DE2005771A1

DE2005771A1 - Electronic temperature controller

Info

Publication number: DE2005771A1
Application number: DE19702005771
Authority: DE
Inventors: Thomas 7808 Waldkirch Preuß Heinz 5210 Oberlar Trunz
Original assignee: LOTHAR EBERT STEUER U REGELTEC; M Lehmacher and Sohn GmbH Maschinenfabrik
Current assignee: LOTHAR EBERT STEUER U REGELTEC; M Lehmacher and Sohn GmbH Maschinenfabrik
Priority date: 1970-02-09
Filing date: 1970-02-09
Publication date: 1971-08-26

Description

1. Firma Lothar Ebert, Thomas Trunz, Steuer- und Regeltechnik, 7808 Waldkirch i. Br., Am Kobach 9 2. Firma M. Lehmacher & Sohn GmbH, Maschinenfabrik, 5215 Mondorf Üb. Troisdorf "Elektronisch arbeitender Temperaturregler" Die Erfindung bezieht sich auf einen elektronisch arbeitenden Temperaturregler, bestehend aus stellgrößenabhängig betätigbaren Heizelementen aines Heizkreises zur Beheizung eines die Neßstellen enthaltenden Raumes, insbes. einer Produktionsanlage, an den Meßstellen angeordneten Temperaturfühlern (Thermoelementen, temperaturabhängigen Widerständen o. dgl.) zur Umformung der Meßstellentemperatur in einen analogen elektrischen Temperatur-Istwert, einem Sollwert-Steller, einer die Soll-Istwert-Differenz bildenden Vergleichsschaltung sowie einem von der Regelabweichung angesteuerten Verstärker mit Rückführung und nachgeschalteter erster Leistungs-Schaltstufe zur stellgrößenabhängigen Ansteuerung der Heizelemente.1. Company Lothar Ebert, Thomas Trunz, control and regulation technology, 7808 Waldkirch i. Br., Am Kobach 9 2. Company M. Lehmacher & Sohn GmbH, machine factory, 5215 Mondorf Üb. Troisdorf "Electronic temperature controller" The invention refers to an electronically operating temperature controller, consisting of Heating elements, which can be actuated as a function of the manipulated variable, in a heating circuit for heating a the space containing the measuring points, in particular a production plant, at the measuring points arranged temperature sensors (thermocouples, temperature-dependent resistors or the like) for converting the measuring point temperature into an analog electrical actual temperature value, a setpoint adjuster, a comparison circuit forming the setpoint / actual value difference as well as an amplifier controlled by the control deviation with feedback and downstream first power switching stage for variable-dependent Control of the heating elements.

Derartige Temperaturregler haben sich als meßwerklose elektronische Temperaturregler schr bewährt. Im allgemeinen besteht der Meßkreis aus einem integrierten Schaltkreis in der Schaltung eines Differenzverstärkers.Such temperature regulators have proven to be electronic without a measuring device Temperature controller has proven its worth. In general, the measuring circuit consists of an integrated one Circuit in the circuit of a differential amplifier.

der damit ein hohes MaB an Funktionssicherheit bietet.which thus offers a high level of functional reliability.

Der Regler hat zumeist ein PID - Verhalten, so daß außer der Soll-Temperatur keine weitere Einstellung erforderlich ist. Das Regelverhalten wird durch die Soll-Istwert-Differenz und den Temperatur-Anstieg an der Meßstelle bestimmt. Perner bleten derartige Temperaturregler die Möglichkeiten und Vorteile, die gesamte Schaltung in g3-drucktor Technik aufzubauen, das Ausgangs-Relais steckbar und leicht auswechselbar anzuordnen und durch sehr hohen Eingangs-Widerstand des Reglers auf einen Leitungsabgleich zu verzichten.The controller mostly has a PID behavior, so that in addition to the setpoint temperature no further adjustment is required. The control behavior is determined by the difference between the setpoint and the actual value and determines the temperature rise at the measuring point. Perner blow such temperature controllers the possibilities and advantages of building the entire circuit using g3 pressure gate technology, the output relay is pluggable and easy to replace and by very high input resistance of the controller to forego line balancing.

Bei derartigen elektronischen Tem.peraturreglern besteht das Bedürfnis einer Grenzwertüberwachung und einer Überwachung der Temperaturfühler. An sich ist es bereits bei elektrischen Reglern für die chemische Industrie in Einschubbauweise bekannt (Siemens - Zeitschrift 1967, 3. 489 - 492), auf der Frontseite einstellbare Grenzwertmelder anzuordnen, welche die Regelabweichung überwachen und bei Überschreiten des eingestellten Wertes Signal geben. Hierbei gelangt der Regelabweichungszeiger, nach oben oder unten ändernd, mit einer Marke des Grenzwertmelders in Kontakt, wobei jeweils ein Leichtfeld zur Grenzwertanzeige der Regelabweichung aufleuchtet. Dieser bekannte Regler weist damit einen meßwerkbehafteten Grenzwertmelder auf, welcher durch die Erfindung vermieden werden soll.There is a need for such electronic temperature regulators limit value monitoring and monitoring of the temperature sensors. In itself is it is already the case with slide-in electrical controllers for the chemical industry known (Siemens magazine 1967, 3. 489 - 492), adjustable on the front Arrange limit indicators that monitor the control deviation and if it is exceeded of the set value give a signal. Here the system deviation pointer arrives, after changing up or down, in contact with a brand of the limit indicator, where a light field for the limit value display of the control deviation lights up. This known controller thus has a measuring mechanism-afflicted limit indicator, which is to be avoided by the invention.

