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" Verfahren und Anordnung zum elektrischen Regeln
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von Zustandsgrößen durch Stellglieder mit proportionälem Stellverhalten
" Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum elektrischen Regeln von Zustandsgrößen
wie Druck, Drehzahl, Durchfluß, Feuchte, Leistung. Temperatur etc. durch Steliglieder
mit proportionalem Stellverhalten.
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Zweipunktregler zeichnen sich dadurch aus, daß die Stellgröße nur
zwischen zwei Werten wechseln kann, z.B. zwischen "Ein" und "Aus" oder zwischen
"Stark" und "Schwach". Bei elektrischen Zweipunktreglern können diese beiden Werte
auch als differenzierte elektrische Pegel verstanden werden. Als Zweipunktregler
kommen beispielsweise sogenannte thermostatische Schalter in Frage, bei denen das
mechanische Schaltglied durch einen beweglichen Schaltkontakt gebildet wird, der
beispielsweise durch Bimetalle, sich ausdehnende Flüssigkeiten etc. geschaltet wird.
Zweipunktregler können aber auch beispielsweise durch temperaturabhängige Widerstände
gebildet werden, denen, gegebenenfalls über einen Verstärker, ein bistabiles Schaltelement
nachgeschaltet ist, welches bei Ober- und Unterschreiten bestimmter Schwellenwerte
anspricht. Hierbei werden vorzugsweise Halbleiterschaltelemente verwendet. Auch
dem mechanisch ge steuerten Zweipunktregler können natürlich Relais oder dergleichen
nachgeschaltet werden.
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In allen Fällen ist diesen Zweipunktreglern gemeinsam, daß an ihrem
Ausgang ein Stellsignal in Form von rechteckigen Impulsen gebildet wird, deren untere
Grenze der minimalen und deren obere Grenze der maximalen Stellgröße entspricht.
In Abhängigkeit von der Dauer der einzelnen Schaltzeiten wird hierbei jeweils ausschließlich
der Minimalwert oder der Maximalwert der zu schaltenden Größe eingeschaltet, wobei
der Minimalwert auch dem Wert Null entsprechen kann.
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Die Folge der einzelnen Schaltvorgänge sind dauernde Schwankungen
der Regelgröße um den Sollwert, wobei die Frequenz der Schwankungen vom Zeitverhalten
der Regelstrecke einerseits und von der tolerierbaren Regelabweichung abhängig lXt.
Die Regelabweichungen lassen sich beispielsweise dadurch
verringern,
daß die Schalthäufigkeit erhöht wird. Diese Maßnahme findet jedoch sehr rasch eine
Grenze in den VDE-Vorschriften über die zulässigen Funt-störpegel und im Verschleiß
der Schaltkontakte, wenn es sich um mechanisch bewegte,elektrische Kontakte handelt.
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Bekannte Beispiele figur den Einsatz von Zweipunktreglern sind beispielsweise
elektrische Bügeleisen und elektrisch beheizte Industrieöfen, bei denen der Temperaturfühler
in unmittelbarer Nähe des Heizwiderstandes angeordnet ist, oder bei denen die Ist-Temperatur
auf andere Weise1 z.B.
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durch Luftumwälzung, auf den Temperaturfühler zur Einwirkung gelangt.
Den genannten Regelstrecken wohnt jedoch eine erhebliche Wärmeträgheit inne, so
daß die Ist-Temperatur der zwischen O und 100½ schwankenden Leistungszufuhr nicht
folgen kann. Es ist auch bereits bekannt, die Schwankungsbreite derartiger Regel
strecken durch dauernde Einschaltung eines Teils der gesamten Leistung oder durch
Verwendung von Zweipunktreglern mit Rückführung zu verringern. Aber auch hierbei
bleibt der Einsatz des Zweipunktreglers auf Systeme mit einem durch die Trägheit
bestimmten Zeitverhalten beschränkt. Man geht hierbei von der Oberlegung aus, daß
die Schalthäufigkeit des Zweipunktreglers mit Rückführung größer ist als die Eigenfrequenz
der Regelstrecke, so daß die einzelnen Schaltimpulse von der Regelstrecke nicht
mehr aufgelöst werden.
