DE1271811B - Verfahren und Schaltungsanordnung zur Prozessregelung - Google Patents
Verfahren und Schaltungsanordnung zur ProzessregelungInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. CL:
G05b
G05f
Deutsche Kl.: 21c-46/54
Nummer: 1271 811
Aktenzeichen: P 12 71 811.5-32 (P 29350)
Anmeldetag: 8. Mai 1962
Auslegetag: 4. Juli 1968
Industrielle Prozesse erfordern für ihre Durchführung in steigendem Maße selbsttätige Regelungen. Es
ist eine Schaltungsanordnung zur Regelung eines chemischen Prozesses bekannt, mit der drei oder mehr
physikalische Größen gleichzeitig geregelt werden. Sie weist einen Abtaster, einen Umsetzer und eine Befehlsund
Verlgeichseinheit auf, die in üblicher Weise einen Regelkreis bilden. Der Istwert wird gemessen, mit dem
Sollwert verglichen und nachgeregelt, wenn die Regelabweichung einen bestimmten Wert übersteigt. Die
Nachregelung erfolgt auf »Ja-Nein«-Basis, d. h. beispielsweise ein Ventil wird geöffnet oder geschlossen,
Zwischenwerte können nicht eingestellt werden (Instruments and Automation, Oktober 1956, S. 1979
bis 1984).
Wenn statt dessen Zwischenwerte des Stellgliedes, beispielsweise des erwähnten Ventils, gewünscht
werden, wird die Regelung sehr aufwendig, da eine Stellgenauigkeit von 1:1000 die Speicherung von
mindestens zehn Informationsbits pro Stellglied erfordert. Außerdem bedingt die herkömmliche Regelung
zugehörige Servostellglieder mit einer Genauigkeit von mindestens 1:1000. Dies führt für jede einzelne zu
regelnde Stelle des Prozesses zu sehr hohen Anlagekosten.
Es ist ferner ein Verfahren zur Prozeßregelung bekannt,
bei dem die Meßwerte zyklisch abgetastet und einem Rechner zugeführt werden, der die Regelabweichung
der einzelnen Meßwerte von den durch das Regelprogramm vorgegebenen Sollwerten bestimmt
und bei einer bestimmten Abweichung eine Änderung der Meßwerte entsprechend einem Unterprogramm
veranlaßt (Automatik, Februar 1961, S. 48 bis 51). Auch dieses Verfahren erfordert einen unvertretbar
hohen Aufwand, wenn Zwischenwerte des Stellgliedes eingestellt werden sollen, so daß im Grunde
nur eine verbesserte »Ja-Nein«-Regelung erreicht wird.
Durch die Erfindung soll ein Verfahren zur Prozeßregelung verfügbar gemacht werden, bei dem eine
kontinuierliche Regelung simuliert wird, ohne daß der Aufwand für Zwischenwerteinstellungen des Stellgliedes
erforderlich wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß verschiedene Unterprogramme für die Betätigung
des die einzelne Meßgröße beeinflussenden Stellgliedes vorhanden sind und daß das zur Verringerung
der Regelabweichung geeignete Unterprogramm durch den Rechner entsprechend der Größe der Regelabweichung
ausgewählt wird. Unter »Unterprogramm« werden dabei programmierte Regelvorgänge mit bestimmter
Regelgeschwindigkeit verstanden.
Vorzugsweise wird — unter Verwendung von Ven-Verfahren und Schaltungsanordnung
zur Prozeßregelung
zur Prozeßregelung
Anmelder:
E. I. du Pont de Nemours and Company,
Wilmington, Del. (V. St. A.)
Wilmington, Del. (V. St. A.)
Vertreter:
Dr. C. Reinländer, Patentanwalt,
8000 München 8, Zeppelinstr. 73
8000 München 8, Zeppelinstr. 73
Als Erfinder benannt:
Edward William Yetter, West Chester, Pa.
(V. St. A.)
(V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 8. Mai 1961 (108 521) - -
tilen als Stellglieder — das geeignete Unterprogramm
in der Weise ausgewählt, daß der Rechner für jeden Regelkreis eine Berechnung durchführt, die der Reihe
nach aus folgenden allgemeinen Schritten besteht:
a) Aufnahme einer digitalen Ziffer entsprechend dem numerischen Wert der gemessenen Variablen,
b) Aufnahme einer digitalen Ziffer, die den zu berechnenden Regelkreis identifiziert,
c) Lösung der dynamischen Regelgleichung unter Verwendung der gemessenen Variablen aus
Schritt a) und der entsprechenden gespeicherten Konstanten entsprechend dem in Schritt b) identifizierten
Regelkreis,
d) Wahl der entsprechenden Ventilgeschwindigkeit entsprechend der Gleichungslösung nach Schritt c)
und
e) Abgabe eines Betätigungssignals an das Regelventil entsprechend dem überwachten Regelkreis.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient eine Schaltungsanordnung mit einem Abtastschalter,
der die Prozeßzustände abtastet und ein für den bestehenden Prozeßzustand charakteristisches
Meßwertsignal abgibt, und einem das Meßwertsignal vom Abtastschalter aufnehmenden Rechner, ähnlich
wie sie eingangs bereits besprochen worden ist, jedoch
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mit der Besonderheit, daß die verschiedenen Unterprogramme in dem Rechner gespeichert sind.
Als besonders vorteilhaft im Betrieb hat sich erwiesen, wenn die im Rechner gespeicherten Unterprogramme
im wesentlichen konstante mittlere Korrekturgeschwindigkeiten für die Abweichungen aufweisen.
Die Erfindung soll an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert
werden; es zeigt
F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung, bei der die Stellglieder
Ventile sind und die Verknüpfungen durch Verbindungslinien angedeutet sind,
F i g. 2 eine schematische Darstellung des Abtastprogrammgerätes der Schaltungsanordnung nach
Fig. 1,
Fig. 3 eine schematische Darstellung des Rechners
der Schaltungsanordnung nach Fig. 1,
F i g. 4 eine schematische Darstellung der Ventilantriebslogik der Schaltungsanordnung nach F i g. 1,
wobei Einzelheiten jenseits der Ventilwahlmatrix auf die Einrichtungen für nur ein einziges Ventil beschränkt
sind,
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Magnetverstärkerschaltung
für den Stellmotor der Schaltungsanordnung nach Fig. 1,
F i g. 6 eine schematische Darstellung des Austastfrequenzgenerators
der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 und
F i g. 7 das Austastsignal in Verbindung mit dem ausgetasteten Speisestrom der Schaltungsanordnung
nach F i g. 1.
