DE3319302C2

DE3319302C2 - Temperaturregelvorrichtung

Info

Publication number: DE3319302C2
Application number: DE3319302A
Authority: DE
Inventors: Toshiaki Muko Nagao; Yasuyuki Yahata Sukimoto
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1982-05-28
Filing date: 1983-05-27
Publication date: 1986-08-21
Also published as: US4607962A; DE3319302A1; JPS58208817A

Abstract

Es wird eine Temperatursteuervorrichtung angegeben, die derart beschaffen und ausgelegt ist, daß sie Vergleichsausgangsverhältnissignale liefert, die linear sukzessiv ausgehend von einem kleinen Wert zu einem großen Wert in Form einer Zeitfolge entsprechend der Abtastperiode bei jeder Proportionalperiode einschließlich einigen Perioden der Abtastperiode variieren, daß auch sukzessiv des Ausgangsverhältnis und das Vergleichsausgangsverhältnis bei jeder Abtastperiode verglichen werden, um ein Ausgangssteuerteil der darauffolgenden Abtastperiode einzuschalten, wenn das Abtastausgangsverhältnis größer als das Vergleichsausgangsverhältnis ist.

Description

Abtastperioden aufweisen. Diese Proportionalperioden $>ηά in F i g. 1 (c) mit T1, TI... usw. bezeichnet Hierbei wird ein Relais oder ähnliches Schaltelement in einem Ausgangssteuerteil verwendet, welches eine relativ geringe Anzahl von Öffnungs- und Schließoperationen bzw. eine niedrige Betätigungsfrequenz erfordert. Die Ermittlung des Ausgangssignalverhältnisses durch die Verarbeitungseinheit erfolgt pro Abtastperiode derart, daß das Ausgangssignalverhältnis zu Beginn jeder Artastperiode in den Zeitpunkten Oi, 02, ... und 016 (F i g. 1 (b)) erhalten wird. Das Ausgangssignalverhältnis für jede Abtastperiode wird während der betreffenden Proportionalperiode Ti, T2 usw. aufsummiert. Gemäß F i g. 1 (d) werden beispielsweise während der Proportionalperiode Π die Signale Oi, O2,... und O8 aufsummiert, so daß das Relais in der darauffolgenden Proportionalperiode Γ2 während einer Zeit erregt wird bzw. eingeschaltet ist, die den addierten Signalverhälthissen entspricht

Wenn nun die Frequenz oder die Zahl der Öffnungsund Schließvorgänge verringert werden muß, wie z. B. bei einem Relais, kann es unvermeidbar sein, daß die Öffnungs- und Schließfunktion mit einer Proportionalperiode erfolgt, welche um einige Male länger ist als die Abtastperiode, insbesondere dann, wenn die Abtastperiode klein ist. In einem solchen Falle wird die Arbeitsweise und die Betätigung des Relais in Abhängigkeit von der Temperaturänderung unvermeidbar um eine Proportionalperiode verzögert. Auf diese Weise ist es nicht möglich, daß mit der Temperaturänderung Schritt gehalten wird, wenn die Belastungsansprechgeschwindigkeit des Objektes hoch ist. Eine stabile Regelung kann daher nicht schnell genug durchgeführt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Temperaturregelvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der ein äußerst günstiges Ansprechverhalten bei Temperaturveränderungen erzielt werden soll, ohne hierbei die Frequenz zum Öffnen und Schließen des Stromkreises der Ausgangssteuerschaltung zu erhöhen. Auch soll es möglich sein, daß das schnelle Ansprechen der Temperaturregelvorrichtung nicht gemindert wird, wenn die Proportionalperiode für die Regelung vergrößert wird, um auf diese Weise zu gewährleisten, daß auch bei plötzlichen Zustandsänderungen des zu regelnden Objektes das geforderte Ansprechverhalten nicht vermindert wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Vergleichssignalerzeugerstufe vorgesehen ist, welche taktsynchron zur Abtastfrequenz eine Vergleichsimpulsfolge liefert, deren Werte im Laufeiner Proportionalperiode, welche ein Vielfaches der Abtastperiode beträgt, linear ansteigen, daß während jeder der Abtastperiode jeweils einer Proportionalperiode das Tastverhältnis des Abtastausgangssignals mit dem entsprechenden Vergleichsimpuls-Tastverhältnis verglichen wird und in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis in der jeweils folgenden Abtastperiode die Ausgangssteuerschaltung mit Schalteinrichtung eingeschaltet wird, wenn das Abtastsignal-Tastverhältnis größer ist als das zugeordnete Vergleichssignal-Tastverhältnis bzw. ausgeschaltet wird, wenn das Abtastsignal-Tastverhältnis kleiner ist als das zugeordnete Vergleichssignal-Tastverhältnis.