Ferner ist es bei Meßumformern ftir elektrische Bingangsgrößen, d.h. dem eigentlichen Regler vorzuschaltenden Vorstufen, bekannt (Siemens - Zeitschrift 1964 S. 424 - 426), zur Uberwachung des Thermoelementbruches dem Meßverstärker einen Kippverstärker nachzuschalten, durch welchen ein Signalrelais betätigbar ist. Eine Hilfsspannungsquelle liegt Uber einen hochohmigen Widerstand parallel zur Thermoelement-Schleife. Im normalen Betrieb ist die Hilfspannung durch das Thermoelementes praktisch kurzgeschlossen, während beim Bruch des Thermoelementes die Hllfaspannung wirksam wird und den magnetischen Meßverstärker soweit übersteuert, daß der xippverstärker aufgesteuert wird und das Signalrelais betätigt. Boi diesem bekannten Meßumformer ist damit eine gesonderte Hilfsspannungsquelle mit Verstärker lediglich zur Thermoelementbrauch-Überwachung vorgesehen, die - da sie Ja dem eigentlichen Regler vorgeschaltet ist - z1lr Grenzwertüberwachung nicht herangezogen werden kann.It is also useful in measuring transducers for electrical input variables, i.e. pre-stages to be connected upstream of the actual controller, known (Siemens - Zeitschrift 1964 p. 424 - 426), to monitor the breakage of the thermocouple the measuring amplifier To be connected downstream, through which a signal relay can be actuated. One Auxiliary voltage source is connected to the thermocouple loop via a high-resistance resistor. In normal operation, the auxiliary voltage is practically short-circuited by the thermocouple, while when the thermocouple breaks, the outer phase tension becomes effective and the magnetic The measuring amplifier is overdriven to such an extent that the xipp amplifier is switched on and that Signal relay actuated. Boi this known transmitter is thus a separate one Auxiliary voltage source with amplifier only for monitoring thermocouple usage provided which - since it is connected upstream of the actual controller - z1lr limit value monitoring cannot be used.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen elektronisch arbeitenden Temperaturregler zu schaffen, der sowohl einen ießwerklosen Grenzwertmelder enthält als auch die Uberwachung des Temperaturfühler-Ausfalls ermöglicht, bei dem Jedoch für diese beiden Funktionen lediglich eine zusätzliche Schalteinheit erforderlich ist.The invention is now based on the object of an electronically operating To create a temperature controller that contains both a limit monitor without a pouring system as well as the monitoring of the temperature sensor failure allows, however only one additional switching unit is required for these two functions is.

Gegenstand der Brfindung ist nuniohr ein elektronisch arbeitender Teiperaturregler der eingangs näher definierten Art itt Grenzwertmelder und Überwachung des Te.peraturfühlerbruches. Die Erfindung besteht darin, daß an die Vergleichsschaltung ein gesonderter Überwachungskanal zur Grenzwertüberwachung der ihm zugeführten Soll-Istwert-Differenz mit Verstärker und nachgeschalteter zweiter Leiatungs-Schaltsture angeschlossen ist, welcher bei Ausfall der Heizelemente oder der Temperaturfühler einen externen Sicherheits-Schaltkreis zur Abgabe von Warnsignalen und/oder Abschaltung der Produktionsanlage betätigt, Der Erfindung liegt demit die Uberlegung zugrunde, daß sowohl beim Ausfall (Versagen, Bruch oder Kurzschluß) der Temperaturfühler als duch bei eine. Ausfall der Heizelemente an der Vergleichsschaltung, die in der Regel als Brückenschaltung ausgeführt ist, ein einen einstellbaren Grenzwert überschreitendes Signal abgenommen werden kann, mit welches der Überwachungskanal und damit seine Leistungsschalstufe aussteuerbar sind. Die Leistungs-Schalstufe betätigt im Störungsfalle zweckmäßig ein oder mehrere flelais. Der Ausgangskontakt dieses Relais kann damit zur StLllsetzung der Produktlonsanlage oder maschine im Störungsfalle eine gesetzt werden. In vielen Fällen ist eine befriedigende überwachungsfunktions bereits dann zu erfUllen, wenn ein einstellbarer Wert der Untertemperatur vorgesehen wird, der s.B. von ca. - 1 bis - 15 % Untertemperatur eingestellt werden kann. Wird bei Erreichen der eingestellten Untertemperatur die Produktionsanlage durch den Überwachungskanal stillgesetzt, so kann umgekehrt durch den Überwachungskanal auch ein automatisches Einschalten der Maschine dadurch erreicht werden, daß erst bei Erreichen der eingestellten Solltemperatur die Anlage oder raschine zu Laur freigegeben wird. Der Sicherheitsschaltkreis des die Produktionsanlage an- bzw. abschaltenden Schaitrelais kann noch ergänzt werden durch eine Warnsignalanlage, die ein akustischea oder optisches Signal im Störungsfall gibt, wobei die Anlage dann wieder in Gang gesetzt werden kann, wenn der Fehler beseitigt int. Bei kleineren Anlagen kann u.U. auch alleine eine Warnsignalanlage im Sicherheitsschaltkreis genügen.The object of the discovery is now an electronically operating one Partial temperature controller of the type defined in more detail at the beginning with limit value alarms and monitoring of the temperature sensor break. The invention consists in that to the comparison circuit a separate monitoring channel for limit value monitoring of the target / actual value difference supplied to it connected with amplifier and downstream second line switchgear which is an external one in the event of failure of the heating elements or the temperature sensor Safety circuit for issuing warning signals and / or switching off the production plant actuated, The invention is based on the idea that both in the event of failure (Failure, breakage or short circuit) of the temperature sensor than by a. failure the heating elements on the comparison circuit, usually as a bridge circuit is carried out, a signal that exceeds an adjustable limit value is picked up can be used to determine the monitoring channel and thus its power switching level controllable are. The power switching stage is activated in the event of a fault expediently one or more flelais. The output contact of this relay can thus a set to shut down the production system or machine in the event of a malfunction will. In many cases then already is a satisfactory monitoring function to be fulfilled if an adjustable value of the undertemperature is provided, the s.B. can be set from approx. - 1 to - 15% undertemperature. Will be upon reaching the set undertemperature the production system through the monitoring channel is stopped, the other way around, an automatic Switching on the machine can be achieved that only when the set Target temperature the system or machine is released to Laur. The safety circuit the switch relay that switches the production system on and off can be added are triggered by a warning signal system that emits an acoustic a or visual signal in the There is a malfunction, whereby the system can then be restarted if the error is eliminated internally. In the case of smaller systems, a warning signal system can possibly also be used on its own suffice in the safety circuit.

