DE707166C

DE707166C - Thermische Rueckfuehrung fuer Temperaturfallbuegelregler

Info

Publication number: DE707166C
Application number: DEH154808D
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Weber
Original assignee: Hartmann and Braun AG
Current assignee: ABB Training Center GmbH and Co KG
Priority date: 1938-02-17
Filing date: 1938-02-17
Publication date: 1941-09-30

Description

Thernusche Rückführung für Temperaturfallbügelregler Um bei temperaturgeregelten Anlagen, die mit großer Wärmeträgheit behaftet sind, Pendelungen des Regelwertes um den Sollwert zu vermeiden, werden die Temperaturregler mit Rückführungen ausgestattet, die den Regelvorgang rechtzeitig im Sinne einer asymptotischen Annäherung der Regelkurve an den Sollwert beeinflussen. Als Rückführungen kommen hierfür in erster Linie solche in Betracht, die auf thermischer Grundlage beruhen, da diese infolge ihrer exponentiellen Charakteristik elastisch sind und sich leicht den verschiedenen Betriebsbedingungen anpassen lassen.
Bei den thermischen Rückführungen wird in Abhängigkeit der Abweichung des Istwertes vom Sollwert eine Vorrichtung aufgeheizt, die eine sich entsprechend der exponentiell verlaufenden Erwärmungs- und Abkühlungskurve ändernde Hilfsregelgröße erzeugt, deren Einwirkung auf die Hauptregelgröße die Rückführung herbeiführt, Diese Hilfsregelgröße kann auf verschiedenem Wege zur Einwirkung gebracht werden, z. B. durch elektrische Bieeinflussung des das Meßwerk durchfließenden Stromes .oder auf mechanischem Wegre .durch Verschiebung der um .den Sollwert angeordneten Steuerkontakte des Reglers. Bei einem bekannten Temperaturfallbügelregler beruht die thermische Rückführung darauf, daß von zwei in Abhängigkeit von der Abweichung des Istwertes vom Sollwert beheizten Bimetallstreifen je nach dem Richtungssinn der Ab- weichung entweder der eine oder der andere beheizt wird und dabei eine im Sinne der Rückführung wirkende Verschiebung des Steuerkontaktes hervorruft. Im Gegensatz zu den fest angeordneten Steuerkontakten wird durch :das Mitwandern der Kontakte, das sich nach einer Exponentialfunktion vollzieht, erreicht, daß die Steuerimpulsgabe schon eher unterbrochen wird, als dies durch Auswirkung der geregelten Temperatur auf das Fühlorgan bzw. das Meßwerk erfolgt. Die Erfindung betrifft nun die Verbesserung einer auf diesem Prinzip beruhenden Rückführung. Bei der bekannten Rückführung verschiebt jeder Bimetallstreifen je nach der AusschIagsrichtung und AusschIagsweite des Zeigers nur seinen zugehörigen Steuerkontakt mehr oder weniger weit von der Sollwortstellung weg. Setzt nun bei einer Störung der Solltemperatur die Rückführung, also die Unterbrechung der Steuerimpulsgabe, zu spät ein, was z. B. bei plötzlicher Änderung der Wärmeaufnahme eines Ofens sehr leicht vorkommen kann, so bewirkt die erhöhte Energiezufuhr bei einem vorhergehenden Absinken der Temperatur oder die erhöhte Drosselung der Energiezufuhr bei einer vorangegangenen Steigerung der Temperatur einen Ausschlag des Meßwerkzeigers, bei dem letzterer sich der Sollivertstellung nicht asymptotisch nähert, sondern über diese hinausgeht. Die Folge ist, daß der Zeiger den zweiten Steuerkontakt zum Ansprechen bringt und dadurch Regelimpulse in entgegengesetzter Richtung verursacht. Sofern nun die Rückführung nicht auf die Wärmeträgheit der zu regelnden Anlage abgestimmt ist, wird auch in diesem Fall die Rückführung ein Hinauswandern des Zeigers über die Sollwortstellung nicht verhindern können, worauf der Regelvorgang sich nach der anderen Richtung wiederholt und so Pendeltingen des Regelwertes um den Sollwert unvermeidlich sind.