Demnach wird mittels der Temperaturregelvorrichtung während jeder Proportionalperiode das jeweils während einer Abtastperiode ermittelte-Temperatursignal in einen Impuls umgewandelt, dessen jeweiliges Tastverhältnis für die Auswertung herangezogen wird. Das jeweilige Tastverhältnis des Temperatursignals der betreffenden Abtastperiode wird nun mit dein entsprechenden Tastverhältniswert des zugeordneten Vergleichsimpulses verglichen. Das Vergleichsergebnis des betreffenden Tastverhältniswertes wird von der Regelvorrichtung dahingehend ausgewertet, daß im jeweils folgenden Abtastperiodenzeitpunkt die Schalteinrichtung der Ausgangssteuerschaltung ein- oder ausgeschaltet wird und zwar in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis. Hierdurch wird eine präzise und feinfühlige

ίο Steuerung durch sukzessives Auswerten der zugeordneten Tastverhältniswerte ermöglicht Weisen die Vergleichsergebnisse jeweils nacheinander die gleiche Tendenz auf, so erhält man entsprechend lange Ein- oder Aus-Schaltsignale, welche mehrere Abtastperioden umfassen können.

Gemäß weiterer Ausbildung wird bei gegenüber dem zugeordneten Vergleichssignal-Tastverhältnis größerem Abtastsignal-Tastverhältnis in einem folgenden Schritt die Differenz zwischen einer modifizierten Differenzzeit und der Abtastperiode ermittelt, wobei die modifizierte Differenzzeit gleich der zwischen dem Abtastsignal-Tastverhältnis und dem entsprechenden Vergleichssignal-Tastverhältnis gebildeten Differenz multipliziert mit dem Verhältnis aus Proportionalperiode und Abtastperiode ist, wobei die Ausgangssteuerschaltung mit Schalteinrichtung in der gesamten nächsten Abtastperiode eingeschaltet ist wenn die modifizierte Differenzzeit größer als die Abtastperiode ist und durch einen Zähler gesteuert wird, wenn die modifizierte Differenzzeit kleiner als die Abtastzeit ist. In Abhängigkeit hiervon wird also bei ermitteltem größeren Zeitwert das Ende der jeweils folgenden Abtastperiode zur Abschaltung der Schalteinrichtung der Ausgangssteuerschaltung herangezogen, während im anderen Falle, in dem der ermittelte Zeitwert kleiner als die Abtastperiode ist, der Zähler herangezogen wird, der dann die Schalteinrichtung vor Ende der betreffenden Abtastperiode ausschaltet.

Hierdurch erhält man eine verbesserte Temperaturregelvorrichtung, welche schnell anspricht, genau arbeitet und den Vorteil einer einfachen und kostengünstigen Konstruktion aufweist

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigen

F i g. 1 (a) bis 1 (d) Diagramme zur Verdeutlichung des Arbeitsprinzips einer üblichen Temperatursteuervorrichtung (auf die bereits in der Beschreibungseinleitung Bezug genommen ist),

Fig.2 (a) bis 2(e) Diagramme zur Verdeutlichung des Arbeitsprinzips einer Temperaturregelvorrichtung nach der Erfindung,
F i g. 3 ein Blockdiagramm zur Verdeutlichung einer allgemeinen Auslegungsform einer Temperaturregelvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung,

F i g. 4 ein Ablaufdiagramm zur Verdeutlichung eines normalen Verarbeitungsablaufes für die Temperatursteuervorrichtung in F i g. 3,

Fig.5 ein Ablaufdiagramm zur Verdeutlichung des Ablaufs einer Zeitunterbrechung für die Temperatursteuervorrichtung nach F i g. 3,
Fig.6 ein Ablaufdiagramm zur näheren Verdeutlichung der Ausgangsermittlungs-Verarbeitungsroutine, die für die vorliegende Erfindung bestimmt ist, und

Fig. 7 (a) bis 7 (d) Diagramme zur Verdeutlichung der Abtastperioden in dem Zeitdiagramm nach F i g. 2 in

vergrößertem Maßstab, wobei auf die Erläuterungen des Ablaufdiagrammes von F i g. 6 Bezug genommen wird.

