DE2202389C3 - Zweipunktregler mit PID-Rückführung, insbesondere Temperaturregler - Google Patents
Zweipunktregler mit PID-Rückführung, insbesondere TemperaturreglerInfo
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B6/00—Internal feedback arrangements for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral or differential
- G05B6/02—Internal feedback arrangements for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral or differential electric
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Description
den ÄC-GIiedles angeschlossen ist und daß der Ver- Bei einer sprungweisen Änderung der verstärkten
bindungspunkt der Kondensatoren mit dem Wider- Spannung am Ausgang des integralen Rückführanteils
stand des den I-Anteil bewirkenden ÄC-Gliedes über fließt über RK ein Ladestrom zum Kondensator Cn,
den Kondensator mit dem Impedanzwandler ver- der erst allmählich an diesem eine Spannung aufbaut,
bundenist. 5 Dadurch steigt die Spannung für Rückführspan-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nach- nung erst allmählich an, d. h., die verstärkungsstehend
an Hand einer Schaltungsskizze näher erläu- mindernde Wirkung der Rückführung ist im ersten
tert Augenblick aufgehoben; die Verstärkerwirkung ist
In der Schaltungsskizze ist mit N ein Netzteil zur voll wirksam. Es wird somit eine der D-Wirkung entBereitstellung
von Gleichspannungen bezeichnet, io sprechende kurzzeitige, große Änderung der Aus-Eine
Zenerdiode Z dient zur zusätzlichen Spannungs- gangsspannung des Kippverstärkers erreicht,
stabuisierung. In der Eingangsbrückenschaltung E Nach der Erfindung ist nun vorgesehen, daß der kann am Regelwiderstand A1 ein Sollspannungswert dem integralen Anteil folgende differentiale Anteil eingestellt werden, der mit einem über die Leitun- der Rückführung nicht auf den Fußpunkt der Gegen 1 und 2 zugeführten Istspannungswert verglichen 15 samtschaltung bezogen ist, sondern auf den Ausgang wird. Bei einer Störung wird die Differenzspannung des Differenzverstärkers D. Dazu ist der Widerstand des Brückenkreises über die Widerstände R* und R3 Rn vom Gate des Feldeffekt-Transistor-Impedanzdem Differenzverstärker D zugeführt, dem wiederum wandlers 13 mit dem Ausgang des Differenzverstärein Kippverstärker K nachgeschaltet ist. Die so ver- kers D verbunden. Ferner ist der Kondensator Cn stärkte Spannung speist die Erregerwicklung eines 20 vom Gate des Impedanzwandlers 10 mit dem AusRelais R, dessen Wechselkontakt eine Steuerleitung 6 gang des integralen Rückführanteils verbunden, d. h. mit einer der Steuerschaltungen 5 oder 7 verbindet. dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand Rv Durch den Relaiskontakt 9 wird einer der Schaltzu- und den beiden Kondensatoren C,..
stände des Relais R durch die Glimmlampe 10 si- Auf diese Weise wird der differentiale Anteil der gnalisiert. Das Gleichstrom-Meßinstrument 11 zeigt 25 Rückführung durch den Ausgang des Differential-Betrag und Richtung der verstärkten Differenzspan- Verstärkers gesteuert, wird also erst dann voll wirknung am Ausgang des Differenzverstärkers D an. sam, wenn die Differenz zwischen Soll- und Istwert
stabuisierung. In der Eingangsbrückenschaltung E Nach der Erfindung ist nun vorgesehen, daß der kann am Regelwiderstand A1 ein Sollspannungswert dem integralen Anteil folgende differentiale Anteil eingestellt werden, der mit einem über die Leitun- der Rückführung nicht auf den Fußpunkt der Gegen 1 und 2 zugeführten Istspannungswert verglichen 15 samtschaltung bezogen ist, sondern auf den Ausgang wird. Bei einer Störung wird die Differenzspannung des Differenzverstärkers D. Dazu ist der Widerstand des Brückenkreises über die Widerstände R* und R3 Rn vom Gate des Feldeffekt-Transistor-Impedanzdem Differenzverstärker D zugeführt, dem wiederum wandlers 13 mit dem Ausgang des Differenzverstärein Kippverstärker K nachgeschaltet ist. Die so ver- kers D verbunden. Ferner ist der Kondensator Cn stärkte Spannung speist die Erregerwicklung eines 20 vom Gate des Impedanzwandlers 10 mit dem AusRelais R, dessen Wechselkontakt eine Steuerleitung 6 gang des integralen Rückführanteils verbunden, d. h. mit einer der Steuerschaltungen 5 oder 7 verbindet. dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand Rv Durch den Relaiskontakt 9 wird einer der Schaltzu- und den beiden Kondensatoren C,..
