DE3932484A1 - Anordnung zum erfassen der position eines stellgliedes und verfahren zur inbetriebnahme einer solchen anordnung - Google Patents
Anordnung zum erfassen der position eines stellgliedes und verfahren zur inbetriebnahme einer solchen anordnungInfo
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Description
Zur Erfassung der Position eines Stellgliedes kann mit diesem
der Schleifer eines an eine Konstantspannungsquelle angeschlos
senen Potentiometers gegebenenfalls über ein Getriebe verbunden
sein, so daß die Spannung am Schleifer des Potentiometers ein
Maß für die Position des Stellgliedes ist. Wegen der starren
Kopplung zwischen Schleifer und Stellglied ist mit dem Stell
bereich des Stellgliedes auch der nutzbare Potentiometerbereich
festgelegt. Häufig sollen jedoch unterschiedlich große Stell
bereiche erfaßt werden. Der maximale Signalhub wird dann nur
beim maximalen Stellbereich erreicht, während sich bei kleine
ren Stellbereichen nur geringere Signalhübe ergeben. Die dem
Potentiometerabgriff nachgeschaltete Auswerteeinheit muß für
den maximalen Spannungshub ausgelegt sein. Kleinere Spannungs
hübe wirken sich nachteilig, z. B. bei der Anzeige oder bei
der Regelung, aus. Insbesondere wird bei einer digitalen Ver
arbeitung wegen der dann notwendigen Analog-Digital-Umsetzung
die Auflösung verringert.
In der DE-OS 37 21 065 ist eine Einrichtung zum Betrieb eines
Stellantriebs beschrieben, bei welcher die Position des Stell
gliedes mit einem Potentiometer erfaßt wird, das an einer
Hilfsspannung liegt und an dessen Abgriff eine der Position
des Stellgliedes entsprechende Spannung auftritt. Diese Span
nung wird über eine Einstellvorrichtung zur Normierung der
Position einer Verarbeitungseinheit zugeführt. Mit dieser Ein
stelleinrichtung wird das Potentiometerausgangssignal mittels
eines weiteren Potentiometers in der einen Endlage des Stell
gliedes auf 100% normiert. Die Normierung der anderen Endlage
des Stellgliedes, nämlich die Normierung des Nullpunktes, soll
automatisch dadurch geschehen, daß das Stellglied in die "Zu"-
Richtung gefahren wird, wobei der elektrische Nullpunkt mit dem
mechanischen Nullpunkt zur Deckung gebracht wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Anordnung zum Erfassen der Position eines Stellgliedes zu
schaffen, mit der unabhängig vom jeweiligen Stellbereich des
Stellgliedes eine nachgeschaltete Auswerteeinheit stets den
maximal verarbeitbaren Signalhub als Eingangssignal erhält.
Weiter liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zur Inbetriebnahme einer solchen Anordnung anzugeben.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den in den kennzeichnen
den Teilen der Ansprüche 1 und 4 angegebenen Maßnahmen gelöst.
Anhand der Zeichnungen, in denen zwei Ausführungsbeispiele der
Erfindung dargestellt sind, werden im folgenden die Erfindung
sowie Ausgestaltungen und Vorteile näher beschrieben und er
läutert.
Es zeigen
Fig. 1 das Prinzipschaltbild eines Ausführungsbeispiels, bei
dem die Versorgungsspannung eines Potentiometers vari
abel ist, und
Fig. 2 das Prinzipschaltbild eines Ausführungsbeispiels mit
einem Verstärker, dessen Nullpunkt und Verstärkungsgrad
einstellbar sind.
In Fig. 1 ist mit M ein Motor bezeichnet, der ein Stellglied
STG antreibt, an das der Schleifer eines Potentiometers P ge
koppelt ist. Das Stellglied kann ein Ventil oder eine Klappe
eines Heizungs-, Lüftungs- oder Klimagerätes sein. Die Span
nung am Abgriff des Potentiometers P wird von einem Analog-
Digital-Umsetzer ADU in einen Digitalwert umgesetzt, der einer
digitalen Verarbeitungseinheit DVE zugeführt wird. Diese lie
fert ein Signal, welches die jeweilige Position des Potentio
meters und damit des Stellgliedes STG angibt. Die digitale
Verarbeitungseinheit DVE trägt in Register REG1, REG2 Span
nungswerte ein, die in Digital-Analog-Umsetzern DAU1, DAU2 in
Versorgungsspannungen für das Potentiometer P umgesetzt werden.
