DE1006935B

DE1006935B - Control device for automatic adjustment of processes to an extreme value

Info

Publication number: DE1006935B
Application number: DES38188A
Authority: DE
Inventors: Herbert Bohnstedt
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1954-03-17
Filing date: 1954-03-17
Publication date: 1957-04-25

Description

Regeleinrichtungen zur selbsttätigen Einregelung von Vorgängen, die in Abhängigkeit von der geregelten Größe einen Extremwert, d. h. ein Maximum oder Minimum, durchlaufen, wie z. B. Verbrennungsvorgänge, chemische Reaktionen od. dgl., sind bekannt. Derartige Einrichtungen werden als Optimalwertregler oder Bestwertregler bezeichnet und haben die Aufgabe, das Ergebnis eines Vorganges, auf den mehrere Komponenten einwirken, zu überwachen und den Vorgang, z. B. einen chemischen Prozeß, auf dem Bestwert zu halten. Hierzu wird die das Ergebnis des Vorganges darstellende physikalische Größe, bei einem Verbrennungsvorgang ist dies die Temperatur, gemessen und eine das Ergebnis beeinflussende Komponente derart geregelt, daß die gemessene physikalische Größe ein Optimum erreicht. So ist beispielsweise zur Einregelung eines optimalen Verhältnisses zwischen Brennstoffmenge und Verbrennungsluftmenge bei Feue-Control devices for the automatic adjustment of processes that depend on the controlled variable an extreme value, d. H. pass through a maximum or minimum, e.g. B. Combustion processes, chemical Reactions or the like are known. Such devices are called optimal value controllers or best value controllers and have the task of determining the result of a process on which several components act monitor and the process, e.g. B. a chemical process to keep at the best. For this purpose, the Physical variable representing the result of the process, in the case of a combustion process this is the temperature, measured and a component influencing the result regulated in such a way that the measured physical Size reached an optimum. For example, to adjust an optimal ratio between Amount of fuel and amount of combustion air in the case of fire

rungsanlagen eine Anordnung bekannt, bei der durch 9an arrangement is known in which by 9

verschiedene Bemessung des Verhältnisses zwischendifferent dimensioning of the relationship between

Brennstoffmenge und Verbrennungsluftmenge nachein- 20 wirkenden Regler mit selbsttätigem Sollwertnachlauf, ander zwei Einstellungen der Feuerung geschaffen und z· B. einen Fallbügelregler, zu verwenden und die Wirdabei die sich einstellenden Temperaturen im Feuerraum kungsrichtung der Stellimpulse von dem Ergebnis der gemessen werden. Aus der Temperaturdifferenz, die den Suchbewegung abzuleiten. Wie bereits oben ausgeführt, beiden Einstellungen entspricht, läßt sich jeweils die muß bei einem Verbrennungsregler, wenn bei der Such-Richtung der Verstellung entnehmen, die der Verstell- 25 bewegung die Luftklappe weiter geöffnet wurde und motor des Reglers ausführen muß, um die Temperatur hierauf die Temperatur steigt, die Luftklappe durch den im Feuerraum auf den jeweiligen Maximalwert einzu- Stellimpuls weiter geöffnet, nach einem Abfallen der regeln. Die Richtung der Verstellbewegung, d. h. die Temperatur dagegen geschlossen werden. Wurde da-Drehrichtung des Verstellmotors, wird bei den bekannten gegen bei der Suchbewegung die Luftklappe geschlossen Anordnungen dadurch ermittelt, daß beispielsweise der 30 und steigt hierauf die Temperatur an, so muß ein Steiljeweiligen Stellung der Luftklappe in der Luftzufuhr impuls in Richtung »Schließen«, bei einem Abfallen der F i lFuel quantity and combustion air quantity after-acting regulator with automatic setpoint follow-up, created two other settings for the furnace and, for example, using a drop handle regulator and doing this the setting temperatures in the furnace kung direction of the control pulses from the result of the be measured. From the temperature difference derived from the search movement. As already stated above, corresponds to both settings, the must can be found in a combustion controller if in the search direction take from the adjustment that the adjustment movement the air flap was opened further and motor of the controller must run to the temperature then the temperature rises, the air flap through the Adjusting pulse further opened in the combustion chamber to the respective maximum value after the rules. The direction of the adjustment movement, i.e. H. the temperature, however, can be closed. Was there direction of rotation of the adjusting motor, the air flap is closed in the known against during the search movement Arrangements are determined by, for example, the 30 and then the temperature rises, so a respective steeper must Position of the air flap in the air supply pulse in the »close« direction when the F i l