Im folgenden wird die Ventilregelung bei einem typischen chemischen Prozeß beschrieben, bei der
jeder einer Vielzahl von Regelkreisen mit seinem eigenen Ventil ausgestattet ist und die Regelung dadurch
bewirkt wird, daß jedes Ventil mit einer bestimmten von mehreren konstanten Geschwindigkeiten
in Öffnungs- oder Schließrichtung, d. h. entsprechend einem Unterprogramm, angetrieben wird, um den
gewünschten Regelzustand zu erhalten. Es wird mit einem Binärsystem gearbeitet.
F i g. 1 zeigt schematisch die Gesamtanordnung der Vorrichtung, wobei der Informationsfluß durch Verbindungslinien
angedeutet ist, deren Pfeilspitzen in Richtung der Informationsübertragung weisen.
Die Uhrtaktgabe erfolgt durch einen Taktgeber 10, der beispielsweise das Abtastprogrammgerät 11 in
einem konstanten Zeitintervall von 6,66 ± 20 % msec steuert. Das Abtastprogrammgerät bewirkt im Regelsystem
die Identitätskoordination für jeden einzelnen Regelkreis, wie dies durch die drei von ihm ausgehenden
Informationsflußlinien angedeutet ist.
So läßt das Abtastprogrammgerät 11 den Abtastschalter 12 weiterschalten, um eine bestimmte der
Gleichstromübertragersignalleitungen 14, von denen jede eine einzige geregelte Variable überwacht, über
die Leitung 8, den üblichen Analog-Digital-Umsetzer 15 und die Leitung 9 mit dem Rechner 16 zu verbinden.
Gleichzeitig verbindet das Abtastprogrammgerät 11 den Rechner 16 mit dem besonderen Rechenspeicher
und zugehörigen Einrichtungen, die dem bestimmten ausgewählten, einzelnen Regelkreis zugeordnet sind,
und stellt schließlich auch die Verbindung des speziellen Stellgliedes 19 des Ventils 20, das den zu regelnden
Zustand steuert, mit der Ventüantriebslogik 17 her. Die Signalenergie hierfür kommt vom Austastfrequenzgenerator
21. Die Bezeichnungen an den Informations flußlinien vom Abtastschalter 12 zum Analog-Digital
Umsetzer 15, sodann zum Rechner 16 und schließlich zur Ventüantriebslogik 17 bezeichnen die Art der
Information, die der Reihe nach während der Regelung jeder Stelle, wie im folgenden noch eingehend beschrieben,
von links nach rechts läuft.
Die Regelung erfolgt für alle Punkte entsprechend der üblichen dynamischen Regelgleichung mit zwei
ίο Funktionen, die jedoch durch Differentiation in ihre Geschwindigkeitsform gebracht ist.
Die Regelgleichung lautet:
V=Kr(Xk-X)
^k-X) dt,
dabei bedeutet
V = Ventilstellung oder Stellgröße,
X — Istwert der Regelgröße,
Xk — Sollwert der Regelgröße,
Kr = Übertragungsbeiwert,
Tn = Nachstellzeit.
Xk — Sollwert der Regelgröße,
Kr = Übertragungsbeiwert,
Tn = Nachstellzeit.
Mit der ersten Ableitung dieser Gleichung nach der Zeit wird die Ventilantriebsgeschwindigkeit zu
ν =
dV
~dT
~dT
= Kr-(Xk-X) +
dt
Kr
Tn
(Xk-X).
Eine für Rechenoperationen geeignete numerische Form dieser Gleichung ist:
ν = K1I(Xk -X)n- (Xk - X)n-t] + Kz (XK - X)n,
dabei bedeutet
K1 =
Kr
At
Kr
At = Abtastperiode, d. h. Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Abtastungen desselben Punktes;
η = die jeweilige Abtastung und n—l die letzte
vorangegangene Abtastung.
Um zu überblicken, welche Anforderungen zu erfüllen sind, um eine kontinuierliche Regelung zu
simulieren, soll ein chemischer Prozeß betrachtet werden, bei dem zweihundert Punkte zu regeln sind.
Dazu sind typischerweise fünf Hauptarten von Meßfühlern erforderlich. Bei der Analyse ergibt eine Anpassung
einzelner Punkte an die insgesamt vorhandenen, daß zweckmäßig eine binäre geometrische
Progression benutzt wird, um die Punkte hinsichtlich der »Zeiteinheiten pro Abtastung« in sechs gesonderte
»Abtastzonen« zu unterteilen, je nach der Geschwindigkeit des Regelablaufs, der für die betreffenden Regelkreiskenngrößen
erwartet werden kann. Es ist zweckmäßig, als »Zeiteinheit« die verstrichene Zeit, d. h. die
Abtastperiode zwischen aufeinanderfolgenden Abtastungen desselben Punktes in der Zone mit höchster
Abtasthäufigkeit zu wählen, die hier als Zone A bezeichnet wird. Eine tabellenmäßige Zusammenfassung
der Zonenabtastzeiten ergibt auf dieser Grundlage folgendes:
Abtastzone | Zeiteinheiten (von beispielsweise 1,25 Sekunden Dauer) je Abtastung |
Anzahl der Punkte |
typischer Meßfühler |
A
B C D E F |
1 2 4 16 64 256 |
80 40 30 20 20 10 |
Strömungsmesser Druck- oder Pegelmesser Pegel- oder Temperaturfühler Temperaturfühler Temperatur- oder Zusammensetzungsfühler Zusammensetzungsfühler |
Ferner zeigen Vergleichsversuche, daß mindestens acht Abtastungen je Regelkreiszeitkonstante erforderlich
sind, um mit Abtastfolgen gleichartige Regelergebnisse zu erzielen, wie mittels einer kontinuierlichen
Regelung unter Anwendung eines herkömmlichen analogen PI-Reglers. Tatsächlich ist für einen
Wert von acht Abtastungen pro Regelkreiszeitkonstante die Güte der erfindungsgemäß erhaltenen
Regelung für praktische Zwecke nicht von derjenigen einer herkömmlichen kontinuierlichen Regelung zu
unterscheiden. Eine Abtastgeschwindigkeit von 150 Punkte pro Sekunde eignet sich für die vorliegenden
Zwecke, und mit den oben angegebenen Daten können die Rechengrößen hierauf abgestimmt werden.
