DE3532809C3 - Schaltungsanordnung zum Ansteuern eines Ventils für einen Hubzylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Ansteu­ ern eines Ventils für einen Hubzylinder mit den im Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmalen.

Der Regler ist dann optimal eingestellt, wenn bei einer Änderung der Führungsgröße, also des Sollwerts, die am Hubzylinder abgegriffene Regelgröße, also der Istwert, ohne Überschwingen in kürzestmöglicher Zeit dem geänderten Sollwert nachgeführt wird. Die Optimierung des Reglers er­ hält man durch entsprechende Einstellung der Regelkenn­ linie, so daß sich eine kleinstmögliche Anfangsregelabwei­ chung und kürzestmögliche Ausregelzeit ergibt.

Andererseits wirken aber auch von außen her auf den Hub­ zylinder Störgrößen ein. Um den Einfluß von Störgrößen aus­ zuregeln, ist es bekannt (Orp-Ölhydraulik und Pneumatik- 28/1984/Nr. 8, S. 498), bei einem Antriebszylinder die Geschwindigkeit als Störgröße durch eine Messung zu erfassen und über eine Rechenschaltung dem Regelverstärker aufzuschalten. Es wird somit der Regelschaltung für die Führungsgröße eine Regelschaltung für die Störgröße über­ lagert. Hierbei ist aber ein zusätzlicher Meßaufnehmer für die Geschwindigkeit erforderlich.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die Schaltungsanordnung der eingangs geschilderten Art zu vereinfachen.

Die erfindungsgemäße Lösung ist im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegeben. Mit der angegebenen Lösung wird die meßtechnische Erfassung der auf den Hubzylinder wirkenden Störgröße vermieden, wodurch sich die Schaltung vereinfacht. Solange die in den Vergleicher eingegebene Führungsgröße nicht verändert wird, ist die Reglerkenn­ linie bzw. der Regler auf das optimale Ausregeln der Stör­ größe aktiviert. Sobald aber die Führungsgröße verändert wird, erfolgt die Umschaltung auf die Reglerkennlinie bzw. den Regler, der eine optimale Ausregelung der Führungs­ größe ermöglicht. Auf diese Weise läßt sich erfindungsge­ mäß bei Änderungen der Führungs- oder Störgröße ein opti­ males Regelverhalten erzielen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an­ hand der Zeichnung näher erläutert, in der eine Schal­ tungsanordnung für die Reglerumschaltung dargestellt ist.

Von einem Regelventil 10, das ein Servoventil oder ein Proportionalventil sein kann, werden die Zylinderräume eines Hubzylinders 11 wahlweise an eine Druckmittelquelle P bzw. an einen Tank T angeschlossen. Das Regelventil 10 wird elektrisch betätigt. Beispielsweise kann der Hubzylin­ der 11 zum Antrieb einer Spritzgießmaschine oder eines allgemeinen hydraulischen Antriebs dienen.

Die Regelgröße, nämlich der im Zylinderraum 12 herrschende Druck bzw. die vom Kolben 14 des Hubzylinders 11 ausge­ übte Kraft wird in einem Druckwandler 16 gemessen und einem Vergleicher 18 zugeführt, dem über die Leitung 19 auch die Führungsgröße, also der Sollwert für den Druck, aufgeschaltet ist. Die in dem Vergleicher 18 gebildete Regelabweichung wird auf die beiden parallel geschalteten Regelverstärker 20 und 21 geführt, deren Ausgänge über einen Schalter 22 an das Regelventil 10 angeschlossen sind. Beide Regelverstärker sind als PID-Regler ausgeführt.

In der dargestellten Lage des Schalters 22 ist der Regler 21 aktiviert, der so eingestellt ist, daß er den Einfluß einer Störgröße in optimaler Weise ausregelt. Bei der Störgröße des Hubzylinders handelt es sich um dessen Verstellge­ schwindigkeit. Bei konstanter Einstellung der Führungsgröße, also der vom Hubzylinder ausgeübten Kraft erfolgt bei einer Widerstandsänderung eine Geschwindigkeitsänderung des Kol­ bens 14. Diese Störgrößenänderung wird von dem Regler 21 optimal ausgeregelt.

Wird jedoch die Führungsgröße geändert, so wird der Schal­ ter 22 auf den Regelverstärker 20 umgeschaltet, dessen Ein­ stellung so vorgenommen ist, daß die Führungsgrößenänderung optimal ausgeregelt wird, also der gewünschte Druck einge­ stellt wird.

Die Betätigung des Schalters 22 erfolgt von einer Einrich­ tung 24, welche auf eine Änderung des Sollwerts anspricht. Sobald die Sollwertänderung beendet ist, wird automatisch das Regelventil 10 über den Schalter 22 wieder auf den störoptimalen Regler 21 zurückgeschaltet. Dieses Rück­ schalten kann erfolgen, wenn die Regelabweichung des Ver­ gleichers 18 einen bestimmten Wert unterschreitet oder kann zeitabhängig erfolgen, wenn die für die Ausführung des Regelvorganges nötige Zeit abgelaufen ist.

Der Drucksensor 16 kann auch an beide Zylinderräume des Hubzylinders angeschlossen werden. Dann wird die Druck­ differenz in beiden Zylinderräumen gemessen.

Claims (3)

1. Schaltungsanordnung zum Ansteuern eines Ventils zur Betätigung eines Hubzylinders, mit einem Vergleicher, dem eine Führungsgröße und eine am Hubzylinder aufgenommene Regelgröße, insbesondere der den Hubzylinder beaufschlagende Strömungsmitteldruck bzw. die vom Hubzylinder ausgeübte Kraft, zugeführt werden, mit einem an den Vergleicher angeschlossenen Regler zur Verstärkung des vom Vergleicher hergeleiteten Steuersignals, der abhängig von der Regelabweichung entsprechend einer vorbestimmten Einstellung des Reglerverhaltens eine Stellgröße zum Ansteuern des Ventils erzeugt, und mit einer Einrichtung zum Ausregeln einer von außen auf den Hubzylinder einwirkenden Störgröße, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (20, 21) zwei Regelverstärker umfaßt, ein Regelverstärker ein PID-Regler mit optimaler Einstellung der Kennlinie zum Ausregeln einer Änderung der Führungsgröße und der andere Regelverstärker ein PID-Regler mit optimaler Einstellung der Kennlinie zur Ausregelung einer Störgröße ist, und daß abhängig von einer auf eine Änderung der Führungsgröße ansprechenden Schaltung (24) der PID-Regler mit optimaler Einstellung der Kennlinie zur Ausregelung der Störgröße auf den PID-Regler mit optimaler Einstellung der Kennlinie zum Ausregeln einer Änderung der Führungsgröße umschaltbar ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (10) über einen Umschalter (22) an die PID-Regler angeschlossen ist und der Umschalter von der auf eine Änderung der Führungsgröße ansprechenden Schaltung (24) betätigbar ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Störgröße die Verstellgeschwindigkeit des Hubzylinders ist.