Die mit der Ertindung erreiehbaren Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß es sich um eine normale Regelschaltung ilt Relais- oder Impulsausgang mit zusätzlicher Überwachung handelt, durch welche das Verhalten den Regel kanals nicht verändert wird. Es wird also streng getrennt zwischen der eigentlichen Regel funktion und der Überwachung. Der Überwachungskanal realisiert zwei Hauptfunktionen, nämlich die Heizungs- und Temperaturfühlerüberwachung, und gestattet, wie erwähnt, eine Automatisierung der Anlage.The advantages attainable with the invention are above all in it see that it is a normal control circuit ilt relay or pulse output with additional monitoring acts, through which the behavior the rule channel is not changed. So there is a strict separation between the actual rule function and monitoring. The monitoring channel realizes two main functions, namely the heating and temperature sensor monitoring, and, as mentioned, allows an automation of the plant.

In Übereinstimmung mit dem vorstehend Gesagten besteht eine bevorzugte AusfUhrungsform der Erfindung darin, daß bei Ausfall der Heizung und dementsprechenden Abfall der Meßstellentemperatur die in der Vergleichs schaltung gebildete Soll-Istwert-Spannungsditferenz einen im Überwachungskanal einstellbaren Minimalwert unterschreitet bzw. Maximalwert überschreitet und dadurch der externe Sicherheitsschaltkreis betätigbar ist. Fur den Einschaltvorgung ist vorteilhafterweise die Anordnung derart getroffen, daß beim Einschalten des Temperaturreglers die Produktionanlage durch den Überwachungskanal erst dann einschaltbar ist, wenn aufgrund der durch den Regelkreis in Gnn8 gesetzten Heizung der Temperatur-Istwert in den Regelbereich (Bereich oberhalb eines unteren und ggfs. unterhalb eines oberen Temperaturgrenzwertes) gelangt ist.Consistent with the foregoing, there is a preferred one AusfUhrungsform the invention is that in the event of failure of the heater and the corresponding Drop in the measuring point temperature, the setpoint / actual value voltage difference formed in the comparison circuit falls below a minimum or maximum value that can be set in the monitoring channel exceeds and thereby the external safety circuit can be actuated. For the switch-on is advantageously the arrangement made such that when the temperature controller is switched on, the production system through the monitoring channel can only be switched on if based on the value set in Gnn8 by the control circuit Heating the actual temperature value in the control range (range above a lower and possibly below an upper temperature limit value).

Bs kann Jedoch nicht nur ein Fehler in den Heizelementen auftreten, sondern auch die Temperaturfühler können defekt sein. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist deshalb vorgesehen, daß die Vergleichsschaltung so ausgelegt ist, daß bei Bruch der Temperaturfühler und dementsprechendem Wegfall der Fühlerspannung am Eingang des Regelverstärkers eine Übertemperatur vortäuschende regelabweichung ansteht, durch welche die Heizung abschaltbar ist, und am Eingang des Überwachungskanals eine Regellabweichung zur Betätigung des externen Sicherheitsschaltkreises ansteht.However, not only can a fault occur in the heating elements, but the temperature sensors can also be defective. According to a further training of the invention therefore provided that the comparison circuit is designed so that in the event of breakage of the temperature sensor and its corresponding omission the sensor voltage at the input of the control amplifier simulates an overtemperature there is a control deviation, which can be used to switch off the heating, and at the input of the monitoring channel is a control deviation for actuating the external safety circuit pending.

Anhand der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung wird lm folgenden die Erfindung noch näher beschrieben und die Wirkungsweise erläutert.On the basis of the drawing representing an exemplary embodiment, lm The following describes the invention in more detail and explains the mode of operation.

