DE2633102C2

DE2633102C2 - Elektrischer PI-Regler mit zwei Übertragungsgliedern in Parallelschaltung

Info

Publication number: DE2633102C2
Application number: DE19762633102
Authority: DE
Inventors: Heinz 6052 Mühlheim Neppach
Original assignee: Hartmann and Braun AG
Current assignee: ABB Training Center GmbH and Co KG
Priority date: 1976-07-23
Filing date: 1976-07-23
Publication date: 1984-08-30
Also published as: DE2633102A1

Description

dadurch gekennzeichnet,

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f) daß die Begrenzungseinrichtung (12) einen ersten Vergleicher (10) aufweist, dem die Ausgangsspannung (yr) des ersten Summationsgliedes (1) als Istwert und eine den unteren Grenz- 3% wert bestimmende erste vorgebbare Spannung (U_min) als Sollwert zugeführt ist, die Begrenzungseinrichtung (12) einen zweiten Vergleicher (11) aufweist, dem die Ausgangsspannung (Yr) des ersten Summationsgliedes (1) als Istwert und eine den oberen Grenzwert bestimmende zweite vorgebbare Spannung (U_nm) als Sollwert zugeführt ist, und den beiden Vergleichern (10 und U) je ein Gleichrichter (15 bzw. 16) nachgeschaltet ist, die so gepolt sind, daß die Begrenzungseinrichtung (12) keine Korrekturspannung abgibt, wenn sich die Ausgangsspannung des ersten Summationsgliedes (1) innerhalb der beiden vorgegebenen Grenzwerte (U,„,„, U_max) befindet,

g) daß die von der Begrenzungseinrichtung (12) im Automatikbetrieb abgegebene Korrekturspannung über ein im Eingang des des dritten Übertragungsgliedes (4) angeordnetes, zweites Summationsglied (5) dem dritten Übertragungsglied (4) zugeführt ist, wobei das Vorzeichen der Korrekturspannung so gewählt ist, daß die Ausgangsspannung (γκ) des ersten Summationsgliedes (1) den unteren Grenzwert (U„,i„) nicht unterschreitet und den oberen Grenzwert (U_mn) t>o nicht überschreitet,

h) daß im Automatikbetrieb die Ausgangsspannung (yd des ersten Summationsgliedes (1) einem Speicherglied (8) zugeführt ist, welches aus einem vierten, im Automatikbetrieb starr gc- h5 gengekoppelten Übertragungsglied (22) mit 1-Verhalten besteht,

i) daß im Handbetrieb die starre Gegenkopplung des vierten Überlragungsgliedes (22) aufgetrennt ist dem Eingang des vierten Übertragungsgliedes (22) die Handsteuerspannung (+ (Jh. — Uh) zugeführt ist, die Ausgangsspannung (y_s) des vierten Übertragungsgliedes (22) die Reglerausgangsspannung (y) ist und gleichzeitig als Führungsgröße sowohl für den oberen als auch für den unteren Grenzwert der Begrenzungseinrichtung (12) dient,

j) daß die von der Begrenzungseinrichtung (12) im Handbetrieb abgegebene Korrekturspannung über ein im Eingang des zweiten Übertragungsgliedes (3) angeordnetes, drittes Summationsglied (25) dem zweiten Übertragungsglied (3) zugeführt ist, wobei das Vorzeichen der Korrekturspannung so gewählt ist, daß die Ausgangsspannung (yn) des ersten Summationsgliedes (1) der Ausgangsspannung (ys) des vierten Übertragungsgliedes (22) folgt

2. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

k) daß das Speicherglied (8) einen digitalen Vorwärts- Rückwärts-Zähler (30) und einen diesem nachgeschalteten Digital-Analog-Wandler (31) aufweist, dessen Ausgangsspannung die Ausgangsspannung (ys) des Speichergliedes (8) ist,

i) daß im Automatikbetrieb dem Vorzeicheneingang (32) des Vorwärts- Rückwärts-Zählers (30) die Ausgangsspannung eines weiteren Vergleichers (34) zugeführt ist, dessen nicht invertierendem Eingang die Ausgangsspannung (yd des ersten Summationsgliedes (1) und dessen invertierendem Eingang die Ausgangsspannung (ys) des Digital/Analog-Wandlers (31) zugeführt ist, und dem Takteingang (33) des Vorwärts-Rückwärts-Zählers (30) die Ausgangsimpulse eines ersten Taktgebers (35) zugeführt sind,

m) daß im Handbetrieb dem Takteingang (33) des Vorwärts-Rückwärts-Zählers (30) die Ausgangsimpulse eines zweiten Taktgebers (37) zugeführt sind und der Vorzeicheneingang (32) des Vorwärts-Rückwärts-Zählers (30) entsprechend der gewünschten Richtung der Änderung der Ausgangsspannung (ys) des Speichergliedes (8) mit einer negativen oder positiven Spannung (-U//bzw. +Un) verbindbar ist (F ig. 3).

3. Regler nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang eines fünften Übertragungsgliedes (6) mit D-Verhalten und Zeitverzögerung erster Ordnung zusätzlich auf das zweite Summationsglied (5) geschaltet ist und dem Eingang des fünften Übertragungsgliedes (6) die Reglereingangsspannung (x„) oder die Regelgröße (x) zugeführt ist.

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen PI-Regler mit zwei Übertragungsgliedern in Parallelschaltung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiger elektrischer PI-Regler ist aus der DE-OS 60 538 bekannt.

Aus der DE-OS 22 60 538 ist ein Regler mit umschaltbarcm Zeitverhalten bekannt, bei dem ein als Summa-

tionsglied dienender Rechenverstärker die Ausgangsspannungen von zwei parallel geschalteten Übertragungsgliedern, deren Zeitverhalten durch Betätigung je eines Schalters u. a. so wählbar ist daß das eine Übertragungsglied P-Verhalten und das andere Übertragungsglied I-Verhalten aufweist Dieser Regler enthält eine Begrenzungseinrichtung, die nur die Ausgangsspannung des als Summationsglied dienenden Rechenverstärkers begrenzt jedoch nicht verhindert daß das Überü agungsglied mit !-Verhalten in die Sättigung gelangt. Der bekannte Regler weist weiterhin eine Einrichtung zur stoßfreien Umschaltung von Handbetrieb auf Automatikbetrieb auf, jedoch nicht in entgegengesetzter Richtung, also von Automatikbetrieb auf Handbetrieb.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Regler der eingangs genannten Art zu schaffen, der im Automatikbetrieb eine Begrenzung der als Reglerausgangsspannung dienenden Ausgangsspannung des Summationsgliedes ohne Sättigung des Int^gralanteils ermöglicht der es gestattet sowohl von Hand- auf Automatikbetrieb als auch in umgekehrter Richtung stoßfrei umzuschalten, und bei dem bei der Einstellung des Sollwertes ein kurzzeitiges Überschwingen des Sollwertes über den gewünschten Wert, das die Begrenzungseinrichtung wirksam werden läßt, keinen zusätzlichen Ausgleichsvorgang über die Regelstrecke verursacht.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst

Aus der DE-OS 22 46 085 ist ein elektrischer PI-Regler mit einer Einrichtung zur Begrenzung der Reglerausgangsspannung und mit einer Einrichtung zur stoßfreien Umschaltung von Handbetrieb auf Automatikbetrieb bekannt. Der das Zeitverhalten dieses Reglers bestimmende Teil besteht aus einem Analogrechenverstärker, dessen Eingangsnetzwerk aus einem ersten Widerstand und dessen Rückführnetzwerk aus der Reihenschaltung eines Kondensators und eines zweiten Widerstandes besteh». Jeweils ein Anschluß der beiden Widerstände ist mit dem Stromsummationspunkt des Analogrechenverstärkers verbunden. Die Begrenzungseinrichtung dieses Reglers weist ein erstes Vergleichsglied auf, dem die Reglerausgangsspannung als Istwerl und eine dem unteren Grenzwert entsprechende vorgebbare Spannung als Sollwert zugeführt ist, und weist ein zweites Vergleichsglied auf, dem die Reglerausgangsspannung als Istwert und eine dem oberen Grenzwert entsprechende zweite vorgebbare Spannung als Sollwert zugeführt ist. Jedem der beiden Vergleicher ist ein nichtlineares Glied nachgeschaltet. Die nichtlinearen Glieder sorgen dafür, daß die Begrenzungseinrichtung !'.ein Korrektursignal abgibt, wenn sich die Reglerausgangsspannung innerhalb der beiden vorgegebenen Grenzwerte befindet. Das von der Begrenzungseinrichtung abgegebene Korrektursignal ist dem gemeinsamen Schaltungspunkt von Kondensator und Widerstand im Rückführnetzwerk zugeführt. Der das Zeitverhalten bestimmende Aufbau des bekannten PI-Reglers weist jedoch beim Zusammenschalten mit Regelstrecken der Verfahrenstechnik mit großen Zeitkonstanten ein ungünstiges Anfahrverhalten auf. Im Handbetrieb dient die Handsteuerspannung sowohl als Fiihrungsgröße für den oberen als auch für den unteren Grenzwert der Begrenzungseinrichtung. Durch diese Maßnahme folgt die Reglerausgangsspannung der Handsteuerspannung und das Umschalten von Handbetrieb auf Automatikbetrieb erfolgt stoßfrei. Ein stoßfreies Umschalten in der entgegengesetzten Richtung, also von Automatikbetrieb auf Handbetrieb, iM bei diesem Regler nicht möglich.

Aus der DE-AS 18 06 728 ist ein PI-Regeier mit stoßfreier Hand-Automatik-Umschaltung in beiden Richtungen bekannt. Bei diesem Regler handelt es sich — wie bei dem aus der DE-OS 22 46 085 bekannten Regler — um einen PI-Regler mit Serienstruktur. Bei derartigen Reglern liegen die das Übertragungsverhalten des Reglers bestimmenden Bauelemente im Pückführungszweig, während im Vorwärtszweig ein Verstärker ange-

lü ordnet ist, dessen Einfluß vernachlässigt werden kann, wenn sein Verstärkungsfaktor groß genug gewählt ist. Bei dem aus der DE-AS 18 06 728 bekannten Regler ist im Vorwärtszweig ein erster, nicht gegengekoppelter Differenzverstärker mit hohem Verstärkungsfaktor angeordnet, dem im Automatikbetrieb ein zweiter gegengekoppelter Differenzverstärker mit einem Kondensator im Eingang nachgeschaltet ist. Der gegengekoppelte Differenzverstärker mit dem Kondensator im Eingang wirkt als Verzögerungsglied erster Ordnung. Im Rückführungszweig des Reglers — also zwischen dem Ausgang des gegengekoppelten Differenzverstärkers und dem Eingang des nicht gegengekoppelten Differenzverstärkers liegt das das Übertragungsverhalten bestimmende RC-GWcd. Dieses ÄC-Glied besteht aus einem Potentiometer, das mit dem Ausgang des Reglers verbunden ist. Der Potentiometerabgriff ist über einen Kondensator mit dem einen Eingang des ersten Differenzverstärker verbunden. Mit diesem Eingang ist weiterhin ein einstellbarer Widerstand verbunden. Beim

