DE2745022C2 - Dreipunktregler - Google Patents

Description

a) daß ein Zeitglied (MS) mit konstanter Zeitdauer (T) jeweils dann gestartet wird, wenn die Eingangsgröße des Dreistufenschalters den Wert Null annimmt und

b) daß während dieser konstanten Zeitdauer (T) die Ausgangsgröße des Dreistufenschaltcrs den Wert Null aufweist und

c) daß während dieser konstanten Zeitdauer (T) der Integrator (I) mit einem Rücksetzsignal beaufschlagt ist, so daß die Ausgangsgröße des Integrators während dieser konstanten Zeitdauer ebenfalls den Wert Null hat.

2. Dreipunktregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang des Drcistufenschalters (CP) mit dem Eingang eines Zweipunktschalters (A 3, L 2) verbunden ist und der Ausgang des Zweipunktschalters mit dem Eingang des Integrators (I).

3. Dreipunktregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Dreistufenschalter (CP) ein elektronischer Komparator verwendet ist.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Dreipunktregler nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Ein derartiger Regler ist nach der DE-OS 25 15 147 bekannt.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, diesen bekannten Dreipunktregler in der Weise zu verbessern, daß die Pulsbreiten der von dem Dreistufenschalter ausgegebenen Stellgrößensignale proportional der jeweils anliegenden Regelabweichung sind, so daß sich ein Dreipunktregler mit minimaler Schalthäufigkeit ergibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Haupianspruchcs gelöst. Mit dem erfindungsgemäßen Dreipunktregler wird eine große Regelgeschwindigkeit bei gutem dynamischen Regelverhalten erreicht.

Die Erfindung samt ihren weiteren Ausgestaltungen, welche in den Unteransprüchen gekennzeichnet sind, soll nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert werden.

In Fig. 1 ist mit A 1 ein Operationsverstärker dargestellt, der die Regelabweichung V als Eingangssignal erhält. Der Verstärkungsfaktor dieses Verstärkers beträgt 1. Er ist mit einer mit L I bezeichneten Ausgangsbegrenzung versehen. Sein Ausgangssignal isi dem Eingang eines zweiten Operationsverstärkers A 2 zugeführt, welcher ebenfalls den Verstärkungsfaktor I aufweist. Sein Ausgang ist mit dem Hingang eines nicht gcgengekoppelien Verstärkers A 3 verbunden, welcher einen sehr großen Vcrstarkimgsgrad aufweist. Der Verstärker A 3 ist mil einer mit /. 2 bezeichneten Ausgangsbegrenzung versehen, so dall sich sein Aiisgangssignal bei einem von Null verschiedenen Wert seiner Hingangsspannung je nach Polarität derselben entweder auf einem konstanten positiven Wert oder auf einem konstanten negativen Spannungswert befindet Diese beiden Spannungswerte werden von den an die Potenliometer der Begrenzerschaltung angeschlossenen, mit »—« und » + « bezeichneten Gleichspannungsquellen bestimmt. Der Verstärker A 3 mit der ihm zugeordneten Ausgangsbegrenzerschaltung L 2 stellt also einen Zweistufenschalter dar. Es ist weiterhin ein vom Aus₆-angssignal des Verstärkers 3 beaufschlagter Integrator / vorgesehen, dessen Ausgang in gegenkoppelndem Sinne auf den Eingang des Operationsverstärkers A 2 zurückgeführt ist. Ein Dreistufenschalter in Form des elektronischen, analog arbeitenden !Comparators CP erhält als

Eingangssignal die Ausgangsgröße des Operationsverstärkers .4 2 und vergleicht dieses mit Nullpotential. Für den Fall, daß der Ausgang des Operationsverstärkers A 2 positiv ist, erscheint an einem Ausgang der Komparator CPdas Signal H'\ für den Fall, daß das Ausgangssignal des Operationsverstärkers A 2 negativ ist, erscheint an einem zweiten Ausgang des !Comparators CP das Signal L'. Die Ausgangssignale L' und H' werden mittels der Relais L und Win auf Beseitigung der Regelgröße gerichtete Stellgrößensignale umgewandelt. Ist das mit Nullpotential zu vergleichende Eingangssignal des Komparators CPgleich Null, so erscheint an keinem seiner beiden Ausginge ein Signal.

Mit OR ist ein ODER-Glied bezeichnet, dessen Eingänge mit den beiden Ausgängen des Komparators verjo bunden sind und dessen Ausgang über eine mit NOT bezeichnete Umkehrstufe einen Einzelimpulsgenerator, beispielsweise in Form einer monostabilen Kippstufe MS, anstößt. Für die Dauer der Kippzeit rdieser monostabilen Kippstufe wird ein mit R bezeichnetes Relais erregt. Es sind zwei der Kontakte des Relais R dargestellt, von denen der eine bei Erregung desselben den Eingang des Integrators /vom Ausgang des Verstärkers A 3 abtrennt und der andere den Rücksetzeingang des Integrators an Nullpotcntia! schaltet und so für die Dauer der Kontaktbetätigung ein Rücksetzen des Integrators sicherstellt.

Die Wirkungsweise der bisher beschriebenen erfindungsgemäßen Einrichtung soll nun im Zusammenhang mit den Diagrammen der Fig.2 beschrieben werden: Zunächst sei der Fall angenommen, daß der Istwert der Regelgröße größer ist als ihr Sollwert, so daß das Regelabweichungssignal V negativ ist. Es sei weiterhin angenommen, daß zum Zeitpunkt 11 das negative Regelabweichungssignal, wie in Fig.2a dargestellt, auftritt und kleiner ist als die durch den Begrenzer Li bestimmte Ausgangsspannungsbegrenzung.

