DE3527608C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Regelung einer Prozeßgröße mit einer Regeleinrichtung, die in Abhängigkeit von einer Führungsgröße und der zu regelnden Prozeßgröße eine Stellgröße zur Beeinflussung der Regelgröße erzeugt, wobei innerhalb eines vorbestimmten Bereichs der Regelgröße, der durch einen unteren und einen oberen Bereichs­ grenzwert festgelegt ist, sich die Stellgröße nicht ändert (DE-OS 28 22 995).The invention relates to a method and a device for Control of a process variable with a control device, which in Dependence on a management variable and the one to be regulated Process variable is a manipulated variable to influence the controlled variable generated, wherein within a predetermined range of Controlled variable by a lower and an upper range limit is set, the manipulated variable does not change (DE-OS 28 22 995).

Derartige Regelungen sind allgemein bekannt. Innerhalb vorgeb­ barer Größen der Regelgröße belassen sie das gerade anstehende Stellsignal auf dem jeweiligen Wert. Erst außerhalb des durch die Grenzen vorgegebenen Bereichs greift die Regelung ein und verändert das Stellsignal so lange, bis die Regelgröße sich wieder innerhalb der vorgegebenen Grenzen befindet.Such regulations are generally known. Within specified of the controlled variable, leave it at that point Control signal at the respective value. Only outside of the the regulation intervenes within the limits of the specified range and changes the control signal until the controlled variable changes is again within the specified limits.

Aus der DE-OS 28 22 995 ist eine Regeleinrichtung mit gleich­ förmigen Stellimpulsen bekannt, deren Vorzeichen und Häufigkeit von einer Eingangsgröße gesteuert werden. Die Regeleinrichtung besitzt ein Eingangselement, das von einem Eingangssignal bei­ spielsweise der Regelabweichung eines Regelkreises beaufschlagt wird. Das Eingangselement kann mit Schaltungsanordnungen aus­ gebildet sein, die verschiedene Kennlinien besitzen. Kommt eine nichtlineare Kennlinie mit Begrenzung zur Anwendung, so kann die Begrenzung so eingerichtet werden, daß die zeitliche Ab­ folge der Auslösung der Impulse beeinflußt wird. Ein Eingangs­ element mit einer Kennlinie mit Begrenzung des Unempfindlich­ keitsbereiches (Totzone) gestattet die Unterdrückung kleinerer Signale, wie etwa Meßrauschen, das keine Stellaktionen auslösen soll. Die Größe der Unempfindlichkeitsschwelle kann den Erfor­ dernissen angepaßt werden. From DE-OS 28 22 995 a control device is the same shaped actuating pulses known, their sign and frequency controlled by an input variable. The control device has an input element that is based on an input signal for example, the control deviation of a control loop becomes. The input element can be made with circuit arrangements be formed that have different characteristics. Comes one nonlinear characteristic with limitation for use, so can  the limit should be set up so that the time from follow the triggering of the pulses is affected. An entrance element with a characteristic with limitation of insensitivity range (dead zone) allows the suppression of smaller ones Signals, such as measurement noise, that do not trigger any positioning actions should. The size of the insensitivity threshold can meet the requirements be adapted.  

Die Realisierung derartiger Regelungen ist sehr aufwendig und kostenintensiv. Insbesondere der kontinuierliche, also ruck­ freie Übergang der Regelung von dem Bereich, in dem sich die Stellgröße nicht ändert, zu dem eigentlichen Regelbereich, er­ fordert einen umfangreichen und komplizierten Schaltungsaufbau.The implementation of such regulations is very complex and expensive. In particular the continuous, i.e. jerk free transition of the scheme from the area in which the Manipulated variable does not change to the actual control range, he requires an extensive and complicated circuit structure.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Regelung der eingangs ge­ nannten Art so auszubilden, daß sie einerseits einen stoßfreien Übergang vom geregelten zum nicht geregelten Bereich gewährlei­ stet, sowie andererseits bezüglich ihres Aufbaus einfach und dadurch kostengünstig ist.The object of the invention is to regulate the ge mentioned type so that they on the one hand a bumpless Ensure transition from regulated to unregulated area constant, and on the other hand simple and is therefore inexpensive.

Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß die Regelung innerhalb des vorbestimmbaren Bereichs die Führungsgröße der Regelgröße gleichsetzt und außerhalb des Bereichs als Führungsgröße den überschrittenen Bereichsgrenzwert beibehält. Durch die Gleich­ setzung der Führungsgröße und der Regelgröße wird erreicht, daß die Regeldifferenz innerhalb des Bereichs immer Null ist und die Stellgröße sich dadurch nicht ändert. Durch die Beibehal­ tung des überschrittenen Bereichsgrenzwertes als Führungsgröße wird der ruckfreie Übergang vom ungeregelten zum geregelten Bereich der Regelung gewährleistet.The task is solved in that the regulation within the predeterminable range the reference variable of the controlled variable equates and outside the area as a benchmark maintains the exceeded range limit. By the same Setting the command variable and the control variable ensures that the control difference within the range is always zero and  the manipulated variable does not change as a result. By the Beibehal the exceeded limit value as a reference variable becomes the smooth transition from unregulated to regulated Area of regulation guaranteed.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erzeugt die Regelung außerhalb des vorbestimmbaren Bereichs die Stellgröße abhängig von der Führungsgröße und der Regelgröße und behält innerhalb des Bereichs den zuletzt erzeugten Wert der Stellgröße bei. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß innerhalb des nicht geregelten Bereichs durch das Beibehalten der zuletzt erzeugten Stellgröße jegliche Drifterscheinungen des Reglers keinen Einfluß auf die Stellgröße haben.In a particularly advantageous embodiment of the invention generates the control outside the predeterminable range Actuating variable depending on the command variable and the controlled variable and keeps the last generated value within the range the manipulated variable. This measure ensures that by keeping within the unregulated area any drift phenomena in the last manipulated variable of the controller have no influence on the manipulated variable.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Regelung ist eine erste Einrichtung vorgesehen, die die Führungsgröße mit der Regelgröße innerhalb des vorbe­ stimmbaren Bereichs koppelt und die diese beiden Größen außer­ halb trennt, wobei gleichzeitig der vor der Trennung vorhandene letzte Wert der Regelgröße als Führungsgröße außerhalb des Bereichs gespeichert wird. Weiter ist es besonders vorteilhaft, eine zweite Einrichtung vorzusehen, die innerhalb des Bereichs die vom Regler erzeugte Größe deaktiviert und gleichzeitig die letzte vom Regler erzeugte Größe speichert und außerhalb des vorbestimmbaren Bereichs die vom Regler erzeugte Größe wieder aktiviert, wobei innerhalb des Bereichs die gespeicherte Größe und außerhalb des Bereichs die vom Regler erzeugte Größe die die Regelgröße beeinflussende Stellgröße darstellt. Bei beson­ ders vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung ist der Regler als Differenzglied mit wenigstens einem nachgeschalteten Integralglied ausgebildet und sind die beiden Einrichtungen als elektrisch steuerbare Ventile realisiert, die von entsprechen­ den Schalteinrichtungen zur Erkennung der unteren und der oberen Bereichsgrenze angesteuert werden.In a particularly advantageous embodiment of the inventions according to the invention, a first device is provided, which is the command variable with the control variable within the tunable range couples and these two sizes except half separates, at the same time that existing before the separation last value of the controlled variable as a reference variable outside the Area is saved. It is also particularly advantageous to provide a second facility within the area the size generated by the controller is deactivated and at the same time the saves the last size generated by the controller and outside the predeterminable range the size generated by the controller again activated, with the saved size within the range and outside the range the size generated by the controller represents the manipulated variable influencing the controlled variable. With particular ders advantageous embodiments of the invention is the controller as a differential element with at least one downstream Integral member and are the two institutions as electrically controllable valves realized by the switching devices for detecting the lower and the upper range limit can be controlled.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung. Diese stellt Ausfüh­ rungsbeispiele der Erfindung dar und umfaßt insgesamt vier Fi­ guren. Es zeigtFurther advantageous refinements and developments of Invention result from the dependent claims, as well as from the following description of the drawing. This provides execution tion examples of the invention and comprises a total of four Fi guren. It shows

Fig. 1 ein allgemeines Blockschaltbild der erfindungs­ gemäßen Regelung, Fig. 1 is a general block diagram of the modern fiction, control,

Fig. 2 ein Diagramm zur Darstellung der Regelcharakteri­ stik der erfindungsgemäßen Regelung, Fig. 2 is a diagram showing the Regelcharakteri stic of the scheme according to the invention,

Fig. 3 ein Zeitdiagramm der erfindungsgemäßen Regelung und Fig. 3 is a timing diagram of the control according to the invention and

Fig. 4 ein schematisches Blockschaltbild einer bestimm­ ten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Regelung. Fig. 4 is a schematic block diagram of a specific embodiment of the inventive control.

In der Fig. 1 erzeugt eine Regeleinrichtung 10 eine Stellgröße y in Abhängigkeit von einer Führungsgröße w und einer Regel­ größe x. Die Stellgröße y ist einer Regelstrecke 11 zugeführt, die den zu regelnden Prozeß zum Inhalt hat und die die Regel­ größe x bildet. Die Regelgröße x ist dabei ein Maß für die Regelstrecke 11, also eine Kenngröße des zu regelnden Pro­ zesses. Diese Regelgröße x ist, wie eingangs schon angedeutet, auf die Regeleinrichtung 10 rückgekoppelt.In FIG. 1, a control device 10 generates a manipulated variable y in response to a setpoint value w and the controlled variable x. The manipulated variable y is fed to a controlled system 11 which has the content of the process to be controlled and which forms the controlled variable x . The controlled variable x is a measure of the controlled system 11 , that is, a parameter of the process to be controlled. As previously indicated, this controlled variable x is fed back to the control device 10 .