Vor der eingehenden Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispieles nach der Erfindung soll noch erwähnt werden, daß gleiche oder ähnliche Teile in den Figuren in der Zeichnung mit den selben Bezugszeichen versehen sind.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird das Prinzip der Temperaturregelvorrichtung nach der Erfindung nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeitdiagramme nach den F i g. 2 (a) bis 2 (e) erläutert.

Fig.2(a) zeigt Abtastperioden 51, 52... und 516 und F i g. 2 (b) stellt Beispiele für Ermittlungen der Ausgangsverhältnisse entsprechend den zugeordneten Abtastperioden 51, 52,..., und 516 dar. In F i g. 2 (c) sind Proportionalperioden Ti, T2,... usw. gezeigt, die jeweils pro acht Abtastzyklen erzeugt werden. Die Abtastperioden, die Ermittlung der Ausgangssignalverhältnisse und die Proportionalperioden sind im allgemeinen ähnlich jenen der Zeitdiagramme nach den F i g. 1 (a) bis 1 (c), die zuvor unter Bezugnahme auf eine übliche Temperatursteuervorrichtung beschrieben worden sind. In F i g. 2 (d) sind Vergleichsausgangssignalverhältnisse Cl, C2,.... und C8 gezeigt, wobei ersichtlich ist, daß entsprechend dem Fortschreiten der Abtastperioden in der Weise S1, S2,.., und 58 sukzessiv mit der Zeit die entsprechenden Vergleichsausgangssignalverhältnisse allmählich linear und im kleinen Wert C1 zu dem großen Wert CS größer werden und die zuvor angegebenen Vergleichsausgangssignalverhältnisse von Ci bis C8 werden bei jeder Proportionalperiode wiederholt.

Der Steuerausgang an dem Ausgangssteuerteil kann durch den Vergleich zwischen dem Ausgangssignalverhältnis Oi, O2,..., und O8 (siehe Fig.2(b)) und den Vergleichsausgangssignalverhältnissen C1, C2,..., und C 8 (siehe Fig. 2 (d)) bei jeder der Abtastperioden 51, 5 2,..., und 516 ermittelt werden.

Wenn die Ausgangssignalverhältnisse groß im Vergleich zu den Vergleichsausgangssignalverhältnissen C1, C 2,..., und C 8 sind, kann man als Resultat bei dem zuvor gegebenen Vergleich den Steuerausgang in den folgenden Abtastperioden erhalten. Da bei dem dargestellten Beispiel das Arbeiten mit der Abtastperiode 51 beginnt, wird der Steuerausgang P nach F i g. 2 (e) eingeschaltet und aufgrund der Beziehung Oi > Ci ist der Steuerausgang P während der nächsten Abtastperiode 52 eingeschaltet Ähnlich ist auch der Steuerausgang Pwährend der darauffolgenden Abtastperiode 53, basierend auf der Beziehung O 2 > C2, eingeschaltet Da jedoch die Beziehung O 3 < C 3 gilt wird der Steuerausgang P während der nächsten Abtastperiode 5 4 ausgeschaltet

Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, wird man die Ausgangssignalverhältnisse Oi, O 2,..., und O 8 sukzessiv mit den Vergleichsausgangssignalverhältnissen Ci, C2,...,und C8während jeder Abtastperiode vergleichen, um basierend auf dem Resultat des zuvor erwähnten Vergleiches den Steuerausgang ein-■ oder auszuschalten.