jo Umschalten von Automatikbetrieb auf Handbetrieb wird der Vorwärtszweig des Reglers aufgetrennt und der erste Differenzverstärker wird starr gegengekoppelt. Da der zweite Differenzverstärker den Kondensator im Vorwärtszweig praktisch nicht entlädt, bleibt die Ausgangsspannung des Reglers beim Umschalten von Automatik- auf Handbetrieb konstant, so daß kein Umschaltstoß entsteht. Durch Umladung des Kondensators im Vorwärtszweig läßt sich die Reglerausgangsgröße im Handbetrieb verändern. Aufgrund der starren Gegenkopplung des ersten Differenzverstärkers lädt sich der Kondensator im Rückführungszweig auf die Differenz zwischen Reglerausgangsgröße und Regelabweichung auf. Diese Maßnahme sorgt für eine stoßfreie Umschaltung beim Zurückschalten auf Automatikbetrieb. Diese Maßnahmen zur stoßfreien Umschaltung von Hand- auf Automatikbetrieb und umgekehrt lassen sich nicht auf einen Regler mit Parallelstruktur übertragen, da bei diesen Reglern ein Rückführungszweig zwischen dem Reglerausgang und dem Reglereingang fehlt.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet und im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschrieben.

Anhand der Zeichnungen ist im folgenden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 den erfindungsgemäßen elektrischen PI-Regler als Blockschaltbild,

Fig. 2 ein Prinzipschaltbild des Reglers nach Fig. 1 und
F i g. 3 ein Speicherglied unter Verwendung eines digitalen Zählers.

In Fig. 1 sind elektrische Baugruppen, deren Eingangs- und Ausgangssignale Spannungen sind, als Blökke dai gestellt und zu einem Blockschaltbild zusammengefaßt. Ein Summationsglied 1 addiert vorzeichenrichtig

b5 die Ausgangsspannung eines P-Gliedes 2 und die eines I-Gliedes 3. Die sich ergebende Ausgangsspannung ist im folgenden als Spannung y« bezeichnet. Der Parallelschaltung der Übertragungsglieder 2 und 3 ist ein weite-

res P-Glied 4 vorgeschaltet, dem über ein weiteres Summationsglied 5 die Regelabweichung x_w als Eingangssignal zugeführt ist. Die Übertragungsglieder 2 und 4 bilden einen Regler mit Pl-Verhalten. Durch Hinzufügen eines weiteren Übertragungsgliedes 6 mit nachgebendem Verhalten (D-TVGlied), dessen Eingang mit der Regelabweichung x_w beaufschlagt ist und dessen Ausgang mit dem Summationsglied 5 verbunden ist, läßt sich bei Bedarf Pl D-Verhalten erreichen. Schaltet man auf den Eingang des D-Ti-Gliedes 6 anstelle der Regelabweichung Xw die Regelgröße x, so wirkt sich der differenzierende Anteil des Zeitverhaltens des Reglers nicht bei Änderung des Sollwertes w aus.

Die Spannung y« ist über eine Leitung 7 einem Eingang eines Speichergiiedes 8 zugeführt und über eine weitere Leitung 9 dem nichiinveriierenden Eingang eines ersten Vergleichers 10 sowie dem nichtinvertierenden Eingang eines weiteren Vergleichers 11, die zu einer Begrenzungseinrichtung 12 gehören. Dem invertierenden Eingang des Vergleichers 10 ist über eine Leitung 13 eine den unteren Grenzwert bestimmende Spannung zugeführt. Dem invertierenden Eingang des Vergleichers 11 ist über eine Leitung 14 eine den oberen Grenzwert bestimmende Spannung zugeführt. Den Vergleichern 10 und 11 sind Gleichrichter 15 bzw. 16 nachgeschaltet, deren Ausgänge miteinander verbunden sind und den Ausgang der Begrenzungseinrichtung 12 bilden. Wie noch im folgenden erläutert wird, dient die Ausgangsspannung der Begrenzungseinrichtung 12 als Korrektursignal.

