DE2123340A1

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Info

Publication number: DE2123340A1
Application number: DE19712123340
Authority: DE
Original assignee: Melyepitesi Tervezoe Vallalat
Current assignee: Melyepitesi Tervezoe Vallalat
Priority date: 1970-06-13
Filing date: 1971-05-11
Publication date: 1971-12-23
Also published as: CH524193A; AT310299B; GB1356982A

Description

Melyepitesi Tervez6 Vallalat, H 7160Melyepitesi Tervez6 Vallalat, H 7160

Budapest / UngarnBudapest / Hungary

11 _o Mai 197111 May 1971 _o

IMPULSMODUIiIERTE EEGELVORRIOHTUNa ZUR REtMÜlO UNTERSOHIEBiilOHER PARAMETER AUI¹ MEHRERENPULSE-MODULATED EEGELVORRIOHTUNa FOR REtMÜlO SUBJECT TO SEVERAL PARAMETERS AUI ¹

Gegenstand der Erfindung ist eine Regelvorrichtung zur Regelung mehrerer verschiedener Parameter auf mehreren Meßstellen·The invention relates to a control device for controlling several different parameters several measuring points

Bei der Steuerung bzw, Regelung technologischer Systeme besteht oft die Aufgabe der gleichzeitigen Messung und automatischen Regelung von oftmals nicht einmal einen gleichen Charakter aufweisenden mehreren Parametern an verschiedenen Stellen bzw. Punkten des Systems.When controlling or regulating technological systems, there is often the task of simultaneous measurement and automatic regulation of several parameters, often not even of the same character different points or points of the system.

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Bei den bisherigen Systemen wurde diese Aufgabe in der Regel so gelöst, daß zur Messung und Regelung jedes einzelnen Parameters eine selbständige Apparatkette (Wirkungskette) aufgebaut wurde. An einzelnen Stellen wurden im Falle eines mehrmaligen Torkommens gleichgearteter Parameter - z.B* von nur Temperatur- oder nur pH-Werten - mit mehreren Meßstellen und automatischer Meßstellenumschaltung versehene Meßvorrichtungen verwendet*In the previous systems, this task was usually solved in such a way that each individual parameters an independent chain of equipment (chain of effects) was built. In the case of multiple goals being scored, parameters of the same kind were found at individual points - e.g. * of only temperature or only pH values - with several measuring points and automatic measuring point switching provided measuring devices used *

Eine derartige Vorrichtung beschreibt Iiäszld Helm in seiner Arbeit "InstrumentenbeBtuokung industrieller Prozesse"» Diese Lösung zeigte im Vergleich zu den allgemeinen Fällen den Vorteil einer Verminderung der Kostensätze und des Grades der Kompliziertheit»Such a device is described by Iiäszld Helm in his work "InstrumentenbeBtuokung industrial Processes "» Compared to the general cases, this solution showed the advantage of reducing the cost rates and the degree of complexity »

Mit der Weiterentwicklung der Technik erschienen die mit Elektronenrechnern und die mit dem DDO-System aufgebauten bzw» arbeitenden Steuerungen, die ihrerseits unter Verwendung der einheitlichen Signale der selbständigen Meßvorrichtungen der einzelnen Parameter die Regelung mehrerer Parameter mittels einer gemeinsamen Einrichtung ermöglichten* Bei der Schaffung von Hinrichtungen mit mehreren Meß8teilen ist die Lösung des Urneehaltunga-Transientenproblemß stets eine der wesentlichen Fragen· .(So behandelt «*B. P*P. Ornatskij in seiner bei» technischen Verlag "Müazaki lönyvkiadd VaUalat" im Jähre 1967 mit dem Titel "Autoaatische Meßinstrumente" veröffentlichten Arbeit die nach dem DDO-System erfolgende. Steuerung.)Appeared with the advancement of technology those built with electronic computers and those built with the DDO system or »working controls, which in turn use the uniform signals of the independent measuring devices of the individual parameters enabled the regulation of several parameters by means of a common device * In creating multi-parted executions, the solution to the urn holding transient problem is always one of the essential questions "Müazaki lönyvkiadd VaUalat" in 1967 with the Title "Automatic Measurement Instruments" published work the one taking place according to the DDO system. Steering.)

Bereits bei den herkömmlichen !lösungen wurden unstetige Regler verwendet, von denen die impulsmodulierten Syste me eine den etetigen Systemen gleichwertige Regelung gewährleisten, wobei jedoch auch eine Kostenminderung mit ihnen erreicht werden kann.Even with the conventional! Solutions were discontinuous Controllers are used, of which the pulse-modulated systems guarantee a control equivalent to the continuous systems, however, a cost reduction can also be achieved with them.