Ebenfalls bezugnehmend auf die Fi g. 3 bis 5 wird die Temperaturregelvorrichtung nach der Erfindung nachstehend im Detail näher erläutert

In Fig.3 ist ein Blockdiagramm der Temperaturregelvorrichtung gezeigt die zur Verwirklichung der Erfindung dient Die Temperaturregelvorrichtung enthält einen Temperaturdetektor 1, der mit einer digitalen Verarbeitungseinheit 4 (Mikroprozessor) verbunden ist der eine Speichereinrichtung M hat, wobei die Kupplung über einen Verstärker 2 und einen A/B-Wandler erfolgt. Die Betriebseinheit 4 ist ferner mit einem zu überwachenden Objekt 9 über ein Ausgangssteuerteil 8 s gekoppelt. Eine Parkmetervorgabeeinheit 6 ist mit dem A/D-Wandler 3 verbunden. Ferner sind mit der Betriebseinheit 4 ein Anzeige-Umschalt-Eingängsverarbeitüngsteil 10, eine Sollwertvorgä'beeinheit 5 und eine Anzeigeeinheit 7 gekoppelt. Ais Temperaturdetcktor 1 ίο zur Ermittlung der Temperatur des zu überwachenden Objekts 9 zu jedem Zeitpunkt kann beispielsweise ein Thermoelement, ein thermoelektrisches Thermometer, ein Thermister-Thermometer etc. verwendet werden. Der Verstärker 2 verstärkt das der Temperatur züge-

i-5 ordnete und den Terrlperaturdetektor i ermittelte Analogsignal auf einen vorbestimmten Pegel. Das durch den Verstärker 2 verstärkte Analogsignal wird in eine digitale Größe durch den A/D-Wandler 3 umgeformt, um in die digitale Verarbeitungseinheit 4 eingegeben zu werden. Der Sollwert wird durch die Sollwertvorgabeeinheit 5 in der Forrh eines Digitalwertes voreingestellt, während Parameter, wie P. I. D.-Konstante etc., auf ähnliche Weise durch die Parametervorgabeeinheit 6 in analoger Form vorgegeben werden. Diese werden in die Verarbeitungseinheit 4 über den A/D-Wandler 3 eingegeben. Die Verarbeitungseinheit 4 ist so beschaffen und ausgelegt, daß sie vorbestimmte Ermittlungen! basierend auf der ermittelten Temperatur, dem Sollwert, der P. I. D.-Konstanten, usw., ausführt, um eine Ausgangs-Steuergröße durch den Ausgangssteuerteii 8 zu liefern, mit der ein kontrollierter Zustand an dem Objekt 9 aufrechterhalten wird. Der Ausgangssteuerteil 8 wird beispielsweise von einem Relais gebildet, das basierend auf dem ermittelten Ausgangssignalverhältnis urtd dem Ausgangssignal der Verarbeitungseinheit ein- oder ausgeschaltet wird. Das Objekt 9 wird beispielsweise von einer Heizeinrichtung (oder einer Kühleinrichtung) oder dergleichen zum wiederholten Erwärmen oder zur Wärmestrahlung entsprechend der Ein-Ausfunktion des zuvor erwähnten Relais gebildet Die Anzeigeeinheit 7 für die Datenanzeige zeigt unterdessen normalerweise die ermittelte Temperatur an. Die Anzeige-Umschalt-Eingangsverarbeitungseinheit 10 ist derart beschaffen und ausgelegt, daß sie sukzessiv auf eine stufenweise fortschreitende Art und Weise den Sollwert oder den Parameterwert auf der Anzeigeeinheit 7 anzeigt, die normalerweise die ermittelte Temperatur anzeigt, und zwar jedesmal dann, wenn ein Schalter (nicht gezeigt), der in der Verarbeitungseinheit 10 vorgesehen ist, betätigtwird.

Die allgemeinen Funktionsweisen der Temperatursteuervorrichtung nach F i g. 3 mit dem zuvor beschriebenen bis hierher erläuterten Aufbau werden bezugnehmend auf die normale Verarbeitungsweise anhand des Ablaufdiagrammes in der F i g. 4 und die Verarbeitungsweise mit der Zeitunterbrechung anhand des Ablaufdiagrammes 5 erläutert.