Es zeigen: Fig. 1 in einem vereinfachten Blockschaltbild den Temperaturregler nach der Erfindung mit Uberwachungskanal; Fig. 2 ein detaiilierteres Schaltbild für den Temperaturregler, ous welchem die Vergleichsschaltung und die Zuordnung des Überwachungskanals zum eingentlichen Regler näher ersichtlich sind, wobei die Schaltverstärker lediglich symbolisch und durch ihre Anschlußklemmen dargestellt sind.They show: FIG. 1 the temperature controller in a simplified block diagram according to the invention with monitoring channel; Fig. 2 is a more detailed circuit diagram for the temperature controller, from which the comparison circuit and the assignment of the monitoring channel to the actual controller can be seen in more detail, with the Switching amplifier only represented symbolically and by their terminals are.

Der in Figur 1 dargestellte elektronisch arbeitende Temperaturregler, der als Zweipunktregler arbeitet, dient zur Betätigung der Heizolemente eines schematisch bei H angedeuteten Heiskreises, durch welchen ein die Temperaturmeßstellen enthaltender Raum einer nicht näher dargestellten Produktionsanlage beheizbar ist. An den Mestellen dieses Raumens sind ein oder mchrere durch TH symbolisierte Thera:oelementcala Temperaturfühler angeordnet, welche die Meßstellentemperatur in einen analogen elektrischen Temperatur-Istwert umformen. Statt der dargestellten Thermoelemente TH könnten naturgemäß auch temperaturabhängige Widerstände, wie Heiß- oder Kaltleiter, eingesetzt sein. Der Temperatur-Istwert der Temparaturfühler Th wird dem einen Eingang einer Vergleichsschaltung V - als Brückenschaltung symbolisiert - zuge fuhrt, und dem anderen Eingang dar Vergleichsschaltung wird der Temperatursollwert von einem Sollwertsteller So in Form eines Potentiometers zugeführt, wobei innerhalb der VergLeichsschaltung die Sollwert-Istwert-Differenz gebildet wird und diese Regelabweichung zur Ansteuerung eines der Vergleichsschaltung V nachgeschalteten Verstärkers Al dient. Durch die verzögernd einsetzende nach gebende Rückführung # vom Ausgang des Vorstärkers Al zu dessen Eingang wird dem Temperaturregler ein PID-Verhalten gegeben. Dem Verstärker Al ist eine Leistungsschaltungstufe S1 zur stellgrbflenabhUngigen Ansteuerung der Heizelemente des Heizkreises H nachgeschaltet, wobei durch die Schaltstufe S1 bei Untertemperatur Uber das Relais Rel die bei kl angedeuteten Kontakte des Heizkreises schließbar sind.The electronically operating temperature controller shown in Figure 1, which works as a two-point controller, is used to operate the heating elements of a schematic at H indicated hot circle through which a temperature measuring point containing Space of a production plant, not shown in detail, can be heated. At the Mestellen of this space are one or more Thera: oelementcala temperature sensors symbolized by TH arranged, which converts the measuring point temperature into an analog electrical actual temperature value reshape. Instead of the shown thermocouples TH, temperature-dependent ones could naturally also be used Resistors, such as hot conductors or PTC thermistors, can be used. The actual temperature value the temperature sensor Th is one input of a comparison circuit V - as Bridge circuit symbolizes - supplied, and the other input represents the comparison circuit the temperature setpoint is set by a setpoint adjuster So in the form of a potentiometer supplied, with the setpoint / actual value difference within the comparison circuit is formed and this system deviation to control one of the comparison circuit V downstream amplifier Al is used. Due to the delayed onset of giving Feedback # from the output of the preamplifier Al to its input is the temperature controller given a PID behavior. A power circuit stage S1 is attached to the amplifier A1 connected downstream for control of the heating elements of heating circuit H, depending on the setting, whereby by the switching step S1 at low temperature via the relay Rel the contacts of the heating circuit indicated at kl can be closed.

wogegen bei Erreichen der Solltemperatur das Relais R1 im Sinne einer Öffnung der Kontakte kl ansteuerbar ist.whereas when the target temperature is reached, the relay R1 in the sense of a Opening of the contacts kl can be controlled.

