DE2317162C2 - Prozeßregelanordnung - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Prozeßregelanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Bei bekannten Prozeßregelanordnungen mit Digitalrechnern wirft die Kommunikation zwischen den Analogregelstrecken und den Digitalrechnern zahlreiche Probleme auf. Insbesondere erfordert die Verbindung zwischen Digitalrechner und Analogregelstrecke spezielle Anpassungsschaltungen und Regeleinheiten, die jeweils nur in Verbindung mit einem speziellen Rechnertyp verwendbar sind. Diese Einschränkung bedingt einen bedeutsamen Teil der Kosten für Prozeßregelanordnungen. Diese Tatsache ist auch insofern von Bedeutung, als die Regeleinheiten normalerweise eine wesentlich längere konstruktionsbedingte Betriebslebensdauer aufweisen als die Rechner.
• Bei herkömmlichen Prozeßregelanordnungen ist die Anpassungsschaltung üblicherweise neben dem Rechner angeordnet. Die ergibt in konstruktiver Hinsicht eine bauliche Vergrößerung des Rechners. Außer der Inflexibilität bezüglich der möglichen zuordnenbaren Rechner- und Regelstreckenarten ergeben sich bei dieser Anordnung auch komplizierte Erdungsprobleme, d. h. das Analog-Massepotential muß im Rechner durchgezogen werden. Darüber hinaus erfordert die Komplexität der Verbindungen zwischen dem Rechner, der Anpassungsschaltung und den Regelstrecken, daß die gesamte Anordnung vollständig an ihrem Einsatzort montiert wird, bevor sie geprüft werden kann.
• Da die Anpassungsschaltung räumlich neben dem Rechner angeordnet sein sollte, muß die Kombination aus Rechner und Anpassungsschaltung im Hinblick auf den Aufwand und die Schwierigkeiten bei der Übertragung von Analogsignalen über größere Strecken möglichst dicht an den Regeleinheiten vorgesehen sein.
• Ein weitere grundlegende Schwierigkeit bei herkömmlichen Prozeßregelanordnungen dieser Art liegt in der für gewisse Vorgänge erforderlichen Rechnerzeit. Die Rechner arbeiten immer wesentlich schneller als Analogeinheiten oder die Anpassungsschaltung, so daß Rechenzeit vergeudet wird, während das Ansprechen der Analogeinheiten auf einen Befehl vom Rechner abgewartet werden muß.
• Aus der Zeitschrift "Elektro-Anzeiger" (1971), Heft 22/23, Seiten 445 bis 450 ist eine Anordnung der eingangs genannten Art bekannt, bei der alle Signale vom Rechner über eine Sammelleitung, Ein- und Ausgabepuffer und einen gemeinsamen Digital/Analog-Wandler nach Maßgabe eines parallel liegenden Adressengebers zu einzelnen Analogspeichern übertragen werden. Die Rückführung der Meßsignale zum Rechner erfolgt über einen Multiplexer und einen Analog/Digital-Wandler ebenfalls über einen parallel liegenden Adressendekodierer. Die beiden Adressengeber, der Digital/ Analog-Wandler und der Analog/Digital-Wandler liegen alle parallel am Rechner, so daß die Anordnung nur auf einen bestimmten Rechner zugeschnitten und eine Anpassung an einen anderen Rechner ziemlich umständlich ist. Es ist auch möglich, einen Analogregler für eine Regelstrecke einzusetzen, dessen Sollwert durch den Rechner geführt wird. Dabei ist aber nicht ersichtlich, wie die Regelung bei mehreren Regelstrekken erfolgen soll, da die Regelgrößen von einer Regelstrecke zur nächsten weitergeschaltet werden.
• Weiterhin sind aus der Zeitschrift " Regelungstechnische Praxis- und Prozeß-Rechentechnik" (1972), Heft 2, Seiten 41 bis 46, und aus der Zeitschrift "Der Elektroniker" Nr. 5/1971, Seiten 215 bis 222, kombinierte Analog- und Digitalrechner und Sollwertführung durch den Rechner im Analogbetrieb der Regelung bekannt.
