DE1146681B - Druckmittelbetriebener Regler - Google Patents

Description

• Druckmittelbetriebener Regler Die Erfindung betrifft einen druckmittelbetriebenen Regler mit einem Sollwertgeber, der den Sollwert als pneumatischen oder hydraulischen Druck auf das Regelwerk gibt.
• Beim Anfahren von Regelkreisen wird bisher üblicherweise die Regelgröße, wie z. B. Druck, Temperatur, Durchfluß u. ä., zunächst von Hand ungefähr auf den vorgeschriebenen Sollwert gebracht. Bei einer Druckregelung soll dadurch verhindert werden, daß ein hoher Druck plötzlich in die Apparaturen der Anlage einströmt und dadurch Behälter oder Rohrleitungen gefährdet werden könnten. In anderen Regelkreisen soll dadurch verhindert werden, daß Energiequellen, wie Pumpen, Dampferzeuger u. ä., überlastet werden. Außerdem soll durch das Anfahren von Hand ein unzulässig großes Überschwingen des Istwertes über den Sollwert hinaus dadurch verhindert werden, daß der wirksame Sollwert nur langsam erhöht wird. Ein derartiges Anfahren eines Regelkreises verlangt jedoch geschultes Bedienungspersonal und bei größeren Regelanlagen einen erheblichen Arbeitsaufwand. Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das oft schwierige Anfahren eines Regelkreises zu erleichtern.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen den Sollwertgeber und das Regelwerk ein Relais geschaltet ist, das in Abhängigkeit von dem Istwert der Regelgröße den am Regler wirksamen Sollwert auf den eingestellten Sollwert ansteigen läßt.
• An Hand der schematischen Darstellung eines Ausführungsbeispieles in den Abb. 1 und 2 wird die Erfindung, wie sie für pneumatisch oder hydraulisch arbeitende Regelkreise Anwendung finden soll, im folgenden näher erläutert.
• Ein Relais 1 ist zwischen dem Sollwertgeber 2 und dem Regelwerk 3 eingebaut und weist einen dritten Anschluß als Eingang des Istwertes x der Regelgröße auf; x1 bedeutet den eingestellten, konstanten Sollwert, x. den wirksamen Sollwert. Am Sollwertgeber 2 wird der verfahrenstechnisch erforderliche Sollwert x1 eingestellt, der von dort als Druck in das Relais 1 eingegeben wird. Der Ausgangsdruck des Relais wird als wirksamer Sollwert x2 dem Regelwerk 3 aufgeschaltet und wird in dem Relais 1 von dem zusätzlich eingegebenen Istwert x der Regelgröße gesteuert.
• Im Relais 1 werden nach der Methode des Weg-oder Kraftvergleichs der Istwert x und der wirksame Sollwert x., der Regelgröße miteinander verglichen. Dabei ist das Relais derart ausgelegt, daß die Verbindung zwischen den Druckräumen für den eingestellten und den wirksamen Sollwert in dem Maße freigegeben wird, wie zur Aufrechterhaltung einer bestimmten, geringen Differenz, die mittels der angedeuteten Verstellvorrichtung 4 beliebig gewählt werden kann, zwischen dem wirksamen Sollwert und dem Istwert der Regelgröße erforderlich ist. Damit ist der wirksame Sollwert am Regler nun stets etwas größer als der Istwert, was wiederum eine langsame Verstellung des Stellgliedes und eine entsprechende Änderung des Istwertes bewirkt. Wenn der wirksame Sollwert x._, den eingestellten Sollwert x1 erreicht, bleibt das Relais geöffnet, und der eingestellte Sollwert steuert direkt den Regler. In der Abbildung ist weiterhin noch ein Schreiber 5 zur Aufzeichnung der Regelgröße dargestellt.
• Die Anordnung, bei der der wirksame Sollwert dem Istwert stets um einen gewissen Betrag vorauseilt, ist vorzugsweise für Regler mit P- oder PD-Wirkung geeignet. Es können jedoch auch hier PID-Regler verwendet werden, wenn durch eine zusätzliche Umschalteinrichtung die Nachstellzeit für die Dauer des Anfahrvorganges genügend groß gemacht wird.
• Abb. 2 zeigt den Aufbau des Relais 1 für den Fall eines pneumatisch arbeitenden Reglers.