Ein typischer Bereich numerischer Werte für die Rechengröße für das als Beispiel gewählte System
mit 200 Punkten ist folgender:
Xk = 0 bis 1023 (normierter Gesamtbereich der Sollwerte [s. u.]),
X = 0 bis 1023 (normierter Gesamtbereich der Istwerte [s. u.]), KR = 0,2 bis 200,
Δ t = 1,25, 2,5, 5,0, 20,0, 80,0, 320,0 Sekunden, Tn = 0,6 bis 3000 Sekunden.
Die Maßzahlen der Ist- und Sollwerte in technischen Einheiten müssen zur Verarbeitung in Digitalrechnern
in Binärzahlen umgewandelt werden, etwa wie die Einheiten zur Darstellung als Kurven in Längen umgewandelt
werden müßten. Ähnlich wie der Umrechnungsfaktor zur zeichnerischen Darstellung so
gewählt wird, daß die Koordinaten auf dem gewählten Papierformat Platz haben, wird die Umrechnung in
die Binärzahlen so durchgeführt, daß die die Sollbzw. Istwerte darstellenden Binärzahlen in den genannten
Bereichen liegen, die deshalb als »normierter Gesamtbereich« bezeichnet werden.
Die Bereiche der Konstanten K1 und K2 sind als
Maximalwerte gewählt, die für den breitesten Anwendungsfall Kombinationen ergeben, die aus den
angegebenen Parametern zu erwarten sind. Die Toleranz der Einstellung der Konstanten K1 und K2
beträgt beispielsweise ±5% vom Nennwert, so daß sie sich in Form von fünf kennzeichnenden Bits mal
dem entsprechenden Exponenten von 2 mit angemessener Auflösung ausdrücken lassen.
Die Rechenzeit des Rechners 16 ist bestimmend für die mögliche Arbeitsgeschwindigkeit des Systems, und
eine praktisch anwendbare Periode für den Uhrtaktgeber 10 des Systems wurde auf dieser Basis zu
6,66 msec gewählt. Entsprechend beträgt ein kleiner Abtastzyklus (im folgenden mit »MSC« abgekürzt)
das Zweifache der Uhrtaktperiode. Von der Zone A wird jeweils ein Punkt während einer Phase jedes MSC
gemessen, während Punkte von allen anderen Zonen systematisch eingestreut sind und jeweils während der
verbleibenden Phase des MSC gemessen werden. Dementsprechend sieht vom Start zur Zeit 0 das
Schema der Punktabtastung für jede der sechs Gruppen wie folgt aus:
Ein Punkt der Zone A wird einmal in jedem MSC gemessen.
Ein Punkt der Zone B wird, beginnend mit MSC Nr. 1, alle 2 MSC gemessen.
Ein Punkt der Zone C wird, beginnend mit MSC Nr. 0, alle 4 MSC gemessen.
Ein Punkt der Zone D wird, beginnend mit MSC Nr. 2, alle 16 MSC gemessen.
Ein Punkt der Zone E wird, beginnend mit MSC Nr. 6, alle 64 MSC gemessen.
Ein Punkt der Zone fwird, beginnend mit MSC Nr. 10,
alle 256 MSC gemessen.
Für eine einfache Darstellung kann dies zu einer Tabelle reduziert werden, in der der MSC für jede
Phase der speziellen Uhrtaktperiode sowohl durch dezimale als auch binäre Bezeichnungen identifiziert
wird, während die einzelnen abgetasteten Punkte durch ihre Zonenbuchstaben mit einem numerischen
Index für jeden speziellen der zweihundert geregelten Punkte bis zum vorgegebenen Umfang der Tabelle
identifiziert werden.
XJhrtakt- MAata y^ /Λ ^* |
MSC-Nr. | MSC-Nr. | MSC- | Abgetastete |
penoae Nr. |
(dezimal) | (binär) | Phase | Stelle |
0 | 0 | OOOOOOÜQ | a | A1 |
1 | 0 | b | C1 | |
2 | 1 | 00000001 | a | A |
3 | 1 | b | B1 | |
4 | 2 | 00000010 | a | A3 |
5 | 2 | b | D1 | |
6 | 3 | 00000011 | a | A1 |
7 | 3 | b | Bz | |
8 | 4 | 000001M | a | A5 |
9 | 4 | b | C2 | |
10 | 5 | 00000101 | a | Ae |
11 | 5 | b | B3 | |
12 | 6 | 00000110 | a | A7 |
13 | 6 | b | E1 | |
14 | 7 | 00000111 | a | A8 |
15 | 7 | b | B* | |
16 | 8 | OOOOIOÜÜ | a | A9 |
17 | 8 | b | C3 | |
18 | 9 | 00001001 | a | A10 |
19 | 9 | b | B5 | |
20 | 10 | 00001010 | a | A11 |
21 | 10 | b | F1 | |
36 | 18 | 00010010 | a | A19 |
37 | 18 | b | D, |
Unter Verwendung eines binären Ziffernsystems als Verschlüsselung für die Informationsverarbeitung
erfordert die Identifikation der Stellen zur Herbeiführung der richtigen Arbeitsfolge als wesentliche
Grundlage nur den unterstrichenen Teil der binären MSC-Nummernäquivalente.
Wie in Fig. 2 dargestellt, weist das Abtastprogrammgerät
einen binären 8-Bit-Hauptzähler 25 mit einer Kapazität von 28, d. h. 256, gleich dem
Verhältnis »maximaleZeiteinheiten/Abtastung^Zonei7) zu »minimale Zeiteinheiten/Abtastung« (Zone A) sowie
einen binären Stellenzähler für jede Zone, beispielsweise 26 für Zone A, 27 für Zone B usw., auf (die
übrigen sind weggelassen), die jeder bei einer Ziffer gleich der Anzahl von Punkten in der betreffenden
Zone zurückgestellt werden. Der Uhrtaktgeber 10 löst über die Leitung 29 einen zweifach untersetzenden
Zähler 28 aus, der seinerseits wechselweise entweder den Zähler 26 für die Zone A oder den Hauptzähler 25
weiterschaltet, wobei die Phase α des Zählers 28 der Abtastung von Punkten der Zone A zugeordnet ist,
während die Phase b für die Abtastung von Punkten aller übrigen Zonen entsprechend dem oben angegebenen
Schema bestimmt ist. Ferner ist die Schaltung so aufgebaut, daß die Ziffern für Punkte
der Zone A in der Phase α abgelesen werden und der Zähler der Zone A (d. h. der Zähler 26) in der
Phase b weitergeschaltet wird. Die Punktkennziffern aller anderen Zonen werden in der Phase b abgelesen,
und zwar über den zum Zähler 26 der Zone A verlaufenden Leiter 30 und den gemeinsamen Leiter 30 c,
der vom Leiter 30 zu den im folgenden beschriebenen Torschaltungen 40 der übrigen paralleüiegenden
Zonenzähler abzweigt.
