DE2223647C2

DE2223647C2 - Verfahren und Schaltungsanordnung zur Überwachung der Erreichung und Überschreitung einer vorgewählten Tangentenrichtlinie der Charakteristik zweier gegenseitig abhängiger, zeitlich veränderlicher Gleichspannungsgrößen

Info

Publication number: DE2223647C2
Application number: DE19722223647
Authority: DE
Inventors: Svatopluk Dipl.-Ing. Bruenn Bohata (Tschechoslowakei)
Original assignee: VYZKUMNY USTAV CHEMICKYCH ZARSCHIZENI BRNO BRUENN-KRALOVE-POLE (TSCHECHOSLOWAKEI)
Current assignee: VYZKUMNY USTAV CHEMICKYCH ZARSCHIZENI BRNO BRUENN-KRALOVE-POLE (TSCHECHOSLOWAKEI)
Priority date: 1972-05-15
Filing date: 1972-05-15
Publication date: 1974-05-30
Also published as: DE2223647B1; DE2223647A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung der Erreichung und Überschreitung einer vorgewählten Tangcnlcnrichtlin:·.· (Tangentenanstiegs) der Charakteristik zweier gegenseitig abhängiger, zeitlich veränderlicher Gleichspannungsgrößen, das in der Regelungstechnik, z. B. bei Regelung vor dem Extremwert und bei Extremwertregelung, benutzt werden kann.

In der Regelungstechnik kommt ziemlich oft das Problem der Überwachung der Optimalfunktion einer Einrichtung vor, deren innere Charakteristiken zweier gegenseitig abhängiger Spannungsgrößen zeitlich veränderlich sind, wobei die eine die Aktionsgröße und die zweite eine abhängige Größe ist. Die Optimalfunktion einer solchen Einrichtung wird nur bei einem bestimmten, vorher gewählten gegenseitigen Verhältnis dieser zwei abhängigen Größen erreicht, die in

¹S normierte oder Einheits-Eingangsspannungcn überführt werden können.

Bisher wird die Überwachung des gegenseitigen Verhältnisses der geregelten Größen entweder j;ar nicht oder durch nach verschiedenen mechanischen oder elektromechanischen Prinzipien arbeitende Regler durchgeführt. Der Nachteil der bisherigen Verfahren besteht in der kleinen Genauigkeit der Regler und dem langsamen Ansprechen auf die Zustandsänderung der geregelten Größen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, das Verfahren der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Genauigkeit und das Ansprechen der Überwachung verbessert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-

3f> löst, daß die eine Eingangsspannung u, mittels eines einstellbaren Spannungsteilers nach einer vorgewählten Richtlinie verringert und weiter mittels eines ersten Differenzierverstärkers differenzier» und dann an einen ersten Vergleichswiderstand angelegt wird, daß die zweite Eingangsspannung u₂ mit entgegengesetzter Polarität direkt mittels eines dieselben Parameter wie der erste Differenzierverstärker aufweisenden zweiten Differenzierxerstärkcrs differenziert und dann an einen /weiten Vergleichswiderstand angelegt wird, und daß die Differenzspannung beider differenzierten Spannungen «',, u\ in einen Entscheider eingespeist wird.

Die Schaltungsanordnung zur Durchführung des ertindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gckennzeichnet, daß der erste Differenzierverstärker mit dem ihm vorgeschalteten Spannungsteiler in den ersten Vergleichswiderstand und der zweite Differenzierverstärker an den zweiten Vergleichswidcrstand angeschlossen ist, und daß die Ausgänge der beiden Vergleichswiderstände gemeinsam an den Entscheider angeschlossen sind.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind die höhere Regelungspräzision und die Möglichkeit eines sofortigen Ansprechens auf Zustandsänderungen der geregelten Größen, aber auch die Möglichkeit der augenblicklichen Überprüfung.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 das Blockschaltbild der Grundausführung der Schaltungsanordnung /ur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2 ein detaillierteres Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung zur Durchführung des crfindungsgemiißen Verfahrens zur Regelung einer Hoch-

f>5 Spannungsquelle für einen elektrischen Abscheider von Verbrennungsprodukten, der im Betrieb mil umgekehrter Korona arbeitet; und

Fig. 3 ein weiteres detaillierteres Aiisliihrungsbei-

spiel der Schaltungsanordnung zur selben Anwendung, deren Entscheider anders ausgebildet ist.