Regeleinrichtung zur selbsttätigen Einregelung von Vorgängen auf einen ExtremwertControl device for automatic adjustment of processes to an extreme value

Anmelder: Siemens & Halske Aktiengesellschaft,Applicant: Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München, München 2, Wittelsbacherplatz 4Berlin and Munich, Munich 2, Wittelsbacherplatz 4

Herbert Bohnstedt, Karlsruhe, ist als Erfinder genannt wordenHerbert Bohnstedt, Karlsruhe, has been named as the inventor

zum Feuerraum eine zusätzliche, als Suchbewegung bezeichnete Pendelbewegung überlagert wird. Hierdurch wird die Luftzufuhr während einer bestimmten Zeitspanne um einen bestimmten Betrag verkleinert und anschließend während einer gleichlangen Zeit um den gleichen Betrag vergrößert. Liegt die Temperatur im Feuerraum unterhalb des Maximalwertes in Richtung der unvollständigen Verbrennung, so sinkt bei einer Verringerung der Luftzufuhr die Temperatur weiter ab und steigt in der nächsten Halbperiode der Pendelbewegung, während der die Luftzufuhr vergrößert wird, entsprechend an. Der Regler muß in dem Fall des angenommenen Beispiels sowohl bei zu niedriger Temperatur als auch bei zu hoher Temperatur einen Impuls im Sinne einer Vergrößerung der Luftzufuhr geben, damit die Temperatur im Feuerraum ihr Optimum erreichen kann. Ist dagegen die Luftklappe zu weit geöffnet und eine Einstellung erreicht, die einem Punkt jenseits des Maximums in Richtung einesan additional pendulum movement called a search movement is superimposed on the combustion chamber. Through this the air supply is reduced by a certain amount during a certain period of time and then increased by the same amount during the same period of time. Is the temperature in the furnace below the maximum value in the direction of incomplete combustion, it decreases with a decrease the air supply, the temperature continues to decrease and increases in the next half-cycle of the pendulum movement, during the the air supply is increased accordingly. The controller must in the case of the assumed example both at too low a temperature and at too high a temperature a pulse in the sense of an enlargement the air supply so that the temperature in the combustion chamber can reach its optimum. On the other hand, is the air valve opened too wide and reached a setting approaching a point beyond the maximum

Temperatur in Richtung »öffnen« gegeben werden. Dies läßt sich übersichtlich in der nachfolgenden Tabelle darstellen. Temperature in the »open« direction. this can be clearly shown in the following table.

Suchbewegung in Richtung:Search movement in the direction:

Resultat:Result:

notwendiger
Stellimpuls für
die Luftklappemore necessary
Control pulse for
the air damper

mehr Luftmore air

Temperatur
steigttemperature
increases

öffnento open

Temperatur fälltTemperature drops

schließenconclude

weniger Luftless air

Temperatur steigttemperature increases

schließenconclude

Temperatur fälltTemperature drops

öffnento open

Diese richtige Zuordnung der Stellimpulse läßt sich, wie bekannt, durch einen Umkehrschalter für die Drehrichtung des Stellmotors erreichen, der im Synchronismus mit der Suchbewegung umgeschaltet wird.This correct assignment of the control pulses can, as is known, by means of a reversing switch for the direction of rotation of the servomotor, which is switched over in synchronism with the search movement.

Bei den bekannten Anordnungen wurde die Such-In the known arrangements, the search

Luftüberschusses entspricht, so muß der Regler in der 50 bewegung dem Stellmotor über ein Differentialgetriebe Weise Impulse an den Stellmotor geben, daß sowohl bei durch einen vom Stellmotor unabhängigen zweiten Motor steigender als auch bei fallender Temperatur im Feuerraum überlagert. Bei einer weiteren bekannten Anordnung die Luftklappe weiter geschlossen wird. führt der Stellmotor gleichzeitig die Suchbewegung ausCorresponds to excess air, the controller must move the servomotor via a differential gear Wise impulses to the servomotor that both by a second motor independent of the servomotor overlaid with rising and falling temperature in the combustion chamber. In another known arrangement the air flap is closed further. the servomotor performs the search movement at the same time

Es ist bekannt, als Bestwertregler einen periodisch und erhält die für die Suchbewegung notwendigen Stell-It is known that as a best value controller, a periodic and receives the control values necessary for the search movement