Der Hauptzähler 25 weist eine Mehrzahl bistabiler Schalteinrichtungen 33, 33 a usw. auf, im vorliegenden
Falle in Kaskade liegende Binärzähler (die hinsichtlich ihrer Schaltung in den Zeichnungen nicht näher
dargestellt sind), die 2°, 21 usw. darstellen. Eine Mehrzahl von Zonenwahltorschaltungen 34, von denen
nur eine veranschaulicht ist, ist vorgesehen, so daß nach Zone A der Reihe nach eine Verbindung mit
sämtlichen Zonenzählern entsprechend dem Binärcode ίο erfolgt, der an den Leitungen 35 bis 39 (geltend für
die Zustände, die unmittelbar auf den Start folgen, wie dies in Tabelle 3 angegeben ist), die zu den angegebenen
einzelnen Zonen führen, eingezeichnet ist. Die Leitungen führen jeweils zu einer weiteren
UND-Torschaltung, z. B. 40 (Zone B) für jede Zone, zu der auch der Leiter 30 c führt, wodurch die Identität
jeder speziellen Zone hergestellt wird, wenn der Schaltvorgang fortschreitet. Der Ausgang jeder Torschaltung
40 läuft dann über eine Leitung 41 zu einem Torschaltungsblock für die Stellenwahl, der für die
Zone B schematisch bei 42 angedeutet ist. Diese Blöcke sind einander sämtlich im Aufbau ähnlich
und unterscheiden sich nur in der Anzahl jeweils vorhandener einzelner UND-Torschaltungen, von
denen je Bit zwei erforderlich sind. Die UND-Torschaltungen 44 für die Stellenwahl sind im einzelnen
teilweise nur für den Block 43 der Zone A angegeben. Als gemeinsamer Eingang aller Torschaltungen 44
dient das kombinierte Zonen- und Phasenidentifikationssignal, das über die Leitung 45 entsprechend der
Leitung 41 oder deren Äquivalent für alle nachfolgenden Zonen zugeführt wird, während der andere Eingang
von den einzelnen Binärzählern kommt, und jede Kombination derselben ist über Leitungen 46,
46', 46" einzig und allein einem bestimmten Regelkreis innerhalb der Zone vorbehalten. Die Stellenwahlzähler
sind jeweils mit Rückstellverbindungen, beispielsweise 47 für den Zähler 26 und 48 für den
Zähler 27, versehen, die die Zähler in ihre Ausgangsstellung zurückführen, wenn die Fortschaltung über
den vollen Stellenbereich jeder speziellen Zone erfolgt ist. Schließlich ist ein Zonenwahlanschluß, beispielsweise
50 für die Zone A und 51 für die Zone B, vorgesehen, der unmittelbar zu dem Blockadressenwahlregister
55 des Rechners [(F i g. 3) führt.
Alle Punktzifferausgänge werden durch Überführung
über eine Anordnung von ODER-Torschaltungen 52 zusammengefaßt, von denen jede als Eingänge die
entsprechenden Zählerstellungen 2° bis 2e für jede der sechs Zonen A bis F (im einzelnen nur für die
Stellung 26 der Zone A in Fig. 2 dargestellt) erhält.
Die Ausgänge der paarweise angeordneten ODER-Torschaltungen entsprechend jedem Bit werden
über Zweidrahtleitungen 53 abgenommen, die unmittelbar zum Blockadressenwahlregister 55 (Fi g. 3)
führen. Da dieselbe Stellenidentifikationsinformation zur Betätigung des herkömmlich ausgebildeten Abtastschalters
12 benötigt wird, wird sie zweckmäßig über Zweigleitungen 50 a und 53 a zugeführt, die (im einzelnen
nicht angegeben) mit dem Abtastschalter verbunden sind.
Die erfindungsgemäß erforderlichenRechenvorgänge lassen sich mit den verschiedenartigsten handelsüblich
verfügbaren Rechnern durchführen; der in F i g. 3 im einzelnen wiedergegebene Rechner eignet sich jedoch
in besonderer Weise hierfür. Regelverbindungsleitungen sind durch Querstrichelung angedeutet,
nur für die Informationsübertragung Kanäle als glatte Linien eingezeichnet
während
benutzte
sind.
benutzte
sind.
Der Rechner wird über die Leitung 61' durch eine Steuereinheit 60 entsprechend dem Programmspeicher
61 gesteuert. Die Steuereinheit ist mit fünf Steuerausgangsleitungen versehen, und zwar einer mit dem
Abtastprogrammgerät 11 verbundenen Sperrsignalleitung 62, einer zur Ventilantriebslogik 17 führenden
Ventilrückstelleitung 63, eine mit dem Analog-Digital-Umsetzer 15 verbundene Einlesesignalleitung 64 sowie
einer zu der arithmetischen Recheneinheit 66 führenden Rechensteuerleitung 65. Schließlich ist eine Steuerleitung
67 vorgesehen, die mit dem Blockadressenwahlregister 55 und über eine von ihr abzweigende
Zweigsteuerleitung 68 mit der Wortwahleinheit 69 verbunden ist.
Der Hauptspeicher 72 des Rechners, der die Information vom Blockadressenwahlregister 55 empfängt,
ist vorzugsweise mit einem Hilfsarbeitsspeicher 73 ausgestattet, der mit der Wortwahleinheit 69 zusammenarbeitet.
Eine derartige Ausbildung gewährleistet eine minimale Zugriffszeit bei der Bereitstellung
der im Rechenvorgang verwendeten Konstanten sowie eine zeitweise Speicherung mit minimaler Zugriffszeit
für Zwischenrechenvorgänge. Zweckentsprechend werden die Stellenzifferndaten vom Abtastprogrammgerät
11 über das Blockadressenwahlregister 55 zu der zur Ventilantriebslogik 17 führenden Steuerleitung
74 geleitet.