stände des Relais R durch die Glimmlampe 10 si- Auf diese Weise wird der differentiale Anteil der gnalisiert. Das Gleichstrom-Meßinstrument 11 zeigt 25 Rückführung durch den Ausgang des Differential-Betrag und Richtung der verstärkten Differenzspan- Verstärkers gesteuert, wird also erst dann voll wirknung am Ausgang des Differenzverstärkers D an. sam, wenn die Differenz zwischen Soll- und Istwert
Die durch R, gekennzeichnete Schaltungsgruppe Null ist. Sobald eine Differenz zwischen Soll- und
bewirkt die Rückführung der proportionalen, inte- Istwert eintritt (Störung), wird mit zunehmender
gralen und differentialen Rückführanteile. Der Kipp- 30 Regelabweichung der integrale Anteil immer stärker
verstärker K besitzt zwei Eingänge, einen ersten, der und der differentiale Anteil immer schwächer wirk-
mit dem Differenzverstärker D verbunden ist und sam. Es wird dadurch erreicht, daß der Übergang
gleichzeitig als Bezugspunkt für den D-Anteil der zwischen PD- und PID-Verhalten kontinuierlich er-
Rückführschaltung R, dient und einen zweiten, wel- folgt. Da sich der Ausgang des Differenzverstärkers,
eher für den Eingang der Rückführung vorgesehen 35 bezogen auf den Gerätefußpunkt, entsprechend der
ist. Richtung der Regelabweichung in der Polarität, än-
Bei sprunghafter Änderung der verstärkten Span- dert, ist auch eine entsprechende Änderung in der
nung wirken die Kondensatoren C1, zunächst wie ein Polarität des differentialen Anteils der Rückführung
Kurzschluß, so daß sich die Höhe des Ladestromes gegeben.
im ersten Augenblick nach der Größe des Wider- 40 Aus dem vorgeschriebenen Schaltungsaufbau er-
standes A1, richtet, dessen Spannungsabfall als Rück- gibt sich ohne weiteres, daß eine Hysteresis-Erschei-
führspannung dient. Diese Schaltungsmittel verleihen nung beim Übergang vom PD- zum PID-Stellverhal-
der Rückführung somit ein I-Verhalten. ten und umgekehrt nicht mehr auftreten kann.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Zweipunktregler mii PID-Rückführung, ins- Es ist bekannt, daß während des Anfahrens eines
besondere Temperaturregler, mit einem Kippver- S Regelkreises ein Regler keinen I-Anteil der Rückfühstärker
und einer vom Ausgang des Kippverstär- rung aufweisen sollte, daß aber bei der eigentlichen
kers auf seinen Eingang führenden, PID-Anteile Regelung des Prozesses ein Regler mit I-Anteil
enthaltenden Rückführschaltung, die aus der Hin- zweckmäßig ist. Daher hat mau bereits die günstigen
tereinanderschaltung eines ersten, auf Bezugs- Eigenschaften des PD-Reglers während des Anfahrpotential
geschalteten ÄC-Gliedes für den I-An- io Vorganges mit den günstigen Eigenschaften eines
teil und eines zweiten ÄC-GHedes für den D-An- PID-Reglers während des eigentlichen Prozeßverteil
der Rückführschaltung besteht, dadurch laufes miteinander zu kombinieren versucht,
gekennzeichnet, daß der Kippverstärker Zur Realisierung eines PD-Anfahrverhahens in (K) zwei Eingänge besitzt, einen ersten, dem das Kombination mit einem PID-Führungsverhalten sind Rückführsignal zugeführt ist, und einen zweiten, 15 sogenannte Anfahrschaltungen bekannt (vgl. deutsche dem ein Differenzverstärker (£>) zum Soll-Ist- Auslegeschrift 1 588 342), die jedoch in der schal-Vergleich vorgeschaltet ist, dessen Ausgangs- tungstechnäschen Ausführung aufwendig sind. Sie potential als Bezugspotential des Kondensators haben zudem den N&chteil, daß sie keinen konti-(Cn) des den D-Anteil bewirkenden ÄC-Gliedes nuierlichen Übergang zwischen den beiden Zeitver-(Cn, An) dient. 20 halten der Rückführung gewährleisten. Dies ist aber
