than one location x. In In such cases, the trend is evaluated, i.e. taken into account previously determined voltage and / or resistance values are advantageous, so that the absolute position is determined reliably enough can be.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im nachfolgenden näher beschrieben.The invention is shown in the drawing and in the following described in more detail.

Das Verfahren ist durch das Zusammenwirken von resistivem Wegelement, beispielsweise Potentiometer bzw. Schieberegler, mit Mikroprozessor möglich. Das Potentiometer ist dabei mit einer Widerstandsbahn und einem Schleifer versehen, wobei sich Spannungstellerverhältnisse ergeben, die jeweils dem entsprechend angefahrenen Ort des Potentiometers zugeordnet werden können. Über die Kopplung des Schleifers entweder mit dem Kolben, beispielsweise bei kolbenstangenlosen sogenannten Zugbandzylindern oder mit der Kolbenstange eines normalen Arbeitszylinders, kann die Position des auf diese Weise angekoppelten Anlageelementes bestimmt werden. Der dem jeweiligen Ort des Schleifers auf der Widerstandsbahn zuzuordnende Spannungs- bzw. Widerstandswert wird dabei in einem mindestens eindimensionalen Datenfeld abgelegt. Dieses Datenfeld ist innerhalb des Mikroprozessors arrangiert, wobei die dort abgelegten Werte auch entsprechend wieder abgerufen werden können und bei Veränderung des Ortes des Schleifers auf der Widerstandsbahn und Rückkehr auf einen entsprechenden Punkt wieder die Ortszuordnung des ermittelten Widerstands- oder Spannungswertes ermöglichen.The process is through the interaction of resistive path element, for example potentiometer or slider, with microprocessor possible. The potentiometer is with a resistance track and one Provide grinder, resulting in voltage regulator ratios that each assigned to the corresponding location of the potentiometer can be. By coupling the grinder with either Pistons, for example in rodless so-called Drawstring cylinders or with the piston rod of a normal one Working cylinder, the position of the coupled in this way  Be determined element. The respective location of the grinder voltage or resistance value to be assigned on the resistance path is stored in an at least one-dimensional data field. This data field is arranged within the microprocessor, whereby the values stored there can also be retrieved accordingly can and when changing the location of the grinder on the Resistance track and return to a corresponding point again Location assignment of the determined resistance or voltage value enable.

Die Funktionsweise des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens ergibt sich aus der Koordinatendarstellung in der Abbildung. Der obere Kurvenverlauf stellt den Spannungs-Istwertverlauf U(x) an der resistiven Wegmeßeinheit dar. Die Zuordnung dieser Kurve zur Abszisse erfolgt in einer Ausgestaltungsmöglichkeit durch die beschriebene Eichung mittels eines sogenannten Masters, d. h. eines bereits geeichten Wegmeßsystems. Man findet, daß die Kurve die Zuordnung zwischen abgegriffener Spannung und der eingestellten Position wiedergibt. Dieser Kurvenverlauf kann dabei aus diskreten, d. h. real gemessenen Punkten bestehen, die dann als Wertepaar, d. h. Spannungswert und Positionswert, in einem Datenfeld unter Angabe einer entsprechenden Adresse abgelegt werden. Diese Verfahrensweise bietet sich dann an, wenn der KurvenverlaufThe method of operation of the method proposed according to the invention results from the representation of the coordinates in the figure. The upper curve shows the actual voltage value curve U (x) on the resistive displacement measuring unit. The assignment of this curve to the abscissa is carried out in one embodiment by means of the calibration described using a so-called master, ie an already calibrated displacement measuring system. It is found that the curve shows the correlation between tapped voltage and the set position. This curve profile can consist of discrete, ie real measured points, which are then stored as a pair of values, ie voltage value and position value, in a data field by specifying a corresponding address. This procedure is useful when the curve