• Der Innenraum 6 und der Außenraum 7 eines Federbalges 8 werden in Differenzdruckschaltung vom wirksamen Sollwertdruck x., und dem Istwertdruck x beaufschlagt. Durch die mittels der Schraube 9 verstellbare Druckfeder 10 kann der Federbalg 8 eine bestimmte, einstellbare Vorspannung erfahren. Eine mit der Stirnfläche des Federbalges festverbundene Stange 11 überträgt die Auslenkung des Federbalges auf einen an einem Ende drehbar gelagerten Hebel 12, der an seinem freien Ende einen Schließkegel 13 eines Einlaßventils trägt, durch das der Zutritt des eingestellten Sollwertdruckes in den Druckraum 6 mehr oder weniger abgesperrt werden kann. Die Wirkungsweise des Relais ist wie folgt. Beim Anfahren eines Regelkreises wird der Sollwert x, am Sollwertgeber 2 eingestellt, dessen Verbindung zum Regelwerk 3 jedoch durch das Relais 1 abgesperrt ist, da in den Druckräumen 6 und 7 zunächst gleicher Druck, meist Atmosphärendruck, herrscht. Nun wird mittels der Verstellschraube 9 die Druckfeder 10 leicht gespannt. - In der Praxis hat man die Druckfeder 10 zweckmäßigerweise schon vorher leicht gespant, damit man beim eigentlichen Anfahren eines Regelkreises mit möglichst wenigen Handgriffen auskommt. - Es strömt nun so lange Luft in den Druckraum 6 ein, bis der wirksame Sollwertdruck x., die Kraftwirkung des lstwertdruckes x und der Feder 10 kompensiert. Erst bei einem weiteren Anstieg des Istwertes steigt wieder der wirksame Sollwert x., und bei einem sorgfältig gearbeiteten Relais wird durch das Ventil 13 gerade immer so viel Luft einströmen, wie zur Aufrechterhaltung einer der Kraftwirkung der Druckfeder 9 entsprechenden, geringen Druckdifferenz zwischen wirksamem Sollwert x. und Istwert x erforderlich ist. Der wirksame Sollwertdruck x" steigt hierbei langsam bis auf den Wert des eingestellten Sollwertdruckes x1 an, der dann unmittelbar durch das nun offene Ventil 13 zum Regelwerk 3 gelangt.
• Für die Fälle, daß man eine Anlage abstellen oder den Sollwert während des Betriebes erniedrigen will oder daß die Zuluft zum Sollwertgeber ausfällt, ist ein Überdruckventil 14 zum Druckausgleich vorgesehen, damit auch der wirksame Sollwert abfallen kann.
• Falls bei einem Anfahrvorgang der wirksame Sollwert verkleinert werden muß, um den eingestellten Sollwert zu erreichen, werden die Anschlüsse für x, und x2 vertauscht. Die Feder 10 ist nun als Zugfeder zu spannen oder man verwendet eine zusätzliche Feder 15, deren Kraft auf den Hebel größer ist als die der Feder 10.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Druckmittelbetriebener Regler mit einem Sollwertgeber, der den Sollwert als pneumatischen oder hydraulischen Druck auf das Regelwerk gibt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Sollwertgeber (2) und das Regelwerk (3) ein Relais (1) geschaltet ist, das in Abhängigkeit vom Istwert (x) der Regelgröße den am Regler wirksamen Sollwert (xz) auf den eingestellten Sollwert (x) ansteigen läßt.
2. 2. Druckmittelbetriebener Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais (1) eine vom wirksamen Sollwert (x2) und von dem Istwert (x) der Regelgröße in Differenzdruckschaltung beaufschlagte Membran- oder Federbalgfläche (8) und ein hiervon gesteuertes, zwischen den Druckräumen des eingestellten und des wirksamen Sollwertes befindliches pneumatisches Ventil (13) enthält.
3. 3. Druckmittelbetriebener Regier nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran bzw. der Federbalg (8) durch die Kraft einer einstellbaren Feder (!0) in geringem Maße vorgespannt ist.
4. 4. Druckmrttelbetriebener Regler nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Druckräumen des wirksamen und eingestellten Sollwertes ein Überdruckventil (14) vorgesehen ist.