DE2251600A1 - DEVICE FOR SETTING THE SET VALUE FOR CONTROLS, THE RULES OF WHICH ARE TECHNOLOGICALLY LINKED TO ONE another - Google Patents

Description

1 9 OHi. 19721 9 OHi. 1972

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT - Erlangen,SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT - Erlangen,

Berlin und München Werner-von-Siemens-Str.Berlin and Munich Werner-von-Siemens-Str.

Unser Zeichen:Our sign:

VPA 72/3250 Ch/ArVPA 72/3250 Ch / Ar

Einrichtung zur Sollwertvorgabe für Regelungen, deren Regelgrößen technologisch miteinander verknüpft sindDevice for specifying setpoints for controls whose control variables are technologically linked

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Sollwertvorgabe für Regelungen, deren Regelgrößen technologisch miteinander verknüpft sind, insbesondere Mehrmotorenantriebe für band- oder strangförmiges Arbeitsgut, bei der jeder Sollwert jeweils vom Abgriff eines Potentiometers abnehmbar ist und jedes Potentiometer am Abgriff des vorhergehenden Potentiometers in Form einer Sollwertkaskade angeschlossen ist. The invention relates to a device for specifying setpoint values for controls whose controlled variables are technologically linked, in particular multi-motor drives For work pieces in the form of strips or strands, where each setpoint can be removed from the tap of a potentiometer and each potentiometer is connected to the tap of the previous potentiometer in the form of a setpoint cascade.

Bei den bekannten Schaltungen dieser Art für Mehrmotorenantriebe (vgl. DT-PS 1 079 164) läßt sich hierdurch erreichen, daß bei der Verstellung eines Sollwertes alle nachgeschalteten Sollwerte proportional folgen, während die in der Reihenfolge vorhergehenden Sollwerte unverändert bleiben.With the known circuits of this type for multi-motor drives (cf. DT-PS 1 079 164) it is possible to achieve that when a setpoint is adjusted, all downstream setpoints follow proportionally, while those in the sequence previous setpoints remain unchanged.

Bei den bekannten Schaltungen kann eine rückwirkungsfreie Sollwertstaffelung hierbei angenähert und in der Anzahl der Sollwerte relativ eng begrenzt durch entsprechende Abstufung der WiderstanJswerte erzielt werden, und zwar muß der über den Abgriff abfließende Strom jeweils klein sein gegen den durch den ganzen Widerstand des Potentiometers fließenden Hauptstrom. Dies bedingt aber ein rasches Anwachsen der Widerstandswerte für die einzelnen Potentiometer mit der Entfernung von der Einspeisungsstelle und außerdem die Forderung nach hochohmigen Eingängen der einzelnen Regelverstärker für die Drehzahlregelung. Läßt man beim letzten Potentiometer als Höchstmaß einen bestimmten hochohmigen Widerstand zu, so ergibt sich je nach Anzahl und Stellbereich der einzelnen Potentiometer zwangsläufig ein bestimmter relativ großer Leistungsverbrauch im ersten relativ niederohmigen - Potentiometer, wenn die dabei unvermeidbare gegenseitige Beeinflussung innerhalb vorge-In the known circuits, a non-reactive setpoint graduation can be approximated and in the number of Setpoints can be achieved with a relatively narrow limit by grading the resistance values accordingly The current flowing through the tap must be small compared to the current flowing through the entire resistance of the potentiometer Main power. However, this requires a rapid increase in the resistance values for the individual potentiometers with the Distance from the feed point and also the Demand for high-resistance inputs of the individual control amplifiers for speed control. If you leave the last one Potentiometer as the maximum a certain high-ohmic resistance results depending on the number and setting range the individual potentiometer inevitably a certain relatively large power consumption in the first relative low-resistance potentiometer, if the unavoidable mutual influence is within the

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gebener Grenzen bleiben soll. Ein weiterer Nachteil dieeer bekannten Schaltung besteht darin, daß die mit jedem Abgriff verbundene Verminderung der Sollwertspannung zu einer entsprechend großen Bemessung der Sollwertspannung an der Einspeisungsstelle zwingt, wenn ein Mindestbetrag der letzten Sollwertspannung nicht unterschritten werden darf.should remain within given limits. Another disadvantage of these known circuit is that the associated with each tap reduction of the setpoint voltage to one correspondingly large dimensioning of the setpoint voltage at the feed point forces, if a minimum amount of last setpoint voltage must not be undershot.

