DE1588773C - Regeleinrichtung für mehrere Regelgrößen - Google Patents

Description

Es ist bereits bekannt (»Archiv für Elektrotechnik«,' 1966, S. 75 und 76), für mehrere Regelgrößen, die auf den gleichen Sollwert einzuregeln sind, einen

gemeinsamen Regler vorzusehen, der in zyklischer Aufeinanderfolge jeweils kurzzeitig an die Stell- und Meßglieder der einzelnen Regelgrößen angeschaltet wird. Eine derartige Anordnung ist dann anwendbar, wenn die zwischen zwei Anschaltungen des Reglers an die Regelstrecke auftretenden Änderungen der Regelgröße den Bereich der zulässigen Toleranzen nicht überschreiten. Da die Stellglieder nicht ständig, sondern nur kurzzeitig in periodischen Zeitabständen eingestellt werden, ist dabei "Vorsorge getroffen, daß die Stellglieder in .den Zeitintervallen zwischen zwei Anschaltungen an den Regler ihre jeweils zuletzt eingenommene Stellung bis zur nächsten Anschaltung unverändert beibehalten. Hierzu dient ein der Regelstrecke zugeordneter Stellgrößenspeicher.

Mit Hilfe eines derartigen Stellgrößenspeichers läßt sich bei Stellgliedern, die ihre¹ jeweilige Einstellung nicht von selbst beibehalten, die vom Stellglied· einzuhaltende Stellgröße zwischen zwei aufeinanderfolgenden Stellvorgängen speichern.

Es ist ferner' bereits ein digitaler Prozeßrechner bekannt (»Archiv für technisches Messen«, 1965, ATM-Blatt J 082-11, S. 39 bis 42), bei dem eine Analogausgabe vorgesehen ist. Die Analogausgabe dient dabei z. B. zum Ansteuern von analog arbeitenden Reglern und. kann sich an eine Digitalausgabe anschließen, wobei.entsprechend viele digitale Ausgänge das Eingangssignal eines Digital-Analog-Umsetzers sind. Bei diesem digitalen Prozeßrechner werden alle Digitala\isgänge zwischengespeichert. Hierzu sind Speicher vorgesehen, bei denen'das Signal statisch abgegriffen werden kann, wie z.B. bistabile Kippstufen. Eine derartige Zwischenspeicherung von Signalen ist jedoch bei Regeleinrichtungen, bei denen mit Hilfe eines zentralen Reglers zyklisch mehrere Regelstrecken abgetastet werden, mit einem für viele Anwendungsfälle zu großen Aufwand für die zyklische Anschaltung verbunden." ..·.

Eine relativ einfache Anschaltmöglichkeit bieten von einem Stellmotor getriebene ■ Potentiometer, die ihre jeweilige Stellung zufolge der Haftreibung des Potentiometerabgriffes von selbst beibehalten. Die Anwendung von Potentiometern als Stellglieder ist jedoch wegen der Trägheit ihres Einstellvorganges nur.in beschränktem Ausmaß möglich.

Die Erfindung bezieht sich demnach, auf eine Regeleinrichtung für mehrere Regelgrößen, deren zugeordnete Stell- und Meßglieder in zyklischer Aufeinanderfolge an einen zentralen Regler anschaltbar sind, wobei jedem der Stellglieder ein eigener Stellgrößenspeicher vorgeschaltet ist.

Aufgabe, der Erfindung ist es, eine Regeleinrichtung der vorstehend näher bezeichneten Art so auszubilden, daß sich den einzelnen Stellgliedern zugeordnete, d. h. dezentral vorgesehene elektronische Stellgrößenspeicher möglichst einfach realisieren lassen.

Gemäß- der Erfindung wird die Regeleinrichtung zur Lösung dieser Aufgabe derart ausgebildet, daß als Stellgrößenspeicher je ein in integrierter Schaltkreistechnik ausgeführter von einem im Regler vorgesehenen Impulsgeber gesteuerter durchzählbarer Binärzähler mit einer einzigen Zählrichtung mit nachgeschalteten Digital-Analog-Umsetzern dient, und daß zur Steuerung der Binärzähler im Regler eine in Abhängigkeit von der Polarität der Stellimpulse ansprechende Auswahlschaltung vorgesehen ist, die positiv einzählende Stellimpulse unmittelbar an den angeschlossenen Binärzähler weiterleitet und bei

Empfang eines negativen Stellimpulses eine solche Anzahl von Zählimpulsen liefert, die dem. um eines verminderten, maximalen Zählerstand entspricht.

Durch diese Maßnahmen ergibt sich ein besonders günstiges Zusammenwirken der dezentral und zentral geschalteten Teile der Regeleinrichtung derart, daß sich eine besonders einfache zyklische Anschaltung und ein besonders geringer Gesamtaufwand ergeben.