Die Regeleinrichtung 10 bildet die Differenz zwischen der Füh­ rungsgröße w und der Regelgröße x und erzeugt in Abhängigkeit davon die Stellgröße y. Die Stellgröße y ihrerseits beeinflußt die Regelstrecke 11 und damit die Regelgröße x, so daß eine Än­ derung der Stellgröße y auch eine Änderung der Regelgröße x be­ wirkt. Insgesamt ist die Regeleinrichtung 10 so aufgebaut, daß die Differenz zwischen Führungsgröße w und Regelgröße x mög­ lichst immer gegen 0 geht. The control device 10 forms the difference between the guide variable w and the controlled variable x and generates the manipulated variable y as a function thereof. The manipulated variable y in turn affects the controlled system 11 and thus the controlled variable x , so that a change in the manipulated variable y also affects a change in the controlled variable x be. Overall, the control device 10 is constructed in such a way that the difference between the command variable w and the control variable x is as close as possible to 0.

Es hat sich herausgestellt, daß es nicht immer vorteilhaft ist, jeder kleinsten Abweichung der Regelgröße x von der Führungs­ größe w mittels der Stellgröße y sofort entgegenzuwirken, son­ dern erst dann die Stellgröße y zu verändern, wenn die Regel­ größe x bestimmte, vorgebbare Grenzen überschritten hat. Dies bedeutet, daß innerhalb der vorbestimmbaren Grenzen im Prinzip keine Regelung stattfindet, sondern erst außerhalb dieser Gren­ zen die eigentliche Regelung der Regelgröße x mit Hilfe der Stellgröße y stattfindet. Dies ist in der Fig. 2 dargestellt.It has been found that it is not always advantageous, each of the smallest deviation of the controlled variable x of the guide w size by means of the manipulated variable y counteract immediately, son countries until the manipulated variable y to change if the rule size x certain, predetermined limits are exceeded Has. This means that in principle no regulation takes place within the predeterminable limits, but the actual regulation of the controlled variable x takes place only outside these limits with the aid of the manipulated variable y . This is shown in FIG. 2.

Die Fig. 2 zeigt ein Diagramm, auf dessen Abszisse die Regel­ größe x und auf dessen Ordinate die Stellgröße y aufgetragen ist. Dabei sind bestimmte Werte, nämlich x _min und x _max der Re­ gelgröße x und y ₀ der Stellgröße y besonders gekennzeichnet. Die in das Diagramm eingetragene Kurve weist drei Bereiche auf, nämlich einen unteren Regelbereich 15, eine Konstantzone oder Totzone 16 und einen oberen Regelbereich 17. Aus dem Diagramm der Fig. 2 ist zu entnehmen, daß die Stellgröße y genau dann in Abhängigkeit von der Regelgröße x verändert wird, wenn sich die Regelgröße x außerhalb des durch die Bereichsgrenzwerte x _min und x _max begrenzten Bereiches 16 befindet. Innerhalb dieses Bereiches 16, also wenn der Wert der Stellgröße x größer ist als x _miny , gleichzeitig aber kleiner als x _max , behält die Stellgröße y den konstanten Wert y ₀ bei. Fig. 2 shows a graph on the abscissa the controlled variable x and the manipulated variable y is plotted on the ordinate. Certain values, namely x _min and x _max of the control variable x and y _{0 of} the manipulated variable y, are particularly marked. The curve plotted in the diagram has three areas, namely a lower control area 15 , a constant zone or dead zone 16 and an upper control area 17 . It can be seen from the diagram in FIG. 2 that the manipulated variable y is changed as a function of the controlled variable x if the controlled variable x is outside the range 16 delimited by the range limit values x _min and x _max . Within this range 16 , that is to say if the value of the manipulated variable x is greater than x _miny , but at the same time smaller than x _max , the manipulated variable y maintains the constant value y ₀ .