Zu einer an mehreren Meßatellen erfolgenden Verwendung von impulsmodulierten Reglern kam es hingegen wegen der bei dem Einschalten auftretenden Transienten bisher noch nicht.On the other hand, there was a use of pulse-modulated controllers at several measuring stations because of the not yet occurring transients when switching on.

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Ziel unserer Erfindung ist, die durch die vorgenannten Transienten (vorübergehenden Regelabweichungen) verursachten Probleme zu beseitigen»The aim of our invention is to reduce the effects of the aforementioned transients (temporary system deviations) eliminate the problems caused »

Zur Erfindung führte die Erkenntnis, daß mit einer Synthese der bisherigen Lösungen und Grundsätze ein neues System geschaffen werden kann, das hinsichtlich seiner Güte mindestens den Stand erreicht wie die zugrunde liegenden lösungen, hinsichtlich der Kosten und der Kompliziertheit jedoch wesentliche Vorteile bietet. Die Erfindung löst die auf mehreren Meßstellen erfolgende Messung und impulsbreitenmodulierte Regelung mehrerer evtl. auch unterschiedlicher Parameter derart, daß sie den bei der Meßstellenumschaltung entstehenden transienten Vorgang zur Lösung der Impulsmodulation ausnutzt, so daß die Breite des durch die Vorrichtung erzeugten Impulses von dem durch die Betätigungszeit der Verzögerungseinheit und den SchaltZeitpunkt des unstetigen Reglers ausgeschnittenen Teil des Transienten-Anlaufes bestimmt wird. Der Schal t.zeitpunkt deB unstetigen Reglers ist nämlich von der Regelabweichung abhängig, somit wird die Impulsbreiten-Modulation durch die Regelabweichung gesteuert» Den ausgenutzten Transientenanlauf hingegen bewirkt die zyklische Meßstellenumschaltung* Bei dem Umschalten setzt der Transienten-Anlauf von dem auf der vorhergehenden Meßstelle gemessenen Wert ausgehend im Meßverstärker und in der Verzögerungseinheit gleichzeitig ein, und der Beginn des ausgegebenen Impulses wird durch den Endpunkt der Verzögerung, das Ende des Impulses durch den Schaltzeitpunkt des unstetigen Reglers bestimmt.The discovery led to the invention that with a synthesis of the previous solutions and principles a new one System that can be created in terms of its goodness at least as high as the underlying solutions, however, in terms of cost and complexity offers significant advantages. The invention solves the measurement taking place at several measuring points and pulse width modulated Control of several possibly different parameters in such a way that they change the measuring point takes advantage of the resulting transient process to solve the pulse modulation, so that the width of the Device generated by the pulse generated by the actuation time of the delay unit and the switching time of the discontinuous controller cut out part of the transient start-up is determined. The switching time of the discontinuous controller depends on the control deviation, thus the pulse width modulation is controlled by the control deviation »the used transient start-up, however causes the cyclic measuring point switchover * When switching over, the transient start-up of the previous one is set Measured value in the measuring amplifier and in the delay unit at the same time, and the beginning of the output pulse is determined by the end point of the delay, the end of the pulse by the switching time of the discontinuous controller is determined.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß eine mit mehreren Meßstellen arbeitende impulsmodulierte Regelvorrichtung zur Regelung mehrerer unterschiedlicher Parameter von technologischen Vorgängen verwirklicht wurde, die mindestens zwei Meßwertumformer, außerdem einen diese betätigenden Regler enthält, daß an die an sich bekannten Meßwertumformer über den Eingangskanal eines zyklisch arbeitenden Meßstellen-The essence of the invention is that a pulse-modulated control device working with several measuring points for the regulation of several different parameters of technological processes was realized, the at least two transducers, as well as a controller that actuates them contains that the known transducer via the input channel of a cyclically operating measuring point

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tunsclialtera ein einzigei Meßverstärker angeachlossen ist j an dessen Ausgang ein Zt iger- und/oder Registriergerät und ein einziger Zwei- c der Dreipunktregler angeschlossen sind, .daß der Ausgang des Heglers über eine Verzögerungseinheit und über den Ausgangskanal de« zyklischen Heßstellenumschalters an die Stellglieder angeschlossen ist.tunsclialtera a single measuring amplifier is connected j at its output a cell tiger and / or recorder and a single two-position controller is connected, so that the output of the controller is via a delay unit and via the output channel of the cyclic hot-spot switch is connected to the actuators.