  • - mathematisch gesprochen - eine eindeutige Zuordnung zwischen Spannungswert und Position liefert. In dem Fall, daß eine mittlere Genauigkeit hinreichend ist, d. h. daß die Schrittweite entsprechend so groß ist, daß Unstetigkeiten oder nicht eineindeutige Abschnitte im Kurvenverlauf nicht registriert bzw. nicht aufgelöst werden, kann diese Verfahrensweise hinreichend sein. Für den Fall, die Wegmeßeinheit für einen Arbeitszylinder innerhalb einer umfangreich geregelten Anlage einzusetzen, empfiehlt sich die Verfahrensweise der Darstellung des Spannungsverlaufes durch eine approximierte mathematische Funktion. Diese Approximation des Istwert-Spannungsverlaufes durch eine mathematische Funktion muß um so genauer sein, je feinfühliger das Potentiometer eingeeicht werden soll und je feinfühliger es betrieben werden soll. Aus dieser Verfahrensweise ergibt sich gegenüber der ersten Verfahrenswelse der Unterschied, daß beim bestimmungsgemäßen Betrieb der Positionsermittlung nicht mehr die gesamten Spannungs-Positions-Wertepaare über den ganzen Kurvenverlauf hin in einem Datenfeld dauerhaft abgespeichert werden müssen, sondern nur während des Eichvorganges, also während der Approximation. Das heißt, anhand eines am resistiven Wegmeßsystem genommenen Spannungswertes kann während des Betriebes nach der Eichung über die mathematische Funktion die Position zugeordnet werden. Diese Verfahrensweise erweist sich beim Einsatz in einer umfangreich geregelten Anlage deshalb als vorteilhaft, da sich hierbei eine schnelle Positionsermittlung ergibt.- Mathematically speaking - a clear assignment between Supplies voltage value and position. In the event that a medium  Accuracy is sufficient, d. H. that the stride accordingly is great that discontinuities or inconsistent sections in the Curves can not be registered or not resolved Procedure should be sufficient. In the event the path measuring unit for a working cylinder within an extensively controlled system , the procedure for presenting the Stress curve through an approximated mathematical function. This approximation of the actual value voltage curve by a mathematical function must be more precise, the more sensitive it is Potentiometer should be calibrated and the more sensitively it is operated shall be. This procedure results in comparison to the first Procedural catfish the difference that when operating the Position determination no longer the whole Voltage-position-value pairs over the entire course of the curve in a data field must be saved permanently, but only during the calibration process, i.e. during the approximation. This means, on the basis of a voltage value taken from the resistive displacement measuring system during operation after calibration via the mathematical function the position can be assigned. This procedure proves to be the case with Use in an extensively regulated system is therefore advantageous, because this results in a quick position determination.

Die x-Achse, das heißt also die Positions-Achse, kann auf zwei Ausgestaltungsweisen des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens ermittelt werden. Die erste Möglichkeit besteht darin, daß aus dem Abfahren mit Hilfe einer bereits geeichten Wegmeßeinrichtung die Eichung der x-Achse erfolgt. Die zweite Möglichkeit besteht darin, daß eine betragsmäßige Eingabe der Aktionslänge, d. h. Anfangs- und Endpunkt des aktiven Bereiches der Wegmeßeinheit in den Mikroprozessor vorgegeben wird und daß anschließend selbsttätig innerhalb des Mikroprozessors eine positionsmäßige Normierung dieser x-Achse erfolgt. The x-axis, i.e. the position axis, can have two Embodiments of the method proposed according to the invention be determined. The first possibility is that from the Drive off with the help of an already calibrated distance measuring device The x-axis is calibrated. The second possibility is that an amount of the action length, d. H. Initial and End point of the active area of the displacement measuring unit in the microprocessor is specified and that then automatically within the Microprocessor a positional normalization of this x-axis.  