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Es ist auch bereits bekannt, Zweipunktregler in Verbindung mit der
Regelung dynamischer Vorgänge einzusetzen, beispielsweise bei der Regelung von Drehzahlen
und Spannungen von elektrischen Motoren und Generatoren.
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Hierbei liegt das Zeitverhalten derartiger Regelstrecken in der Massznträgheit
des Systems einerseits und in der
durch die Induktivität bedingten
elektrischen Trägheit andererseits begründet. Ein bekanntes Beispiel für die Ausnutzung
eines solchen Verhaltens der Regelstrecke ist der sogenannte "Tirrill-Regler". Es
ist auch bekannt, einen derartigen Regler mit Rückführung und Dämpfung zu versehen,
jedoch ändert diese Maßnahme nicht grundsätzlich etwas än der Wechselwirkung zwischen
Zweipunktregler und Regelstrecke.
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Für die Steuerung und Regelung einer ganzen Reihe von Zustandsgrößen,
zu denen auch die eingangs genannten Größen zählen, sind heute unterschiedliche
Stellglieder mit proportionalem Stellverhalten im Einsatz Ein bekanntes Beispiel
hierfür sind die als Stellventile bezeichneten elektropneumatischen Ventile, deren
Durchsatz dem jeweils aufgeschalteten Steuerstrom proportional ist. Um dieses Verhalten
möglichst genau zu erreichen, besitzen derartige Stellventile beispielsweise eigene
Stellungsregler und eine Vergleichseinrichtung für den Vergleich zwischen Eingangssignal
und Ist-Stellung des Ventilkörpers. Der Bereich für die Steuerströme ist genormt
und liegt beispielsweise zwischen 0 und 20 mA oder zwischen 4 und 20 mA. Derartige
Stellventile folgen praktisch trägheitslos dem Steuerstrom. Sie würden bei Beaufschlagung
mit den Steuerimpulsen eines Zweipunktreglers die Stellung AUF oder ZU einnehmen,
so daß ein proportionales Stellverndlten nicht gewährleistet ist. Hierbei ist zu
berücksichtigen, daß die Taktfrequenz von Zweipunktreglern mit Rücksicht auf die
Lebensdauer der Schaltkontakte im allgemeinen zwischen einem Schaltvorgang und sechs
Schaltvorgängen pro Minute gewählt wird. Sehr häufig kommt eine Taktfrequenz im
unteren Bereich zur Anwendung, d.h. es werden zwischen 1 und 4 Schalthandlungen
pro Minute ausgeführt. Stellventile werden beispielsweise für die
Regelung
von Druck, Durchfluß und Feuchte benötigt. Ein weiteres Beispiel für Stellglieder
mit Proportionalverhalten sind die sogenannten Thyristorsteller zur kontinuierlichen
Leistungssteuerung, die entweder nach dem Prinzip der Impuls~ Gruppensteuerung oder
nach dem der Phasenanschnittsteuerung betrieben werden können. In dem zu-letzt genannten
Fall ist die Leistung der durch den sogenannten Zündwinkel "ac " bestimmten Fläche
innerhalb der Sinuskurve zwischen dem Einschaltpunkt des Thyristors und dem unmittelbar
darauf folgenden Nulidurchgang.)Der Zündwinkel wird hierbei so verstellt, daß die
genannte Fläche, die der abgegebenen elektrischen Leistung entspricht, der Steuerspannung
für den Zündwinkel direkt proportional ist.