An dieser Stelle soll noch erwähnt werden, daß die Verarbeitungen nacih den F i g. 4 und 5 unter Steuerung der Verarbeitungseinheit 4 durchgeführt werden, auf die zuvor Bezug genommen worden ist

Zuerst wird beim Einschalten einer Energiequelle mit Hilfe eines Hauptschalters (nicht gezeigt) eine sogenannte Initialisierungsverarbeitung, wie das Zurückstel-

ien jedes Registers, in der Verarbeitungseinheit 4 auf Null usw. bei einem Schritt 5Γ1 durchgeführt Eine Temperatureingangswertverarbeitung, d. h. die¹ Übernahme des mit diesem Schritt des Temperaturdetektors

i ermittelten Temperaturwertes in die Verarbeitungseinheit 4, erfolgt erst in den Schritten ST2 und ST3. Bei der anschließenden Verarbeitung erfolgt eine Übergabe des vorgegebenen Sollwertes nach dem Ausführen des Anzeigevorganges für den Temperaturwert in einem Schritt ST 4, wobei der durch die Vorgabeeinheit 5 vorgegebene Sollwert in die Verarbeitungseinheit 4 bei den Schritten ST5 und ST6 eingegeben wird. Anschließend werden die verschiedenen durch die Vorgabeeinheit 6 yorgebenen Parameter ebenfalls sukzessiv in die Verarbeilungseinheit 4 bei den Schritten ST7 und ST8 eingegeben. Nachdem die Eingabe der Daten aus dem Schritt ST2 bis zum Schritt ST8 erfolgt ist, werden die Steuerbetriebsverarbeitung (Schritt ST9), Ausgangssignalbetriebsverarbeitung (Schritt STtO), die Ausgangssignalsteuerverarbeitung (Schritt ST11) und die Abtastsignalsteuerverarbeitung (Schritt ST12) ausgeführt, wobei die Zyklusverarbeitungen ausgehend von dem Schritt ST2 bis zu dem Schritt ST\2 jeweils pro Abtastzeit wiederholt werden.

Auch ist die Temperaturregelvorrichtung derart beschaffen und ausgelegt, daß eine Zeitunterbrechung entsprechend F i g. 5 bei einem kürzeren Zeitzyklus der Abtast/.eit vorgenommen werden kann, die zuvor angegeben worden ist, um eine Anzeigeausgangssignalverarbeitung (Schritt ST13), eine Vorgabeeingangssignalverarbeitung (Schritt ST14) und eine Ausgangssignalsteuerverarbeitung (Schritt ST15) jeweils in Abhängigkeit vom Bedarfsfall vorzunehmen.

.Anschließend werden Einzelheiten der Ausgangssignalsteuerverarbeitungsfunktion unter Bezugnahme auf den Verarbcitungsablauf nach F i g. 6 näher erläutert.

Auf ähnliche wie bisher zuvor beschriebene Art und Weise (Schritte STl bis ST9 in Fig.4) wird in der Abtastperiode nach dem Einschalten der Energiequelle zuerst eine Initialisierungsverarbeitung vorgenommen. Hieran schließen sich in Aufeinanderfolge dieTemperatureingangswcrtverarbeitung, die Sollwertvorgabeverarbeitung, die Parameterverarbeitung und die Steuerungsberechnungsverarbeitung usw. an.

Bei Beginn der Ausgangssignalermittlungsverarbeitung im Anschluß an die zuvor angegebenen Verarbeitungen wird das Abtastausgangssignalverhältnis ermittelt und festgestellt (Schritt STlOl), und zwar basierend auf der Steuersignalermittlungsverarbeitung beim Schritt ST9. Anschließend wird sukzessiv ein Vergleichsausgangssignalverhältnis festgestellt (Schritt ST102) bei der Abtastperiode hierfür und dann für das Abtastausgangssignalverhältnis mit dem sukzessiven Vergleichsausgangssignalverhältnis verglichen (Schritt ST103). Wenn beispielsweise die Abtastperiode S4 des Zeildiagramms in der Fig.2(a) als Beispiel angenommen wird, wird O 4 als Abtastausgangssignalverhältnis festgelegt, während C4 als sukzessives Vergleichsausgangssignalverhältnis für den Vergleich zwischen den Ausgangssignalverhältnissen 04 und C 4 ermittelt wird.