Dabei müssen dann zunächst Anfangs- und Endpunkt angefahren werden, so daß hierfür jeweils Spannungs-Positions-Wertepaare vorliegen. Das weitere Abfahren der Wegmeßeinheit und Ablegen von Wertepaaren kann dann selbsttätig mit oder ohne Zuhilfenahme eines bereits geeichten Wegmeßsystems erfolgen. Diese Verfahrensweise ist besonders dadurch vorteilhaft, daß die Skalierung der x-Achse stets frei gewählt werden kann. Das heißt, man hat die Auswahl, die x-Achse entweder äquidistant zu skalieren oder eine logarythmische Skalierung vorzunehmen. Die logarythmische Skalierung ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Wegmeßeinheit in geregelten pneumatischen Positionieranlagen eingesetzt werden soll. Die Vorteilhaftigkeit ergibt sich daraus, daß das Druckmittel der Pneumatik sehr kompressibel ist, so daß je nach Momentanposition des Kolbens im Arbeitszylinder unterschiedliche Druckmittelbeaufschlagungen unter der Maßgabe konstant gehaltener Beschleunigungen bewirkt werden müssen. In einem Beispiel heißt das, befindet sich der Arbeitskolben nahe einem der Endanschläge und ist das zur Bewegung mit Druckmittel zu beaufschlagende Volumen klein, so genügt die Ansteuerung mit einer entsprechend kleinen Druckmittelmenge, um den Kolben mit gegebener Beschleunigung zu bewegen. Befindet sich der Kolben jedoch irgendwo innerhalb des Arbeitszylinders, wobei das entsprechend zu beaufschlagende Volumen größer ist als im ersten Fall, so muß die Druckmittelbeaufschlagung zur Erzielung einer gleichwertigen Beschleunigung in diesem Falle größer sein als im ersten Fall; selbst wenn der Kolben in beiden Fällen gleiche Hübe ausführen soll. Aus dieser Positionsabhängigkeit erweist es sich besonders vorteilhaft, eine Wegmeßeinheit bzw. ein Potentiometer zu verwenden, welches durch die entsprechende logarithmische Skalierung im Anfangsbereich eine entsprechend feine und im Endbereich bzw. im Mittenbereich eine entsprechende grobe Skalierung oder umgekehrt aufweist. The start and end points must then be approached first, see above that voltage-position-value pairs are available for this. The further traversing the distance measuring unit and storing value pairs then automatically with or without the help of an already calibrated Measuring system take place. This procedure is particularly distinctive advantageous that the scaling of the x-axis can always be chosen freely can. That means you have the choice, the x-axis either equidistant to scale or logarithmic scaling. The Logarythmic scaling is particularly advantageous if the Position measuring unit used in controlled pneumatic positioning systems shall be. The advantage arises from the fact that Pneumatic pressure medium is very compressible, so depending on Current position of the piston in the working cylinder different Pressure medium pressures under the stipulation kept constant Accelerations must be effected. In one example it means the working piston is near one of the end stops and that is it small volumes to be pressurized for movement are sufficient the control with a correspondingly small amount of pressure medium to the To move pistons with given acceleration. The piston is located however, somewhere within the working cylinder, which is accordingly volume to be acted upon is greater than in the first case, the Pressurization to achieve an equivalent Acceleration in this case be greater than in the first case; self if the piston should perform the same strokes in both cases. From this Position dependency proves to be particularly advantageous to use a path measuring unit or a potentiometer, which by the corresponding logarithmic scaling in the initial area accordingly fine and one in the end area or in the middle area has corresponding rough scaling or vice versa.  

Aus der Einsetzbarkeit dieses Verfahrens in umfangreich geregelten pneumatischen Positionieranlagen ergibt sich, daß die Spannungs-Positions-Wertepaare nicht in einem eindimensionalen, sondern in einem mehrdimensionalen Datenfeld abgelegt werden können. Dies ergibt sich, wenn neben der reinen Positionsbestimmung auch noch positionsabhängige Regelparameter angesteuert bzw. abgerufen werden müssen. Dies kann sich aus dem bereits oben dargestellten Grund ergeben, da die anzusteuernden Druckmittelmengen unter der Maßgabe konstant gehaltener Beschleunigung auch positionsabhängig sind. Auf diese Weise kann neben der einfachen Positionserfassung auch eine entsprechend positionsabhängige Ansteuerung von Regelparametern oder Regelparametersätzen erfolgen.From the applicability of this procedure in extensively regulated pneumatic positioning systems shows that the Voltage-position-value pairs not in a one-dimensional, but can be stored in a multidimensional data field. This results in if, in addition to the pure position determination also position-dependent control parameters can be controlled or called up have to. This can result from the reason already outlined above, since the pressure medium quantities to be controlled are constant under the stipulation held acceleration are also position dependent. In this way In addition to simple position detection, it can also be used accordingly position-dependent control of control parameters or Control parameter sets are made.