Dieser Mangel der bekannten Rückführung wird erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß die beweglichen Enden beider Bimetallstreifen mechanisch miteinander gekuppelt werden und das Kopplungsglied der Bimetallstreifen an dem Träger für die beiden Steuerkontakte zum Eingriff gebracht wird. Nähert sich nun infolge nicht rechtzeitigen Einsetzens der Rückführung der Zeiger dem Sollwert nicht asymptotisch, so sorgt der zweite infolge der mechanischen Verbindung mit dem ersten diesem näher @ or dein Sollwert stehende Steuerkontakt wesentlich früher, nämlich vor Erreichen oder Überschreiten des Sollwertes, für Impulse in entgegengesetzter Richtung, die ein Pendeln der Temperatur um den Sollwert verhindern. Beide Steuerkontakte werden also nach der gleichen Richtung bewegt, und damit wird dem Reglerintervall stets die gleiche Größe vorgeschrieben, während letzteres sich bei der bekannten Einrichtung mit der Größe der Temperaturabweichung vom Sollwert ändert. Plötzliche Änderungen im Betriebszustand der zu regelnden Anlage werden bei der thermischen Rückführung nach der Erfindung somit rechtzeitig abgedämpft, ohne daß dabei der Sollwert überschritten wird. Von dem Verschieben zweier Steuerkontakte in derselben Richtung durch eine bei Ab-' weichung des Zeigers von seiner Sollwertstellung einsetzende Rückführung ist schon bei einem anderen Temperaturregler Gebrauch gemacht worden, doch handelt es sich dabei nicht um eine thermische Rückführung, sondern um eine starre mechanische Rückführung mit den bekannten Nachteilen, daß ein bestimmter Sollwert nicht für verschiedene Betriebszustände eingehalten werden kann.
An Hand der Zeichnung wird das Druckstück 14 der Kontaktwippe 3 dem Zeiger schneller entzogen, als dies ohne Verschiebung des Kontaktes der Fall wäre. Die Folge ist, daß der Motor keine Steuerimpulse mehr erhält und die Energieregelung aufhört. Der Zeiger strebt wieder der Sollwortstellung zu. Erfolgt diese Bewegung schneller als die durch die Abkühlung des Bimetallstreifens i t bedingte Rückdrehung es Sollwertzeigers, so gerät der Zeiger unter das Druckstück 15 der vor dem Sollwert stehenden Kontaktwippe 4. Beim nächsten Anheben des Fallbügels wird die Schaltröhre 8 eingeschaltet und damit der Motor 9 in die umgekehrte Drehrichtung versetzt. Gleichzeitig hiermit wird aber auch die Heizung 16 des Bimetallstreifens 17 eingeschaltet, die ein Verbiegen des Streifens und eine weitere Verschiebung des Sollwertzeigers in der Richtung des Zeigerausschlages und damit die Rückführung einleitet. Durch die' entgegengesetzt gerichteten Steuerimpulse, die noch vor Erreichen des Sollwertes einsetzen, stellt sich dann in der geregelten Anlage eine Temperatur ein, die sich asymptotisch dem Sollwert nähert.
Der gleiche Vorgang spielt sich entsprechend in umgekehrter Richtung ab, wenn der Zeiger zu Beginn des Regelvorganges unter die Kontaktwippe 4 gerät.
Um die Rückführung verschiedenen Betriebsbedingungen anpassen zu können, werden Regelwiderstände i S und i g in den Heizkreis der Bimetällstreifen gelegt. Doch genügt diese Art der Beeinflussung allein zuweilen nicht, namentlich wenn es sich um Anlagen mit großer Wärmeträgheit handelt. In solcher< Fällen werden die Bimetallstreifen einem weiteren Erfindungsgedanken zufolge in Gehäusen 2o und 21 angebracht, die den Wärmeaustausch mit der Außenluft verzögern. Dabei können diese Gehäuse noch zusätzlich durch regelbare Heizwicklungen 22 und 23 beheizt werden.

Claims

PATrh-rArsrRücHr: i. Thermische Rückführung für Temperaturfallbügelregler, bei welcher von zwei in Abhängigkeit von der Abweichung des Istwertes vom Sollwert beheizten Bimetallstreifen je nach dem Richtungssinn der Abweichung entweder der eine oder .der andere beheizt wird und eine im Sinne der Rückführung wirkende Verschiebung ,der beiden Steuerkontakte hervorruft, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Enden der -beiden Bimetallstreifen mechanisch miteinander gekuppelt sind und das Kopplungsglied der Bimetallstreifen an ,dem Träger für die beiden Steuerkontakte angreift. a. Thermische Rückführung für Temperaturfallbügelregler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Bimetallstreifen innerhalb von den Wärmeaustausch verzögernden Gehäusen angebracht sind. 3. Thermische Rückführung für Temperaturfallbügelregler nach Anspruch i und a, .dadurch. gekennzeichnet, daß die Gehäuse zusätzlich beheizt sind.