Wenn bei dem Vergleich das Abtastausgangssignalverhältnis klein (Schritt ST104 Beurteilung JA) im Vergleich zu dem sukzessiven Vergleichsausgangssignalverhällnis ist, wird ein Abschalten des Steuerausganges der nächsten Abtastperiode bestimmt (Schritt ST115). Wenn hingegen das Abtastausgangssignalverhältnis größer (Schritt ST104 Beurteilung NEIN) ist, wird ein Einschalten des Steuerausganges bei der nächsten Abtastperiode bestimmt (Schritt STtIl). Wenn bei dem Schritt STl 15 ein Abschalten des Ausganges bestimmt wird, wird die Funktion über eine Abtastperiodensteuerung bei dem Schritt ST12,d.h.Zeilzählung der vorbestimmten Abtastperiode, auf die nächste Abtastperiode übertragen.
Wenn bei einem Schritt STlIl ein Einschalten des Ausgangs bestimmt wird, wird die Differenz zwischen dem Abtastausgangssignalverhältnis und dem sukzessiven Vergleichsausgangssignalverhältnis anschließend ermittelt (Schritt ST112). Obgleich die zuvor angegebene Differenz direkt durch Oi — Ci = To entsprechend

ib F i g. 7 dargestellt werden kann, wird diese in die Zeit Tc, bezogen auf die Proportionalperiode Tdurch das Verhältnis von To, bezogen auf die Abtastperiode Ts, umgewandelt. Mit anderen Worten kann die Differenzzeit Tc in umgewandelter Form durch folgende Gleichung dargestellt werden

Tc= T-

To Ts

Anschließend wird die Differenzzeit Tc mit der Abtastperiode Ts (Schritt ST113) verglichen, und wenn die Differenzzeit Tc größer als die Abtastperiode Ts ist, wird die Funktion zur nächsten Abtastperiode über die Abtastperiodensteuerung beim Schritt ST12 übertragen. Bei diesem Beispiel wird in der nächsten Abtastperiode der Steuerausgang während der gesamten Periode eingeschaltet. Wenn andererseits die Differenzzeit Tc kleiner als die Abtastperiode Ts als Resultat des Vergleiches beim Schritt ST113 ist, wird die Differenzzeit Tc in einem gesondert vorgesehenen Zähler gesetzt, um eine Steuerung des Steuerausgangs durch diesen Zähler (Schritt ST114) zu bewirken. Somit ist während der nächsten Abtastperiode der Steuerausgang eingeschaltet in der Zeitperiode Tc, die kleiner als die Abtastperiode Ts ist. Der beim vorstehend beschriebenen Anwendungsfall vorgesehene Zähler wird durch die Zeitunterbrechung gesteuert, wobei das Auflösungsvermögen durch die Synchronisation der Zeitunterbrechung bestimmt ist. Es braucht an sich nicht gesagt zu werden, daß der zuvor angegebene Zähler in dem Speicherteil M vorgesehen ist, der in der Verarbeitungseinheit 4 enthalten ist.

Bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform erhält man eine präzisere und feinfühligere Steuerung, in dem der Steuerausgang in der darauffolgenden Abtastperiode in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem Ausgangssignalverhältnis und dem sukzessiven Vergleichsausgangssignalverhältnis eingeschaltet wird, und zwar selbst dann, wenn der Steuerausgang als Resultat

so des Vergleiches zwischen diesen Größen in jeder Abtastperiode eingeschaltet wird.

Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, ist die Temperaturregelvorrichtung derart beschaffen und ausgelegt, daß während der Proportionalperiode einschließlich einiger Perioden der Abtastperiode die Vergleichsausgangssignalverhältnissignale linear sukzessiv ausgehend von einem kleinen Wert zu einem großen Wert in zeitlicher Folge entsprechend der Abtastperiode variieren und vor einen sukzessiven Vergleich zwischen Ausgangssignalverhältnis und dem Vergleichsausgangssignalverhältnis geliefert werden, da es bei jeder Abtastperiode zum selektiven Einschalten oder Ausschalten des Steuerausganges des Ausgangssteuerteiles ermittelt wird. Hierdurch wird es möglich, eine geeignete Steuerung für jede Abtastperiode selbst dann zu bewirken, wenn die Proportionalperiode in irgendeinem Ausmaß vergrößert wird, um ein schnelles Ausgangsansprechen und somit eine günstige Steue-