Für alle bisher beschriebenen Verfahrensweisen gibt es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung entweder die Möglichkeit, den Absolutbetrag der ermittelten Spannung, d. h. |U(xi)| als Ortskenngröße zu verwenden, d. h. entweder in einem Datenfeld abzulegen oder funktional zu beschreiben oder man geht so vor, daß man nur die Abweichung Yi der ermittelten Spannung U(x)-Ist von einer entsprechenden Spannung U(x)-ideal auf einer idealisierten linearen gedachten Spannungs-Kennlinie bewertet, d. h. in einem Datenfeld ablegt oder funktional beschreibt. Des weiteren gibt es unabhängig von der gerade gewählten Verfahrensweise die Möglichkeit, die nicht eineindeutige Ortszuordnung eines gemessenen Spannungswertes zu umgehen, indem in einem externen Rechner neben der Bewertung der ermittelten Spannung auch noch eine Bewertung des Trends im Spannungsverlauf erfolgt. Das heißt, selbst In einem solchen Fall, in dem mehreren Positionswerten x der gleiche Spannungswert zuzuordnen ist, eine Entscheidung darüber treffen zu können, in welcher Richtung sich der Positionierantrieb bewegt, bzw. bewegt hat. Das heißt, durch die Berücksichtigung der vorherigen aufgenommenen Spannungswerte können selbst solche nicht eineindeutigen Kurvenabschnitte zu einer Positionsbestimmung herangezogen werden.In a further embodiment of the invention, there is either the possibility for all the procedures described so far, the absolute value of the voltage determined, ie | U (x i ) | to use as a location parameter, ie either to store it in a data field or to describe it functionally, or one proceeds in such a way that only the deviation Yi of the determined voltage U (x) -is from a corresponding voltage U (x) -ideal on an idealized linear imagined voltage characteristic curve evaluated, ie stored in a data field or described functionally. Furthermore, regardless of the procedure just selected, there is the possibility of circumventing the ambiguous location assignment of a measured voltage value by also evaluating the trend in the voltage curve in an external computer in addition to evaluating the determined voltage. That is, even in such a case in which a plurality of position values x is to be assigned the same voltage value, to be able to make a decision as to the direction in which the positioning drive moves or has moved. That is, by taking the previously recorded voltage values into account, even such non-unambiguous curve sections can be used to determine a position.

Zu den Abweichungen vom linearen bzw. idealisierten Spannungsverlauf ist ergänzend zu sagen, daß es sich bei den Unzulänglichkeiten des Potentiometers bzw. Schiebereglers unbedingt um reproduzierbare Unzulänglichkeiten handeln muß. Staubverschmutzungen oder Oberflächenfehler auf der Widerstandsbahn, die nach mehrmaligem Betätigen der resistiven Wegmeßeinheit verschwunden bzw. verändert sind, können hierbei zumindest nicht nachhaltig berücksichtigt werden. Solche Fehler treten jedoch nicht dauerhaft auf und können somit durch konstruktive Mittel wie staubfreie Gehäuse und dergleichen umgangen werden. Bei Unzulänglichkeiten auf der Oberfläche, die aufgrund von Reibung nach mehrmaligem Betätigen abgetragen sind, erweist es sich in einem solchen Fall stets als vorteilhaft, die Wegmeßeinheit nach entsprechender Betriebszeit noch einmal neu zu eichen. Diese Eichung ist jedoch beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren sowie bei deren verschiedenen Ausgestaltungsmöglichkelten unter Zuhilfenahme eines Mikroprozessors vollkommen problemlos.The deviations from the linear or idealized voltage curve is to be added that the shortcomings of the Potentiometers or sliders are absolutely reproducible Shortcomings must act. Dust contamination or Surface defects on the resistance track, which after repeated Actuation of the resistive displacement measuring unit has disappeared or changed, can at least not be taken into account sustainably. Such However, errors do not occur permanently and can therefore occur bypassed constructive means such as dust-free housing and the like will. If there are imperfections on the surface due to Friction after repeated actuation, it turns out in In such a case, the displacement measuring unit is always advantageous to re-calibrate the corresponding operating time. This calibration is however, in the method proposed according to the invention and in their various design options with the help of a Microprocessor completely without problems.

Insgesamt ergibt sich der Vorteil, daß bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren, bei dem ein Mikroprozessor zur Anwendung kommt, sich weite Einsatzfelder ergeben. Antriebssysteme, bei denen ohnehin elektronische Mittel in oft umfangreichem Maße zur Regelung bzw. Steuerung eingesetzt werden, ist ein solches System, d. h. ein solches Verfahren einfach zu realisieren. Des weiteren ergibt sich, daß das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur für resistive Wegmeßeinheiten in Form von Schiebereglern einsetzbar ist, sondern daß dies auch bei Drehpositionierungen, sowie in Antrieben mit beliebigem Verfahrweg einsetzbar ist.Overall, there is the advantage that in the invention proposed method using a microprocessor comes, there are wide fields of application. Drive systems where anyway electronic means to a large extent for regulation or Control is used is such a system, i. H. such a Procedure easy to implement. Furthermore, it follows that the The inventive method not only for resistive displacement measuring units in Form of sliders can be used, but that this is also the case Rotational positioning, as well as in drives with any travel path can be used.