Die Erfindung wird an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

F i g. 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau einer Regelschaltung für mehrere Regelgrößen; in

Fig. 2 ist ein erfindungsgemäß ausgeführter Stellgrößenspeicher dargestellt, während - F i g. 3 einen Serieninformationsgeber zeigt, der zur Einstellung eines Stellgrößenspeichers gemäß der Erfindung geeignet ist.

Die Schaltung der F i g. 1 zeigt schematisch die Regelstrecken mehrerer Regelgrößen χ 1, x2...xn, die an den Meßstellen Ml, M2....M« gemessen Ί und durch zugeordnete Stellglieder Si, 52... Sn in ihrer Intensität eingestellt werden. Den Stellgliedern 51, S2...Sn sind StellgrößenspeicherSP1, SP2 .. .SPn vorgeschaltet, deren Speicherinhalte die Ein-Stellungen der zugeordneten Stellglieder 51... bestimmen. , .

Zur Regelung aller dieser Regelgrößen χ 1... dient ein gemeinsamer Regler R, dessen Eingang über die Kontaktbahn Wl eines Wählers in zyklischer Auf einanderfolge an die den Regelgrößen xl... zugeordneten Meßstellen Ml... anschaltbar ist. Über eine zweite Kontaktbahn W2 des Wählers ist der Ausgang des Reglers R an die Speichereingänge der Stellgrößenspeicher 5Fl... ausschaltbar. Eine dritte Kontaktbahn W3 des Wählers dient zur Anschaltung des Speicherausganges des jeweils an den Reglerausgang geschalteten Stellgrößenspeichers SP1... an eine gemeinsame AlarmeinrichtungA, die das Auftreten" unzulässiger Speicherwerte meldet. Der Wähler wird in gleichmäßigen Abständen durch einen Antrieb An der Reihe nach auf die einzelnen Stellgrößenspeicher eingestellt.

Der in Fig. 2' dargestellte Stellgrößenspeicher eines Stellgliedes besteht aus den (im vorliegenden Fall vier) bistabilen Kippstufen Kl... K4 und wird über den Eingang der ersten Kippstufe Kl (Zählein-. gang) mit Zählimpulsen beaufschlagt. An die Ausgänge der Kippstufen Kl... K4 sind Widerstände Rl... R4 geschaltet, die je nach Stellung der zügeordneten Kippstufen spannungsführend sind öder nicht. Die jeweils eingespeicherte binäre Zahl wird, durch die Kombination der Spannungszustände der Widerstände i? 1.. .R4 repräsentiert. An die unteren Klemmen dieser Widerstände ist ein in der Zeichnung nicht dargestellter Digital-Analog-Wandler angeschlossen, der eine dem Zahlenwert der eingespeicherten Zahl proportionale Spannung erzeugt, die die Stellung des zugeordneten Stellgliedes bestimmt. An die O-Ausgänge der Kippstufen Kl... einerseits und an die 1-Ausgänge andererseits sind Koinzidenzgatter . Gl, G 2 angeschlossen, die bei den binären Zahlenwerten 0000 (unterster Wert) bzw. 1111 (oberster Wert) Ausgangsspannungen liefern.

Die Zähler müssen, da sich die Stellgröße laufend in beiden Richtungen ändert, sowohl für Vorwärtsais auch für Rückwärtszählung geeignet sein. Zähler mit zwei Zählrichtungen sind aber umständlich im Aufbau und daher aufwendig. Im vorliegenden Anwendungsfall, bei dem mehrere Zähler von einer gemeinsamen zentralen Stelle aus gesteuert werden, ergibt sich eine Reduzierung des Aufwandes, wenn die Zähler selbst nur für eine Zählrichtung ■(Vorwärtszählung) ausgebildet werden und eine.Zählung in entgegengesetzter Richtung in der Weise erzielt wird, daß der Zähler zur Rückzählung um je einen Impuls mit einer solchen Zahl von Impulsen beaufschlagt wird, die ihn über den Endwert des Zählers hinaus auf eine um eins verringerte Zahl einstellt. Wenn beispielsweise ein nur vorwärts zählender Zähler, wie in Fig. 2 dargestellt, eine maximale Speicherkapazität von 2⁴ = 16 Zahlen aufweist, so wird er die jeweils eingespeicherte Zahl um den Wert eins verringern, wenn er mit 16 — 1 = 15 Impulsen beaufschlagt wird.

Demgemäß ist an den Reglerausgang ein Serien-" informationsgeber angeschlossen, der die zur Einstellung des jeweils angeschalteten Stellgrößenspeichers erforderlichen Impulse liefert. Ein solcher Serieninformationsgeber, der zum Zweck der Rückzählung eine entsprechende.Anzahl von Vorwärts-Zählimpulsen liefert, ist in F i g. 3 dargestellt. Von einer in der Zeichnung nicht näher dargestellten Spannungsvergleichsschaltung werden in der Sekundärwicklung eines Übertragers Ü Stellimpulse mit verschiedener, von der Zählrichtung abhängiger Polarität induziert.