Bei der Regelung des im einzelnen als Beispiel beschriebenen Systems wird, in Anwendung der Erfindung,
für jede der Zonen A bis F durch den Rechner eine von sieben vorherbestimmten Korrekturgrößen
in Form eines Geschwindigkeitsmusters, d. h. ein Unterprogramm ausgewählt. Im Interesse der Einfachheit
der Informationsverarbeitung wird die Identifikation der Rechnerauswahl jedoch' vorzugsweise
entsprechend einem Geschwindigkeitsindex v* vorgenommen, wobei v* = / (v) und ν = berechnete
Ventilgeschwindigkeit bedeutet. Die Beziehung der auftretenden Größen ist in der untenstehenden Tabelle
angegeben, wobei ν sowohl in dezimaler als auch in binärer Form zusammen mit der Anzahl der vorhergehenden
Nullen, die für jede binäre v-Kategorie auftreten, angeführt ist:
V (dezimal) |
0000000000 0000000010 0000000100 0000001000 0000100000 0010000000 1000000000 |
V (binär) |
Anzahl vor hergehender Nullen |
V | Regelventil geschwindigkeit (Teilschritte... Abtastperiode) |
Obis I 2 bis 3 4 bis 7 8 bis 31 32 bis 127 128 bis 511 512 bis 1023 |
0000000001 0000000011 0000000111 0000001111 0001111111 0111111111 1111111111 |
9 bis 10 8 7 5 bis 6 3 bis 4 Ibis 2 0 |
0 1 2 3 4 5 6 |
0 1 2 8 32 128 512 |
|
Aus dem Vor stehenden ist ersichtlich, daß, während die Berechnung von ν insgesamt zehn Informationsbits erfordert, v* in eindeutige Beziehung zur Anzahl
der vorhergehenden Nullen jeder Tabelleneintragung gesetzt werden kann. Diese Ziffer kann durch Anwendung
von nur drei Informationsbits bezeichnet werden, denen jedoch eine Vorzeichenbezeichnung zugefügt
werden muß. Der innere Abschnitt, der für die v*-Wahl vorgesehenen arithmetischen Einheit 66
ist bei 77 angedeutet, von wo die vier Geschwindigkeitsindexmeldeleitungen 78 ausgehen, die mit der
Ventilantriebslogik 17 verbunden sind. Unmittelbar vor dem v*-Wähler 77 befindet sich im Rechenablauf
der schematisch bei 79 angedeutete Sammler. Vorzugsweise wird der Geschwindigkeitsindex durch statische
Betätigung der Flip-Flop-Schaltungen des Sammlers 79 bestimmt; hierdurch wird Zeit eingespart, kann aber
gleichwohl eine unmittelbare Zählung erfolgen, falls dies gewünscht ist.
Beim Ausführungsbeispiel wurde ein 10-Bit-Binärrechner
eingesetzt. Dies ist jedoch bei üblichen Datenverarbeitungsverfahren infolge des erforderlichen Bereichs
der Konstanten K1 und K2, mit Schwierigkeiten
verbunden. Ein Weg, diese Schwierigkeit auszuräumen, besteht darin, K1 und K& als 10-Bit-Worte
zu speichern, die jedoch aus fünf kennzeichnenden Bits plus einem 4-Bit-Exponenten bestehen. K1 und Kz
sind stets positiv und können unter Berücksichtigung dieses Umstandes verarbeitet werden. Andere Konstanten,
beispielsweise die weiter unten beschriebene Konstante Z3, können jedoch entweder positiv oder
negativ sein, so daß allgemein ein zehnter Bit für die Vorzeichenbezeichnung reserviert werden muß. Die
Substituierung bedingt dann beim Rechenablauf die Multiplikation des Wortes im Sammler (10 Bits) mit
den fünf kennzeichnenden Bits in der Multiplikationsstufe, und zwar in herkömmlicher Weise, worauf dann
der Inhalt des Sammlers um die durch den gespeicherten Exponenten bestimmte Anzahl an Stellen in der
durch das Vorzeichen des Exponenten bestimmten Richtung verschoben wird. Dies ist insofern von
Vorteil, als es die Speicherung des gesamten Bereichs an Konstanten mit zweckentsprechender Genauigkeit
in einem 10-Bit-Wort gestattet, die Multiplikationszeit herabsetzt und die Anwendung eines 15-Bit-Sammlers
ermöglicht. Um die Rechengeschwindigkeit weiter zu steigern, wird der Verschiebevorgang durch einen
verschieberegisterartigen Arbeitsgang im Sammler 79 ausgeführt, wobei Flip-Flops an Stelle von Umlaufregistern
eingesetzt werden.
Für das beschriebene typische System erwies sich eine Kapazität des Speichers 72 von 800 Wörtern
für die Speicherung der Konstanten und der Vorergebnisse als völlig zufriedenstellend; es versteht sich
jedoch, daß zusätzliche Speicherkapazität für jeden zusätzlichen wahlweisen Rechenvorgang erforderlich
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ist, wie dies im folgenden noch näher beschrieben wird.
Hinsichtlich der Antriebsprogramme für die Ventilgeschwindigkeit ergeben sich aus den Prozeßerf ordernissen
die folgenden siebzehn tatsächlichen (mittleren, im Unterschied zu normierten) Ventilgeschwindigkeiten
als zweckmäßig, die als Teilschritte pro Zeiteinheit angegeben sind, wobei ein Teilschritt = 0,1%
des vollen Ventilwegs ±20% und die Zeiteinheit wie
oben definiert sind.
zeugt. Die 400-Hz-Grundfrequenz wird in Sinusform über die Leitung 102 von einer üblichen Quelle geliefert
und, falls erforderh'ch, mittels eines Verstärkers 103 in Rechteckform oder angenäherte
5 Rechteckform gebracht.
Da, wie im folgenden beschrieben, ein 400-Hz-Motorantrieb
eingesetzt wird, muß das von der Matrix 82 kommende Austastsignal für einen Ventilantrieb
mit der Maximalgeschwindigkeit 512 ständig ίο »ein« sein. Dies entspricht einem Gleichstromsignal
über die Leitung 104, wobei die erhaltene Frequenz durch den Buchstaben / angedeutet ist. Die anderen
Frequenzen werden dadurch erhalten, daß die Grundfrequenz über einen 16-Bit-Binärzähler
15 geleitet wird, der teilweise bei 105 angedeutet ist. Das von der ersten Binärzählerstufe von 105 abgegebene
Ausgangssignal gelangt über die Leitung 106 und stellt ein Austastsignal dar, das eine Ventilantriebsgeschwindigkeit
von genau 256 Schritten pro ao Zeiteinheit, d. h. //2 gewährleistet. Jede auf die erste
Stufe folgende weitere Stufe ist mit einer UND-Torschaltung
107 ausgestattet, von denen der eine Eingang allen vorhergehenden Stufen 107 gemeinsam
Die in Fig. 1 allgemein mit 17 bezeichnete ist und die eine konstante »Ein«-Zeit mit einer Frequenz
Ventilantriebslogik ist in den Fig. 4 und 6 im ein- 25 liefern, die nacheinander in jeder der aufeinanderzelnen
veranschaulicht, wobei die vollständige Schal- folgenden Stufen des Zählers 105 von links nach
tung nur für ein einziges Ventil wiedergegeben ist.