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Die sogenannten Thyristorsteller folgen gleichfalls trägheitslos der
jeweiligen Steuerspannung für detiiZündwinkel, und sind somit für die Ansteuerung
durch einen Zweipunktregler nicht geeignet. In der riteratur wird daher auch stets
angegeben, derartige Stellglieder, wie beispielsweise Steliventile und Thyristorsteller
durch sogenannte kontinuierliche oder stetige Regler zu regeln. Bei diesen kann
die Steligröße Y innerhalb des Stellbereichs jeden beliebigen Wert annehmen, so
daß die regelmäßigen Schwankungen der Regelgröße entfallen und sich ein stabiler
Gleichgewichtszustand einstellen kann. Eine Ausführungsform eines derartigen Reglers
ist der sogenannte Proportionalregler. Diese Proportionalregler stellen jedoch sehr
aufwendige Geräte dar, so daß sich deren Einsatz für eine ganze Reihe von Anwendungsfällen
nicht lohnt. In zahlreichen Fällen übersteigen die Kosten für einen Proportionalregler
bei weitem die Kosten für das zugehörige Stellglied, so daß häufig auf den Einsatz
geregelter Stellglieder verzichtet wird und diese von Hand gesteuert bzw.
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geregelt werden.
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+) proportional
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe
zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum elektrischen Regeln von Zustandsgrößen
durch Stellglieder mit proportionalem Stellverhalten anzugeben, bei denen ein Zweipunktregler
verwendet wird.
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Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt gemäß der vorliegenden Erfindung
dadurch, daß ein der Zustandsgröße entsprechendes Signal zunächst in einem Zweipunktregler
mit Rückführung in ein Zweipunktsignal umgesetzt wird, welches nachfolgend einem
vom Zeitverhalten der Regelstrecke bzw. des Steligliedes unabhängigen elektrischen
Speicher zugeführt wird, dessen Zeitkonstante mehrfach größer als die Taktzeit des
Zweipunktreglers ist, und daß das Ausgangssignal des Speichers dem Stellglied zugeführt
wird.
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Das erfindungsgemäße Regelverfahren ist - im Gegensatz zum Stande
der Technik - auch bei solchen Regel strecken bzw. Steligliedern anwendbar, die
über keine merkliche Eigenträgheit verfügen, sondern dem Steuersignal unmittelbar
folgen. Durch den Gegenstand der Erfindung wird dem Zweipunktregler ein wesentlich
erweitertes Einsatzgebiet erschlossen, da es durch das erfindungsgemäße Verfahren
beispielsweise möglich ist, unter anderem Stellventile und Thyristorsteller bzw.
die damit bestückten Regel strecken proportional zu regeln. Die Anwendungsbreite
derartiger Stellglieder wird noch zusätzlich dadurch.vergrößert, daß der Zweipunktregler
einschließlich des elektrischen Speichers immer noch erheblich kostengünstiger ist,
als die bekannten stetigen Regler. Durch die technische Ausführung läßt sich der
Zweipunktregler vom Speicher trennen. Hierdurch lassen sich die eindeutigen Signale
des Zweipunktreglers über größere Entfernungen störungsfreier übertragen als beispielsweise
die Signale eines Prpportionalreglers.
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Beim Zweipunktregler ist der relative Anteil der geregelten Zustandsgröße
der relativen Einschaltdauer des Zweipunktreglers direkt proportional. Hat der Zweipunktregler
beispielsweise eine relative Einschaltdauer von 75%, so läßt das zugehörige Stellglied
gleichfalls 75% des strömenden Mediums, der elektrischen Leistung etc.
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durch. Die absolute Höhe der Signale des Zweipunktreglers, die beispielsweise
durch unterschiedliche Leitungswiderstände beeinflußt werden kann, spielt hierbei
keine Rolle. Bei einem proportionalen Regelsignal hingegen wirken sich Obertragungsverluste
negativ aus, so daß das gesamte System nach der Installation besonders geeicht werden
muß. Jede Widerstandsänderung in den Leitungen beeinflußt die Genauigkeit der Regelung
in erheblichem Maße.
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Eine besonders einfache Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß der Zweipunktregler als Umschalter+usgeführt
ist, dessen Ausgang mit zwei unterschiedlichen definierten elektrischen Pegeln verbindbar
ist, von denen der eine den minimalen Wert und der andere den maximalen Wert der
Regelabweichung entspricht, und daß dem Zweipunktregler eine Reihenschaltung aus
einem ohm'schen Widerstand und einem Kondensator nachgeschaltet ist, wobei der Ausgang
des Kondensators an einen Referenzpunkt "R" gelegt ist, und daß der Z4iischenspannungspunt
"ZP" zwischen dem ohm'schen Widerstand und dem Kondensator die Abgriffsstelle für
die Stellgröße YR ist.