Es sei zunächst das Grundblockschallbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung nach Fig. 1 betrachtet.

Eine normierte oder Einheils-E.ngangsspaunung M₁, die dem in einen elektrischen Abscheider fließenden Speisestrom direkt proportional ist, wird einem einstellbaren Spannungsteiler 1 der Eingangsspannung H₁ zugeführt, dessen Skala direkt in Zahlenwerlcn der Tangentenrichtlinie geeicht ist. Die normierte Eingangsspannung M₁ wird in dem einstellbaren Spannungsteiler 1 gemäß der betreffenden Einstellung erniedrigt und durch einen ersten Differenzierverstärker 2 differenziert. Eine normierie oder Einheits- "5 Eingangsspannung H₂ mit entgegengesetzter Polarität, die direkt proportional der Speisespannung des elektrischen Abscheiders ist, wird direkt durch einen zweiten Differenzierverstärker 3 differenziert. Sind die Polaritäten der Eingangsspannungeii M₁, M₂ identisch, wird dit Polarität einer der Eingangsspannungen mittels eines vorgeschalteten (nicht gezeigten) Inverters geändert. Die Differenzierkonstanten der beiden Differen/ierverstärker 2, 3 sind auf die Gewinnung der Optimalwerle der differenzierten Ausgangsspannungen u\ und u'₂ unter dem Gesichtspunkt des richtigen Betriebs der folgenden Schaltungen bei der Änderung der Eingangswerte der Spannungen H₁, κ, eingestellt, die das asiatische Glied eines Reglers der Hochspannungsquelle (nicht gezeigt) des Abscheiders ziiführi.

Über Vcrgleichswiderstände 4 und 5 hisiicr den Differenzierverstärkern 2 und 3 wird die Dilferenz (ggf. ist je ein Inverter vorgeschaltet!) der differenzierten Ausgangsspannungen u', und u', einem Entscheider 6 zugeführt, der eine positive Spannung u dann abgibt, wenn der Betrag der differenzierten Spannung u\ höher ist als der der differenzierten Spannung m'₂, also die vorgewählte Tangentenrichtlinie erreicht oder überschritten wird.

Es sei nun Fig. 2 betrachtet, die eine vorteilhafte Ausgestaltung der Schaltungsanordnung von Fig. 1 hinsichtlich der Vcrgleichswiderstände 4 und 5 sowie des Entscheiders 6 zeigt.

Die Schaltungsanordnung von Fig. 2 arbeitet wie folgt:

Die differenzierte Spannung n', wird je nach ihrer augenblicklichen Polarität über einen von ersten Vergleichswidcrständen 4 α und 4 b durchgelassen von einer von ersten entgegengesetzt gepolten Dioden 10« und lO'h. Die differenzierte Spannung m\ wird ebenfalls über einen von zweiten Vcrgleichswidersiänden 5 ii und S b durchgelassen von einer von zweiten entgegengesetzt gepollen Dioden 11 ti und Wb. (Die Dioden 10« und Π ο bzw. 10/) und 11 /> in jedem der beiden Zweige müssen übereinstimmend gepolt sein.) Dann werden die differenzierten Spannungen u\ und m'₂ jeweils in einen Gleichstromverstärker 12 α bzw. 12 b gespeist, und eine von ihnen dann noch in einen Inverter 13. Die resultierenden Spannungen dieser Zweige werden über gleichgepolte Dioden 14 a und Mb an einen gemeinsamen Ausgang geführt, an dem eine resultierende Ausgangsspannung u auftritt.

Genauer gesagt, >.m Falle der Erreichung oder Überschreitung der am Spannungsteiler 1 bzw. Potentiometer 1 eingestellten Spannung, die mit der Tangentenrichllinie verknüpft ist, wird die Ausgangsspannung u', des Differenzierverstärkers 2 betragsmäßig höher als die Spannung u'₂ an dem Ausgang des Differenzierversiärkers 3. Beide Spannungen werden nach ihrer momentanen Polarität entweder an Vergleichswiderständen 4 α und 5 α oder an Vergleichswidcrständen 4 b und 5 b voneinander subtrahiert. Die Wahl des einen oder des anderen Paares der Vergleichswitierstä'nde wird, wie schon oben angeführt, durch die entgegengesetzt gepolten Dioden 10 α und 10 6 oder Il α und 11b verwirklicht. Die resultierende Differenzspannung wird dann aus dem durch die Dioden gewählten (eingeschalteten) Paar der Vergeichswiderstände dem Eingang eines der Gleichstromverstärker 12 a und 12 b zugeführt. Mit Rücksicht darauf, daß dem Gleichstromverstärker 12 u noch der Inverter 13 nachgeschaltet ist, zeigt sich an dem Ausgang hinter den gleichgepolten Dioden 14 α und 14 b immer eine positive Spannung u, wenn der Betrag der differenzierten Spannung u\ höher ist als der der Spannung M₂.