Das Ventil bewirkt die Auswahl der zweckentsprechen-
Das Ventil bewirkt die Auswahl der zweckentsprechen-
Geschwindig keitsindex V* |
A | B | Abtast; C |
rone D |
E | F |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
1 | 1 2 8 32 128 512 |
Va 1 4 16 64 256 |
1U Va 2 8 32 128 |
V16 Va Va 2 8 32 |
V64 /32 Vs Va 2 8 |
/ä56 /128 Vsa Vs Va 2 |
2 ... . | ||||||
3 | ||||||
4 | ||||||
5 | ||||||
6 ........ |
den Ventilantriebsgeschwindigkeit und benutzt eine
rechts halbiert wird. Folglich liefert die Leitung 109 ein Austastsignal von //4 (oder 128 Schritten pro
Zeiteinheit), die Leitung 110 ein Signal von //8, die
entsprechend der Geschwindigkeitswahl gesteuerte 30 Leitung 111 ein Signal von //16 usw., bis zum
Schaltung, z. B. die allgemein mit 82 bezeichnete kleinsten Geschwindigkeitswert von 1/256, ent-Diodenmatrix.
Ein Abschnitt: 82a der Matrix ist zur sprechend //131,072. Wie oben erwähnt, sind für
Kennzeichnung der einzelnen Geschwindigkeiten für jede der sechs Zonen A bis F nur sechs der insgesamt
jede der Zonen A bis F verdrahtet, während der an- siebzehn verfügbaren Austastgeschwindigkeiten erdere
Abschnitt 82 δ für die Kennzeichnung des berech- 35 forderlich, und diese Auswahl wird durch entsprechende
neten Geschwindigkeitsindex für jeden Regelkreis ver- Verdrahtung der Leitungen 106 und 109, 110, 111
drahtet ist, der im voraus durch die im folgenden usw., bewirkt, die in Fig. 6 zusammen als Gebeschriebene
Entschlüsselungsmatrix 85 bezeichnet schwindigkeitsaustastsignalleiter bezeichnet sind und
ist, so daß der über die Leitung 84 übertragene Aus- mit dem Matrixabschnitt 82 jeder der sechs Zonen in
gang der ODER-Torschaltung 83 für ein bestimmtes 40 Verbindung stehen. Die Ventüaustastgeschwindigkeit 0
Ventil 20 (Fig. 1) ein eindeutiges Ventilantriebs- wird dadurch vorgesehen, daß der Matrixabschnitt 82
geschwindigkeitssignal darstellt. so verdrahtet wird, daß über die ODER-Torschaltung
Die oben angegebene (Tabelle 5) Antriebsvorlage 83 und die Leitung 84 kein Ausgangssignal abgegeben
für die Geschwindigkeiten entspricht einer binären wird, wenn die bistabilen Schaltvorrichtungen 88 insgeometrischen
Progression, ist mit den Abtast- 45 gesamt in ihrem 0-0-0-Zustand stehen, was einem
geschwindigkeiten (Tabellen 1 bis 3) und den Geschwin- Geschwindigkeitsindexeingangssignal der Größe 0 entdigkeitsindizes
(Tabelle 4) abgestimmt, und es kann spricht.
eine Variation innerhalb ±10% der genauen Werte Die Regelkreisidentifikation erfolgt mittels einer
zugelassen werden. Ventilwahlschaltung, beispielsweise der schematisch
Im Interesse der Wirtschaftlichkeit und Regel- 50 bei 85 angedeuteten Entschlüsselungsmatrix, deren
genauigkeit werden für den Ventilantrieb Gleich- Eingänge eindeutige Regelkreisziffern (acht Informaimpulsmotoren
eingesetzt, so daß insgesamt siebzehn tionsbits) sind, die über Leitungen 74 zugeführt
bestimmte Impulsfrequenzen (entsprechend den sieb- werden, die, wie oben beschrieben, vom Blockzehn
angegebenen bestimmten Ventilgeschwindig- adressenwahlregister 55 (Fig. 3) ausgehen. Verankeiten)
den Geschwindigkeitswahhnatrizes 82 zu- 55 schaulicht sind Ausgangsleitungen für einzelne Regelventile, beispielsweise V1, V2, v3 usw., die Schaltung
nur eines einzigen Ventils Vn ist jedoch hinsichtlich
der Austastung in Fig. 4 im einzelnen wiedergegeben. Die Austastung erfolgt durch Anwendung
Auf diese Weise wird bei einer maximalen Ventil- 60 von vier UND-Torschaltungen 86, mit denen einzeln
antriebsgeschwindigkeit von 512 (gemäß Tabelle 5) die vier Geschwindigkeitsindexausgangsleitungen 78
geführt werden müssen, wobei sich jedoch versteht,
daß einer einzelnen Matrix insgesamt nur sechs Impulsfrequenzen zuzuleiten sind. Dies wird durch
ein Frequenzteilverfahren in einfacher Weise erreicht.
und für die angegebene Zeiteinheit von 1,25 Sekunden die berechnete Höchstfrequenz zu 512/1,25 oder
410 Hertz. Praktisch ist eine Standardfrequenz von 400 Hertz hinsichtlich ausreichender Genauigkeit in 65
jeder Beziehung zweckentsprechend.
Die Ventilauswahlleistung wird von einem im einzelnen
in Fig. 6 veranschaulichten Zentralgerät er-
verbunden sind. Die vre-Ausgangsleitung ist an eine
Seite sämtlicher Torschaltungen 86 über die Leitung 87 angeschlossen, und die Ausgänge der drei für die
numerische Zeichnung von v* reservierten Torschaltungen führen zu einzelnen bistabilen Schaltvorrichtungen 88, die die Verbindung mit dem Matrixabschnitt
82 b vervollständigen.