Die in der Fig. 2 dargestellte Regelcharakteristik wird bei ei­ ner erfindungsgemäßen Regelung gemäß der Fig. 1 folgendermaßen bewerkstelligt:The control characteristic shown in FIG. 2 is accomplished as follows in the case of an inventive control according to FIG. 1:

Befindet sich die Stellgröße x innerhalb des vorbestimmbaren Bereichs 16, der durch die Bereichsgrenzen x _min und x _max definiert ist, so wird die Führungsgröße w der Regelgröße x gleichgesetzt. Es findet also eine sogenannte Soll­ wert-Nachführung statt. Dadurch ergibt sich in jedem Moment während der Zeitdauer, indem sich die Stellgröße x innerhalb des genannten Bereichs 16 befindet, die Regeldifferenz 0, so daß die Stellgröße x keine Veränderung erfährt, also auf dem konstanten Wert y ₀ verbleibt. Verläßt nun die Regelgröße x den durch x _min und x _max begrenzten Bereich, so wird die Gleich­ setzung der Führungsgröße w und der Regelgröße x aufgehoben und die Führungsgröße w auf dem letzten Wert der Regelgröße x festgehalten, also auf x _min oder auf x _max . Dies hat zur Folge, daß die Regeleinrichtung 10 jetzt eine Regeldifferenz zwischen dem Wert der Führungsgröße w, also x _min oder x _max , und dem Wert der Regelgröße x, der jetzt kleiner als x _min oder größer als x _max ist, feststellt und somit die Stellgröße y verändert. Die Veränderung der Stellgröße y wird von der Regeleinrichtung 10 dabei gerade so vorgenommen, daß die Regeldifferenz wieder zu 0 wird. Ist dies der Fall, ist also die Regelgröße x wieder innerhalb des durch x _min und x _max begrenzten Bereichs, so bleibt die Stellgröße y wieder auf einem konstanten Wert stehen, der jetzt aber aufgrund des vorangegangenen Regelvor­ gangs einen anderen Wert aufweisen kann als der Konstantwert vor dem Regelvorgang. Die Ursache für eine derartige Verän­ derung des Konstantwertes der Stellgröße y beruht in der Tatsache, daß die Regelstrecke 11 von beliebigen, zeitlich sich ändernden Störgrößen beaufschlagt sein kann, die dann durch eine derartige Verschiebung des Niveaus der Stellgröße y wieder ausgeglichen werden. Dies ist in der Fig. 3 dargestellt.If the manipulated variable x is within the predeterminable range 16 , which is defined by the range limits x _min and x _max , the reference variable w is set equal to the controlled variable x . So there is a so-called setpoint tracking. This results in the control difference 0 at every moment during the period in which the manipulated variable x is within the range 16 mentioned, so that the manipulated variable x does not undergo any change, that is to say remains at the constant value y ₀ . Now, the controlled variable x leaves the area limited by x _min and x _max , the equation of the reference variable w and the controlled variable x is removed and the reference variable w is retained at the last value of the controlled variable x , that is to say x _min or x _max . As a result, the control device 10 now determines a control difference between the value of the command variable w , i.e. x _min or x _max , and the value of the control variable x , which is now less than x _min or greater than x _max , and thus the Manipulated variable y changed. The change in the manipulated variable y is carried out by the control device 10 in such a way that the control difference becomes 0 again. If this is the case, ie if the controlled variable x is again within the range limited by x _min and x _max , then the manipulated variable y remains at a constant value, which, however, can now have a different value than the constant value due to the previous control process before the control process. The reason for such a change in the constant value of the manipulated variable y is based on the fact that the controlled system 11 can be subjected to any time-changing disturbance variables which are then compensated for by such a shift in the level of the manipulated variable y . This is shown in FIG. 3.

Die Fig. 3 zeigt den Verlauf der Regelgröße x und der Stellgrö­ ße y über der Zeit t. Verläßt die Regelgröße x den durch x _min und x _max begrenzten Bereich, so ändert sich die Stellgröße y so lange, bis sich die Regelgröße x wieder innerhalb der vorgege­ benen Grenzen befindet. In der Fig. 3 verschiebt sich dabei beispielhaft das Niveau der Stellgröße y von dem Wert y ₀ zuerst zum Wert y ₁ und dann zum Wert y ₂. FIG. 3 shows the curve of the controlled variable x and the controlling variable SSE y over the time t. If the controlled variable x leaves the area delimited by x _min and x _max , the manipulated variable y changes until the controlled variable x is again within the specified limits. In FIG. 3, the level displaces example of the manipulated variable y of the value of y ₀ y first to the value ₁ and then to the y value of _2.

Da in den Momenten, in denen die erfindungsgemäße Regelung von der Sollwert-Nachführung zur eigentlichen Regelung umschaltet, die Eingangsgrößen der Regelung, nämlich die Führungsgröße w und die Regelgröße x immer gleich sind, erfolgen diese Umschal­ tungen auch immer ruckfrei. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Re­ gelung ist also eine kontinuierliche Veränderung der Stellgröße y, d. h. eine stoßfreie Regelung der Regelstrecke 11 gewährlei­ stet.Since the input variables of the control, namely the reference variable w and the control variable x are always the same at the moments when the control according to the invention switches from the setpoint tracking to the actual control, these switchings are also always smooth. With the help of the control according to the invention, a continuous change in the manipulated variable y , ie smooth control of the controlled system 11 , is thus guaranteed.