gekennzeichnet, daß der Kippverstärker Zur Realisierung eines PD-Anfahrverhahens in (K) zwei Eingänge besitzt, einen ersten, dem das Kombination mit einem PID-Führungsverhalten sind Rückführsignal zugeführt ist, und einen zweiten, 15 sogenannte Anfahrschaltungen bekannt (vgl. deutsche dem ein Differenzverstärker (£>) zum Soll-Ist- Auslegeschrift 1 588 342), die jedoch in der schal-Vergleich vorgeschaltet ist, dessen Ausgangs- tungstechnäschen Ausführung aufwendig sind. Sie potential als Bezugspotential des Kondensators haben zudem den N&chteil, daß sie keinen konti-(Cn) des den D-Anteil bewirkenden ÄC-Gliedes nuierlichen Übergang zwischen den beiden Zeitver-(Cn, An) dient. 20 halten der Rückführung gewährleisten. Dies ist aber
2. Zweipunktregler nach Anspruch 1, gekenn- erwünscht, damit man eine von Einschwingvorgänzeichnet
durch einen Impedanzwandler (13), wel- gen möglichst freie Regelung erzielt.
eher einen Feldeffekt-Transistor aufweist, dessen Die Anfahrschaltungen, die üblicherweise für die-
Gate an den Verbindungspunkt zwischen dem sen Zweck verwendet werden, sind darüber hinaus
Widerstand (Rn) und dem Kondensator (Cn) des 25 nur im Anfahrvorgang des Reglers wirksam, d. h., so
den D-Anteil bewirkenden ÄC-Gliedes ange- lange der Sollwert oberhalb des Proportionalbereischlossen
ist und daß der Verbindungspunkt der ches liegt. liegt der Sollwert dagegen unterhalb des
Kondensatoren (C,,) mit dem Widerstand (Rx.) Proportionalbereiches, so wird die Anfahrschaltung
des den I-Anteil bewirkenden ÄC-GHedes über nicht wirksam. — Ferner treten bei den bekannten
den Kondensator (Cn) mit dem Impedanzwandler 30 Anfalirschaltungen unerwünschte Hysteresis-Erschei-(13)
verbunden ist. nungen auf.
Eine weitere bekannte Schaltungsanordnung (deutsche Auslegeschrift 1274 216) eines Chargenreglers
mit einem Regelverstärker behandelt ebenfalls An-
35 fahrvorgänge und weist eine Einrichtung auf, die eine
kontinuierliche Verstellung des D-Anteiles der Rückführschaltung bewirkt. Hierbei soll das Überschwin-
Dic Erfindung bezieht sich auf einen Zweipunkt- gen der Stellgröße infolge einer Potentialerhöhung
regler mit PID-Rückführung, insbesondere Tempe- am Nachstellkondensator des Rückführkreises verraturregler,
mit einem Kippverstärker und einer vom 40 hindert werden. Dies erfolgt dadurch, daß die EinAusgang
des Kippverstärkers auf seinen Eingang richtung einen zweiten Rückführkreis besitzt, der
führenden, PID-Anteile enthaltenden Rückführschal- beim Überschreiten eines durch Schwellwertelemente
tung, die aus der Hintereinanderschaltung eines vorgegebenen Potentials am Ausgang des Regelverersten,
auf Bezugspotential geschalteten ÄC-Gliedes stärkers durch kontinuierliche Spannungsänderungen
für den I-Anteil und eines zweiten ÄC-Gliedes für 45 die Ladung des Nachstellkondensators auf einen
den D-Anteil der Rückführschaltung besteht. auf den Schwellwert bezogenen Wert einstellt.