13 14
Der Ausgang der Torschaltung 86 für die Vor- Geschwindigkeitsindex v* eingestellt bleibt, bis un-Zeichenbezeichnung
des Geschwindigkeitsindex führt mittelbar vor Eintritt der nächstfolgenden Abtastung,
zu der bistabilen Schaltvorrichtung 89, von der ein- wo die Matrix, wie im folgenden beschrieben, vor
zelne Ausgangsphasen über die Leitungen 90 und 91 der Einstellung auf einen neuen Regelwert unmittelbar
mit einzelnen Seiten gesonderter UND-Torschaltungen 5 auf Null zurückgestellt wird. Auf diese Weise wird
92 bzw. 93 verbunden sind. Die verbleibenden An- der Motor 115 im Zwischenraum zwischen aufeinschlüsse
an diese Torschaltungen erfolgen über die anderfolgenden Abtastungen mit konstanter Schritt-Leitung
84 von der ODER-Torschaltung 83 aus. geschwindigkeit (d. h. konstanter mittlerer Geschwin-Somit
sind Ausgangssignale der Torschaltungen 92 digkeit) angetrieben.
und 93, die über die Leitungen 100 bzw. 101 ab- io Der Betrieb der einzelnen Anlagenteile wurde weitgegeben werden, richtungsbestimmende Austastmotor- gehend in Verbindung mit der Beschreibung des Aufantriebssignale,
beispielsweise im Uhrzeigersinn (CW) baus des Gerätes beschrieben, so daß die folgende
für 92 und entgegen dem Uhrzeigersinn (CCW) für 93. Erklärung der Arbeitsweise auf das System als Ganzes
Die Ventilrückstellung wird mittels einer UND- gerichtet ist.
Torschaltung 94 bewirkt, deren eine Eingangs- 15 Die Uhrtaktgabe des Systems erfolgt durch den
leitung 95 gesondert mit den Ausgängen V1, V2, Uhrtaktgeber 10, der, wie oben beschrieben, das
V3 ... Vn verbunden ist und deren anderer Ein- Abtastprogrammgerät 11 betätigt, um den Abtastgang
durch die Steuerleitung 63 vom Rechner schalter 12 der Reihe, nach sämtliche Regelkreise ab-(F
ig. 3) gebildet wird. Der Ausgang der Tor- tasten zu lassen und auf diese Weise jede Übertragerschaltung
94 läuft über die Leitung 96 zu den 20 leitung 14 in einem eigenen elektrischen Kreis über
»Null«-Eingängen sämtlicher Schaltvorrichtungen 88 die Leitung 8 mit dem Analog-Digital-Wandler 15
und 89. sowie dann über die Leitung 9 mit dem Rechner 10
Ein vorzugsweise verwendeter Antriebsmechanismus zu verbinden. Das Abtastprogrammgerät sorgt für
(entsprechend 19 in Fig. 1) ist im einzelnen in eine Einzelstellenidentifizierung und Zeitzuteilung,
Fig. 5 dargestellt und weist für jede Ventilstelle 25 und zwar gleichzeitig für die gesamte Einrichtung
einen reversiblen Impulssynchronmotor 115 auf, der durch Informationseingänge an den Abtastschalter 12,
einen zur rechts drehenden Wicklung führenden den Rechner 16 und die Ventilantriebslogik 17. Der
Leiter 116 sowie einen zur links drehenden Wicklung oben definierte kleinste Abtastzyklus (MSC) ist ein
führenden Leiter 117 aufweist. Diese liegen jeweils vollständiger zyklischer Arbeitsgang des Zweistufenüber
Magnetverstärkerwicklungen 119 bzw. 120 im 30 Zählers 28 und aus Fig. 2 ergibt sich, daß der,
Stromkreis der 400-Hz-Motorkraftquelle 118. Die a-Phasenausgang den 8-Bit-(256)-Hauptzähler 25 der-Magnetverstärker
sind jeweils mit Kernen 121 und art steuert, daß die Torschaltungen 34 an den Aus-
122 rechteckiger Hysteresisschleife und mit geerdeten gangsseiten der Zähler-Flip-Flops die betreffende
Gleichstromvorspannungswicklungen 123 und 124 Zonenwahl kurz entsprechend den verschiedenen, mit
ausgestattet, wobei die Ausbildung derart getroffen 35 B bis F bezeichneten Zonen einstellen. Die verist,
daß ohne Gleichstromvorspannung der mit ent- schlüsselten Zonenwahlausgänge steuern über die
sprechender Frequenz angelegte Kraftstrom die Leitungen 35 bis 39 einen einzelnen Punktwahlzähler,
Hysteresisschleife der Kerne gerade überstreicht, so z. B. den Zähler 27 für die Zone B, und liefern ferner
daß die Kerne für eine hohe Impedanz im Motor- ein kontinuierliches Abtastsignal für die Dauer des
speisekreis sorgen, was im wesentlichen einem offenen 4° MSC. Dieses Abtastsignal wird zusammen mit einem
Kreis entspricht. Wird andererseits ein einseitig ge- ähnlichen Signal von der Z>-Phase des Zählers 28 in
richtetes Austastsignal über eine der Leitungen 100 Torschaltungen, beispielsweise der Torschaltung 40,
oder 101 übermittelt, wird der betreffende Kern für verarbeitet, und das Ergebnis wird zusammen mit dem
die Dauer der Austastperiode über die Sättigung Ausgang der Torschaltungen 44 (im einzelnen nur
hinaus vorgespannt. In diesem Zustand weist der 45 für die Zone A angegeben), die den Punktwahl-Kern
eine sehr niedrige Sättigungsimpedanz für die zählern, beispielsweise 27, zugeordnet sind, zu UND-Kraftquelle
116 auf, und der Motor 115 wird über Torschaltungen zusammengefaßt. Hierdurch wird eine
eine endliche Anzahl von Schritten angetrieben, und verschlüsselte Punktkennziffer der richtigen Zone zur
zwar genau entsprechend der Frequenz des angelegten richtigen Zeit an den ODER-Torschaltungen 52 ver-Austastsignals.
50 fügbar gemacht.