Prinzipiell würde die beschriebene Sollwert-Nachführung ausrei­ chen, eine Regelcharakteristik gemäß der Fig. 2 zu erreichen. Da jedoch die Regeleinrichtung 10 Drifterscheinungen aufweist, sich also die Stellgröße y bei gleichbleibender Regeldifferenz verändert, ist es besonders vorteilhaft, innerhalb des durch die Bereichsgrenzen x _min und x _max festgelegten Bereiches die Stellgröße y zwangsweise konstant zu halten. Dies wird dadurch erreicht, daß im Moment des Umschaltens vom äußeren zum inneren Bereich der Regelgröße x die letzte Stellgröße y gespeichert wird und innerhalb des vorgenannten Bereiches nur die gespei­ cherte Stellgröße auf die Regelstrecke einwirkt. Dadurch wird vermieden, daß Schwankungen der eigentlich von der Regelein­ richtung erzeugten Stellgröße y keinen Einfluß auf die Regel­ strecke haben. Wird vom inneren Bereich wieder auf den äußeren Bereich zurückgeschaltet, so wird auch die Speicherung der Stellgröße y aufgehoben und die Regelstrecke wird wieder von der von der Regeleinrichtung erzeugten Stellgröße direkt ange­ steuert.In principle, the setpoint adjustment described would suffice to achieve a control characteristic according to FIG. 2. However, since the control device 10 has drift phenomena, that is to say the manipulated variable y changes while the control difference remains the same, it is particularly advantageous to forcibly keep the manipulated variable y constant within the range defined by the range limits x _min and x _max . This is achieved in that at the moment of switching from the outer to the inner area of the controlled variable x, the last manipulated variable y is stored and only the stored manipulated variable acts on the controlled system within the aforementioned range. This prevents fluctuations in the manipulated variable y actually generated by the control device having no influence on the control system. If you switch back from the inner area to the outer area, the storage of the manipulated variable y is also canceled and the controlled system is controlled directly by the manipulated variable generated by the control device.

Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Regelung. Dort ist ein Regler 20 von der Regelgröße x und der Führungsgröße w beaufschlagt und erzeugt in Abhängigkeit davon eine Größe y′ als Ausgangssignal. Die Führungsgröße w und die Regelgröße x sind dabei jeweils mit einem Eingang eines Magnet­ ventils 21 verbunden, so daß die Regelgröße x und die Führungs­ größe w miteinander gekoppelt oder voneinander getrennt werden können. Ähnlich ist die Größe y′ an einen Eingang eines weite­ ren Magnetventils 22 angeschlossen, an dessen anderem Eingang die Stellgröße y ansteht. Diese Stellgröße y ist zum Regler 20 zurückgeführt. Beide Magnetventile 21 und 22 werden von Schal­ tern 23 und 24 angesteuert. Dabei ist das Magnetventil 21 in seinem geschlossenen Zustand und das Magnetventil 22 in seinem geöffneten Zustand, wenn einer der beiden Schalter 23 oder 24 einen Kurzschluß darstellt. Dies bedeutet, daß das Magnetventil 21 innerhalb des durch die Bereichsgrenzen x _min und x _max defi­ nierten Bereiches, also bei geöffneten Schaltern 23 und 24 ge­ öffnet ist, also die Führungsgröße w mit der Regelgröße x ver­ bunden ist, während innerhalb dieses Bereiches das Magnetventil 22 sperrt, also die Größe y′ von der Stellgröße y getrennt ist. Außerhalb des durch die Grenzen x _min und x _max definierten Be­ reiches hingegen ist das Magnetventil 21 geschlossen, die Führungsgröße w also von der Regelgröße x entkoppelt, während das Magnetventil 22 eine Verbindung darstellt, also die Größe y′ und die Stellgröße y identisch sind. Der außerhalb der Grenzen liegende Bereich ist dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der beiden Schalter 23 und 24 geschlossen ist, die Regelgröße x also entweder kleiner oder gleich dem Wert x _min oder größer oder gleich dem Wert x _max ist. Fig. 4 shows an embodiment of a control according to the invention. There, a controller 20 is acted upon by the controlled variable x and the reference variable w and generates a variable y ' as an output signal as a function thereof. The command variable w and the control variable x are each connected to an input of a solenoid valve 21 , so that the control variable x and the control variable w can be coupled or separated from one another. Similarly, the size y 'is connected to an input of a wide ren solenoid valve 22 , at whose other input the manipulated variable y is pending. This manipulated variable y is fed back to the controller 20 . Both solenoid valves 21 and 22 are controlled by scarf ters 23 and 24 . The solenoid valve 21 is in its closed state and the solenoid valve 22 in its open state when one of the two switches 23 or 24 represents a short circuit. This means that the solenoid valve 21 is within the range defined by the range limits x _min and x _max defined area, i.e. when switches 23 and 24 are open, i.e. the command variable w is connected to the controlled variable x , while within this range the solenoid valve 22 blocks, i.e. the variable y 'is separated from the manipulated variable y . Outside the range defined by the limits x _min and x _max , on the other hand, the solenoid valve 21 is closed, the command variable w is therefore decoupled from the controlled variable x , while the solenoid valve 22 represents a connection, that is to say the variable y ' and the manipulated variable y are identical. The area outside the limits is characterized in that at least one of the two switches 23 and 24 is closed, ie the controlled variable x is either less than or equal to the value x _min or greater than or equal to the value x _max .