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impulse von einem besonderen, ζ. B. mit einem Zeit- ständig periodische Pendelbewegungen aus, in deren relais zusammenarbeitenden Impulsgeber. Umkehrpunkten der Hebel 16 gegen den Anschlag 17 Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine oder 18 läuft und hierdurch die Drehrichtung des Stell-Schalteinrichtung periodisch den Stellmotor in der einen motors umschaltet. Die Mittellage der Drosselklappe und in der anderen Laufrichtung einschaltet und dadurch 5 während der Pendelbewegung hängt also von der Verdie Pendelbewegung des Stellgliedes veranlaßt, daß die stellung der gemeinsam an der Welle 8 befestigten Angleiche oder eine weitere Schaltvorrichtung mit der schlage 17 oder 18 ab. Wie bereits ausgeführt, wird die gleichen Periode die Drehrichtung des Stelltriebes um- Drehrichtung der Welle 8 in Abhängigkeit von der Drehkehrt und daß die Laufzeit des Stellgliedes in der einen richtung des Stellmotors vom Schalter 10 gesteuert, oder der anderen Richtung vom Regler entsprechend der io Der Umschalter 10 ist in dem in der Zeichnung dar-Regelabweichung mit Hilfe eines Nachstellmotors ver- gestellten Beispiel in ähnlicher Weise ausgebildet wie der längert und damit die Mittelstellung des Stellgliedes ver- Umschalter 11 und wird mit diesem gleichzeitig umgelagert wird. schaltet. Über die Schaltvorrichtung 9 wird hierbei auf An Hand der Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel elektromagnetischem Wege der Drehsinn innerhalb des der Erfindung näher erläutert werden. Das Beispiel be- 15 Getriebes 7 umgekehrt.impulses from a special one, ζ. B. with a time constantly periodic pendulum movements, in which relay cooperating pulse generator. Reversal points of the lever 16 against the stop 17 The invention is characterized in that one or 18 runs and thereby the direction of rotation of the actuating switching device periodically switches the servomotor to one of the motors. The middle position of the throttle valve and turns on in the other running direction and thus 5 during the pendulum movement depends on the income Pendulum movement of the actuator causes the position of the jointly attached to the shaft 8 adjustment or another switching device with the strike 17 or 18. As already stated, the same period, the direction of rotation of the actuator reverses the direction of rotation of the shaft 8 depending on the rotation and that the running time of the actuator in one direction of the servomotor is controlled by switch 10, or the other direction from the controller according to the io The changeover switch 10 is in the control deviation shown in the drawing with the aid of an adjusting motor, the example is designed in a manner similar to that of the lengthens and thus the central position of the actuator is changed over switch 11 and is repositioned with this at the same time will. switches. About the switching device 9 is on the basis of the drawing, an embodiment of the electromagnetic path of the direction of rotation within the the invention will be explained in more detail. The example is reversed.

zieht sich auf eine Feuerungsregelung, bei der das opti- An Stelle des Kippumschalters 10 können auch Relais male Verhältnis zwischen Brennstoffmenge und Ver- im Stromkreis des Stellmotors für die Umschaltung verbrennungsluftmenge selbsttätig einzustellen ist. Als wendet werden. So ist es beispielsweise denkbar, in den Regler wird beispielsweise ein Kompensationsregler mit Zuleitungen 20 und 21 für Links- bzw. Rechtslauf des Impulskontakten, ein Fallbügelregler od. dgl. verwendet 20 Stellmotors je eine Relaiswicklung anzuordnen. Die Re-(vgl. ATM-Blatt J 063-4), dessen Meßfühler 2 die Tem- lais arbeiten mit der Schaltvorrichtung 9 in der Weise peratur im Feuerraum erfaßt. Der Regler ist in an sich zusammen, daß bei Linkslauf des Stellmotors 13 beibekannter Weise mit einem Sollwertnachlauf 19 aus- spielsweise das in der Leitung 20 liegende Relais anspricht gerüstet. Beim Ansprechen des Reglerkontaktes 3 oder 4 und den einen Drehsinn des Getriebes 7 einschaltet, wird der Nachstellmotor 5 im einen oder anderen Dreh- 25 während bei umgekehrtem Drehsinn das in der Leitung 21 sinn in Bewegung gesetzt, über das Vorgelege 6 gleich- liegende Relais die entgegengesetzte Drehrichtung des zeitig der Sollwert des Reglers nachgestellt und die Getriebes 7 einschaltet.refers to a combustion control, in which the opti- Instead of the toggle switch 10, relays can also be used Male ratio between the amount of fuel and the amount of fuel in the servomotor circuit for switching the amount of combustion air is to be set automatically. Than be turned. For example, it is conceivable in the Controller is, for example, a compensation controller with leads 20 and 21 for left and right rotation of the Pulse contacts, a drop bow regulator or the like used to arrange 20 servomotors each with a relay winding. The Re- (cf. ATM sheet J 063-4), the measuring sensor 2 of which works with the switching device 9 in the manner temperature recorded in the furnace. The controller is in itself together that with counterclockwise rotation of the servomotor 13 is also known For example, the relay located in the line 20 responds with a setpoint lag 19 armed. When the controller contact 3 or 4 responds and one direction of rotation of the gear 7 switches on, the adjusting motor 5 in one or the other direction of rotation 25 while in the opposite direction of rotation that in the line 21 set in motion, the opposite direction of rotation of the relay is set in motion via the intermediate gear 6 The setpoint of the controller is readjusted in good time and the transmission 7 switches on.