Der Ausgang des Operationsverstärkers A 1 wird dann den Wert +VI und die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers A 2 den Wert -V\ aufweisen, da au diesem Zeitpunkt der Ausgang des Integrators / den Wert Null hat. Daher wird der Ausgang des Operationsverstärkers A 3 seinen positiven, durch den Begrenzer L2 bestimmten Maximalwert annehmen und das Ausgangssignal des Integrators / beginnt dementbo sprechend in positiver Richtung zeitlinear anzusteigen (Fig. 2b). Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers A 2 wird im Eingangskreis des Komparator CP mit Nullpotcnlial verglichen und nach dem Ergebnis dieses Vergleichs er/engt dieser ein auf die Beseitigung h-i der Kegcbbweichtmg gelichtetes Signal L', mit welchem das Relais /. erregt wird. Als Folge davon wird die Regelabweichung V, wie in I- i g. 2a gezeigt, vermindert, /um Zeitpunkt I 2 sei (las Ansgaiigssignal des Opera

ionsverstäFkers A 1 und das ihm entgegengesetzt geichtete Ausgangssignal des Integrators /gleich groß, so laß sich für das Ausgangssignal des Operationsverstärcers A 2 der Wert Null ergibt. Das Signal L'verschwiniet und an beiden Ausgängen des Komparators CPIiegt ι jetzt ein Null-Signal. Mit dem Verschwinden des AuS-langssignals des Verstärkers A 2 bzw. der Summe seiner Eingangssignale wird die monostabile Kippstufe MS über das ODER-Glied und die Umkehrstufe NOTangcstoßen, so daß am Ausgang der monosiabilen Kippschaltung MS für eine konstante Zeitdauer r, welche der Kippseit der monostabilen Kippstufe entspricht, ein Ausgangssignal erscheint (F i g. 2c). Das Ausgangssignal der monostabilen Kippstufe MS erregt ein Relais R, dessen Kontakte einerseits den Eingang des Integrators /vom Ausgang des Verstärkers A 3 abtrennt und gleichzeitig den Rücksetzeingang des Integrators / mit Nullpotential verbindet, wodurch dieser während der Kippzeit r zurückgesetzt bleibt, sein Ausgangssignal also für diesen Zeitraum den Wert Null aufweist (Fi g. 2b). Wie aus F i g. 2d hervorgeht, erscheint ein Sieügrößensignal am Ausgang des Komparators CP zwischen d'.n Zeitpunkten f 1 und f 2 während zwischen den Zeitpunkten f 2 und i3 ein derartiges Stellgrößensignal unterdrückt ist. Eine solche Unterdrückung des Stellgrößensignals könnte am einfachsten dadurch geschehen, daß mittels eines weiteren, in F i g. 1 nicht dargestellten Kontaktes der zweite Eingang des Komparators CP anstelle mit dem Ausgang des Verstärkers A 2 ebenfalls mit Nullpotential verbunden wird. jo

Sobald der Ausgangsimpuls der monostabilen Kippstufe zum Zeitpunkt ί 3 verschwindet, wird das Relais R entregt und dessen Kontakte kehren in die in Fig. 1 dargestellte Stellung zurück. Zu diesem Zeitpunkt ist das Ausgangssignal des Integrators /gleich Null, so daß bei weiterhin bestehender Regelabweichung der Integrator / wiederum in Tätigkeit gesetzt wird und sich — ausgehend vom Wert Null — zeitlinear dem durch die Begrenzerschaltung L 2 festgelegten positiven Grenzwert nähert (Hg. 2b).

Ähnlich wie im zuvor beschriebenen Fall wird zum Zeitpunkt r4 das Ausgangssignal des Integrators und das Ausgangssigna! des Operationsverstärkers A 1 übereinstimmen und wiederum von der monostabilcn Kippstufe MS ein Impuls der Dauer τ erzeugt, so daß 4^r> das Relais R erregt, der Integrator /zurückgesetzt und ein Stellgrößensignal unterdrückt wird. Dieses Spiel wiederholt sich solange eine Regelabweichung V vorhanden ist.

Die Eingangsspannung des Integrators ist unabhän- ^r>» gig von der Größe der Regelabweichung konstant. Auf diese Weise wird die Breite der erzeugten Stellgrößenimpulse proportional dem Absolutwert der Regelabweichung V, wie es aus F i g. 2d hervorgeht. Für den Fall, daß die Regelabweichung positiv ist, d. h. daß der Sollwert größer als der Istwert ist, erscheint in analoger Weise das Stellgrößensignal H' am Ausgang des Komparators CP und ist wiederum so gerichtet, daß der Istwert dem Sollwert angenähert, d. h. die Regelabweichung beseitigt wird. bo

Die Erfindung kann beispielsweise zur Frequenzoder Leistungsregelung in Kraftwerken verwendet werden und verbessert dann gan/ entscheidend die Stabilität des Regelsystems, und dk-s mit einer relativ wenig aufwendigen Schilling. t/>

Hierzu 1 b'.att Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Dreipunktregler mit einem Dreistufenschalter (CP), dessen Eingangsgröße sich aus der Differenz der Regelabweichung und der Ausgangsgröße eines mit einer konstanten Spannung beaufschlagten Integrators zusammensetzt und wobei die Ausgangsgröße des Dreistufenschalters als Stellgröße dient, d a durch gekennzeichnet,