Es ist nun erwtinscht, daß bei Ausfall der Heizelemente die Produktionsanlage, z.B. ein durch einen Ofen laufendes Fließband, abgeschaltet wird, ferner, daß die Produktionsanlage nach Beendigung der Vorhetzzeit bzw. Erreichen den Temperatur-Sollwertes eingeschaltet wird. Außerdem müssen aus Sicherheitsgründen Maßnahmen getroffen sein, die bei einea Versagen der TemoeraturfUhler Th den Heizkreis H und die Produktionsanlage abschalten. Erfindungsgemäß ist nun hierzu an die Vergleichsschaltung Y ein gesonderter Überwachungskanal Ü zur Grenzwertüberwachung der ihm über Leitungen 11 zugeführten Soll-Istwert-Differenz mit Verstärker A2 und nachgeschalteter zweiter Ieistungsschaltstufe 52 angeschlossen. Dieser Überwachungskanal U betätigt bei Ausfall der Heizelemente oder der Temperaturfühler Th einen externen Sicherheitsschaltkreis SS zur Abgabe von Warnsignalen und/oder Ab-chaltung der nicht dargestellten Produktionsanlage. Hierzu ist von der zweiten Leistungsschaltstufe 82 ein Relais Re2 mit Kontakten k2 betätigbar, wobei ebenso wie bei den Kontakten kl Jeweils nur 1 Kontakt dargestellt tat, Jedoch auch mehrere Kontakte vorhanden sein können. Mit N ist ein Natzteil bezeichnet, welches über Leitungen 12 und weitere nicht nöher dargestellte Stromversorgungsleitungen zur Stromversorgung der einzelnen Bausteine des Uberwachungskreises V und der Ubrigen Bausteine des Reglers R dient.It is now desirable that if the heating elements fail, the production plant, e.g. a conveyor belt running through an oven, is switched off, further that the Production plant after the pre-heating time has ended or the temperature setpoint has been reached is switched on. In addition, for safety reasons, measures must be taken in the event of a failure of the temperature sensor Th, the heating circuit H and the production plant switch off. According to the invention, a separate circuit is now connected to the comparison circuit Y for this purpose Monitoring channel Ü for limit value monitoring of the lines 11 supplied to it Setpoint / actual value difference with amplifier A2 and downstream second power switching stage 52 connected. This monitoring channel U is activated if the heating elements fail or the temperature sensor Th an external safety circuit SS for delivery of warning signals and / or shutdown of the production plant, not shown. For this purpose, the second power switching stage 82 has a relay Re2 with contacts k2 can be actuated, whereby, as with the contacts kl, only 1 contact is shown in each case did, however, there can also be several contacts. With N there is a mesh part denotes, which via lines 12 and other power supply lines not shown in detail to the Power supply for the individual components of the monitoring circuit V and the rest Blocks of the controller R is used.

Im Schaltbild nach Fig. 2 sind gleiche Bausteine bzw.In the circuit diagram according to FIG. 2, the same components or

Baueinheiten zur Fig. 1 mit den gleichen Bezugzeichen versehen, so der Temperaturregler R, der Überwachungskanal Ü mit Netzteil N, der Heizkreis H und der Sicherheitsschaltkreis SS einschließlich der einzelnen Bauelemente dieser Baueinheiten. Der Netzteil N weist einen Netztrafo Tr auf, an dessen Sekundärwicklung W2 ein Zweiweggleichrichter G1 in Grätzschaltung angeschlossen ist. Die Mittelanzapfung m des Trafes Tr dient als Masse-Potential. An den Ausgängen der Gleichstromdiagonalen des Oleichrichtcrs G1 entsteht eine geglattete, stabilisierte Gleichspannung, wozu zwischen der Plusleitung 1+ und der Minusleitung 1- einerseits sowie der Masse leitung m andererseits Jeweils Glättungakondenaatoren C1, C2 und Widerstands-Zenerdioden-Kombinationen Z1-R18 und Z2-R19 angeschaltet sind. Innerhalb des Reglers R stellen die Widerstände Rl, P1, R4, R5 und R6 eine Brücken- bzw. Spannungsteilerschaltung dar, mittels welcher eine Referenzspannung bzw. eine Sollwertspannung erzeugt wird, welch letztere durch das Potentiometer Pl einstellbar ist. Der Shunt R3 zum Potentiometer P1 gestattet eine Einstellung das Temperaturmeßbereiches, u.Z. mit Shunt von 0 bis 300 °C und ohne Shurit von 50 bis 450 °C. Der Sollwert des Sollwertstellers bzw.Structural units for FIG. 1 are provided with the same reference numerals, so the temperature controller R, the monitoring channel Ü with power supply unit N, the heating circuit H and the safety circuit SS including the individual components of these Building units. The power supply unit N has a mains transformer Tr on its secondary winding W2 a full-wave rectifier G1 is connected in a Graetz circuit. The center tap m of the transformer Tr serves as a ground potential. At the outputs of the direct current diagonals The rectifier G1 produces a smooth, stabilized DC voltage, for which purpose between the plus line 1+ and the minus line 1- on the one hand and the ground line On the other hand, smoothing capacitors C1, C2 and resistor-Zener diode combinations Z1-R18 and Z2-R19 are switched on. The resistors are set within the controller R. Rl, P1, R4, R5 and R6 represent a bridge or voltage divider circuit, by means of which a reference voltage or a setpoint voltage is generated, the latter by the potentiometer Pl is adjustable. The shunt R3 to the potentiometer P1 is permitted a setting of the temperature measuring range, u.z. with shunt from 0 to 300 ° C and without shurit from 50 up to 450 ° C. The setpoint of the setpoint adjuster respectively.

