Einrichtung an Zweipunktreglem zur Anzeige des Stellgrades Bei Regelanlagen
ist es für Kontrollzwecke sehr von Vorteil, wenn die Stellung des Stellgliedes in
bezug auf den gesamten Stellbereich jederzeit ersichtlich ist. Bei Kenntnis dieses
Stellgrades läßt sich dann leichter beurteilen, inwieweit der Regler noch imstande
ist, auf die Regelanlage einwirkende Störeinflüsse auszuregeln. In Regelanlagen
mit stetig wirkenden Reglern oder Schrittreglern mit motorischem Stellglied hat
man bereits mit den Stellgliedern ge koppelte Fernanzeige-Einrichtungen vorgesehen,
die es gestatten, die Stellgröße unmittelbar oder nach Fernübertragung abzulesen
(Schoppe & Faeser - Technische Mitteilungen, Heft 1, September
1961,
S. 13, 20 und 31). Bei stetig betätigten elektrischen
Stellgliedern kann auch der Speisestrom oder die Spannung zur Anzeige des Stellgrades
herangezogen werden.Device on two-point controllers to display the output level In control systems, it is very advantageous for control purposes if the position of the actuator in relation to the entire adjustment range can be seen at all times. If this output level is known, it is then easier to assess the extent to which the controller is still able to regulate interfering influences acting on the control system. In control systems with continuously acting controllers or step controllers with motorized actuators, remote display devices coupled with the actuators have already been provided which allow the manipulated variable to be read off immediately or after remote transmission (Schoppe & Faeser - Technische Mitteilungen, Issue 1, September 1961, p . 13, 20 and 31). In the case of continuously operated electrical actuators, the feed current or the voltage can also be used to display the output level.
Auch bei Zweipunktreglern mit impulsbreitenmodulierter Stellgröße
ist eine Anzeige des Stellgrades wünschenswert, um beurteilen zu können, ob der
Regler bezüglich seines Stellverhaltens im günstigen Bereich liegt oder ob er schon
an der Grenze seiner Leistungsfähigkeit ist. Ist der maximal mögliche Stellgrad
praktisch ausgenutzt, so muß bei Störeinwirkungen damit gerechnet werden, daß der
Sollwert nicht mehr gehalten wird. Um einen Anhaltspunkt über den Stellgrad eines
derartigen Zweipunktreglers zu erhalten, hat man bisher das Schaltspiel über eine
gewisse Zeit beobachtet und daraus die entsprechenden Schlüsse gezogen. Diese Methode
ist jedoch, zumal wenn mehrere Regelanlagen zu überwachen sind, ungenau und zeitraubend.Even with two-position controllers with a pulse-width-modulated manipulated variable
a display of the output level is desirable in order to be able to assess whether the
Regarding its control behavior, the controller is in the favorable range or whether it is already
is at the limit of its capabilities. Is the maximum possible output level
used in practice, it must be expected that the
Setpoint is no longer maintained. To get a clue about the output level of a
To get such a two-point controller, one has so far the switching cycle via a
observed for a certain time and drawn the appropriate conclusions from it. This method
However, especially when several control systems are to be monitored, it is imprecise and time-consuming.
Durch die Erlmdung soll eine Einrichtung geschaffen werden, die eine
selbsttätige laufende Anzeige des Stellgrades eines Zweipunktreglers mit impulsbreitenmodulierter
Stellgröße ermöglicht. Die Erfindung geht davon aus, daß unter der Voraussetzung
von Stellimpulsen konstanter Amplitude im Ausgang des Reglers der Mittelwert der
Stellimpulse ein Maß für den Stellgrad ist. Sie schlägt vor, im Ausgang des Reglers
ein an sich bekanntes, den Mittelwert der Stellimpulse bildendes Zeitglied vorzusehen
und den Mittelwert als Maß für den Stellgrad zur Anzeige zu bringen. Bei elektrischen
Zweipunktreglern können als dem Zeitglied nachgeschaltete Anzeigemittel elektrostatische
Instrumente, Drehspulinstrumente mit Verstärker oder Glimmanzeigeröhren benutzt
werden.Through the Erlmdung a facility is to be created, the one
automatic continuous display of the output level of a two-position controller with pulse width modulated
Control variable enables. The invention is based on the assumption that
of control pulses of constant amplitude in the output of the controller is the mean value of the
Control pulse is a measure of the output level. She suggests in the output of the regulator
to provide a timer which is known per se and forms the mean value of the actuating pulses
and to display the mean value as a measure for the output level. With electrical
Two-point controllers can use electrostatic display means connected downstream of the timer
Instruments, moving coil instruments with amplifiers or glow indicator tubes used
will.
In der deutschen Auslegeschrift 1192 299 ist ein Steuergerät
beschrieben, das einem Verbraucher breitenmodulierte Stromimpulse zuführt.- Maßgebend
für die Steuerwirkun- auf den Verbraucher ist der Mittelwert des Stromes. Dieser
wird jedoch nicht dazu benutzt, den Stellgrad des Steuergerätes anzuzeigen. Auch
ist keine direkte Mittelwertbildung des Stromes vorgesehen, welche erst die einwandfreie
Anzeige des Stellgrades mit Hilfe eines Anzeigeinstrumentes ermöglichen würde, da
der Verbraucher von sich aus auf den Mittelwert anspricht. Andererseits ist es an
sich bekannt, den Mittelwert elektrischer Impulse durch ein Zeitglied zu bilden,
welches über die Zeitdauer der Impulse integriert (Elektronische Rundschau, Jg.