Zur Abschaltung der gesamten Regelung ist ein Schalter 25 vor­ gesehen, der in seinem geschlossehen Zustand das Magnetventil 22 öffnet, so daß die Größe y′ von der Stellgröße y entkoppelt ist. Dadurch ist es möglich, daß in diesem Betriebszustand die Regeleinrichtung und/oder die Regelstrecke manuell verändert werden können. Die Regelung als solche ist bei geschlossenem Schalter 25 aufgrund des geöffneten Magnetventils 22 unwirksam. Damit das Signal der Schalteinrichtung 25 nur auf das Magnet­ ventil 22 einwirkt, ist zwischen das Magnetventil 22 und das Magnetventil 21 eine Entkopplung 26 geschaltet, die z. B. vor­ teilhafterweise aus einer Diode besteht. Es sei noch angemerkt, daß sämtliche Schalter 23, 24 und 25 an ihrem einen Anschluß an eine positive Batteriespannung angeschlossen sind, während ihr anderer Anschluß mit dem jeweiligen Magnetventil verbunden ist, wobei der jeweils andere Anschluß des Magnetventils auf Masse liegt. To switch off the entire control a switch 25 is seen before, which opens the solenoid valve 22 in its closed state, so that the variable y ' is decoupled from the manipulated variable y . This makes it possible for the control device and / or the controlled system to be changed manually in this operating state. The regulation as such is ineffective when the switch 25 is closed due to the open solenoid valve 22 . So that the signal of the switching device 25 acts only on the solenoid valve 22 , a decoupling 26 is connected between the solenoid valve 22 and the solenoid valve 21 , the z. B. before geous enough consists of a diode. It should also be noted that all switches 23, 24 and 25 are connected at one connection to a positive battery voltage, while their other connection is connected to the respective solenoid valve, the other connection of the solenoid valve being connected to ground.

In der Fig. 4 ist schließlich noch ein Steller 27 gezeigt, der vom Stellsignal y angesteuert ist. Dieser Steller 27 beeinflußt die zu regelnde Regelgröße x, so daß auf diese Art und Weise der gesamte Regelkreis geschlossen wird. Der Steller 27 kann dabei als Regelventil, Regelklappe, Magnetventil o. dgl. ausge­ führt sein.Finally, an actuator 27 is shown in FIG. 4, which is controlled by the control signal y . This actuator 27 influences the controlled variable x , so that the entire control loop is closed in this way. The actuator 27 can be out as a control valve, control flap, solenoid valve or the like.