Potentiometers P1 wird über den Temperaturfühler Th und den Schutzwiderstand R7 dem einen Elngang 3 des Meßverstärkers A1 zugeführt, während vom Widerstand R6 über Widerstand R8 das andere Ende der Vergleichsschaltung V an den enderen Eingang 2 des Meßverstärkers Al liegt. Von dem an Masse M angeschlossenen Leitungsteil 122 fUhrt die normalerweise in Sperrichtung beanspruchte Parallelschaltung Diode D und Elko 3 zur Leitung 13. Der Meßverstärker A1 ist ein Operationsverstärker mit einem differenziellen Eingang und einem asymmetrischen Ausgang. Der Eingang 2 liegt Uber den schon erwähnten Schutzwiderstand R8 an Maae M und bildet somit das Bezugspotential. Über die Widerstände R10 und Ril wird eine Gegenkopplung vom Ausgang der Schaltstufe S1 zum Verstärkereingang 2 vorgenommen und ein PID-ähnliches Verhalten erreicht. Die Rückfallzeit wird im wesentlichen durch den Elko C6 bestimmt. Da der Operationsverstlrker nach einer linearen Funktion arbeitet, wird das Regelverhalten des Temperaturreglers R (Differenz zweischen Ein- und Ausechaltpunkt) durch den Spannungsansteig an dessen Ausgang und durch die Ladung des Kondensators C6 sowie Kondensator C7 bestimmt, welch letzterer zwischen der Basis des dem Meßverstärker A1 nachgeschalteten Schalttransistors T1 und Mases bzw. dem Kondensator C6 eingeschaltet ist. Der in intregierter Schaltkreistechnik aufbaubare Temperaturregler R hat einen sehr hohen Eingangswiderstand von ca.Potentiometer P1 is controlled by the temperature sensor Th and the protective resistor R7 is fed to one input 3 of the measuring amplifier A1, while the resistor R6 Via resistor R8 the other end of the comparison circuit V to the other input 2 of the measuring amplifier Al lies. From the line part 122 connected to ground M The parallel connection, which is normally used in the reverse direction, carries diode D and Cap 3 to line 13. The amplifier A1 is an operational amplifier with a differential input and an asymmetrical output. Entrance 2 is Uber the already mentioned protective resistor R8 at Maae M and thus forms the reference potential. A negative feedback from the output of the switching stage is established via the resistors R10 and Ril S1 to amplifier input 2 and a PID-like behavior is achieved. The release time is essentially determined by the electrolytic capacitor C6. As the operational amplifier works according to a linear function, the control behavior of the temperature controller R (difference between switch-on and switch-off point) due to the voltage increase at its Output and determined by the charge of capacitor C6 and capacitor C7, which latter is between the base of the switching transistor connected downstream of the measuring amplifier A1 T1 and Mases or the capacitor C6 is switched on. The in more integrated Circuit technology buildable temperature controller R has a very high input resistance from approx.

230 X Ohm, wodurch ein Abgleich der Fühlerleitungen nicht erforderlich ist. Dem Meßverstärker A1 ist die Schaltstufe 81 mit dem schon erwähnten Schalttransistor T1 und dem letzteren nachgeschalteten Schalttransistor T2 mit der zugehörigen Beschaltung zugeordnet. Al Ausgang des Schalttransistors T2 liegt das Kontakte kl aufweisende Kammrelais Rel, wobei durch den Kontakt kl eine an der Frontplatte des Gerätes angebrachte Signallampe L ein schaltbar ist, welche bei angezogenem Relais Rel aufleuchtet, was gleichbedeutend ist mit dem Betriebszustand "Heizung eingeschaltet" bzw. "Istwert kleiner als Sollwert". Auf die Beschaltungselemente der Schalttransistoren T11 T2 und des Schaitrelais Rel in Form der Widerstandskombinationen und Dioden wird vorliegend nicht näher ein gegangen, da diese Beschaltungselemente an sich bekannter Art und tUr du Verständnis der vorliegenden Erfindung nicht von Belag sind. Erwähnt sei lediglich, daß Kondensator C4 mit Widerstand R10 zwischen den Klemmen 1 und 8 des Meßverstärkers A1 sowie Kondensator C5 zwischen den Kle-en 5 und 6 der Frequenzkompensation dienen, die verhindert, daß die Reglersohaltung in Schwingung gerät.230 X Ohm, which means that the sensor lines do not need to be calibrated is. The measuring amplifier A1 is the switching stage 81 with the switching transistor already mentioned T1 and the latter downstream switching transistor T2 with the associated wiring assigned. Al output of the switching transistor T2 is the contacts kl having Comb relay Rel, whereby through the contact kl one attached to the front panel of the device Signal lamp L can be switched on, which lights up when relay Rel is activated, which is equivalent to the "heating switched on" or "actual value" operating state less than setpoint ". On the wiring elements of the switching transistors T11 T2 and the switching relay Rel in the form of the resistor combinations and diodes is present not gone into more detail, since these circuit elements are of a known type and for your understanding of the present invention are not covered. It should be mentioned only that capacitor C4 with resistor R10 between terminals 1 and 8 of the Measuring amplifier A1 and capacitor C5 between Kle-en 5 and 6 of the frequency compensation serve, which prevents the regulator maintenance from vibrating.

Durch den Kondensator C3 werden Störspannungen, die Uber das Thermoelement Th kommen können, nufgefangen, so daß Störspitzen von außen die Funktion des gesamten Oerltcs nicht beeinflussen. Beim Betrieb des Temperaturreglers R wird die durch du Thermoelement Th erzeugte aegenspannung mit der Sollspannung des Potentiometers P1 verglichen und entsprechend ausgewertet. Bei Erreichen einer bestimmten Soll-Istwert-Differenz bzw. bei Spannungsgleichheit schaltet der Temperaturregler R über die Schaltstufen T1 und T2 sowie das Kammrelais Rel die Heizung ab.The capacitor C3 causes interference voltages that are transmitted through the thermocouple Th can come, so that glitches from outside the function of the whole Do not affect Oerltcs. When operating the temperature controller R will the negative voltage generated by the thermocouple Th with the nominal voltage of the potentiometer P1 compared and evaluated accordingly. When a certain target / actual value difference is reached or if the voltage is equal, the temperature controller R switches over the switching stages T1 and T2 and the relay relay Rel switch off the heating.