Bei einer Abwandlung der Schaltungsanordnung nach Fi g. 3 entfallen die zwei Zweige mit den Dioden 10<j und 10h sowie Ha und Hb und mit den Vergleichswiderstanden 4fl und Ab und 5a und Sb. An die Differenzierverstärker 2, 3 sind die Vergleichswidcrsiändc 4, 5 direkt angeschlossen, deren Ausgänge gemeinsam mit einem Gleichstromverstärker 21 verbunden sind, dem ein Monoflop 22 nachgeschaltet ist.

Das crfindiingsgcmäße Verfahren kann auch zur Überwachung der Erreichung der Maximaltemperatur eines Gasofens bei gleichzeitiger Förderung eines wirtschaftlichen Ofenbetriebs benutzt werden, selbst wenn die Luftzufuhr beträchtliche Schwankungen aufweist.

Weiter kann das ciTindungsgemäße Verfahren zur Regelung des Laufes einer Wärmekraftmaschine au! die Maximalleistung bei wirtschaftlichem, im \oraus gewähltem Brennstoffverbrauch benutzt werden, selbst wenn die Last keine konstante Charakteristik aufweist.

Hierzu I Blatt Zeichnunmi

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Überwachung der Erreichung und Überschreitung einer vorgewählten Tangentenrichtlinie der Charakteristik zweier gegenseitig abhängiger, zeitlich veränderlicher Gleichspannungsgrößen, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Eingangsspannung u, mittels eines einstellbaren Spannungsleiters nach einer vorgewählten Richtlinie verringert und weiter mittels eines ersten Differenzierverstärkers differenziert und dann an einen ersten Vergleichswiderstand angelegt wird, daß die zweite Eingangsspannung n, mit entgegengesetzter Polarität direkt mittels eines dieselben Parameter wie der erste Differenzierverstärker aufweisenden zweiten Differenzierverstärkers differenziert und dann an einen zweiten Vergleichswiderstand angelegt wird, und daß die Differenzspannung beider differenzierten Spannungen u',, u'₂ in einen Entscheider eingespeist wird.

2. Schaltungsanordnung zur Durchfuhrung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Differenzierverstärker (2) mit dem ihm vorgeschalteten Spannungsteiler (1) an den ersten Verglcichswiderstand (4) und der zweite Differenzierverstärker (3) an den zweiten Vergleichswiderstand (5) angeschlossen ist, und daß die Ausgänge der beiden Vergleichswiderstände (4, 5) gemeinsam an den Entscheider (6) angeschlossen sind.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Vergleichswiderstand (4, 5) aus der Parallelschaltung von je zwei Teilwiderständen (4a, 4b; Sa, Sb) besteht, die zwei Zweige von Teilwiderständen bilden, und daß der Entscheider (6) aufweis¹:

a) je eine jedem Zweig von Teilwiderständen zugeordnete Reihenschaltung von gleichsinnig gepolten Dioden (10 a, U α; 10 b, 11 h), wobei die Dioden des einen Zweiges entgegengesetzt zu den Dioden des anderen Zweigs gepolt sind,

b) je einen an den Verbindungspunkt der Dioden untereinander jedes Zweigs angeschlossenen Gleichstromverstärker (12 b, 12 a),

c) einen dem einen Gleichstromverstärker (12 a) nachgeschalteten Inverter (13) und

d) je eine dem einen Gleichstromverstärker (12 a) mit dem Inverte» 113) und dem anderen Gleichstromverstärker (12f>) nachgeschaltete weitere Diode (14 a, 14 ft), wobei die letzteren Dioden gleichsinnig gepolt und mit dem Ausgang des Entscheiders (6) verbunden sind (Fig. 2).

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Entscheider (6) aus einem Gleichstromverstärker (21) und einem nachgeschaiteten Monoflop (22) besteht (F i g. 3).