DE1064740B - Mehrfachregelanordnung mit Sollwerteinsteller, der die Regelgroessen in nichtlinearem Funktionsverlauf zu aendern gestattet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft emc Regelanordnung fm /wei (oder mehrere) miteinander vermaschte Regelkreise (Mehrfachiegelung) mit einem Sollwerteinsteller, insbesondere Zeitplangeber der die Regelgioßen in nichtlinearem Funktionsverlauf zu andern gestattet

Erfindungsgemaß weist der eine Regler /ur Anpassung der Kennlinie einer Regelgioße an die vorgesteueite Kennlinie einer anderen Regelgroße mit Hilfskraft arbeitende Meßwei tgebei auf, deren an sich bekannte Bereichsumschaltung in Abhängigkeit von einer der Regelgroßen erfolgt und deren vorzugsweise lineare Kennlinien verschieden großer Steilheit von den Regelgroßen unterschiedlich beeinflußt sind Es ist bekannt eine mchtlincare Regelfunktion durch mehrere Rcgelfunktionen darzustellen, doch kommt es im vorliegenden Fall nicht darauf allein an, sondern die auf diese Weise erhaltene nichtlineare Beziehung zwischen zwei Betriebsgroßen (Diuck, Temperatur) soll auch bei zeitlicher Änderung der Großen selbst standig eingehalten werden Bei einem bekannten Temperatui regler mit verschiedenen Regelbereichen bleibt die Regelfunktion immer die gleiche wahrend es beim Erfindungsgegenstand darauf ankommt, durch Umschaltung verschiedene Regelfunktionen /u erzielen An einem weiteren bekannten Temperaturregler fur Raumheizungen ist ein meßwertgesteuerter Umschalter vorgesehen, der die Außentemperatur als Störgröße auf den Regler schaltet, aber nicht ein bestimmtes Verhältnis zwischen zwei Regelgrößen auflcchterhalt Schließlich ist auch schon ein Regler fur eine staire Funktionsregelung einer einzigen Regelgroße bekannt, deren Meßwert über em nichtlmeares Übersetzungsgetriebe auf das Stellglied eines einzigen Reglers wirkt Dem gegenüber wird duich die erfindungsgemaße Einrichtung der funktionell Zusammenhang zwischen zwei verschiedenen Regelgroßen erfaßt Zur Losung dieser Aufgabe wurden bisher mechanische Regeleinrichtungen verwendet Gegenüber solchen Einrichtungen weist die erfindungsgemäße mit Hilfskraft arbeitende Regelanordnung den Vorteil auf daß hinsichtlich der Gestalt der einzuhaltenden Funktionen keine Beschiankung auferlegt ist Dies gilt insbesondere fur elektrische Meß wertgeber Durch entsprechende Wahl der Wider- *5 standswerte der -einzelnen Regeleinrichtungen lassen sich beliebige Verhaltnisse zwischen den Regelgroßen einstellen und damit Regelfunktionen mit beliebigen Steigungen erzielen

Wenn eine Regeleinrichtung von einer Regelfunk tion auf eine andere umgestellt werden soll dann ist bei mechanischen Regeleinrichtungen eine Auswechslung des Übertragungsgiiedes ζ Β der Kurvenscheibe erforderlich Bei der Regeleinrichtung gemiß Mehrfachregelanordnung

mit Sollwerteinsteller, der die Regelgroßen in mchtlmearem Funktionsverlauf zu andern gestattet

Anmelder

Siemens & Halske Gesellschaft m b. H , Wien

Vertreter Dipl Ing C Wallach, Patentanwalt, München 2, Kauhngerstr 8

Beanspruchte Priorität Österreich vom 9 November 1954

Dipl -Kfm Alfred Hogn Lmz (Österreich), ist als Erfinder genannt worden

der Erfindung ist hierzu lediglich eine Verstellung von Widerstanden erforderlich, was leichter und mit größerer Genauigkeit durchzufuhren ist als die Her stellung einer neuen Kurvenscheibe

Fig 1 der Zeichnung zeigt em Diagramm des zeitabhängigen Verlaufes der Temperatur und des Druckes bei einem Kochprozeß, wie es beispielsweise in der Papierindustrie beim Auskochen des Zellstoffes mit Saure üblich ist Der funktionelle Zusammenhang zwischen der Temperatur und der Zeit wird je nach der Beschaffenheit des Kochgutes im vorhinein fest gelegt Die Temperatur, deren Verlauf im Diagramm als dünne Linie eingezeichnet ist wird von einem Zeitplangeber gemäß diesem Zusammenhang eingei egelt