Der Überwachungskanal U ist Uber die leitungen 14 bis 19 an den Netzteil N bzw. den Temperaturregler R angeschlossen, wobei die leitungen 17 bis 19 der Signalübertragung dienen.The monitoring channel U is via the lines 14 to 19 to the power supply unit N or the temperature controller R connected, the lines 17 to 19 of the signal transmission to serve.

Der Überwachungskanal U arbeitet ähnlich wie der eigentliche Meßkreis. Die Sollwertspannung wird ebenfalls mit der Istwertspannung vergleichen und die Spannungsdifferenz entsprechend verarbeitet. Der Istwert gelangt Uber die Leitung 18, 19, das Potentiometer P2 und die Vorwiderstände R20, R21 an die Eingangsklemmen 2' bzw. 3' des Verstärkers A2. Der letztere weist eine Gegenkopplung über Widerstand R28 vom Ausgang 5', 6'. C9 zum Eingang 3' auf.The monitoring channel U works in a similar way to the actual measuring circuit. The setpoint voltage is also compared with the actual value voltage and the Voltage difference processed accordingly. The actual value comes over the line 18, 19, the potentiometer P2 and the series resistors R20, R21 to the input terminals 2 'or 3' of amplifier A2. The latter has negative feedback via resistance R28 from exit 5 ', 6'. C9 to input 3 '.

Sobald beim Ausfall der Heizung und dementsprechenden Abfall der Meßstellentemperatur die in der Vergleichsschaltung V gebildete Soll -Istwert-Spannungsdifferenz einen im Überwachungskanal mittels des Potentiometers P2 einstellbaren Minimalwert unterschreitet, steuert der Überwachungsverstärker A2 die Schaltstufe 82 an, die du Relais Re2 n- Anzug bringt. Dadurch wird Untertemperatur signalisiert. Bei Ist-Sollwertgleichheit bzw. Oberschreitung der Untertemperatur schaltet der Überwachungskanal U ab. Im besonderen ist mittels des Potentiometers P2 die Differenz der Untertemperatur zur Solltemperatur im Bereich von -1 bis -15% einstellbar. Zusätzlich wäre es auch möglich den Überwachungskanal Ü so auszulegen, daß beim Überschreiten eines vorgegebenen Temperatursollwertes durch den Temperaturiatwort der externe Sicherheitsschaltkreis SS zum Ansprechen gebracht wird. -Umgekehrt int beim Einechalten des Temperaturreglers Rhie Produktionsanlage durch den Überwachungskanal Ü erst dann einschaltbar, wenn aufgrund der durch den Regelkreis R in Gang gesetzten Heizung H der Temperatur-Istwert in den Rogelbereich , d.h. oberhalb der mit Hilfe des Potentioesters P2 einstellbaren Untertemperatur, gelangt. Auch hierbei könnte ein oberer Sollwert vorgesehen werden. Die Vergleichsschaltung V ist nun weiterhin so ausgelegt, daß bei Bruch des Temperaturfühlers Th bzw. mehrer entsprechender Temperaturfühler und dem daraus resultierenden Wegfallen der Fühlerspannung em Eingang des Regelverstärkers A1 eine Übertemperatur vortäuschende Regelabweichung entsteht, durch welche die Hoizung H abschaltbar ist. Bei Fühlerbruch fällt das Potential der Leitung 13 sowie ab, daß von Masse über Diode D1 Strom zur Leitung 13 und der Klemme 3 fließen kann, dessen Spannungsabfall die Übertemperatur vortäuscht. Zugleich hiermit kann am Eingang 3' des Überwachungsverstärkers A2 eine Regelabweichung anstehen, welche zur Betätigung des externen Sicherheitsschaltkreises 85 herangezogen wird. Bei -spielsweise dadurch, daß durch Spannungsabfall am Schutzwiderstand R7 am Eingang des Überwachungsverstärkers eine solche Untertemperatur vorgetäuscht wird, daß letzterer anspricht.As soon as the heating fails and the measuring point temperature drops accordingly the set-actual value voltage difference formed in the comparison circuit V a falls below the minimum value that can be set using potentiometer P2 in the monitoring channel, the monitoring amplifier A2 controls the switching stage 82, which you relay Re2 n- Suit brings. This causes under temperature signals. If the actual setpoint values are the same Monitoring channel U switches off or if the undertemperature is exceeded. in the The difference between the sub-temperature and the Target temperature adjustable in the range from -1 to -15%. In addition, it would also be possible to interpret the monitoring channel Ü so that when a predetermined Temperature setpoint through the temperature word of the external safety circuit SS is made to respond. - Conversely, int when the temperature controller is switched on The production system can only be switched on through the monitoring channel Ü if the actual temperature value due to the heating H set in motion by the control circuit R. in the Rogel range, i.e. above that which can be set using the potentioester P2 Undertemperature, reached. Here, too, an upper setpoint could be provided. The comparison circuit V is now also designed so that if the temperature sensor breaks Th or several corresponding temperature sensors and the resulting omission the sensor voltage em input of control amplifier A1 simulates an overtemperature Control deviation arises through which the heating H can be switched off. If the sensor breaks drops the potential of the line 13 and that from ground via diode D1 current to Line 13 and terminal 3 can flow, the voltage drop of which causes the overtemperature pretends. At the same time this can be at the input 3 'of the monitoring amplifier A2 Control deviation pending, which for actuating the external safety circuit 85 is used. For example, in that due to a voltage drop across the protective resistor R7 simulated such a low temperature at the input of the monitoring amplifier that the latter will respond.