Man hat versucht, diese Nachteile dadurch zumindest teilweise abzumildern, daß man die Kette der Sollwertpotentiometer in zwei Teilketten aufgetrennt hat und die Einspeisestelle der zweiten Teilkette mit der ersten verbunden hat, wobei dann die Zuordnungsfolge zwischen den Sollwerten und Regelgrößen so gewählt ist, daß der Anfang der Reihenfolge der Regelgrößen mit dem Ende der einen Teilkette zusammenfällt und das Ende dieser Reibenfolge dem Ende der zweiten Teilkette zugeordnet ist. Hierbei kann man auch die beiden Teilketten über einen Spannungsregler speisen, dessen Istwert, an einem zum Bezugspotentiometer gewählten in der Kette liegenden Potentiometer abgegriffen wird.Attempts have been made to at least partially alleviate these disadvantages by adding the chain of setpoint potentiometers has split into two partial chains and has connected the feed point of the second partial chain with the first, the assignment sequence between the setpoints and controlled variables is then chosen so that the beginning of the sequence of the controlled variables coincides with the end of one partial chain and the end of this sequence of operations coincides with the end of the second Is assigned to the substring. Here you can also feed the two partial chains via a voltage regulator, whose actual value, at a selected for the reference potentiometer in the Chain lying potentiometer is tapped.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Schaltung der eingangs genannten Gattung so auszugestalten, daß sich ein rückwirkungsfreier und beliebiger Verlauf der Sollwertgrößen hinsichtlich Absolutwert und Polarität in der Staffel mit relativ einfachen Mitteln erreichen läßt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Operationsverstärker zwischen jedem Abgriff und dem nachfolgenden Potentiometer geschaltet sind, deren Verstärkung auf dem gewählten Verlauf der Sollwertgrößen in der Staffel entsprechende Werte einstellbar ist. Auf diese Weise erhält man eine flexible Sollwertkaskade mit großer Variationsbreite der Einstellmöglichkeiten und Normsignalen für jeden Antrieb, die außerdem rückwirkungsfrei ist und mit niedrigen Eingangsspannungen arbeiten kann.The object of the present invention is to design the circuit of the type mentioned at the outset in such a way that that a reaction-free and arbitrary course of the setpoint values with regard to absolute value and polarity in the relay can be achieved with relatively simple means. This object is achieved according to the invention in that Operational amplifiers are connected between each tap and the subsequent potentiometer, their gain corresponding values can be set on the selected course of the setpoint values in the scale. That way it gets a flexible setpoint cascade with a wide range of possible settings and standard signals for everyone Drive that is also reaction-free and can work with low input voltages.

Yorteilhafterweise kann dabei dem Abgriff dee als Leitpotentiometer dienenden Potentiometers noch ein Hochlauf-Advantageously, the tap dee can be used as a master potentiometer serving potentiometer still a run-up

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integrator nachgeschaltet werden, um beim Anfahren der Anlage Sollwertsprünge zu vermeiden.integrator to be connected to the Avoid system setpoint jumps.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann die Spannung am Abgriff eines beliebigen Potentiometers als Istwert für einen die Speisespannung an der Kaskade liefernden Spannungsregler benutzt werden. Hierdurch ist es z.B. bei Mehrmotorenantrieben möglich, einen der Motoren, z.B. den letzten Motor, in seiner Drehzahl konstant zu halten, während die Drehzahlrelationen der vorhergehenden Antriebe geändert werden. Dies wäre ohne Verwendung der Operationsverstärker nicht in dieser Freizügigkeit möglich.In a further advantageous embodiment of the invention, can the voltage at the tap of any potentiometer as the actual value for one supplying the supply voltage to the cascade Voltage regulators can be used. This makes it possible, for example with multi-motor drives, to use one of the motors, e.g. the last motor to keep its speed constant, while the speed relations of the previous drives changed will. This would not be possible with this freedom without the use of the operational amplifiers.

Anhand einer Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert; es zeigen:The invention will be explained in more detail with the aid of a drawing; show it:

Fig. 1 eine Sollwertkaskade und1 shows a setpoint cascade and

Fig. 2 eine über einen Spannungsregler gespeiste Kaskade.2 shows a cascade fed via a voltage regulator.