Ein solcher Zweipunktregler ist im Buch von Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Zwei-
E. S am al »Grundriß der praktischen Regelungs- punktregier der eingangs genannten Art so zu getechnik«,
5. Auflage, 1964, S. 369 und 370, Verlag stalten, daß er einen kontinuierlichen Übergang vom
R. Oidenbourg, München, beschrieben. 50 PD-Verhalten zum PID-Verhalten ergibt, zudem
Das Stellverhalten eines solchen Reglers ist abhän- beidseitig des Proportionalbereiches wirksam ist, desgig
vom Zeitverhalten der eine Gegenkopplung des sen Übergang frei von Hysteresis-Erscheinungen ist
Regelverstärkers bewirkenden Rückführung. Man und der ferner schaltungstechnisch einfach realiunterscheidet
zwischen einem Stellverhalten mit P- siert ist.
Zeitverhalten (proportionales Verhalten, d. h. jeder 55 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch geEingangsgröße
ist eine eigene Ausgangsgröße züge- löst, daß der Kippverstärker zwei Eingänge besitzt,
ordnet), I-Zeitverhalten (integ-ales Verhalten, d. h. einen ersten, dem das Rückführsignal zugeführt ist
die Geschwindigkeit der Ausgangsgröße ist von der und einen zweiten, dem ein Differenzverstärker zum
Eingangsgröße abhängig) und D-Zeitverhalten (dif- Soll-Ist-Vergleich vorgeschaltet ist, dessen Ausgangsferentiales
Verhalten, d. h. die Ausgangsgröße ist von 60 potential als Bezugspotential des Kondensators des
der Geschwindigkeit der Eingangsgröße abhängig; den D-Anteil bewirkenden /?C-Gliedes dient,
eine einmalige sprungförmige Änderung am Eingang Eine schaltungstechnisch einfache und betrieblich
eine einmalige sprungförmige Änderung am Eingang Eine schaltungstechnisch einfache und betrieblich
ergibt am Ausgang eine »Nadelspitze«), sowie Korn- zuverlässige zweckmäßige Ausgestaltung des erfinbinationen
dieser Zeitverhalten, nämlich PI-Zeitver- dungsgemäßen Zweipunktreglers ist ferner gekennhalten,
PD-Zeitverhalten und PID-Zeitverhalten. Bei 65 zeichnet durch einen Impedanzwandler, welcher
Temperaturreglern wird vorwiegend mit dem Stell- einen Feldeffekttransistor aufweist, dessen Gate an
verhalten P, PD oder PID gearbeitet, wobei ein PID- den Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand
Regler, besonders bei einem niedrigen Verhältnis von und dem Kondensator des den D-Anteil bewirken-
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19722202389 DE2202389C3 (de) | 1972-01-19 | 1972-01-19 | Zweipunktregler mit PID-Rückführung, insbesondere Temperaturregler |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19722202389 DE2202389C3 (de) | 1972-01-19 | 1972-01-19 | Zweipunktregler mit PID-Rückführung, insbesondere Temperaturregler |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2202389A1 DE2202389A1 (de) | 1973-07-26 |
DE2202389B2 DE2202389B2 (de) | 1974-02-28 |
DE2202389C3 true DE2202389C3 (de) | 1974-09-19 |
Family
ID=5833401
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19722202389 Expired DE2202389C3 (de) | 1972-01-19 | 1972-01-19 | Zweipunktregler mit PID-Rückführung, insbesondere Temperaturregler |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2202389C3 (de) |
-
1972
- 1972-01-19 DE DE19722202389 patent/DE2202389C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2202389A1 (de) | 1973-07-26 |
DE2202389B2 (de) | 1974-02-28 |
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