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Zur Ausführung der Erfindung werden somit lediglich zwei relativ einfache
elektrische Komponenten benötigt, durch welche die Kosten des Zweipunktreglers nur
in unwesentlichem Maße erhöht werden. Als elektrischer Speicher dient im vor-+)
mit Rückführung
liegenden Falle der Kondensator, wobei die Reihenanordnung
aus ohm'schen Widerstand und Kondensator im Hinblick auf den Zwischenspannungspunkt
als sogenannter variabler Spannungsteiler angesehen werden kann, da der Spannungspegel
am Kondensator von der relativen Einschaltdauer des Zweipunktreglers abhängig ist
und bei geeigneter Auslegung des ohm'schen Widerstandes und des Kondensators mit
der nachstehend noch näher angegebenen Tendenz nur wenig schwankt. Aber auch diese
Schwankungen lassen sich durch ein nachgeschaltetes elektrisches Filter noch praktisch
restlos beseitigen. Durch die abwechselnde Aufschaltung der angegebenen Reihenschaltung
auf zwei unterschiedliche, definierte elektrische Pegel mit der Taktfrequenz des
Zweipunktreglers läßt sich in Abhängigkeit von der relativen Einschaltdauer ein
gezieltes Aufladen und Entladen des Kondensators erreichen, so daß sich am Zwischenspannungspunkt
ein der relativen Einschaltdauer proportionaler, periodisch schwankender Spannungswert
einstellt. Der sogenannte minimale Wert der Regelabweichung wird zweckmäßig gleichzeitig
dem Referenzpunkt angelegt und kann auch Null sein, d.h. der Referenzpunkt befindet
sich auf Massenpotential.
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Eine beispielhaft ausgelegte Reihenschaltung kann beispielsweise aus
einem Widerstand mit 1 Megohm und einem Kondensator mit einer Kapazität von 1 Mikro
farad bestehen.
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Als mit einem geringfügig größeren Aufwand verbundene Alternativlösung
kann beispielsweise anstelle des Kondensators eine Induktivität, d.h. eine Spule,
zweckmäßig mit Eisenkern, verwendet werden, wobei unter Beibehaltung der übrigen,
oben angegebenen Merkmale lediglich die Reihenfolge der als elektrischer Speicher
wirkenden Spule und des ohm'schen Widerstandes zu vertauschen ist.
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Der Erfindungsgegenstand ist mit besonderem Vorteil dann einsetzbar,
wenn bei der ersten angegebenen Ausführungsform der ohm'sche Widerstand und der
Kondensator zu einer Baueinheit mit Anschlußklemmen für den Ausgang des Zweipunktreglers,
für den Abgriff der Stellgröße und für die Referenzspannung zusammengefaßt ist.
Eine solche Baueinheit kann beispielsweise in Verbindung mit einer Leiterplatte
und/oder einer Einschubeinheit mit einem Schalttafelinstrument kombiniert werden.
Eine solche Baueinheit kann zutreffend mit der Bezeichnung Impuls-Proportionalumsetzer
belegt werden.
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Die erfindungsgemäße Lösung eignet sich auch zum Anschluß eines Meßgerätes
zur Erfassung der Stellgröße oder zur Anzeige der Abweichung zwischen der geforderten
und der von Hand vorgegebenen Stellgröße. Die Zuordnung derartiger Meßgeräte war
bisher auf den Einsatz von Proportionalreglern beschränkt, da für die Anzeige ein
stetiges Signal benötigt wird. Da das gemäß der Erfindung erzeugte proportionale
Signal jedoch die relative Einschaltdauer wiedergibt, kann der betreffende Wert
für eine exakte Prozent-Anzeige verwendet werden.
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Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung und deren Wirkungsweise
seien nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 6 näher erläutert.