Drehbewegung in das Getriebe 7 eingeleitet. Die Dreh- Im folgenden soll die Wirkungsweise der Anordnung richtung der Abtriebswelle 8 des Getriebes 7 kann durch kurz im Zusammenhang erläutert werden. Es sei angeeine elektromagnetisch steuerbare Schaltvorrichtung 9 30 nommen, daß dem Feuerraum zu wenig Luft zugeführt umgesteuert werden. Je nach der Stellung der Schalt- wird und die Temperatur unterhalb des Optimums liegt, vorrichtung bewegt sich also bei gleichbleibender Dreh- Die Pendelbewegung der Drosselklappe soll beispielsrichtung der Welle W die Abtriebswelle 8 im einen weise gerade so ablaufen, daß die Luftzufuhr weiter ge- oder anderen Drehsinn. Die Welle 8 ist mit den Schalt- drosselt wird, die Klappe sich also nach links bewegt und vorrichtungen 10 und 11 verbunden. Der Stellmotor 13 35 somit schließt. Hierbei tritt ein weiterer Temperaturtreibt über ein Vorgelege 15 das Stellglied, nämlich abfall im Feuerraum auf. Die Brückenschaltung des die Drosselklappe 14 in der Luftzuführung zum Feuer- Kompensationsreglers ist infolge der vom Thermoelement raum an. Die Drehbewegung des Stellmotors wird gleich- erfaßten Temperaturänderung nicht mehr im Gleichgezeitig ebenfalls mit Hilfe der Welle 12 auf die Schaltvor- wicht, und der Nachstellmotor 5 wird durch Schließen richtungen 10 und 11 übertragen. Die Schaltvorrichtung 40 eines der beiden Reglerkontakte 3 und 4 in Bewegung 11 bestimmt die Drehrichtung des Stellmotors und gesetzt. Über die Schaltvorrichtung 9 sind am Getriebe 7 schaltet diesen in der vorgegebenen Drehrichtung so lange bei Linksdrehung der Drosselklappe die Drehrichtung ein, bis die Drosselklappe um einen bestimmten, festen der Welle 8 und die Drehrichtung des Nachstellmotors 5 Drehwinkel verstellt ist. Nach Überstreichen des vor- so aufeinander abgestimmt, daß bei einer Temperaturgegebenen Drehwinkels wird der Stellmotor von der 45 abnähme eine Drehung der Anschläge 17 und 18 der Schaltvorrichtung in die entgegengesetzte Drehrichtung Schaltvorrichtung 11 nach rechts erfolgt. Der Pendelgesteuert und der gleiche Drehwinkel der Drosselklappen- bereich der Drosselklappe und damit der des Hebels 16 verstellung zurückgelegt. wird hierdurch nach rechts verlagert, so daß im Mittel Es kommt somit eine Pendelung der Drosselklappe um mehr Luft dem Feuerraum zugeführt wird und die Temeinen Mittelwert zustande. Die Lage des Mittelwertes 5° peratur sich dem Optimum nähert, wird von dem durch den Regler gesteuerten Nachstell- Als weiteres Beispiel für einen Einstellvorgang sei motor 5 vorgegeben. Die Schaltvorrichtung 10 bewirkt angenommen, daß die Luftzufuhr zum Feuerraum zu die Umkehr der Drehrichtung des Getriebes 7 in Ab- groß ist und die Temperatur einen Wert jenseits des hängigkeit von der Drehrichtung des Stellmotors bzw. Optimums erreicht hat, also zu niedrig ist. Es sei der Fall der Bewegungsrichtung der Drosselklappe. Sobald sich 55 betrachtet, daß die Drosselklappe wiederum bei ihrer die Bewegung der Drosselklappe bzw. des Stellmotors Pendelbewegung gerade nach links, also im Sinne einer umkehrt, wird auch das Getriebe 7 umgeschaltet. Die Drosselung der Luftzufuhr, verstellt wird. Die Temperatur Schaltvorrichtung 11 für den Stellmotor ist als Umkehr- wird hierbei ansteigen und der Kompensationsregler schalter ausgebildet und weist ein auf einem Kreisumfang beispielsweise den Kontakt 4 schließen. Der Nachstellzwischen zwei Anschlägen angeordnetes Schaltglied auf. 60 motor verdreht über das Vorgelege 6 und das Getriebe 7 Das Schaltglied ist beispielsweise der Hebel 16 eines die Anschläge der Schaltvorrichtung 11 nach links, so Kippumschalters, der in der einen Schaltlage den Stell- daß der Pendelbereich des Stellmotors und damit der motor 13 in der einen Drehrichtung und in der entgegen- Drosselklappe nach links verlagert wird. Dem Feuerraum gesetzten Schaltlage in umgekehrter Drehrichtung ein- wird hierdurch weniger Luft zugeführt, die Temperatur schaltet. Auf der Welle 8, die über das Getriebe 7 und das 65 steigt an und nähert sich dem Optimum. Vorgelege 6 vom Nachlaufmotor 5 gedreht wird, sind Im vorstehend beschriebenen Beispiel sind die Drehzwei Anschläge 17 und 18 befestigt, von denen der Hebel 16 richtung des Motors 5, die Kontakte 3 und 4 des Kompenaus der einen Endlage in die andere Endlage umgeschaltet sationsreglers und die steuerbare Schaltvorrichtung 9 werden kann. Infolge der beschriebenen Anordnung mit ihrem Umschalter 10 so aufeinander abgestimmt, daß führen der Stellmotor 13 und damit die Drosselklappe 14 70 in jeder beliebigen