Im Automatikbetrieb gefinden sich die Schalter 17 bis 21 in der durch ausgezogene Linien gekennzeichneten Stellung. Die Spannung y_R ist im Automatikbetrieb über den Schalter 19 geführt und bildet die Reglerausgangsspannung y, die als Stellsignal für ein hier nicht dargestelltes nachgeschaltetes Stellglied dient. Das Speicherglied 8 weist ein I-Glied 22 auf, das im Automatikbetrieb über ein Summationsglied 23 und den Schalter 18 starr gegengekoppelt ist. Durch diese Maßnahme folgt die Ausgangsspannung ys des Speichergliedes 8 der Spannung yR. Dem invertierenden Eingang des Vergleichers 11 ist über den Schalter 21 und die Leitung 14 die im Automatikbetrieb den oberen Grenzwert bestimmende Spannung U_max zugeführt. Ist die Spannung yR kleiner als die Spannung U_im„ so steht am Ausgang des Vergleichers 11 eine negative Spannung an, deren Weiterleitung durch den Gleicherichter 16 verhindert wird. Überschreitet dagegen die Spannung yR die Spannung ίΛ,_ω,, so steht am Ausgang des Vergleichers 11 eine positive Spannung an, die als Korrekturspannung über den Gleichrichter 16, den Schalter 17 und die Leitung 24 dem Summationsglied 5 zugeführt ist. Diese Korrekturspannung ist so gerichtet, daß sie eine Verringerung der Spannung yR bewirkt, bis die Spannung y« wieder kleiner als die Spannung U_msx geworden ist. Dem invertierenden Eingang des Vergleichers 10 ist über den Schalter 20 und die Leitung 13 die im Automatikbetrieb den unteren Grenzwert bestimmende Spannung Umm zugeführt Ist die Spannung y_R größer als die Spannung U_mm, so steht am Ausgang des Vergleichers 10 eine positive Spannung an, deren Weiterleitung durch den Gleichrichter 15 verhindert wird. Ist dagegen die Spannung y_K kleiner als die Spannung L/_m/n, so steht am Ausgang des Verglejchers 10 eine negative Spannung an, die als Korrekturspannung über den Gleichrichter 15, den Schalter 17 und dieLeitung 24 dem Summationsglied 5 zugeführt ist Diese Korrekturspannung ist so gerichtet daß sic eine Erhöhung der Spannung y« bewirkt bis die Spannung yn wieder größer als die Spannung U_mm geworden ist. Die Begrenzungseinrichtung 12 bildet zusammen mit dem Summationsglied 5 und den Übertragungsgliedern 2 bis 4 zwei Regelkreise, in denen die Spannung yR die Regelgröße und die Spannung x_w die Störgröße ist und die Spannungen L/,„..„ bzw. Umm die Sollwerte für die beiden Regelkreise sind. 1st die Begrenzungseinrichtung 12 ζ. B. über den Regelkreis für den oberen Grenzwert, wirksam, so stellt sich die Spannung yR im eingeschwungenen Zustand so ein, daß sie gleich der Spannung f_ma> ist. Wie bereits oben beschrieben, ergibt sich die Spannung yR durch Überlagerung der Ausgangsspannungen des P-Gliedes 2 und des !-Gliedes 3. Eine konstante Ausgangsspannung des I-Gliedes 3 stellt sich nur dann ein, wenn seine Eingangsspannung Null ist. Da der Schalter 17 sich im Automatikbetrieb in der durch die ausgezogene Linie gekennzeichneten Stellung befindet, wird dem I-Glied 3 über die Leitung 24 und das zwischen dem P-Glied 4 und dem I-Glied 3 angeordnete Summalionsglied 25 keine Korrekturspannung zugeführt. Das bedeutet, daß im eingeschwungenen Zustand auch die Ausgangsspannung des P-Gliedes 4 zu Null geworden ist. Mit dieser Voraussetzung ist die Ausgangsspannung des P-Gliedes 2 gleich Null; die Spannung vr ist somit gleich der Ausgangsspannung des I-Gliedes 3. Die Ausgangsspannung des P-Gliedes 4 ist nur dann Null, wenn seine Eingangsspannung ebenfalls Null ist, d. h. wenn die vorzeichenbewertete Summe der drei Eingangsspannungen des Summationsgliedes 5