ίο

rung zu ermöglichen, indem die Steuerung auch einer
plötzlichen Änderung des Zustande des zu überwachenden Objekts Schritt hält.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

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Claims

1 2 wobei die Sollwert-Eingabe in die Verarbeitungsein-Patentansprüche: richtung mittels einer Sollwert-Eingabeeinheit erfolgt, mit einer durch die Ausgangssignale der Mikrocompu-

1. Temperaturregelvorrichtung mit einer Tempe- ter-Verarbeitungseinrichtung steuerbaren Ausgangsraturfühleinrichtung zur Feststellung der Tempera- 5 steuerschaltung zur Erzeugung vdn entsprechender* tür eines zu regelnden Objektes mit einer digitalen Steuersignalen für eine Schalteinrichtung.
Mikrocomputer-Verarbeitungseinrichtung, welche Aus der US-PS 42 70 693 ist eine Temperaturregelmit einem Speicher versehen ist und im Takt einer vorrichtung bekannt, die eine Mikrocomputer-Verar-Abtastfrequenz in jeder Abtastperiode Istwert-Soll- beitungseinrichtung enthält, welche wiederum einen wert-Berechnungen durchführt, um Ausgangssigna- io Mikroprozessor bzw. eine zentrale Verarbeitungsein-Ie mit entsprechendem Tastverhältnis zu liefern, wo- heit sowie Speicher und eine Schnittstellenschaltung bei die Sollwert-Eingabe in die Verarbeitungsein- aufweist. Ein Temperaturfühler ist mit einem Analog/ richtung mittels einer Sollwert-Eingabeeinheit er- Digital-Wandler verbunden, welcher direkt auf die Mifolgt, mit einer durch die Ausgangssignale der Mi- krocomputer-Verarbeitungseinrichtung bzw. auf dereV» krocomputer-Verarbeitungseinrichtung steuerba- 15 Schnittstellenschaltung wirkt. Außerdem ist eine Einren Ausgangssteuerschaltung zur Erzeugung von stell- und Sollwert-Eingabeeinheit vorgesehen, welche entsprechenden Steuersignalen für eine Schaltein- direkt mit der Schnittstellenschaltung der Mikrocompurichtung, dadurch gekennzeichnet, daß ei- ter-Verarbeitungseinrichtung verbunden ist, um SoII-ne Vergleichssignalerzeugerstufe vorgesehen ist, werttemperaturWerte zu liefern. Eine Timerschaltdng welche taktsynchron zur Abtastfrequenz (UDs) eine 20 liefert für die Mikrocomputer-Verarbeitungseinrich-Vergleichsimpulsfolge (Cj) liefert, deren Werte im tung die Zykluszeit.

Lauf einer Proportionalperiode (T), die ein Vielfa- Die bekannte Temperaturregelvorrichtung vergleicht ches der Abtastperiode (D_s) beträgt, linear anstei- das gemessene Temperatursignal mit einem zusammengen, daß während jeder Abtastperiode (Ds) jeweils gesetzten rampenartigen Sollwert- oder Einstellpunkteiner Proportionalperiode (T) das Tastverhältnis des 25 signal, wobei dieses zusammengesetzte Sollwertsignal | Abtastausgangssignals (Oi) mit dem entsprechenden durch die Mikrocomputer-Verarbeitungseinrichtung er- | ■Vergleichsimpuls-Tastverhältnis (Q) verglichen wird zeugt wird. | und in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis in der Die bekannte Temperaturregelvorrichtung arbeitet jeweils folgenden Abtastperiode die Ausgangssteu- derart, daß dann, wenn das Temperatursignal konstant erschaltung (8) mit Schalteinrichtung eingeschaltet 30 bleibt und gleich dem Sollwert-Einstellpunkt ist, diese wird, wenn das Abtastsignal-Tastverhältnis (Oi) grö- Regelvorrichtung mit einem 50%-Arbeitszyklus eine ßer ist als das zugeordnete Vergleichssignal-Tast- vorbestimmte Anzahl von Zyklen pro Zeiteinheit aüsverhältnis (Q) bzw. ausgeschaltet wird, v/enn das führen kann. Wenn nun eine relativ kleine Änderung in Abtastsignal-Tastverhältnis (Oi) kleiner ist als das der Temperatur oder dem Sollwert-Einstellpunkt erzugeordnete Vergleichssignal-Tastverhältnis (Q). 35 folgt, ändert sidh demgemäß der Arbeitszyklus merklich.