Stellung der Drosselklappe ein selbst-Rotary movement initiated in the gear 7. The following is the operation of the arrangement direction of the output shaft 8 of the transmission 7 can be explained by briefly in context. It is assumed that an electromagnetically controllable switching device 9 30 is that too little air is supplied to the furnace and reversed. Is and the temperature is below the optimum, depending on the position of the switch, so device moves at a constant rotation, the pendulum movement of the throttle valve to such direction W, the output shaft 8 in one example straight run so the shaft, that the air supply further forged or other direction of rotation. The shaft 8 is connected to the switching throttle, so the flap moves to the left and devices 10 and 11 are connected. The servomotor 13 35 thus closes. Here, a further temperature drive occurs via an intermediate gear 15, the actuator, namely waste in the combustion chamber. The bridge circuit of the throttle valve 14 in the air supply to the fire compensation controller is due to the space from the thermocouple. The rotary motion of the servomotor is no longer simultaneously detected with the temperature change, likewise with the aid of the shaft 12, and the readjustment motor 5 is transmitted by closing devices 10 and 11. The switching device 40 of one of the two controller contacts 3 and 4 in motion 11 determines the direction of rotation of the servomotor and is set. Via the switching device 9 on the transmission 7 this switches on in the specified direction of rotation when the throttle valve is turned to the left until the throttle valve is adjusted by a certain fixed angle of the shaft 8 and the direction of rotation of the adjusting motor 5. After passing over the previously coordinated so that at a given temperature angle of rotation, the servomotor is reduced from 45 a rotation of the stops 17 and 18 of the switching device in the opposite direction of rotation of the switching device 11 to the right takes place. The pendulum-controlled and the same angle of rotation of the throttle valve area of the throttle valve and thus that of the lever 16 adjustment are covered. is thereby shifted to the right, so that on average the throttle flap oscillates by more air and the temperature is averaged. The position of the mean value 5 ° temperature approaching the optimum is determined by the adjustment controlled by the controller. Motor 5 is specified as a further example of an adjustment process. The switching device 10 causes the air supply to the furnace to reverse the direction of rotation of the gear 7 in Ab- and the temperature has reached a value beyond the dependence on the direction of rotation of the servomotor or optimum, ie is too low. Let it be the case of the direction of movement of the throttle valve. As soon as it is considered that the throttle valve in turn reverses the movement of the throttle valve or the servomotor pendulum movement straight to the left, that is to say in the sense of a reversal, the transmission 7 is also switched. The throttling of the air supply is adjusted. The temperature switching device 11 for the servomotor is designed as a reversing device and the compensation controller is designed to switch and has a contact 4 close on a circumference, for example. The adjusting member arranged between two stops. 60 motor rotated via the countershaft 6 and the gearbox 7 The switching element is, for example, the lever 16 of one of the stops of the switching device 11 to the left, so toggle switch, which in one switching position the setting that the pendulum range of the servomotor and thus the motor 13 in the one direction of rotation and in the opposite throttle valve is shifted to the left. The switching position set in the opposite direction of rotation to the combustion chamber means that less air is supplied and the temperature switches. On the shaft 8, which rises via the gearbox 7 and the 65, and approaches the optimum. Countershaft 6 is rotated by the trailing motor 5, in the example described above, the two rotary stops 17 and 18 are attached, of which the lever 16 in the direction of the motor 5, the contacts 3 and 4 of the compensation switch from one end position to the other end position controller and the controllable switching device 9 can be. As a result of the described arrangement with its changeover switch 10 so coordinated that the servomotor 13 and thus the throttle valve 14 70 in any position of the throttle valve a self-