jo gleich Null ist Die Korrekturspannung auf der Leitung 24 stellt sich somit so ein, daß sie während der Dauer des Eingriffs der Begrenzungseinrichtung 12 gleich dem Betrag der vorzeichenbewerteten Summe der anderen beiden Eingangsspannungen des Summationsgliedes 5 ist, jedoch entgegengesetztes Vorzeichen aufweist.

Im Handbetrieb befinden sich die Schalter 17 bis 21 in der gestrichelt gezeichneten Stellung. Die starre Gegenkopplung des I-Gliedes 22 ist aufgetrennt. Die Ausgangsspannung ys des I-Gliedes 22 ist jetzt die Reglerausgangsspannung y, die als Stelisignal für das hier nicht dargestellte, dem Regler nachgeschaltete Stellglied dient. Bei Betätigung des Schalters 26 nach links oder rechts aus seiner neutralen Ruhelage heraus wird dem Eingang des !-Gliedes 22 eine Steuerspannung -Uh bzw. + Un mit negativem bzw. positivem Vorzeichen zugeführt, und es erfolgt entsprechend der Zeitkonstanten des I-Gliedes 22 und der Höhe der über den Schalter 26 zugeführten Steuerspannung — Uh bzw. + Uh eine Veränderung der Ausgangsspannung ys des I-Gliedes

22. Die Ausgangsspannung ys des I-Gliedes 22 und damit auch des Speichergliedes 8 dient im Handbetrieb als oberer und auch als unterer Grenzwert für die Begrenzungseinrichtung 12. Die Ausgangsspannung der Begrenzungseinrichtung 12 ist im Handbetrieb über den Schalter 17, die Leitung 27 und über das zwischen dem P-Glied 4 und dem I-Glied 3 angeordnete Summationsglied 25 auf den Eingang des I-Gliedes 3 geschaltet Während des Handbetriebes folgt die Spannung y« unabhängig von der Höhe der Regelabweichung x„ der

bo Ausgangsspannung y_s des Speichergliedes 8. Im Handbetrieb ist das Ausgangssignal des P-Gliedes 2 ein Maß für die Regelabweichung x„, während die Ausgangsspannung des I-Glicdcs 3 sowohl durch die Regelabweichung X₁₁ als auch durch die Korrekturspannung auf der

h^r> Leitung 27 bestimmt ist

Da die Ausgangsspannung yn im Handbetrieb der Ausgangsspannung ys des Speichergliedes 8 nachgeführt wird, erfolgt beim Umschalten von Handbetrieb

auf Automatikbetrieb keine Änderung der Reglerausgangsspannung y. Anschließend an den Umschaltvorgang läuft die Spannung y« — und damit auch die Rcglerausgangsspannung y — mit der durch das I-Glied 3 vorgegebenen Zeitkonstante auf den der am Reglereingang anstehenden Regelabweichung x„ entsprechenden Wert ein. Auch das Umschalten von Automatikbetrieb auf Handbetrieb erfolgt stoßfrei, da die Ausgangsspannung ys des Speichergliedes 8 während des Automatikbetriebes der Spannung yn nachgeführt wird. Die Reglerausgangsspannung y ändert sich erst wieder bei einer Betätigung des Schalters 26. Die Änderung der Reglerausgangsspannung y im Handbetrieb erfolgt entsprechend der Zeitkonstante des !-Gliedes 22, der Höhe der Spannungen — Un bzw. + Uu und der Dauer der Betätigung des Schalters 26.