Besonders vorteilhaft ist es, als Regelgröße x, Stellgröße y und Führungsgröße w Werte von flüssigen oder gasförmigen Medien zu verwenden. Dabei ist es des weiteren vorteilhaft, den Regler in der Form eines Differenzgliedes mit wenigstens einem nachge­ schalteten Integrierglied zu realisieren. Bei dieser Ausgestal­ tung kann dann das rückgekoppelte Stellsignal y auf das Inte­ gralglied aufgeschaltet werden. Bei den Magnetventilen kann es sich in besonders vorteilhafter Weise um sogenannte elektrisch ansteuerbare 2/2-Wege-Ventile handeln.It is particularly advantageous to use values of liquid or gaseous media as controlled variable x , manipulated variable y and reference variable w . It is also advantageous to implement the controller in the form of a differential element with at least one downstream integrating element. In this embodiment, the feedback control signal y can then be applied to the integral element. The solenoid valves can be so-called electrically controllable 2/2-way valves in a particularly advantageous manner.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Regelung ist es einerseits mög­ lich, wie dies beispielhaft anhand der Fig. 4 dargestellt ist, direkt ein Stellglied einer Regelstrecke zu beeinflussen. An­ dererseits kann die erfindungsgemäße Regelung jedoch auch mit ihrem Stellsignal den Sollwert einer nachgeschalteten Regelung führen. Dabei kann es sich bei der Regelgröße um das Niveau von Flüssigkeiten, Schüttgütern, oder ähnlichem in einem Behälter handeln, wobei dann die Regelung mittels der Stellgröße den Ab­ lauf dieses Mediums so beeinflußt, daß dieser sich nur dann än­ dert, wenn die Regelgröße die eingestellten Grenzwerte über- bzw. unterschreitet. Somit werden verfahrensbedingte Schwankun­ gen am Zulauf des Behälters durch dessen Pufferwirkung nicht an den Ablauf weitergegeben. Ebenfalls ist es möglich, mit Hilfe der erfindungsgemäßen Regelung einen Grob-Fein-Regler zu reali­ sieren. Dabei führt der Grobregler eine bestimmte, vorgebbare Grundlast, während der Feinregler die eigentliche Regelaufgabe übernimmt. Stößt der Feinregler an die Grenzen seines Arbeits­ bereiches, so wird durch das Verändern der Grundlast dieser wieder in seinen Arbeitsbereich zurückgebracht. Für die Reali­ sierung dieses Grob-Fein-Reglers wird zwischen den Feinregler und den Grobregler die erfindungsgemäße Regelung geschaltet, und zwar so, daß die Regelgröße der erfindungsgemäßen Regelung mit dem Stellsignal des Feinreglers verbunden ist und die Stellgröße der erfindungsgemäßen Regelung den Grobregler als Sollwert beaufschlagt. Ein derartiger Grob-Fein-Regler kann z. B. zur Temperaturregelung in Destillationskolonnen angewandt werden, wobei die zu regelnde Temperatur der Ist-Wert der ge­ samten Regelung ist und die Stellgröße z. B. eine entsprechende Heizung ansteuert.With the help of the control according to the invention, it is possible on the one hand, as is shown by way of example with reference to FIG. 4, to directly influence an actuator of a controlled system. On the other hand, however, the control according to the invention can also control the setpoint of a downstream control with its control signal. The control variable can be the level of liquids, bulk materials, or the like in a container, with the control using the manipulated variable influencing the flow of this medium in such a way that it only changes when the control variable changes the set value Limit values exceeded or fallen below. Thus, process-related fluctuations in the inlet of the container are not passed on to the outlet due to its buffering effect. It is also possible to implement a coarse-fine controller using the control according to the invention. The coarse controller carries a specific, predeterminable basic load, while the fine controller takes over the actual control task. If the fine controller reaches the limits of its working area, changing the base load brings it back into its working area. For the realization of this coarse-fine controller, the control according to the invention is switched between the fine controller and the coarse controller, in such a way that the control variable of the control according to the invention is connected to the control signal of the fine controller and the control variable of the control according to the invention acts on the coarse controller as a setpoint . Such a coarse-fine controller can, for. B. be used for temperature control in distillation columns, the temperature to be controlled is the actual value of the entire control ge and the manipulated variable z. B. controls an appropriate heater.

Schließlich ist es auch möglich, die erfindungsgemäße Regelung nicht nur mit pneumatischen und/oder hydraulischen Anordnungen zu verwirklichen, sondern mit elektrischen Bauelementen. Dabei kann die Regelung dann in der Form einer analogen oder digita­ len elektrischen Schaltung ausgeführt sein. Besonders vorteil­ haft ist es, zur Regelung ein entsprechend programmiertes Re­ chengerät zu verwenden.Finally, it is also possible to use the regulation according to the invention not only with pneumatic and / or hydraulic arrangements to realize, but with electrical components. Here the regulation can then take the form of an analog or digital len electrical circuit can be executed. Particularly advantageous it is necessary to regulate a correspondingly programmed Re kitchen appliance.

Claims (10)