In einer nicht gezeigten Papiermaschine wird die Papierbahn 19 in Richtung des Pfeiles 20 mittels Treibwalzen 18 transportiert. Die Walzen 18 werden jeweils durch Gleichstrommotoren 8 bis 12 angetrieben, denen jeweils ein Drehzahlregler 3 bis 7 zugeordnet ist. Die Drehzahlregler der einzelnen Motoren 8 bis 12 erhalten die Drehzahlistwerte aus Tachometermaschinen 13 bis 17 über Einstellpotentiometer 21. Die Drehzahlsollwerte werden von der nachstehend beschriebenen Sollwertkaskade geliefert.In a paper machine, not shown, the paper web 19 is transported in the direction of arrow 20 by means of drive rollers 18. The rollers 18 are each driven by DC motors 8 to 12, each of which has a speed controller 3 to 7 is assigned. The speed controllers of the individual motors 8 to 12 receive the actual speed values from tachometer machines 13 to 17 via setting potentiometer 21. The speed setpoints are determined by the following setpoint cascade described.

An einer hochkonstanten Spannung U ist ein Potentiometer P angeschlossen, an dessen Abgriff a_fl eine Spannung U_Q abgegriffen wird, die der gewünschten Solldrehzahl n_Q des Motors 8 proportional ist. Diese Spannung U_Q wird über einen Operationsverstärker v. 'an ein Potentiometer P. geführt, an dessen Abgriff a^ die Sollwertspannung U₁ A^ n^ für den Motor 9 abgegriffen wird. In entsprechender Weise werden über Operationsverstärker v_g und v, an den Abgriffen a^- bis a. der Potentiometer P₂ bis P₄ die gewünschten Sollwerte UpA potentiometer P is connected to a highly constant voltage U, at whose tap a _fl a voltage U _{Q is} tapped, which is proportional to the desired setpoint speed n _{Q of} the motor 8. This voltage U _Q is via an operational amplifier v. 'to a potentiometer P. at whose tap a ^ the setpoint voltage U ₁ A ^ n ^ for the motor 9 is tapped. In a corresponding manner, operational amplifiers v _g and v, at the taps a ^ - to a. the potentiometers P ₂ to P _{4 set} the desired values Up

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bis U. für die entsprechenden Motoren 10 bis 12 abgenommen. Die Verstärkung der einzelnen Operationsverstärker V₁ bis V, ist dabei durch in der Rückführung angeordnete Potentiometer P . bis P- auf gewünschte Werte einstellbar.to U. for the corresponding engines 10 to 12 removed. The amplification of the individual operational amplifiers V ₁ to V is determined by potentiometers P arranged in the feedback . to P- adjustable to the desired values.

Bei dieser Schaltung folgen bei einer Veränderung eines Sollwertes alle darauffolgenden Sollwerte, während die vorhergehenden Sollwerte unverändert bleiben. Die Verwendung von invertierenden oder nichtinvertierenden Operationsverstärkern V. bis V, zwischen den einzelnen Potentiometern hat dabei den großen Vorteil, daß man in der Wahl der Absoluthöhe und der Polarität der Sollwertspannungen frei ist.In this circuit, when a setpoint is changed, all subsequent setpoints follow, while the previous ones Setpoints remain unchanged. The use of inverting or non-inverting operational amplifiers V. to V, between the individual potentiometers has the great advantage that you are free to choose the absolute level and polarity of the setpoint voltages.