Die Erfindung kann auch so verwirklicht bzw* auegebildet werden_$ daß zwischen mindestens einen Meßwertumformer und Meßstellenumachalter eine Anpassungseinheit angeschlossen ist»The invention can also be realized so auegebildet or * _$ that a matching unit is connected between at least one transducer and Meßstellenumachalter "

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Ausführung sind im Vergleich zu der bisherigen Lösung folgende}The advantages of the embodiment according to the invention compared to the previous solution are as follows}

1. Die Messung sämtlicher - in das System einbezogener - Parameter versieht derselbe Meßveretörker (im "Gegensatz zu dem DDG-Bystem, bei dem selbständige MeßverstHrker erforderlich sind)·1. The measurement of all - included in the system - Parameters are provided by the same Messveretörker (in the "opposite to the DDG-B system, with the independent measuring amplifier required are)·

2» Die Regelung eämtlicher - in das Bysteia einbezogener - Parameter versieht derselbe Hegler (ia Gegensatu zu der Verwendung von einzelnen Reglern)·2 »The regulation more ominous - more included in the Bysteia - Parameters are provided by the same Hegler (ia Gegensatu on the use of individual controllers)

3. Lediglich mit Hilfe des Zwei- und Breipunktreglers (ürenaechaltgerät) und der VeraÖgerungseinheit wird - unter Verwendung des transientenvorgangeβ bei der Umschaltung - eine impulBbreitenmodulierte Regelung durchgeführt (bei den bisherigen Lösungen war hierzu neben den Zwei- oder Dreipunktreglern auch ein impulserzeuger mit veränderlichen Parametern erforderlich)» ₍ 3. A pulse-width-modulated control is only carried out with the aid of the two-point and broad-point controller (ürenaechaltgerät) and the processing unit - using the transient process when switching over - (the previous solutions required a pulse generator with variable parameters in addition to the two-point or three-point controllers ) » ₍

4. Die Vorrichtung ist wesentlich einfacher und billiger.4. The device is much simpler and cheaper.

5· Die Verwendung der Transienten ermöglicht den Einsatz eines MeßverstärkerB mit größerer ZeitkonBtante und dadurch den Aufbau einer effektiveren Eingangsentstörung. 5 · The use of transients enables the Use of a measuring amplifier with a larger time constant and thereby the establishment of a more effective input suppression.

Die Erfindung ist mit Hilfe einer der Beschreibung beigelegten Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispieles leichter zu verstehen. Die Zeichnung eeigt das Schaltsche-The invention is illustrated with the aid of a drawing attached to the description on the basis of an exemplary embodiment easier to understand. The drawing shows the switchgear

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ma der Vorrichtung.ma of the device.

Der vollständig vermischte Behälterreaktor 1 ist mit der Zulauföffnung 2 und der Austrittsöffnung 3 versehen. In den Behälter sind zwei, mit dem im Behälter befindlichen Material in Berührung befindliche Parameterfühler 4 und 5 eingeführt .Die Anpassungseinheiten 6 und 7 sind an die Fühler angeschlossen. The completely mixed tank reactor 1 is with the inlet opening 2 and the outlet opening 3 are provided. In Two parameter sensors 4 and 5, which are in contact with the material in the container, are inserted into the container The adapter units 6 and 7 are connected to the sensors.

Der Ein- und Ausgangs—Meßstellenumechalter 8 ist einerseits an die Anpassungseinheiten 6 und 7» andererseits auf der Eingangsseite an den Meßverstärker 9 angeschlossen. _The input and output measuring point changeover switch 8 is on the one hand to the adjustment units 6 and 7 »on the other hand the input side is connected to the measuring amplifier 9. _

Der Ausgang des Meßverstärkers ist an ein Ablese- und/oder Registriergerät 10 und an einen Zwei- oder Dreipunktregler 11 angeschlossen.The output of the measuring amplifier is connected to a reading and / or recording device 10 and to a two-point or three-point controller 11 connected.

Der Ausgang des Reglers ist über die Verzögerungseinheit 12 an den Meßstellen-Umschalter 8 gekoppelt« An den Meßstellen-Umschalter sind die Stellglieder 13 und 14 fange schlossen.The output of the controller is coupled to the measuring point switch 8 via the delay unit 12 to the measuring point switch the actuators 13 and 14 are closed.

Bei Verwendung eines Zweipunktreglers verläuft die Arbeitsweise der Einrichtung z.B» wie folgtiWhen using a two-position controller, the device works as follows, for example

Beim Umschalten des Meßstellen-Umschalters β wird an den Meßverstärker 9 an Btelle des bisher angelegten Signals E_Q dae Signal IL^ angeführt. Am Ausgang des Meßverstärkera erscheint an Stelle von A_Q in stationärem Zustand das Signal A^, jedoch tritt nach dem Umschalten im allgemeinen zuerst ein transienter Stoß und dann ein der Entstörung und der eigenen Zeitkonetante des Meßveretärkere entsprechender exponentialer Traneientenanlauf von A₀ auf A^.When the measuring point switch β is switched over, the signal IL ^ is applied to the measuring amplifier 9 in place of the previously applied signal E _Q. At the output of the measuring amplifier, instead of A _Q in the steady state, the signal A ^ appears, but after the switchover there is generally first a transient surge and then an exponential run-up from A ₀ to A ^ corresponding to the interference suppression and the measurement amplifier's own time constant.