tätiges Einlaufen der Regeleinrichtung auf den optimalen Temperaturwert im Feuerraum erfolgt. Bei einem Ansteigen der Temperatur schließt der Kompensationsregler den Kontakt 4, während bei fallender Temperatur der Kontakt 3 geschlossen wird. Der Nachstellmotor 5 bewegt hierbei im ersten Fall die Welle W nach links, d. h. mit einem dem Uhrzeigersinn entgegengesetzten Drehsinn, während im zweiten Fall bei Schließen des Kontaktes 3 eine Rechtsdrehung der Welle W erfolgt. Der Umschalter 10 und die elektromagnetisch steuerbare Schaltvorrichtung arbeiten nun in der Weise, daß bei einer Pendelbewegung der Drosselklappe nach links (schließen) der Drehsinn der Welle 8 der gleiche bleibt wie der der Welle W, während bei einer Pendelbewegung der Drossel nach rechts (öffnen) eine Umkehrung des Drehsinns erfolgt, d. h. die Laufrichtung der Welle 8 der der Welle W entgegengesetzt ist.active running-in of the control device to the optimum temperature value in the furnace takes place. When the temperature rises, the compensation controller closes contact 4, while when the temperature falls, contact 3 closes. In the first case, the adjusting motor 5 moves the shaft W to the left, ie in a counterclockwise direction of rotation, while in the second case, when the contact 3 closes, the shaft W rotates to the right. The changeover switch 10 and the electromagnetically controllable switching device now work in such a way that when the throttle valve oscillates to the left (close) the direction of rotation of the shaft 8 remains the same as that of the shaft W, while when the throttle oscillates to the right (open) the direction of rotation is reversed, ie the direction of rotation of shaft 8 is opposite to that of shaft W.