So führt entsprechend Fig. 7 bei der maximalen Die Arbeitsweise ist hinsichtlich der Zone A in
Motorantriebsgeschwindigkeit von 512 Schritten pro jeder Hinsicht ähnlich derjenigen der Zonen B bis F,
Zeiteinheit, entsprechend der Frequenz / nach mit der Ausnahme, daß der Punktwahlzähler 26 von
Fig. 6, ein Gleichstromvorspannungssignal 130 zur dem ό-Phasenausgang des Zählers 28 gesteuert und
Anlegung der vollen 400-Hz-Frequenz 131 an den 55 das Abtastsignal von der α-Phase geliefert wird. Die
Antriebsmotor 115. Das Austastsignal 132 von der gewählten verschlüsselten Punktkennziffern für jede
ersten Stufe des Zählers 105, das über die Leitung 106 Zone werden an ODER-Torschaltungen 52 zusammenzugeführt
wird, läßt einen Motorantrieb nur für jede gefaßt, wodurch eine verschlüsselte gewählte Punktzweite
Schwingung der Kraftquelle 118 oder mit einer kennziffer entsteht, die an den Leitungen 53 verfügbar
Frequenz f/2, entsprechend 133, erfolgen. In ahn- 60 ist. Außerdem bezeichnet das über die Leitung 45
licher Weise beschränkt ein Austastsignal 134 der sowie die Leitung 41 und äquivalente Leitungen für
Frequenz //4, das über die Leitung 109 zugeführt die nachfolgenden Zonen (über Leitungen 50, 51 und
wird, den Motorantrieb auf nur jeden vierten Takt äquivalente Leitungen) übertragene Signal die spezider
Kraftquelle 118 ein, entsprechend 135. Es ver- eile Zone, für die eine Punktkennziffer gilt. Folglich
steht sich, daß, während die Abtastung jedes einzelnen 65 besteht die vollständige Identifikation eines Regel-Punktes
nur etwa 6,66 msec oder weniger dauert, kreises in einer Zonenidentifikation, d. h. einer der
die Geschwindigkeitswahlmatrix 82 entsprechend dem sechs Leitungen, und einem verschlüsselten Punkt
ihr eingegebenen, zuletzt bestimmten Wert des innerhalb der Zone.
Die Übertragung der gemessenen Variablen F der Regelgleichung erfolgt in analoger Form über die
Leitung 8 zum üblichen Analog-Digital-Wandler 15 und von dort in digitaler Form über die Leitung 8
zum Rechner 16.
Der Rechner 16 kann in einer Weise arbeiten, die die Gesamtsystemgeschwindigkeit erhöht, indem die
Rechnerfunktion weitgehend mit der Meßfunktion überlagert wird. Zu Beginn des Rechenzyklus ist die
Regelkreisidentifikationsziffer vom Abtastprogrammgerät 11 verfügbar sowie die in digitale Form gebrachte
gemessene Variable vom Analog-Digital-Umsetzer 15. Eine bevorzugte allgemeine Abfolge der
Berechnung unter Verwendung der Einrichtung nach Fig. 3 besteht dann im folgenden, wobei sich versteht,
daß einige der verschiedenen Schritte praktisch gleichzeitig erfolgen:
1. Einlesen der gemessenen Variablen (F) über die Leitung 9 in den Sammler der arithmetischen
Einheit 66.
2. Einlesen der Regelkreisziffernidentifikation über die Leitungen 50 und 53 in das Rechenblockadressenwahlregister
55.
3. Erzeugung und Übermittlung des Sperrsignals über die Leitung 62 zum Abtastprogrammgerät,
das die Wahl des nächsten Regelkreises zwecks Umwandlung in Digitalform gestattet.
4. Einlesen der erforderlichen Konstanten und des Ergebnisses der vorhergehenden Berechnung,
d.h. Xk, K1, Kz, (XR-F)n-! aus dem Hauptspeicher
62 in den Hilfsspeicher 73.
5. Durchführung der erforderlichen Rechenschritte für ν innerhalb der arithmetischen Einheit 66.
6. Bestimmung des Geschwindigkeitsindex v*.
7. Einlesen von v* über die Leitungen 78 in das Ventilbetätigungsteilsystem nach den Fi g. 4,
6 und 7.
8. Einlesen eines neuen Wertes von (Xr-X)n-I in
den Hauptspeicher 72, und
9. Rückstellung der gesamten Recheneinrichtung in ihren Ausgangszustand zur Vorbereitung der
Wiederholung des Rechenzyklus.
Unmittelbar nach Schritt 3 des Rechenablaufs läßt ein über die Steuerleitung 50 a und 53 a übertragenes
Signal den Abtastschalter 12 auf die nächst vorgesehene Stelle weiterschalten. Somit erfolgt das Einlesen
und Speichern von Eingangssignalen im Zyklus frühzeitig; wodurch ein größerer Anteil der Zeit des
Zyklus für das Einlesen und die digitale Umwandlung der nächstfolgenden Variablen zur Verfügung steht.
Claims (4)
1. Verfahren zur Prozeßregelung, bei dem die Meßwerte zyklisch abgetastet und einem Rechner
35
40 zugeführt werden, der die Regelabweichung der
einzelnen Meßwerte von den durch das Regelprogramm vorgegebenen Sollwerten bestimmt und
bei einer bestimmten Abweichung eine Änderung der Meßwerte entsprechend einem Unterprogramm
veranlaßt, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene Unterprogramme für die Betätigung
des die einzelne Meßgröße beeinflussenden Stellgliedes vorhanden sind und daß das zur
Verringerung der Regelabweichung geeignetste Unterprogramm durch den Rechner entsprechend
der Größe der Regelabweichung ausgewählt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, unter Verwendung von Ventilen als Stellglieder, dadurch gekennzeichnet,
daß das geeignetste Unterprogramm in der Weise ausgewählt wird, daß der Rechner für jeden Regelkreis eine Berechnung durchführt,
die der Reihe nach aus folgenden Schritten besteht:
a) Aufnahme einer digitalen Ziffer entsprechend dem numerischen Wert der gemessenen Variablen,
b) Aufnahme einer digitalen Ziffer, die den zu berechnenden Regelkreis identifiziert,
c) Lösung der dynamischen Regelgleichung unter Verwendung der gemessenen Variablen aus
Schritt a) und der entsprechenden gespeicherten Konstanten entsprechend dem in Schritt b)
identifizierten Regelkreis,
d) Wahl der entsprechenden Ventilgeschwindigkeit entsprechend der Gleichungslösung nach
Schritt c) und
e) Abgabe eines Betägungssignals an das Regelventil entsprechend dem überwachten Regelkreis.
3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit einem
Abtastschalter, der die Prozeßzustände abtastet und ein für den bestehenden Prozeßzustand
charakteristisches Meßwertsignal abgibt, und mit einem das Meßwertsignal vom Abtastschalter aufnehmenden
Rechner, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Unterprogramme in dem Rechner
(16) gespeichert sind.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im Rechner (16)
gespeicherten Unterprogramme im wesentlichen konstante mittlere Korrekturgeschwindigkeiten für
die Abweichungen aufweisen.
In Betracht gezogene Druckschriften:
»Instruments & Automation«, Jg. 1956, S. 1979;
»Automatik«, Februar 1961, S. 48 bis 51.
»Instruments & Automation«, Jg. 1956, S. 1979;
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Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
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