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Es zeigen: Figur 1 eine Schaltungsanordnung eines Zweipunktreglers
in Verbindung mit einer Reihenschaltung aus ohm'schen Widerstand und Kondensator,
Figur 2 eine Schaltungsanordnung analog Figur 1, jedoch mit dem Unterschied, daß
die Reihenschaltung aus einer Induktivität und einem ohm'schen Widerstand besteht,
Figur 3 zwei Diagramme a) und b) von Ausgangssignalen des Zweipunktreglers mit unterschiedlicher
relativer Einschaltdauer, Figur 4 zwei Diagramme a) und b) der Ausgangsspannung
der Reihenschaltung aus ohm'schen Widerstand und Kondensator am Zwischenspannungspunkt
ZP in Abhängigkeit von der jeweiligen relativen Einschaltdauer gemäß Figur 3, Figur
5 die geglätteten Signale gemäß den Figuren 4a und b am Ausgang des zugeordneten
Filters und Figur 6 die Weiterverarbeitung des Proportionalsignals gemäß Figur 5
in Meßgeräten und Steligliedern.
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In Figur 1 ist mit 10 ein Zweipunktregler bezeichnet, dem die Regelgröße
X, d.h. die zu regelnde Zustandsgröße über
die Eingangsklemme 11
aufgeschaltet ist. Mittels eines Potentiometers 13 wird ein Sollwert W vorgegeben.
Der Zweipunktregler 10 ist in der Weise aufgebaut, daß er ein Rechtecksignal abgibt.
Sobald die Regelgröße den Sollwert überschreitet, fällt das Ausgangssignal des Zweipunktreglers
10 ohne Rückführung wieder auf einen niedrigeren Wert, beispielsweise auf den Wert
NULL ab.
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Unterschreitet jetzt die Regelgröße X wieder den Sollwert W , so wird
ein neues Rechtecksignal gebildet usw.
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Das Verhältnis von Einschaltzeit te zur Summe aus Einschaltzeit te
und Ausschaltzeit ta wird auch als relative Einschaltdauer bezeichnet.
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Der M,inimalwert des Rechtecksignals entspricht dabei 0%, der Maximalwert
100% des Ausgangssignals des Zweipunktreglers 10. Durch entsprechende Anordnung
von Schaltkontakten im Innern des Zweipunktreglers 10 oder eine analoge kontaktlose
Schaltung bildet dieser einen Umschalter zwischen zwei unterschiedlichen, definierten
elektrischen Pegeln, die beispielsweise 5,6 Volt (Null Prozent) und 14,5 Volt (100
Prozent) betragen können.
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Die Regelgröße X braucht jedoch kein elektrischer Wert zu sein; vielmehr
ist es möglich, die Gesamtanordnung der Teile 10 bis 13 in analoger Weise durch
einen Bimetallschalter zu ersetzen, wobei an die Stelle des Potentiometers 13 eine
mechanische Verstelleinrichtung tritt. An die Ausgangsklemme 14 des Zweipunktreglers
10 ist eine Reihenschaltung 15 aus einem ohm'schen Widerstand 16 und einem Kondensator
17 angelegt, wobei der Ausgang des Kondensators 17 über eine Klemme 18 einem Referenzpunkt
R aufgeschaitet ist, der beispielsweise das Massepotential darstellen kann. Es ist
beispielsweise möglich, diesen Referenzpunkt auf den gleichen
Pegel
zu legen, der dem minimalen Wert der Regelabweichung am Ausgang des Zweipunktreglers
10 entspricht, also 5,6 Volt beträgt. Zwischen dem ohm'schen Widerstand 16 und dem
Kondensator 17 befindet sich eine Leitung 19 mit einem Zwischenspannungspunkt "ZP",
der über eine nicht näher bezeichnete Leitung zu einer Ausgangsklemme 20 führt.