1958, Heft 4, S-. 127/128). Die spezielle Anwendung fur die erfindungsgemäße
Vorrichtung ist dieser Literaturstelle aber nicht zu entnehmen.In the German Auslegeschrift 1192 299 a control device is described that feeds width-modulated current pulses to a consumer. The mean value of the current is decisive for the control effect on the consumer. However, this is not used to display the output level of the control unit. Also, no direct averaging of the current is provided, which would only enable the correct display of the output level with the aid of a display instrument, since the consumer automatically responds to the average. On the other hand, it is known per se to form the mean value of electrical impulses by means of a timing element which integrates over the duration of the impulses (Electronic Rundschau, 1958, issue 4, p. 127/128). However, the specific application for the device according to the invention cannot be found in this reference.
Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung be-Im im
steht darin,
bei Zweipunktreglern mit verzögerter oder verzögert nachgebender elektrischer Rückführung
das Ausgangssignal des Zeitgliedes der Rückführung zur Anzeige des Stellgorrades
auszunutzen. Erfindungsgemäß kann ferner für den Fall, daß die Amplitude der Stellimpulse
nicht ausreichend konstant ist, ein von Hand zu betätigender Schalter vorgesehen
werden, durch den das Anzeigeinstrument vor das Zeitglied zur Anzeige des absoluten
Wertes der Stellgröße einschaltbar ist. Durch diese Maßnahme kann praktisch ohne
Zeitverzögerung ein Vergleich der Instrumentenanzeige in den beiden Schaltg
C
positionen vorgenommen und der Stellgrad hinreichend genau auch bei nicht
vollkommen konstanten Stellamplituden sofort ermittelt werden.A special embodiment of the invention be-Im im consists in using the output signal of the timing element of the feedback to display the setting wheel in two-position controllers with delayed or delayed yielding electrical feedback. According to the invention, in the event that the amplitude of the actuating pulses is not sufficiently constant, a manually operated switch can be provided, by means of which the display instrument can be switched on in front of the timer for displaying the absolute value of the actuating variable. With this measure, a comparison of the instrument display in the two Schaltg C positions can be carried out with practically no time delay and the output level can be determined immediately with sufficient accuracy even if the actuating amplitudes are not completely constant.
In F i g. 1 und 2 wird die Erfindung am Beispiel eines elektrischen
Zweipunktreglers näher erläutert. F i g. 1 zeigt einige Stellimpulsfolgen.
Die Amplitude y der Stellimpulse ist als konstant vorausgesetzt. Entspricht
das Zeitintervall zwischen zwei Stellimpulsen der Dauer eines Stellimpulses, so
ist der Stellgradys=50%. Dargestellt sind ferner Impulsim
folgen
entsprechend einem Stellgrad von 20 und 90 %. Der als Maß für den Stellgrad
benutzte Mittelwert der Stellimpulse ist durch eine gestrichelte Uinie angedeutet.In Fig. 1 and 2, the invention is explained in more detail using the example of an electrical two-point controller. F i g. 1 shows some control pulse trains. The amplitude y of the control pulses is assumed to be constant. If the time interval between two control pulses corresponds to the duration of one control pulse, the output level is = 50%. Also shown are impulses that follow an output level of 20 and 90 %. The mean value of the actuating pulses used as a measure for the output level is indicated by a dashed line.
Der Regler in F i g. 2 besteht - schematisch dargestellt
- aus einem bistabilen Verstärker 1. An den Eingang ist als Meßwertgeber
ein Thermoelement 2 angeschlossen. Der Ausgang 3 des Verstärkers führt die
Stellimpulsey, deren Dauer entsprechend dem Stellgrad des Regelverstärkers variiert.
Bei Bedarf kann auch noch eine Rückführung4, die hier aus zwei Widerständen und
einem Kondensator aufgebaut ist, vorgesehen sein. Erfindungsgemäß wird nun das den
Mittelwert der Stellimpulse bildende Zeitglied;-wie strichliniert angedeutet, mit
dem Ausgang 3 des bistabilen Regelverstärkers verbunden unter Ein-5#chaltung
des. Anzeigeinstrumentes- 5, an dem der Mittelwert bzw. der Stellgrad abgelesen
werden kann. Die Anzei-e des Stellgrades kann aber auch, wie an-Credeutet, dadurch
erfolgen, daß das Anzeigeinstrument an das Zeitglied der Rückführung 4 angeschaltet
wird. Als Anzeigeinstrumente eignen sich besonders solche mit sehr hocholunigem
Eingang, d. h. geringem Leistungsverbrauch. Es können aber auch niederohmige
Instrumente mit vorgeschaltetem hochohmigem Verstärker benutzt werden.The controller in FIG. 2 consists - shown schematically - of a bistable amplifier 1. A thermocouple 2 is connected to the input as a transducer. Output 3 of the amplifier carries the control pulse, the duration of which varies according to the output level of the control amplifier. If necessary, a feedback4, which is made up of two resistors and a capacitor, can also be provided. According to the invention, the timing element forming the mean value of the actuating pulses is now connected, as indicated by dashed lines, to the output 3 of the bistable control amplifier , with the display instrument 5 being switched on, from which the mean value or the output level can be read. The output level can also be displayed, as indicated, by connecting the display instrument to the timing element of the feedback 4. Particularly suitable display instruments are those with a very high-pitch input, i.e. H. low power consumption. However, low-impedance instruments with a high-impedance amplifier connected upstream can also be used.