Positive Stellimpulse versetzen eine bistabile Kippstufe B in den Sperrzustand und regen eine monostabile Kippstufe A an. Die letztere regt beim Rückkippen eine weitere monostabile Kippstufe C an, die daraufhin über den Ausgang Cl der' Kippstufe C und über die zugehörige Kontaktbahn W 2 des Wählers einen Zählimpuls an den jeweils angeschlossenen Stellgrößenspeicher liefert.

Negative Stellimpulse bewirken ebenfalls eine Anregung der monostabilen Kippstufe A, die beim Rückkippen die Kippstufe C anregt, und die letztere liefert über ihren Ausgang C 2 und ein Gatter G 3, das nunmehr wegen der gegensinnigen Erregung der Kippstufe B geöffnet ist, einen Anregungsimpuls an die Kippstufe vl, die emeut anspricht und m gleicher Weise ^wieder die Kippstufe C anregt. Das abwechselnde gegensihnige Erregen der monostabilen Kippstufen A und C dauert so lange an, als das Gatter G 3 geöffnet bleibt. Dieses wird zusätzlich von einem Zählwerk ZW gesteuert, das grundsätzlich denselben Aufbau wie das in Fig.2 dargestellte Zählwerk besitzt und bis zu dem um eins verminderten maximalen Zählwert, im vorliegenden Fall bis zum Wert 15, zählt. Es wird dadurch bei Eintreffen eines negativen Stellimpulses die im jeweils angeschlossenen. Stellgrößenspeicher "eingespeicherte Zahl um den Wert eins vermindert.

Über das Gatter G4 wird das Zählwerk ZW jeweils vor jedem Zählvorgang in seine Ausgangslage zurückgestellt. Ferner ist eine Sperrung der Weitergabe von positiven und negativen Stellimpulsen erforderlich, wenn der jeweils angeschlossene Stellgrößenspeicher seinen Minimal- bzw. Maximalwert erreicht hat; eine entsprechende Meldung wird durch das Ansprechen der Gatter Gl bzw. G 2 gegeben und über weitere Kontaktbahnen W4, WS des Wählers und weitere Gatter G 5 bzw. G 6 an die monostabile Kippstufe A weitergeleitet.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Regeleinrichtung für mehrere Regelgrößen, deren zugeordnete Stell- und Meßglieder in zyklischer Aufeinanderfolge an einen zentralen Regler anschaltbar sind, wobei jedem der Stellglieder ein eigener Stellgrößenspeicher vorgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellgrößenspeicher (SpI.. .Spn). je ein in integrierter Schaltkreistechnik ausgeführter, von einem im Regler'^) vorgesehenen Impulsgeber gesteuerter durchzählbarer Binärzähler (Kl ... K4) mit einer einzigen Zählrichtung mit nachgeschalteten Digital-Analog-Umsetzern dient und daß zur Steuerung der Binärzähler (Kl... K4) im Regler (R) eine in Abhängigkeit von der Polarität der Stellimpulse 'ansprechende Auswahlschaltung vorgesehen ist, die positiv einzählende Stellimpulse unmittelbar an den angeschlossenen "Bihärzähler (.RTl.:. K4) weiterleitet und bei Empfang eines negativen Stellimpulses eine solche Anzahl von Zählimpulsen liefert, die dem um eins, verminderten, .maximalen Zählerstand entspricht.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Lieferung des um eins verminderten maximalen Zählwertes der Binärzähler (Kl... K4) in der Auswahlschaltung ein Zählwerk (ZW) vorgesehen ist, mit dessen Hilfe ein durch negative Stellimpulse startbarer weiterer Impulsgeber (A, C, G3) durch das Zählwerk (ZW) sperrbar ist.

3. Regeleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet/ daß die Auswahlschaltung zwei monostabile Kippstufen (A, C) enthält, von denen die eine (A) durch positive oder negative Stellimpulse erregbar ist und von denen die andere (C) beim Rückkippen der einen (A) erregbar ist und bei Erregung einen Zählimpuls abgibt, und daß die eine monostabile Kippstufe (A) durch die andere (C) über ein Gatter (G 3) erregbar ist, das durch eine'bistabile Kippstufe (B), deren Schaltzustand der Polarität ,des zuletzt zugeführten Stellimpulses entspricht, im Falle eines positiven Stellimpulses " und durch das Zählwerk (ZW). sperrbar ist.

4. Regeleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,, daß das . Zählwerk,(ZW), mit Hilfe eines an die monostabilen 'Kippstufen (A, C) angeschlossenen Und-Gatters (G 4) rückstellbar ist.

5. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die positiven Stellimpulse zur monostabilen Kippstufe (A) über ein bei der einen Endstellung des angeschalteten Binärzählers sperrbares Gatter (G 5) und die .-negativen Stellimpulse über ein bei Erreichen der anderen Endstellung des Binärzählers sperrbares weiteres Gatter (G 6) zugeführt sind.