Claims (8)

1. Verfahren zum Betrieb einer resistiven Wegmeßeinheit zur Ermittlung der Position beweglicher Anlageelemente, insbesondere bei druckmittelbetriebenen Arbeitszylindern, dadurch gekennzeichnet, daß die Wegmeßeinheit zumindest vor Erstinbetriebnahme positionsmäßig abgefahren und derart geeicht wird, daß die mit einer frei wählbaren Positionsschrittweite der Wegmeßeinheit ermittelten zugehörigen Spannungs- und/oder Widerstandswerte bezüglich der jeweiligen Position zugeordnet und unter Verwendung eines Mikroprozessors in einem mindestens eindimensionalen Datenfeld entsprechend adressiert abgelegt werden.1. A method for operating a resistive displacement measuring unit for determining the position of movable contact elements, in particular in the case of pressure-operated working cylinders, characterized in that the displacement measuring unit is traversed in position and calibrated at least before initial commissioning, in such a way that the associated voltage and / or assign resistance values with respect to the respective position and store them appropriately addressed in a at least one-dimensional data field using a microprocessor. 2. Verfahren zum Betrieb einer resistiven Wegmeßeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor Erstinbetriebnahme gleichzeitig die Aktionslänge der Wegmeßeinheit betragsmäßig eingegeben und anschließend elektronisch eine positionsmäßige Skalierung im Mikroprozessor vorgenommen wird.2. A method of operating a resistive displacement measuring unit according to claim 1, characterized, that the length of the action of the Travel unit entered in terms of amount and then electronically positional scaling in the microprocessor becomes. 3. Verfahren zum Betrieb einer resistiven Wegmeßeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eichung vor Erstinbetriebnahme durch positionsmäßiges Abfahren mit Hilfe einer bereits geeichten Wegmeßeinrichtung erfolgt. 3. A method for operating a resistive displacement measuring unit according to claim 1 or 2, characterized, that the calibration before commissioning by position Driving off with the help of an already calibrated measuring device he follows.   4. Verfahren zum Betrieb einer resistiven Wegmeßeinheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die positionszugeordneten, im Datenfeld abgelegten Spannungs- und/oder Widerstandswerte als Kurvenverlauf in Abhängigkeit der Position bewertet und durch eine mathematische Funktion approximiert werden.4. A method for operating a resistive displacement measuring unit according to claim 2 or 3, characterized, that the position-assigned voltage and / or stored in the data field Resistance values as a curve depending on the Position evaluated and by a mathematical function be approximated. 5. Verfahren zum Betrieb einer resistiven Wegmeßeinheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die positionszugeordneten Spannungs- und oder Widerstandswerte im mindestens eindimensionalen Datenfeld derart abgelegt sind, daß jeder Position x ein Spannungs- und/oder Widerstandswert zugeordnet ist.5. A method for operating a resistive displacement measuring unit according to claim 2 or 3, characterized, that the position-associated voltage and or resistance values are stored in the at least one-dimensional data field in such a way that a voltage and / or resistance value is assigned to each position x is. 6. Verfahren zum Betrieb einer resistiven Wegmeßeinheit nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Positionszuordnung die Absolutbeträge der ermittelten Spannungs- und/oder Widerstandswerte bewertet werden.6. A method of operating a resistive displacement measuring unit according to claim 4 or 5, characterized, that the absolute amounts of the determined for the position assignment Voltage and / or resistance values are assessed. 7. Verfahren zum Betrieb einer resistiven Wegmeßeinheit nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Positionszuordnung die Abweichungen der ermittelten Spannungs- und/oder Widerstands-Istwerte von einem idealisierten linearen Spannungs- bzw. Widerstandsverlauf bewertet werden. 7. The method for operating a resistive displacement measuring unit according to claim 4 or 5, characterized, that the deviations of the determined for the position assignment Actual voltage and / or resistance values from an idealized one linear voltage or resistance curve can be evaluated.   8. Verfahren zum Betrieb einer resistiven Wegmeßeinheit nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Eichung der Wegmeßeinheit zur bestimmungsgemäßen Positionsermittlung neben der Bewertung der positionsabhängigen Spannungs- und/oder Widerstandswerte eine Trendbewertung durch Berücksichtigung vorherig ermittelter Spannungs- und/oder Widerstandswerte erfolgt.8. Method for operating a resistive displacement measuring unit according to a or more of the preceding claims, characterized, that after the calibration of the displacement measuring unit for the intended purpose Position determination in addition to the evaluation of the position-dependent Voltage and / or resistance values through a trend evaluation Taking into account previously determined voltage and / or Resistance values.
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