Der Begrenzungsvorgang läuft wesentlich schneller ab als der eigentliche Regelvorgang des mit einer Regelstrecke zu einem Regelkreis zusammengeschalteten Reglers. Bereits bei einem nur kurzzeitigen Überschwingen des zusammen mit der Regelgröße χ der Regelstrecke die Regelabweichung x_w bildenden Sollwertes iv über den gewünschten Wert hinaus greift die Begrenzungseinrichtung 12 ein. Ein derartiges Überschwingen des Sollwertes kann z. B. durch Fehler des Bedienungspersonales hervorgerufen werden, wenn der Sollwert versehentlich zu weit verstellt worden ist und danach sofort wieder zurückgestellt wird. Durch die Zuführung der von der Begrenzungseinrichtung 12 im Automatikbetrieb abgegebenen Korrekturspannung über die Leitung 24 wird ein Ausgleichsvorgang über die Regelstrecke vermieden, der sich einstellen würde, wenn die von der Begrenzungseinrichtung 12 im Automatikbetrieb abgegebene Korrekturspannung — wie im Handbetrieb — über die Leitung 27 zugeführt würde. Weist der PI-Regeler durch Verwendung des D-TrGIiedes zusätzliches D-Verhalten auf, so führen — bedingt durch den differenzierenden Anteil des Zeitverhaltens des Reglers — bereits kleine Überschwingungen der Regelabweichung x_w zu einem Ansprechen der Begrenzungseinrichtung 12.

Fig.2 zeigt ein Prinzipschaltbild des Reglers nach Fig. 1. In diesem Prinzipschaltbild sind gleiche Bauelemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Summationsglieder 5 und 25 des Blockschaltbildes nach F i g. 1 sind in dem Prinzipschaltbild nach F i g. 2 mit den ihnen nachgeschalteten Übertragungsgliedern, dem P-Glied 4 bzw. dem I-Glied 3, zu größeren Blöcken 28 und 29 zusammengefaßt. Die als elektrische Eingangs- und Ausgangssignale dienenden Spannungen sind über Bewertungswiderstände Operationsverstärkern zugeführt, deren invertierender Eingang mit »—« und deren nichtinvertierender Eingang mit » + « bezeichnet ist. Die Feineinstellung der das Übergangsverhalten der Regeleinrichtung bestimmenden Parameter (Proportionalbereich Xp, Nachstellzeit T_n und Vorhaltzeit 71) erfolgt durch Verstellung der Schleifer der entsprechenden einstellbaren Widerstände der Blöcke 28, 29 bzw. 6, die Grobeinstellung durch Dimensionierung der entsprechenden Bewertungswiderstände. Die Dimensionierung der mit den Leitungen 24 und 27 verbundenen, in den Blöcken 28 bzw. 29 enthaltenen Widerstände bestimmt den Einfluß der von der Begrenzungseinrichtung 12 abgegebenen Korrektursignale. Der Aufbau des Speichergliedes 8, der in dem Prinzipschaltbild nach F i g. 2 aus Platzgründen offengelassen ist, wird im folgenden anhand der F i g. 3 erläutert.

Fig.3 zeigt ein Speicherglied für elektrische Spannungen unter Verwendung eines digitalen Vorwärts-Rückwärts-Zählers 30 und eines diesem nachgeschalteten Digital-Analog-Wandlers 31. Der Vorwärts-Rückwärts-Zähler 30 weist einen Vorzeicheneingang 32 und einen Takteingang 33 auf. Dem Takteingang 33 zugeführte Impulse vergrößern oder verringern entsprechend der Polarität der dem Vorzeicheneingang 32 zugeführten Spannung den Stand des Vorwärts-Rückwärts-Zählers 30. Der Digital-Analog-Wandler31 formt