Die vorstehend geschilderte Einrichtung bietet auch erhebliche Vorteile bei der Inbetriebnahme der Anlage. So kann z.B. durch entsprechende Einstellung der Istwertpotentiometer 21 erreicht werden, daß jeder der Motoren 8 bis 12 seine maximale Nenndrehzahl bei gleichen Sollwerten an allen Drehzahlreglern 3 bis 7 besitzt. Dies läßt eine Normierung der Signalpegel bei der Einstellung zu. Daran anschließend kann dann beliebig die Drehzahlrelation zwischen den Motoren durch Verstellen der Potentiometer P. bis P- verändert werden. Unter Nenndrehzahl wird hier z.B. die Drehzahl verstanden, die unter Berücksichtigung von Getrieben und Walzendurchmessern die gleiche Warenbahngeschwindigkeit an der Arbeitsstelle ergibt.The device described above also offers considerable advantages when commissioning the system. So can E.g. by setting the actual value potentiometer 21 accordingly, each of the motors 8 to 12 has its maximum nominal speed with the same setpoints on all speed controllers 3 to 7. This leaves a normalization the signal level when adjusting too. The speed ratio between the motors can then be set as desired can be changed by adjusting the potentiometer P. to P-. Here, the nominal speed is understood to mean, for example, the speed that takes into account gearboxes and roller diameters results in the same web speed at the work site.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Schaltung ist dem Potentiometer P ein zur Speisung der Sollwertkaskade dienender Spannungsregler 2, bestehend aus Kippverstärker 2a und Integrator 2b, nachgeschaltet. Als Istwert für den Spannungsregler 2 wird die am Potentiometer P, abgegriffene Spannung U., die dem Sollwert n, entspricht, benutzt. Auf diese Weise bleibt bei einer Verstellung des Abgriffes a3 der Sollwert n, konstant, während sich die vohergehenden Sollwerte η und n₁ entsprechend dem I-Verhalten des Spannungsreglers 2 verändern.In the circuit shown in FIG. 2, the potentiometer P is followed by a voltage regulator 2 which is used to supply the setpoint cascade and consists of a multivibrator 2a and an integrator 2b. The voltage U. tapped at the potentiometer P, which corresponds to the setpoint n, is used as the actual value for the voltage regulator 2. In this way, when the tap a3 is adjusted, the setpoint n _{1 remains constant, while the preceding setpoint values η and n 1 change} according to the I behavior of the voltage regulator 2.

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Dieses Integralverhalten in "Verbindung mit dem Kippverstärker 2a im Regelkreis macht die maximale Änderungsgeschwindigkeit der Sollwerte unabhängig von der Bedienungsgeschwindigkeit der Sollwertpotentiometer. Eine derartige Schaltung läßt eine Speisung am Anfang der Kaskade zu, erlaubt es aber, die Drehzahl jedes Motors als Bezugspunkt zu wählen, falls dies technologisch vorteilhaft ist.This integral behavior in connection with the trigger amplifier 2a in the control loop makes the maximum rate of change of the setpoint values independent of the operating speed of the setpoint potentiometer. Such a one The circuit allows a supply at the beginning of the cascade, but allows the speed of each motor to be used as a reference point to be chosen if this is technologically advantageous.

3 Patentansprüche
2 Figuren3 claims
2 figures

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Claims (3)

- 6 - VPA 72/3250- 6 - VPA 72/3250 22515002251500 PatentansprücheClaims ( 1. !Einrichtung zur Sollwertvorgabe für Regelungen, deren Regelgrößen technologisch miteinander verknüpft sind, insbesondere Mehrmotorenantriebe für band- oder strangförmiges Arbeitsgut, bei der jeder Sollwert jeweils vom Abgriff eines Potentiometers abnehmbar ist und jedes Potentiometer am Abgriff des vorhergehenden Potentiometers in Form einer Sollwertkaskade angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß Operationsverstärker (v. bis v,) zwischen jedem Abgriff (a_Q bis a,) und dem nachfolgenden Potentiometer (p~ bis p,) geschaltet sind, deren Verstärkung auf dem gewählten Verlauf der Sollwertgrößen (n_Q, n₁ ....) in der Kaskade entsprechende Werte einstellbar ist.(1.! Device for specifying setpoints for controls whose control variables are technologically linked, in particular multi-motor drives for strip or strand-shaped work items, in which each setpoint can be removed from the tap of a potentiometer and each potentiometer is connected to the tap of the preceding potentiometer in the form of a setpoint cascade is, characterized in that operational amplifiers (v. to v,) are connected between each tap (a _Q to a,) and the subsequent potentiometer (p ~ to p,), the gain of which is based on the selected course of the setpoint values (n _Q , n ₁ ....) corresponding values can be set in the cascade. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung am Abgriff (a·,) eines Potentiometers (p,) als Istwert (U.) für einen die Speisespannung der Kaskade liefernden Spannungsregler (2) dient.2. Device according to claim 1, characterized in that the voltage at the tap (a ·,) of a potentiometer (p,) serves as the actual value (U.) for a voltage regulator (2) which supplies the supply voltage to the cascade. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsregler (2) aus einem Kippverstärker mit nachgeschaltetem Integrator besteht.3. Device according to claim 2, characterized in that the voltage regulator (2) consists of a trigger amplifier with downstream integrator exists. ORIGINAL INSPECTED 4Q9818/0556 ORIGINAL INSPECTED 4Q9818 / 0556