1. Verfahren zur Regelung einer Prozeßgröße mit einer Re­ geleinrichtung, die in Abhängigkeit von einer Führungsgröße und der zu regelnden Prozeßgröße eine Stellgröße zur Beeinflussung der Regelgröße erzeugt, wobei innerhalb eines vorbestimmbaren Bereichs der Regelgröße, der durch einen unteren und einen obe­ ren Bereichsgrenzwert festgelegt ist, sich die Stellgröße nicht ändert, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (10) innerhalb des vorbestimmten Bereichs (x _min , x _max ) die Füh­ rungsgröße (w) der Regelgröße (x) gleichsetzt und außerhalb des Bereichs (x _min , x _max ) als Führungsgröße (w) den überschrittenen Bereichsgrenzwert (x _min oder x _max ) beibehält.1. A method for controlling a process variable with a control device which generates a manipulated variable as a function of a reference variable and the process variable to be controlled, for influencing the controlled variable, wherein within a predeterminable range of the controlled variable, which is defined by a lower and an upper range limit value , the manipulated variable does not change, characterized in that the control device ( 10 ) equates the guide variable (w) with the controlled variable (x) within the predetermined range (x _min , x _max ) and outside the range (x _min , x _max ) maintains the exceeded range limit (x _min or x _max ) as the reference variable (w) . 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellgröße (y) innerhalb des Bereichs (x _min , x _max ) den zuletzt erzeugten Wert der Stellgröße (y ₀) beibehält.2. The method according to claim 1, characterized in that the manipulated variable (y) within the range (x _min , x _max ) maintains the last generated value of the manipulated variable (y ₀ ). 3. Einrichtung zur Regelung einer Regelgröße mit einem Reg­ ler zur Erzeugung einer die Regelgröße beeinflussenden Stellgröße in Abhängigkeit von einer Führungsgröße und der Regelgröße, wobei innerhalb eines vorbestimmbaren Bereichs der Regelgröße, der durch einen unteren und einen oberen Bereichs­ grenzwert festgelegt ist, sich die Stellgröße nicht ändert, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Ein­ richtung (21) zur Kopplung der Führungsgröße (w) mit der Regel­ größe (x) innerhalb des vorbestimmbaren Bereichs (x _min , x _max ) und zu deren Trennung bei gleichzeitiger Speicherung der vor der Trennung vorhandenen letzten Regelgröße (x _min oder x _max ) als Führungsgröße (w) außerhalb des Bereichs (x _min , x _max ) vorgesehen ist.3. Device for controlling a controlled variable with a controller for generating a manipulated variable influencing the controlled variable as a function of a reference variable and the controlled variable, the controlled variable being within a predeterminable range of the controlled variable, which is defined by a lower and an upper range limit does not change, in particular for carrying out the method according to claim 1 or claim 2, characterized in that a first device ( 21 ) for coupling the reference variable (w) with the control variable (x) within the predeterminable range (x _min , x _max ) and for their separation, while storing the last control variable (x _min or x _max ) before the separation as a reference variable (w) outside the range (x _min , x _max ). 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Einrichtung (22) zur Deaktivierung der vom Regler (20) erzeugten Größe (y′) bei gleichzeitiger Speicherung der letzten vom Regler erzeugten Größe (y ₀) innerhalb des vorbe­ stimmbaren Bereichs (x _min , x _max ) und zur Aktivierung der vom Regler (20) erzeugten Größe (y′) außerhalb des Bereichs (x _min , x _max ) vorgesehen ist, so daß innerhalb des Bereichs (x _min , x _max ) die gespeicherte Größe (y ₀) und außerhalb des Bereichs (x _min , x _max ) die vom Regler (20) erzeugte Größe (y′) die die Regel­ größe (x) beeinflussende Stellgröße (y) ist.4. Device according to claim 3, characterized in that a second device ( 22 ) for deactivating the size generated by the controller ( 20 ) (y ') while simultaneously storing the last size generated by the controller (y ₀ ) within the pre-tunable range ( x _min , x _max ) and for activating the variable (y ′ ) generated by the controller ( 20 ) outside the range (x _min , x _max ), so that within the range (x _min , x _max ) the stored variable ( y ₀ ) and outside the range (x _min , x _max ) the variable (y ′) generated by the controller ( 20 ) is the manipulated variable (y) influencing the controlled variable ( x) . 5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Regelgröße (x), die Stellgröße (y) und die Führungsgröße (w) Werte von flüssigen oder gasförmigen Medien annimmt.5. Device according to claim 3 or claim 4, characterized in that the controlled variable (x) , the manipulated variable (y) and the command variable (w) assumes values of liquid or gaseous media. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (20) ein Differenzglied und we­ nigstens ein Integralglied umfaßt. 6. Device according to one of claims 3 to 5, characterized in that the controller ( 20 ) comprises a differential element and at least one integral element. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellgröße (y) mit dem Integralglied gekoppelt ist. 7. Device according to claim 6, characterized in that the manipulated variable (y) is coupled to the integral member. 8. Einrichtung nach Anspruch 3 und Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die erste (21) und die zweite (22) Einrich­ tung als elektrisch steuerbare Ventile ausgeführt sind.8. Device according to claim 3 and claim 4, characterized in that the first ( 21 ) and the second ( 22 ) Einrich device are designed as electrically controllable valves. 9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Schalteinrichtung (23, 24) zur Erkennung der unte­ ren und der oberen Bereichsgrenze und zur Ansteuerung der Ven­ tile vorgesehen ist.9. Device according to claim 8, characterized in that in each case a switching device ( 23, 24 ) is provided for the detection of the lower and upper limit and for controlling the Ven tile. 10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine weitere Schalteinrichtung (25) zum Ab­ schalten der Regelung durch Ansteuerung wenigstens des die Stellgröße (y) deaktivierenden Ventils (22) vorgesehen ist.10. Device according to claim 8 or claim 9, characterized in that a further switching device ( 25 ) is provided for switching off the control by actuating at least the actuating variable (y) deactivating valve ( 22 ).