ίο den Stand des Vorwärts-Rückwärts-Zählers 30 in eine proportionale Spannung um, die als Ausgangsspannung y.s-des Speichergliedes 8 dient und auch dem invertierenden Eingang des Vergleichers 34 zugeführt ist. Dem nichtinvertierenden Eingang des Vergleichers 34 ist die Spannung y_K als Eingangssignal zugeführt. Im Automatikbetrieb ist die Ausgangsspannung des Vergieichers 34 über den Schalter 18a dem Vorzeicheneingang 32 des Vorwärts-Rückwärts-Zählers 30 zugeführt und die Ausgangsimpulse eines über den Schalter 186 an die Versorgungsspannung + U angeschlossenen ersten Taktgebers 35 über ein ODER-Gatter 36 dem Takteingang 33. Der Vergleicher 34 in F i g. 3 entspricht der Summa· tionsstelle 23 in F i g. I. Die Ausgangsspannung des Vergleichers 34 ist entweder postiv oder negativ, so daß im eingeschwungenen Zustand die Spannung ys entsprechend dem kleinsten Schritt des Vorwärts-Rückwärts-Zählers 30 abwechselnd geringfügig größer oder kleiner als die Spannung y« ist. Im Handbetrieb ist der Takteingang 33 des Vorwärts-Rückwärts-Zählers 30 über das ODER-Gatter 36 mit dem Ausgang eines zweiten Taktgebers 37 verbunden, dem über den Schalter Mb in der gestrichelt dargestellten Stellung die Versorgungsspannung + U zugeführt ist. Beim Umschalten von Automatikbetrieb auf Handbetrieb bleibt der Vorwärts-Rück -

J5 wärts-Zähler 30 stehen. Die Spannung ys ändert sich erst wieder, wenn durch eine Betätigung des Schalters 26 dem Vorzeicheneingang 32 des Vorwärts-Rückwärts-Zählers 30 eine positive oder negative Spannung zugeführt wird. Die Höhe der Spannungen — Uh und + Un ist ohne Einfluß auf die Änderungsgeschwindigkeit der Spannung ys. Um eine feinfühlige Verstellung der Spannung ys im Handbetrieb zu gewährleisten, ist die Frequenz des im Handbetrieb wirksamen Taktgebers 37 wesentlich kleiner gewählt als die Frequenz des im Automatikbetrieb wirksamen Taktgebers 35, der die Taktimpulse für eine möglichst schnelle, selbsttätig ablaufende Angleichung der Spannung ys an die Spannung yR liefert. Das Speicherglied nach F i g. 3 weist aufgrund des digital arbeitenden Vorwärts-Rückwärts-Zähiers 30 ein besseres Langzeitverhalten auf als ein analog arbeitendes Speicherglied, das die Speicherwirkung eines Kondensators ausnutzt, dessen Ladung u. a. durch Leckströme sich im Laufe der Zeit verringert.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: 1. Elektrischer PI-Regler

a) mit zwei Übertragungsgliedern in Parallelschaltung, von denen das erste P-Verhalten und das zweite !-Verhalten aufweist,

b) mit einem der Parallelschaltung vorgeschalteten dritten Übertragungsglied mit P-Verhalten, dessen Eingang eine Spannung zugeführt ist (Reglereingangsspannung), die ein Maß für die Regelabweichung ist,

c) mit einem ersten Summationsglied, das die Ausgangsspannung der ersten beiden Übertragungsglieder zusammenfaßt,

d) mit einer Einrichtung zur Begrenzung der Ausgangsspannung des ersten Summationsgliedes (Begrenzungseinrichtung),

e) mit einer Einrichtung zur stoßfreien Umschaltung von Handbetrieb auf Automatikbetrieb, die dem zweiten Übertragungsglied im Handbetrieb zum Angleichen der Ausgangsspannung des ersten Summationsgliedes an die Handsteuerspannung dem zweiten Übertragungsglied eine Korrekturspannung zuführt, deren Höhe durch die Differenz zwischen diesen beiden Spannungen bestimmt ist.