Im voi liegenden Fall dauert die Temperaturzunahme zufolge des Anheizvorganges etwa 2 Stunden Wahiend der folgenden 2 Stunden wird die Temperatur konstant auf den Weit J₁ (etwa 70° C) gehalten Danach wird die Temperatur gesteigert, und zwar zuerst starker und nach etwa 9Va Betriebsstunden in schwächerem Ausmaß Nach ungefähr 13 Stunden schaltet dei Zeitplangeber die Energiezufuhr ab, und die Kochflussigkeit kühlt aus

Der Druck im Kochkessel ist als Funktion der Temperatur angenähert auf den entsprechenden Dampfdruck einzuregeln Die Regelkurve des Druckes ist in Fig 1 als starke Linie dargestellt Beim An-

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Claims (1)

1. heizen des Kochers steigt der Druck mit der Temperatur bis zum Wert P₁ (etwa 4,2 atü), der etwa dem Dampfdruck bei der Temperatur t₁ entspricht, und wird dann konstant gehalten. Bei weiterem Anstieg der Temperatur gemäß der Einstellung durch den Zeitplangeber muß auch der Druck ansteigen, und zwar in einem Maß, das der Zunahme des Dampfdruckes mit der Temperatur entspricht.

   Da im vorliegenden Fall Regeleinrichtungen mit linearer kegclf unk tion Verwendung finden, wächst der Sollwert des Druckes auch linear mit der jeweils herrschenden Temperatur. Die lineare Rcgelfunktion des Druckreglers ist m diesem Bereich so gewnMt, daß sie dem an sich nichtlinearcn Zu.siimmenhiing zwischen der Temperatur und dem Dampfdruck möglichst günstig angepaßt ist. Dieser Abschnitt des Regelprozesses wird so lange eingehalten, bis der Druck seinen Grenzwert p_z (etwa 7,8 atü) erreicht hat. Da dieser Grenzwert nicht weiter überschritten werden soll, erfolgt der weitere Druckregelprozcß nunmehr unabhängig von der Temperatur bis zur Beendigung des Kochprozesses.

   Die ciTmdungsgemäße Anordnung selbst ist in l^rig. 2 schematisch dargestellt. Die Erwärmung der im Kochkessel 1 enthaltenen KochflÜssigkeit erfolgt durch Dampfheizung, und zwar mit Hilfe eines Wärmeaustauschers 2, der auf einer Seite vom Dampf durchströmt wird und auf der anderen Seite von der KochfHissigkcit. Die Dampfzuleitung zum Wärmeaustauscher 2 ist mit 3 und die Dampiableitung mit 4 bezeichnet. In der Zuführungsleitung 3 ist ein Regelventil 5 eingeschaltet. Die KochflÜssigkeit strömt während des Betriebes durch das Rohr 6 vom Kochkessel 1 in den Wärmeaustauscher 2 und durch das Rohr 7 von diesem wieder in den Kessel 1 zurück. Die Temperaturregelung während des Betriebes erfolgt durch den Zeitplangeber 8, der den jeweiligen mit der Zeit veränderlichen Sollwert am Regler 9 einstellt. Dieser regelt die Wärmezufuhr _ZUm Wärmeaustauscher 2 und damit die Kcsseltemptratur durch Betätigung des Ventils 5. Die Regelung erfolgt in der Weise, daß die mit dem Temperaturfühler 10 am Rohr 7 gemessene Temperatur mit dem Sollwert verglichen wird und das Regelventil 5 so lange verstellt wird, bis die gemessene Temperatur mit dem Sollwert übereinstimmt.

   Die Regelung des Druckes im Kochkessel 1 erfolgt mit Hilfe des Regelventil 11, das durch das Steuergalvanometer 12 betätigt wird. Gespeist wird dieses Steuer-] ranomcrcr jeweils von einen- der als MeB-brücken ausgebildeten Regeleinrichtungen 13, 14 oder 15, indem es ül>ei" die Umschaltekontakte 16, 16' und 17, 17' in die Diagonale einer dieser Brücken eingeschaltet wird.