Hehmen wir nun an, daß der Zweipunktregler so eingestellt ist, daß der bei Überschreitung der Beziehung A * A_g schaltet, d.h. bei A<A_fl nicht einschaltet und bei A>A_B einschaltet (GrenzBehalterfunktion).Let us now assume that the two-position controller is set in such a way that it _{switches when the relationship A * A g is} exceeded, ie does not switch on when A <A _fl and switches on when A> A _B (limit holder function).

Wäre jedoch A_Q<A<A,j und hinter dem Regler keine Verzögerungseinheit vorgesehen, so läuft der Regler nach dem Umschalten infolge des .Stoße« zuerst über A₁ hinaus,dann zurück in die Nähe von A , schaltet hierbei zuerst ein, dann aus und dann wieder ein. Hiernach hält er dem exponentialen Anlauf entsprechend lang - bis das von A_Q in Rich-If, however, A _Q <A <A, j and no delay unit were provided after the controller, then after the switchover as a result of the "shock" the controller first runs beyond A ₁ , then back to the vicinity of A, switches on first, then off and then on again. After that it holds the exponential run-up correspondingly long - until that from A _Q in direction

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tung A^ laufende Signal*A_s nicht hinter sich läßt - eingeschaltet und schaltet dann erneut aus. Offensichtlich bedeutet diese Arbeitsweise ein mehrmaliges Aus- und Einschalten sowie eine Unsicherheit und bewirkt ein Zucken des an die Meßstelle angeschlossenen Stellgliedes, das z.B. ein Magnetventil sein kann.device A ^ current signal * A _s does not leave behind - switched on and then switched off again. Obviously, this mode of operation means repeated switching off and on as well as an uncertainty and causes the actuator connected to the measuring point, which can be a solenoid valve, for example, to twitch.

Ist hingegen dem Hegler eine Verzögerungseinheit nachgeschaltet, die das Signal so lange verzögert, bis der transients Stoß abgeklungen ist, so kommt es zu keinem unsicheren Hin- und Herschalten. In diesem Fall erfolgt bei vorgenannter Einstellung nach der Meßstellenumschaltung a./ während der Verzögerungszeit kein Signalaustritt, b./ nach der Verzögerung läuft das Signal so lange, bisIf, on the other hand, the Hegler is followed by a delay unit that delays the signal until the transients shock has subsided, there is no unsafe switching back and forth. In this case it takes place at the aforementioned setting after the measuring point switchover a. / no signal output during the delay time, b. / after the delay, the signal continues until

das exponential anlaufende Α-Signal den eingestellten A -Wert nicht verläßt,
c/ hiernach erfolgt wieder kein Signalaustritt.the exponentially increasing Α signal does not leave the set A value,
c / afterwards there is again no signal output.

Während des Aufenthaltes auf den übrigen Meßstellen läuft natürlich kein Signal aus.During the stay at the other measuring points, of course, no signal is released.

Die im vorstehenden beschriebene Arbeitsweise der .erfindungsgemäßen Einrichtung verwirklicht die Impulsbreiten-Modulation. The method of operation of the device according to the invention described above implements the pulse width modulation.

Diese Arbeitsweise ist nicht mehr schädlich und wird dadurch nützlich, daß in dem Fall wenn A^ im Vergleich zu A weiter ansteigt, die Einschaltdauer des Stellgliedes kürzer wird und umgekehrt.This way of working is no longer harmful and is useful in that in the case when A ^ as compared to A continues to rise, the duty cycle of the actuator becomes shorter and vice versa.

Durch Verwendung der Transienten kann demgemäß eine Impulsmodulation erreicht werden, ohne dazu einen eigenen Impulserzeuger eingebaut zu haben.By using the transients, a pulse modulation can accordingly be achieved without having to do this To have built in pulse generator.

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Claims

H 7160

T May 11, 1971

PATENT CLAIM

Pulse width modulated control device for several measuring points to control several different parameters technological processes, at least two of which are transducers via a cyclically operated measuring point switch a measuring amplifier is connected, a pointer and / or recording device as well as a controller are connected, the latter via another with the cyclically operated measuring point switch in the Synchronous measuring point switch is connected to actuators, characterized in that that the controller (Bz) is a two- or three-point controller and that between the controller and the measuring point switch (8) a delay unit (12) is arranged.

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