Da bei den meisten Anlagen eine Abweichung der Regelgröße vom Optimalwert nur in größeren Zeitabständen auftritt, kann es zweckmäßig sein, das Vorgelege 15 mit einer Vorrichtung zur periodischen Aussetzung der Pendelbewegung zu versehen. Eine solche Vorrichtung kann in einfacher Weise darin bestehen, daß ein Zahnrad des Getriebes nur auf einem Teil seines Umfanges mit einer Verzahnung versehen ist und daher nur zeitweise die in die Getriebe eingeleitete Bewegung auf den Abtrieb weitergegeben wird. Durch eine solche zeitweise Unterbrechung der Pendelbewegung wird die Abnutzung der miteinander im Eingriff stehenden Teile verringert und die Lebensdauer vergrößert.Since in most systems a deviation of the controlled variable from the optimum value only occurs at longer time intervals occurs, it may be appropriate to equip the intermediate gear 15 with a device for periodic exposure to provide the pendulum movement. Such a device can consist in a simple manner that a gear of the transmission is only provided with a toothing on part of its circumference and therefore the movement initiated in the gearbox is only temporarily passed on to the output. By such a Temporary interruption of the pendulum movement is the wear and tear of the parts which are in engagement with one another reduced and the service life increased.

Gemäß einer weiteren Abwandlung der Erfindung ist es auch möglich, an Stelle des Umschalters 11 mit nur zwei Schalterstellungen für Links- und Rechtslauf des Stellmotors einen Umschalter zu verwenden, der außerdem eine Mittelstellung aufweist. In der Mittelstellung bleibt der Motor stehen. Diese abgewandelte Anordnung läßt sich immer dann anwenden, wenn die Regelstrecke und der Meßfühler eine gewisse Trägheit aufweisen, d. h. wenn bei einer Veränderung des Stellgliedes erst nach Ablauf einer bestimmten Zeit eine Änderung des Meßwertes am Kompensationsregler auftritt. In diesem Fall tritt eine Verstellung der Drosselklappe nur dann auf, wenn der Meßwert sich ändert und über den Nachstellmotor eine Verdrehung der Welle 8 und damit eine Auslenkung des Umschalters 11 aus der Nullage erfolgt. Nach einer solchen Auslenkung läuft der Stellmotor dann in der eingeschalteten Richtung und verdreht die Drosselklappe sowie den Hebel 16 so lange, bis dieser wieder gegen einen Anschlag läuft und den Stellmotor ausschaltet. Der Einlaufvorgang des Stellgliedes auf den Optimalwert soll noch an einem Beispiel für die zuletzt erwähnte Ausführungsform der Erfindung erläutert werden. Der Optimalwert der Temperatur möge eingestellt und die Brücke des Kompensationsreglers im Gleichgewicht sein. Nachstellmotor 5 und Stellmotor 13 stehen still, und die Drosselklappe nimmt eine solche Lage ein, daß die optimale Luftmenge dem Feuerraum zugeführt wird. Die Zuordnung der Kontakte 3 und 4 zur Drehrichtung des Nachstellmotors und die des Schalters 11 zur Drehrichtung des Stellmotors sei die gleiche wie in den früheren Beispielen angenommen. Die Schaltvorrichtung 9 mit dem Umschalter 10 und das Getriebe 7 werden jedoch jetzt so eingestellt, daß bei einer Linksdrehung der Drosselklappe eine Richtungsumkehr zwischen den Drehbewegungen der Wellen W und 8 erfolgt, während bei Rechtsdrehung der Drosselklappe die Drehrichtung der Welle W mit der der Welle 8 übereinstimmt.According to a further modification of the invention, it is also possible to use a changeover switch, which also has a central position, instead of the changeover switch 11 with only two switch positions for left and right rotation of the servomotor. The motor stops in the middle position. This modified arrangement can always be used when the controlled system and the measuring sensor have a certain inertia, ie when a change in the actuator does not change the measured value on the compensation controller until after a certain time has elapsed. In this case, an adjustment of the throttle valve occurs only when the measured value changes and the adjustment motor rotates the shaft 8 and thus deflects the changeover switch 11 from the zero position. After such a deflection, the servomotor then runs in the switched-on direction and rotates the throttle valve and the lever 16 until it again runs against a stop and switches off the servomotor. The running-in process of the actuator to the optimum value will be explained using an example for the last-mentioned embodiment of the invention. The optimum value of the temperature should be set and the bridge of the compensation controller should be in equilibrium. Adjustment motor 5 and servomotor 13 are at a standstill, and the throttle valve assumes such a position that the optimum amount of air is supplied to the combustion chamber. The assignment of contacts 3 and 4 to the direction of rotation of the adjusting motor and that of switch 11 to the direction of rotation of the servomotor is assumed to be the same as in the previous examples. The switching device 9 with the changeover switch 10 and the gear 7 are now set so that when the throttle valve is turned to the left, the direction of rotation between the rotational movements of the shafts W and 8 is reversed, while when the throttle valve is turned to the right, the direction of rotation of the shaft W and that of the shaft 8 matches.