Erwähnt sei noch, daß mit dem Potentiometer P3 die Eingangsöffsetspannung der Verstärker Al und A2 bis auf Null einstellbar ist, so daß Spannungen ab 1 mV erfaßt werden können. Die zweite Leistungsschaltstufe S2 ist ein vierstufiger NF-Verstärker mit eingebauter Triggerstufe. Beim Überwachungskanal dienen die Kondensatoren c8 und Clo zur Frequenzkompensation. Anstelle des vierstufigen NF-Verstärkers für die Schaltstufe 2 könnte auch eine Kaskade aus zwei oder drei Schalttransistoren ähnlich wie bei der Schaltstufe 81 eingesetzt sein. Auf die übringen Beschaltungselemente (Widerstände und Diode) der Schaltstufe 82 sei, da rnr du Verständnis der vorliegenden Erfindung ohne Belang, nicht näher eingegangen. Durch Verwendung von intregierten Schaltkreisen in monolitischen Aufbau wird eine sehr hohe Funktionssicherheit des beschriebenen Gerätes gewährleistet, da nur eine geringe Drift und geringe Offsetwerte vorhanden sind. Die externe Frequenzskompensation garantiert einen stabilen Betrieb unter verschiedenen Last- und Rückkoppelbedingungen in einem weiten Frequenzbereich.It should be mentioned that with the potentiometer P3 the input opening voltage the amplifier A1 and A2 can be set to zero, so that voltages from 1 mV can be detected. The second power switching stage S2 is a four-stage audio amplifier with built-in trigger stage. The capacitors c8 are used for the monitoring channel and Clo for frequency compensation. Instead of the four-stage audio amplifier for the Switching stage 2 could also be similar to a cascade of two or three switching transistors be used as with switching stage 81. On the practical wiring elements (Resistors and diode) of the switching stage 82, because you understand the present Invention of no concern, not detailed. By using intregated Circuits in a monolithic structure will have a very high level of functional reliability described device, since only a low drift and low offset values available. The external frequency compensation guarantees stable operation under different load and feedback conditions in a wide frequency range.

- Durch Verändern der Widerstandswerte innerhalb der Brücke kann das Gerät 3uch Mlr andere Thermoelemente wie z.B. Ni-Cr-Ni-oder P1Rh-P1 sowie für die Widerstände PT 100 und NTC verwendet werden.- This can be done by changing the resistance values within the bridge Device 3uch Mlr other thermocouples such as Ni-Cr-Ni- or P1Rh-P1 as well as for the Resistors PT 100 and NTC can be used.

Ansprüche Expectations

Claims

Claims 1. An electronically operating temperature controller, consisting from heating elements of a heating circuit that can be actuated depending on the manipulated variable for heating a room containing the measuring points, in particular a production plant, to the Measuring points arranged temperature sensors (Therfoelexenten temperature-dependent Resistors or the like) to convert the measuring point temperature into a loose electrical temperature actual value, a setpoint adjuster, one the setpoint / actual value difference forming comparison circuit as well as one controlled by the system deviation Amplifier with feedback and downstream first power switching stage for Control variable-dependent control of the heating elements, with limit value indicator and overfilling of the temperature sensor break, d u r c h e k e n n n s e 1 c h n e t that to the Comparison circuit a separate monitoring channel for limit value monitoring of the the setpoint / actual value difference supplied to it with an amplifier and a second downstream Power switching stage is connected, which in the event of failure of the heating elements or the temperature sensor has an external safety circuit to issue warning signals and / or shutdown of the production plant operated.

2. Temperature controller according to claim 1, d e d u r o h g h k k e n n 2 e i o h n e t, since if the Heating and related If the measuring point temperature drops, the target / actual value voltage difference formed in the comparison circuit falls below or falls below a minimum value that can be set in the monitoring channel

Exceeds the maximum value and thereby the external safety circuit is actuatable.

3. Temperature controller according to claim 1 or 2, d s d u r o h g e k e n n 2 e 1 c h n e t that the production plant is switched on when the temperature regulator is switched on can then be switched on by the monitoring channel erat if due to the the control circuit started heating the actual temperature value in the control range (Range above a lower and possibly below an upper temperature limit value) arrives iat.

4. Temperature controller according to one of claims 1 to 3.

d s d u r c h e k e n n s e i o h n e t that the comparison circuit is designed so that in the event of breakage of the temperature sensor and its corresponding omission the sensor voltage at the input of the control amplifier simulates an overtemperature There is a control deviation by which the heating can be switched off, and at the input of the monitoring channel a control deviation for the actuation of the external safety circuit pending.

5. Tenperaturregier according to claim 4, d z d u r c h 6 e k e n n n z E i o h e t that due to the control deviation which can be fed to the monitoring channel in the event of a sensor break due to the formation of a voltage drop compared to that which can be fed to the control amplifier Deviation, the presence of a sub-temperature at the measuring point can be faked is.