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Die Reihenschaltung 15 bildet eine Art variablen Spannungsteiler,
bei dem die Spannung am wischenspannungspunkt ZP aufgrund des unterschiedlichen
Ladezustandes des Kondensators 17 variabel ist. Der Kondensator wird durch den ständigen
Wechsel zwischen den beiden elektrischen Pegeln abwechselnd geladen und entladen,
wobei der Spannungsmittelwert am Zwischenspannungspunkt ZP dem Zeitverhältnis zwischen
'Laden" und "Entladen" entspricht und damit der relativen Einschaltdauer des Zweipunktreglers
10. Das Ausgangssignal derReihenschaltung 15 ist einem Filter 21 aufgeschaltet,
welches die geringfügige We-lligkeit glättet, so daß eine praktisch gleichförmige
Stellgröße YR gebildet wird, welche an der Klemme 22 ansteht.
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Die Schaltungsanordnung gemäß Figur 2 entspricht derjenigen gemäß
Figur 1, jedoch mit dem Unterschied, daß die Reihenschaltung 15a durch einen ohm'schen
Widerstand 16a und eine Induktivität 23 gebildet wird, wobei jedoch die Reihenfolge
des ohm'schen Widerstandes und'der Induktivität gegenüber Figur 1 umgekehrt ist.
Bei dem Gegenstand nach Figur 2 ist der Ausgang des ohm'schen Widerstandes 16a an
einen Referenzpunkt "R" gelegt. Auch in diesem Falle bildet die Reihenschaltung
eine Art variablen Spannungsteiler, wobei sich der Mittelwert der am Zwischenspannungspunkt
ZP abgreifbaren Spannung in Abhängigkeit von der relativen Einschaltdauer verändert.
Der Kondensator 17 bzw. die Induktivität 23
bilden elektrische
Speicher.
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Bei der Auslegung der Reihenschaltung 15 bzw. 15a wird dafür Sorge
getragen, daß deren Zeitkonstante mehrfach größer ist als die Taktzeit des Zweipunktreglers.
Vorzugsweise ist die Zeitkonstante mindestens 3 bis 4 mal so groß wie die Taktzeit
des Zweipunktreglers. Bei entsprechender Auslegung des Kondensators 17 bzw. der
Induktivität 23 bewegt sich die Spannung am Zwischenspannungspunkt ZP auf dem ansteigenden
bzw. abfallenden Teil der Kennlinie des Speichers 17 bzw. 23. Durch entsprechende
Auslegung kann dafür Sorge getragen werden daß die Schwankungsbreite außerordentlich
gering ist.
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Die Reihenschaltung 15 bzw. 15a ist der wesentliche Teil der Erfindung;
sie kann auch als Proportional-Umsetzer bezeichnet werden. Wie bereits weiter oben
ausgeführt, hat das Filter 21 lediglich die Aufgabe, die Ausgangsspannung der Reihenschaltungen
zu glätten.
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Die Wirkungsweise der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Schaltungsanordnung
sei nachfolgend anhand der Figuren 3, 4 und 5 näher erläutert. Der Zweipunktregler
lo erzeugt aufgrund des vorgegebenen Sollwerts einerseits und der Auslegungsdaten
der Regelst.recke andererseits, die beispielsweise ein widerstandsbeheizter elektrischer
Industrieofen sein kann eine Folge von Rechteckimpulsen, wobei die Ein- und Ausschaltzeit
gleichlang sind, so daß die relative Einschaltdauer 50% beträgt (Figur 3a). Dies/besagt
nichts anderes als daß die betreffende Regelstrecke im Beharrungszustand mit 50%
der maximalen Leistung auskommt, um den bestehenden Zustand, beispielsweise eine
Temperatur, aufrechtzuerhalten.
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Das in Figur 3a dargestellte Signal steht an der Ausgangsklemme 14
des Zweipunktreglers 10 an. An der Ausgangsklemme 20
bzw. am Zwischenspannungspunkt
ZP der Reihenschaltung 15 bzw. 15a hingegen steht eine Spannung an, die nicht mehr
zwischen 0 % und 100% schwankt, sondern um wenige Prozente oberhalb und unterhalb
eines Mittelwertes von gleichfalls 50%, wobei der Kurvenverlauf von der Auslegung
des Kondensators 17 bzw. der Induktivität 23 abhängig ist (Figur 4a).