   Die Beeinflussung der Brücken 13, 14 und 15 sowie der Umschallckontakte 16, 16' bzw. 17, 17' erfolgt durch die Temperatur und durch den Druck im Kochkessel. Der Druck wird an der Stelle 18 abgenommen und die Temperatur mit dem Temperaturfühler 19 festgestellt. Der Druck beeinflußt, wie durch die gestrichelte Linie 20 schematise!) angedeutet ist, die Stellung der Potentiometer 21, 22 und 23 sowie das Relais 24. Die Temperatur beeinflußt das Potentiometer 25 und das Relais 26, was durch die gestrichelte Linie 27 angedeutet ist. Die Beeinflussung kann auf beliebige A¥cise erfolgen; sie ist in der Zeichnung durch Pfeile angedeutet, die auf das von der betreffenden Meßgröße jeweils beeinflußte Objekt weisen.

   Die Regelvorgänge, die im Diagramm der Fig. 1 dargestellt sind, kommen mit Hilfe der erfindungsgemäßen Anordnung auf folgende Weise zustande:

   Die Temperaturregelung erfolgt in bereits beschriebener Weise mit Hilfe des Zeitplangebers 8, nach dem in Fig. 1 durch eine dünne Linie dargestellten Verlauf. Die Druckregelung erfolgt in mehreren Abschnitten, und zwar in Abhängigkeit von der Temperatur und auch vom Druck selbst. Solange die Temperatur einen bestimmten Wert nicht überschritten hat, nehmen die Kontakte 16 und 16' die gezeichnete Lage ein und \^erbindcn dadurch die Diagonale der Meßbrücke 13 mit dem Steuergalvanometer 12. Das Potentiometer 21 der Meßbrücke 13 ist vom Druck gesteuert, so daß die Brücke abgeglichen ist, wenn der Druck den Wert P₁ aufweist. Wenn im Zuge der Programmsteuerung die Temperatur den Wert i_v (etwa 75° C) überschreitet, spricht das Relais 26 an und schaltet die Kontakte 16 und 16' um. Dadurch wird die Diagonale der Meßbrücke 14 an das Steuergalvanometer 12 geschaltet. Die Meßbrücke 14 ist mit ζλνεί Potentiometern 22 und 25 ausgestattet, von denen das eine, 22, vom Druck und das andere, 25, von der Temperatur gesteuert ist. Diese Brücke ist dann abgeglichen, wenn Druck und Temperatur in einem gewissen konstanten \Aerhältnis zueinander stehen, so daß in diesem Regelbereich der Druck als lineare Funktion im gleichen Maße wie die Temperatur ansteigt. Sobald der Druck auf den Wert p₂ angestiegen ist, spricht das Relais 24 an und schaltet mit seinen Kontakten 17 und 17' das Steuergalvanometer 12 in die Diagonale der Meßbrücke 15, deren Potentiometer 23 ausschließlich vom Druck abhängig ist. Die Brücke 15 ist abgeglichen, wenn der Druck den Wert p₂ einhält. Dieser Druck wird bis zur Beendigung des Kochprozesses beibehalten.

   In der erfindungsgemäßen Anordnung lassen sich auch Regeleinrichtungen mit nichtlinearen Regelfunktionen verwenden, sofern sie stückweise in entsprechender Annäherung mit der gewünschten Regelfunktion zur Deckung gebracht werden können.

   P ^TEXTAXSPRUC II

   Regelanordnung für zwei (oder mehrere) miteinander vermaschte Regelkreise (Mehrfachregelung) mit einem Sollwerteinsteller, insbesondere Zeitplangeber, der die Regelgrößen in nichtlinearem Funktionsverlauf zu ändern gestattet, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Regler (18, 19; 12; 11) zur Anpassung der Kennlinie einer Regelgröße (p) an die (durch. Zeitplangeber 8 des anderen Reglers 10, 9, 5) vorgesteuerte Kennlinie einer anderen Regelgröße (t) mit Hilfskraft arbeitende, insbesondere elektrische Meßwertgeber (13, 14, 15) aufweist, deren an sich bekannte Bereichsumschaltung in Abhängigkeit von der einen Regelgröße (ρ) erfolgt (Relais 24,26) und deren vorzugsweise lineare Kennlinien verschieden großer (mittlerer) Steilheit von den Regelgrößen unterschiedlich (^₁; p, t; P₂) beeinflußt sind.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 905 208, 719 612, 712 119, 818 975.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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