2. Temperaturregelvorrichtung nach Anspruch 1, Wenn die Temperatur und die Sollwert-Einstellsignale dadurch gekennzeichnet, daß bei gegenüber dem zu- einen bestimmten Toleranzbereich überschreiten, wird geordneten Vergleichssignal-Tastverhältnis (Q)grö- das System ein- oder ausgeschaltet und zwar in Abhänßerem Abtastsignal-Tastverhältnis (Oi) in einem fol- gigkeit davon, welcher Wert größer ist.

genden Schritt die Differenz zwischen einer modifi- 40 Aus der DE-OS 31 29 406 ist eine Steueranordnung I zierten Differenzzeit (Tc) und der Abtastperiode zur Regelung der Temperatur bekannt, bei der eine (Ts) ermittelt wird, wobei die modifizierte Differenz- Temperatur-Detektor-Einrichtung und eine Sollwertzeit (Tc) gleich der zwischen dem Abtastsignal-Tast- Einstellvorrichtung mit einer Operationseinheit zusamverhältnis (O₁) und dem entsprechenden Vergleichs- menwirken. Diese bekannte Steueranordnung besignal-Tastverhältnis (Q) gebildeten Differenz multi- 45 zweckt die Schaffung einer Abtastschalteinrichtung, bei pliziert mit dem Verhältnis (T/Ts) aus der Proportio- der bei Temperaturänderungen eine Spannungscharaknalperiode und der Abtastperiode ist, und daß die teristik zunimmt oder abnimmt, wodurch das Impuls-Ausgangssteuerschaltung (8) mit Schalteinrichtung phasenverhältnis eines Signalverlaufes geändert wird,
in der gesamten nächsten Abtastperiode (Ts) einge- Das Verhältnis zwischen Impulsphase und Pau-

schaltet ist, wenn die modifizierte Differenzzeit (Tc) 50 senphase einer Zeitperiode der Schaltfrequenz wird zur größer als die Abtastperiode (Ts) ist und durch einen Auswertung herangezogen und durch die Differenz Zähler gesteuert wird, wenn die modifizierte Diffe- zwischen der tatsächlichen Temperatur und einer SoIlrenzzeit (Tc) kleiner als die Abtastzeit (Ts) ist. wert-Temperatur vorgegeben.

Bei einer weiteren bekannten Temperaturregelein-55 richtung, bei der basierend auf der Temperatur des zu überwachenden Objektes und eines vorbestimmten Sollwertes, vorbestimmte Ermittlungen durch eine Verarbeitungseinheit oder Recheneinheit während jeder Abtastperiode ausgeführt werden, um auf diese Weise 60 ein Ein/Aus-Ausgangssignalverhältnis eines Ausgangs-

Die Erfindung betrifft eine Temperaturregelvorrich- Steuerteiles in Abhängigkeit vom Resultat der zuvor tung mit einer Temperaturfühleinrichtung zur Feststel- durchgeführten Ermittlungen zu verändern, um hierlung der Temperatur eines zu regelnden Objektes mit durch die Temperatur des betreffenden Objektes zu reeiner digitalen Mikrocomputer-Verarbeitungseinrich- geln, ist es üblich, wie dies aus den Fig. 1 (a) bis 1 (d) tung, weiche mit einem Speicher versehen ist und im 65 ersichtlich isti daß bezüglich der Abtastperioden, die Takt einer Abtastfrequenz in jeder Abtastperiode Ist- vergleichsweise klein in ihrer Länge sind (Sl,52,53 ... wert-Sollwert-Berechnungen durchführt, um Ausgangs- 516: F i g. 1 (a)) ein Ein- und Aussteuern durch proporsignale mit entsprechendem Tastverhältnis zu liefern, tionale Perioden erfolgt, die eine vielfache Länge der