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An der Klemme 22 steht aufgrund des Einflusses des Filters 21 eine
konstante Spannung an, die 50% der an diesem Punkte erreichbaren Maximalspannung
bzw. der maximalen Regelabweichung entspricht (Figur 5a). Es ist ersichtlich, daß
die Spannungsimpulse gemäß Figur 3a, die eine 50%-ige relative Einschaltdauer repräsentieren,
in ein proportionales stetiges Signal von 50% der maximalen Regelabweichung umgesetzt
worden sind. Mit der betreffenden Stellgröße YR läßt sich nun ein Stellglied mit
proportionalem Stellverhalten beaufschlagen, so daß dessen Durchlaß (Durchfluß,
Leistung etc.) gleichfalls 50% beträgt.
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Bei der Betriebsweise gemäß Figur 3b arbeitet der Zweipunktregler
in der Weise, daß die relative Einschaltdauer 75% beträgt, d.h. die Regelstrecke
benötigt für/die Einhaltung stationärer Betriebsbedingungen 75% der Maximalleistung.
Da hierdurch das Verhältnis. zwischen Auflade- und Entladezeit des Kondensators
17 bzw. der Induktivität 23 entsprechend verändert wird, stellt sich am Zwischenspannungspunkt
ZP ein jeweils höherer Wert ein, der um einen Mittelwert von 75% schwankt (Figur
4). Nach Glättung durch das Filter 21 ergibt sich ein proportionales Signal von
75% der maximalen Regelabweichung (Figur 5b).
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Eine Möglichkeit zur elektrischen Weiterverarbeitung der Stellgröße
YR sei anhand der Figur 6 näher erläutert. Die
betreffende Stellgröße
steht an der Klemme 22 an. Sie wird über einen Umschalter 24 einem Spannungsverstärker
25 zugeführt und kann von diesem entweder unmittelbar einem spannungsgesteuertem
Stellglied 26 oder über einen Spannungs-Stromwandler 27 einem stromgesteuerten Stellglied
28 zugeführt werden. Diese Steliglieder haben sämtlich ein proportionales Stellverhalten,
wobei auf die einleitend gemachten Ausführungen verwiesen wird, Der Umschalter 24
dient zur Umschaltung von "A" (Automatik) auf H" (Handsteuerung). Zu diesem Zweck
wird einer Eingangsklemme 29 eine Spannung zugeführt, die über ein Potentiometer
30 veränderbar ist.
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Die Anordnung gemäß Fig. 6 enthält weiterhin ein Meßgerät 31 in Verbindung
mit zwei Umschaltern 32a und 32b, die gleichsinnig miteinander gekoppelt sind. In
der ausgezogen dargestellten Position ist das Meßgerät 31 über die Ausgangsklemme
33 des Spannungsverstärkers 25 mit einem Referenzpunkt "R" verbunden, welcher der
gleiche ist, wie der Referenzpunkt "R" in den Figuren 1 und 2, der beispielsweise
auch auf Masse liegen kann. Da an der Ausgangsklemme 33 ein kontinuierliches Signal
ansteht, welches der Spannung an der Klemme 22 proportional ist, zeigt die entsprechende
Skala 34 des Meßgerätes 31 die relative Einschaltdauer des Zweipunktreglers 10 ebenso
an wie den prozentuallen Wert der maximalen Stellgröße YR.
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Durch Umlegen der Umschalter 32a und 32b in die gestrichelt dargestellte
Position ist es aber außerdem möglich, die Differenz zwischen der Stellgröße YR
an der Klemme 22 und der Steuerspannung an der Klemme 35 am Ausgang des Potentiometers
30 festzustellen. Auf diese Weise ist es möglich, die Steuerspannung durch Verstellung
des Potentio-
meters 30 so zu verändern, daß die Differenz auf
den Wert Null eingestellt wird, so daß ein stoßfreies Umschalten von Regelung auf
Handsteuerung möglich ist. Zur Anzeige dient eine Skala 36 für die Anzeige der Größe
und des Vorzeichens der betreffenden Differenz.
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