Bei der Inbetriebnahme trägt die digitale Verarbeitungs
einheit DVE in die beiden Register REG1, REG2 Spannungswerte
für die Versorgungsspannungen, z. B. +5 V und -5 V oder +5 V
und 0 V. Das Stellglied STG wird dann in die beiden Endlagen
gebracht, und die jeweilige Spannung am Potentiometerabgriff
wird gemessen. Aus den beiden Meßwerten und der bekannten Ver
sorgungsspannungen des Potentiometers können die Potentiometer
positionen in den beiden Endlagen des Stellgliedes STG bestimmt
werden. Ferner können dann die Spannungen ermittelt werden,
welche die beiden Digital-Analog-Umsetzer DAU1, DAU2 abgeben
müssen, damit der Spannungshub am Potentiometerabgriff, der
entsteht, wenn das Stellglied von der einen Endlage in die
andere gebracht wird, gleich dem maximalen vom Analog-Digital-
Umsetzer ADU verarbeitbaren Spannungshub ist, wobei in den bei
den Endlagen des Stellgliedes am Potentiometer die Spannungen
auftreten, welche die Grenzen des vom Analog-Digital-Umsetzers
verarbeitbaren Spannungsbereiche sind. Nachdem die digitale
Verarbeitungseinheit DVE die entsprechenden Spannungswerte in
die Register REG1, REG2 eingetragen hat, ist die Anordnung be
triebsbereit. Die am Potentiometerabgriff auftretenden Span
nungen werden dann mit maximaler Auflösung vom Analog-Digital-
Umsetzer ADU erfaßt.
Für die bisher beschriebene Anordnung wurde angenommen, daß in
keiner Endlage des Stellgliedes STG auch das Potentiometer P
seine Endlage erreicht. Es wurden daher zwei getrennt einstell
bare Versorgungsspannungen für das Potentiometer erforderlich.
Häufig sind jedoch das Stellglied STG und das Potentiometer P
so miteinander verbunden, daß, wenn das Stellglied STG sich in
einer Endlage befindet, auch das Potentiometer P eine Endlage
einnimmt. In diesem Falle kann man das Potentiometer P einsei
tig an Nullpotential anschließen, so daß z. B., wenn das Stell
glied STG ein Ventil ist, bei geschlossenem Ventil die Span
nung am Abgriff des Potentiometers P Null ist. Das Register
REG2 und der Digital-Analog-Umsetzer DAU2 sind in einer sol
chen Anordnung nicht erforderlich. Die Inbetriebnahme einer
solchen Anordnung ist wesentlich einfacher als die zuvor be
schriebene, da das Stellglied STG lediglich in die andere
Endlage, z. B. in die, in der das Ventil offen ist, gebracht
wird und der Spannungswert im Register REG1 so eingestellt
wird, daß der Analog-Digital-Umsetzer die maximal verarbeit
bare Eingangsspannung erhält.
In der Anordnung nach Fig. 2 wird das Potentiometer P mit
konstanten Spannungen +US, -US versorgt. Zwischen den Poten
tiometerabgriff und den Analog-Digital-Umsetzer ADU ist ein
Differenzverstärker V mit steuerbarem Verstärkungsgrad ge
schaltet, dessen nichtinvertierender Eingang an den Digital-
Analog-Umsetzer DAU2 und dessen Steuereingang an den Digital-
Analog-Umsetzer DAU1 angeschlossen ist. Für die Inbetriebnahme
wird das Stellglied in die eine Endlage, z. B. 0% des Stell
bereiches, gebracht und in das Register REG2 ein solcher Span
nungswert eingetragen, daß das Ausgangssignal des Differenz
verstärkers V Null ist. Danach wird das Stellglied in die
andere Endlage (100%) gefahren und der Spannungswert im
Register REG1 so eingestellt, daß die Ausgangsspannung des
Verstärkers V gleich der maximal verarbeitbaren Spannung des
Analog-Digital-Umsetzers ADU ist, so daß auch in dieser Anord
nung das Ausgangssignal des Potentiometers an den Eingangs
signalbereich der nachfolgenden Schaltung angepaßt ist und mit
optimaler Auflösung verarbeitet werden kann.