Es sei nun angenommen, daß beispielsweise die Zusammensetzung des Heizgases sich plötzlich ändert und eine größere Luftmenge für eine optimale Verbrennung erforderlich ist. Die Temperatur im Feuerraum sinkt ab, und die Brücke des Kompensationsreglers kommt aus dem Gleichgewicht, so daß der Kontakt 3 schließt und der Nachstellmotor die Welle W nach rechts dreht und den Sollwert nachstellt. Es sei angenommen, daß die Schaltvorrichtung 9 eine solche Lage einnimmt, daß die eingeführte Drehbewegung im gleichen Drehsinn am Ausgang des Getriebes weitergegeben wird. Der Hebel 16 läuft gegen den Anschlag 18 und wird aus seiner Nullage gekippt, so daß der Stellmotor eingeschaltet und die Drosselklappe nach rechts im Sinne einer größeren Luftzufuhr in Bewegung gesetzt wird. Die Temperatur steigt demnach an und nähert sich wieder ihrem optimalen Wert. Hatte der Umschalter 10 jedoch eine solche Stellung, daß die Bewegungsrichtung der Welle W der der Welle 8 entgegengesetzt ist, so wird die Schalteinrichtung 11 zunächst auf Linkslauf des Stellmotors und der Drosselklappe geschaltet. Beim Anlaufen des Motors 13 bzw. gleichzeitig mit der Verdrehung der Welle 8 wird der Umschalter 10 jedoch im Sinne einer Bewegungsumkehr des Getriebes betätigt, so daß die Drehrichtung der Welle 8 umgekehrt wird und der Anschlag 18 sich dem Hebel 16 vorzeitig nähert und die falsche Bewegungsrichtung der Drosselklappe beendet. Die Temperatur fällt nach einer durch die Trägheit des Regelvorganges bedingten Zeit nochmals etwas ab. Der Schalter 11 spricht wiederum an, da der Kompensationsregler durch Betätigung des Kontaktes 3 den Nachstellmotor bewegt hat. Der Stellmotor wird nunmehr im Sinne einer Rechtsdrehung, d. h. vergrößerter Luftzufuhr der Drosselklappe, in Bewegung gesetzt, so daß die Temperatur im Feuerraum ansteigt und sich dem optimalen Wert nähert.It is now assumed that, for example, the composition of the heating gas changes suddenly and a larger amount of air is required for optimal combustion. The temperature in the furnace drops and the bridge of the compensation regulator is out of balance, so that contact 3 closes and the adjusting motor turns shaft W to the right and readjusts the setpoint. It is assumed that the switching device 9 assumes such a position that the rotational movement introduced is passed on in the same direction of rotation at the output of the transmission. The lever 16 runs against the stop 18 and is tilted out of its zero position, so that the servomotor is switched on and the throttle valve is set in motion to the right in the sense of a larger air supply. The temperature rises accordingly and approaches its optimal value again. However, if the changeover switch 10 was in such a position that the direction of movement of the shaft W is opposite to that of the shaft 8, the switching device 11 is first switched to counterclockwise rotation of the servomotor and the throttle valve. When the motor 13 starts up or at the same time as the shaft 8 is rotated, the changeover switch 10 is actuated in the sense of reversing the movement of the transmission, so that the direction of rotation of the shaft 8 is reversed and the stop 18 approaches the lever 16 prematurely and the wrong direction of movement the throttle ends. After a period of time due to the inertia of the control process, the temperature drops again somewhat. The switch 11 responds in turn because the compensation controller has moved the adjusting motor by actuating the contact 3. The servomotor is now set in motion in the sense of a clockwise rotation, ie increased air supply to the throttle valve, so that the temperature in the combustion chamber rises and approaches the optimum value.

Die Regeleinrichtung nach der Erfindung zeichnet sich gegenüber den bekannten Anordnungen durch einen sehr kleinen apparativen Aufwand und sehr geringe Störanfälligkeit aus. Es ist lediglich ein Stellmotor erforderlich, der die Einstellung des Stellgliedes und die Suchbewegung ausführt. Der Nachstellmotor muß nur die Kraft zur Betätigung der Schalteinrichtungen und die Reibung im Getriebe überwinden und kann daher sehr schwach bemessen sein. Gegenüber den bekannten Anordnungen, die zur Steuerung der Suchbewegung Schaltglieder verwenden, ergibt sich eine wesentliche Ersparnis dadurch, daß die relativ teueren und gelegentlich störanfälligen Zeitrelais mit Uhrwerk oder Synchronmotor entbehrlich werden.The control device according to the invention is distinguished from the known arrangements by a very small expenditure on equipment and very low susceptibility to failure. All that is required is a servomotor which carries out the setting of the actuator and the search movement. The adjusting motor only has to have the power to Operation of the switching devices and the friction in the transmission overcome and can therefore be very weak be measured. Compared to the known arrangements that use switching elements to control the search movement, there is a substantial saving in that the relatively expensive and occasionally prone to failure Time relays with clockwork or synchronous motor can be dispensed with.

Claims

Patent claims:

1. Control device for the automatic adjustment of processes in which the result of the process The representative variable runs through an extreme value as a function of the controlled variable, e.g. B. Combustion processes, chemical reactions or the like with a controller whose setpoint is automatically adjusted with a pendulum movement (search movement) to find the extreme value of the manipulated variable is superimposed, characterized in that a switching device periodically the servomotor in the switches on one and the other running direction and thereby causes the pendulum movement of the actuator, that the same or a further switching device with the same period the direction of rotation of the actuator reverses and that the running time of the actuator in one direction or the other extended by the controller according to the control deviation with the help of an adjusting motor and thus the Middle position of the actuator is shifted.

2. Control device according to claim 1, characterized by a reversing switch for the actuating

motor as a switching device with a joint adjustable on a circumference between two Stops arranged switching element, a setting of the stops of the adjusting motor and the switching element from the servomotor in such a way that in each case when the switching element runs up against a stop the The direction of rotation of the servomotor is switched over. 3. Control device according to claim 1 and 2, characterized by a reversing switch with zero position in the middle position of the switching element.

4. Control device according to claim 1 and 2, characterized by a transmission with periodic interruption the transmitted rotary movement between servomotor and actuator or switching element of the Reversing switch.

Considered publications:
German Patent No. 858 041;
Oppelt, Small Handbook of Technical Control Processes, 1954, pp. 318 and 319.

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