Claims (7)
1. Anordnung zum Erfassen der Position eines Stellgliedes (STG)
mit einem Potentiometer (P), dessen Abgriff mit dem Stellglied
(STG) verbunden ist, so daß am Abgriff eine der Position des
Stellgliedes entsprechende Spannung auftritt, die einer Signal
verarbeitungseinheit (ADU, DVE) zugeführt ist, dadurch
gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungs
einheit (ADU, DVE) mittels Steuersignalen ein Einstellmittel
so einstellt, daß in der einen Endlage des Stellgliedes (STG)
ein erster vorgegebener Eingangssignalendwert und in der zwei
ten Endlage ein zweiter vorgegebener Eingangssignalendwert der
Signalverarbeitungseinheit zugeführt wird, wobei die vorge
gebenen Eingangssignalendwerte die Grenzen des von der Signal
verarbeitungseinheit verarbeitbaren Eingangssignalbereichs
sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Einstellmittel die Versorgungsspan
nungsquellen (DAU1, DAU2) des Potentiometers (P) sind.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß an einem Versorgungsspannungsanschluß
des Potentiometers (P) Nullpotential liegt, daß in der einen
Endlage des Stellgliedes (STG) der Abgriff des Potentiometers
in der Endlage ist, in der er auf dem Nullpotential liegt.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Einstellmittel ein Differenz
verstärker mit steuerbarem Verstärkungsgrad ist, dem von der
Verarbeitungseinheit ein erstes Steuersignal zugeführt wird,
das zum Ausgangssignal des Potentiometers (P) addiert wird,
und ein zweites Steuersignal zugeführt wird, das den Verstär
kungsgrad einstellt.
5. Verfahren zur Inbetriebnahme einer Anordnung zum Erfassen
der Position eines Stellgliedes nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß bei bekannter Versorgungs
spannung des Potentiometers (P) das Stellglied (STG) in die
beiden Endlagen gebracht wird, daß die in den Endlagen am
Potentiometerabgriff auftretenden Spannungen gemessen werden
und daraus sowie aus den bekannten Versorgungsspannungen die
Versorgungsspannungen ermittelt werden, bei denen in der
einen Endstellung des Stellgliedes der erste vorgegebene
Eingangssignalendwert und in der zweiten Endlage des Stell
gliedes der zweite vorgegebene Eingangssignalendwert der Ver
arbeitungseinheit zugeführt wird, daß die Versorgungsspannun
gen auf die ermittelten Werte eingestellt und während des Be
triebs der Anordnung aufrechterhalten werden.
6. Verfahren zur Inbetriebnahme einer Anordnung zum Erfassen
der Position eines Stellgliedes nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Stellglied (STG) in die
andere Endlage gebracht wird und die Versorgungsspannung so
eingestellt wird, daß am Potentiometerabgriff die maximale,
von der Verarbeitungseinheit verarbeitbare Eingangsspannung
auftritt.
7. Verfahren zur Inbetriebnahme einer Anordnung zum Erfassen
der Position eines Stellgliedes nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Stellglied in die eine
Endlage gebracht wird, das additive Steuersignal so eingestellt
wird, daß dem Eingang der Verarbeitungseinheit der erste vorge
gebene Signalendwert zugeführt wird, daß dann das Stellglied
in die zweite Endlage gefahren wird und das den Verstärkungs
grad beeinflussende zweite Steuersignal verändert wird, bis
der zweite Signalendwert eingestellt ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893932484 DE3932484C2 (de) | 1989-09-28 | 1989-09-28 | Anordnung zum Erfassen der Position eines Stellgliedes und Verfahren zur Inbetriebnahme einer solchen Anordnung |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19893932484 DE3932484C2 (de) | 1989-09-28 | 1989-09-28 | Anordnung zum Erfassen der Position eines Stellgliedes und Verfahren zur Inbetriebnahme einer solchen Anordnung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3932484A1 true DE3932484A1 (de) | 1991-04-11 |
DE3932484C2 DE3932484C2 (de) | 1995-07-20 |
Family
ID=6390438
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19893932484 Expired - Fee Related DE3932484C2 (de) | 1989-09-28 | 1989-09-28 | Anordnung zum Erfassen der Position eines Stellgliedes und Verfahren zur Inbetriebnahme einer solchen Anordnung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3932484C2 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4340917A1 (de) * | 1993-12-01 | 1995-06-14 | Kostal Leopold Gmbh & Co Kg | Elektrische Schaltungsanordnung |
DE102021202363A1 (de) | 2021-03-11 | 2022-09-15 | Festo Se & Co. Kg | Potentiometer-Auslesevorrichtung, Anordnung und Verfahren |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2710581A1 (de) * | 1977-03-11 | 1978-09-14 | Centra Buerkle Gmbh & Co | Potentiometerschaltung |
DE3039696C2 (de) * | 1979-11-29 | 1984-12-13 | Elektrowatt AG, Zürich | Meßumformer für einen Stellantrieb |
DE3721065A1 (de) * | 1987-06-26 | 1989-01-05 | Elmeg | Einrichtung zum betrieb eines stellantriebs |
-
1989
- 1989-09-28 DE DE19893932484 patent/DE3932484C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
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DE102021202363A1 (de) | 2021-03-11 | 2022-09-15 | Festo Se & Co. Kg | Potentiometer-Auslesevorrichtung, Anordnung und Verfahren |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3932484C2 (de) | 1995-07-20 |
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