• Weiterhin ist aus der GB-PS 12 58 342 eine Anordnung zur Verfahrensregelung beschrieben, bei der ein Rechner als zentrale Datenverarbeitungseinheit mehrere Regeleinheiten in Form numerischer Steuerungen ansteuert. Eine Schnittstelle übernimmt bei dieser Anordnung die Verbindung zwischen Rechner und Regeleinheiten.
• Schließlich ist noch aus der Zeitschrift "Control Engineering", März 1971, Seiten 65-84, eine Anordnung bekannt, bei der ein zentraler Rechner über einen Multiplexer und eine Schnittstelle mit herkömmlichen Regeleinheiten verbunden ist.
• Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Prozeßregelanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die flexibel und anpassungsfähig und weitgehend sicher gegen Betriebsstörungen des Rechners und der Anpassungsschaltungen ist.
• Diese Aufgabe wird bei einer Prozeßregelanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß durch die in dessen kennzeichnenden Teil enthaltenen Merkmale gelöst.
• Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen 2 bis 7.
• Die Erfindung ermöglicht eine flexible und anpassungsfähige Prozeßregelanordnung, bei der der Rechnertyp mit einem Mindestmaß an Anpassungsmaßnahmen geändert werden kann.
• Die Analogregelstrecken umfassen die folgenden Stufen:
  
• 1. Eine für jede Rechnerart angelegte Rechner-Trenneinheit, bei welcher lediglich der Rechnerausgang in einen für den gewünschten Zweck erforderlichen Größen- oder Formatbereich umgesetzt wird.
• 2. Eine Reglertrenneinheit, die unabhängig von der Wahl des jeweiligen Rechners für rechnerkompatible Regelstrecken ausgelegt ist und die Zustands- und Impulssignale in logische, quantisierte und analoge Spannungen umwandelt. Beim Fehlen von Regeleinheiten kann eine solche Trenneinheit dazu benutzt werden, das Ausgangs-Regelsignal unmittelbar aus den Rechnersignalen zu erzeugen.
• 3. Einen Logikbaustein, der mit jeder Art von Digitalrechnern kompatibel ist. Diese Einheit soll einige der Funktionen der herkömmlichen anpassungsschaltung erfüllen und ist an die der Erfindung zugrunde liegende Problematik angepaßt, da die von ihr verarbeiteten Daten in einem vorbestimmbaren, auf optimalen Wirkungsgrad ausgelegten Format und Größenbereich liegen.


• Die erfindungsgemäße Prozeßregelanordnung ist als Untersystem ausgelegt, d. h. das Äquivalent der Anpassungsschaltung ist insofern modular, als es bis zu 16 Regelschleifen zu bedienen vermag, doch kann die Anordnung auch mehrere Untersysteme mit jeweils 16 Schleifen bedienen. Infolgedessen braucht der Benutzer mit Ausnahme der Untersysteme aus 16 Regelschleifen keine zusätzliche redundante Kapazi ät bereitzustellen, die nicht benötigt wird. Weiterhin ermöglicht dieser modulare Aufbau die Erweiterung bereits bestehender Anordnungen mit beispielsweise 16 Regelschleifen zu Blöcken aus jeweils 16 Schleifen. Eine modulare Anordnung mit 16 Regelschleifen scheint für den Großteil aller Anwendungsfälle zweckmäßig zu sein, doch können auf die gleiche Weise ohne weiteres auch Untersysteme anderer Größe entworfen werden.
• Insbesondere werden die Digitaldaten eines Rechners von der Regeltrenneinheit aufgenommen, welche die Daten in drei Gruppen aufteilt. Die erste Gruppe enthält die erforderlichen Befehls- bzw. Sollinstruktionen und die zweite die Adresse von einer der 16 adressierbaren Schleifen. Das dritte Digitalwort enthält den Wert bzw. die Größe der zu bewirkenden Änderung. Der Logikbaustein empfängt diese drei Signalgruppen und schaltet die erste einem Register auf. Die Befehlsanweisungen, die im Logikbaustein benutzt werden sollen, werden zurückgehalten, während die von der Reglertrenneinheit benötigten Befehle weitergeleitet werden.
• Das Adressenwort wird entschlüsselt, und die Adressenleitung der entsprechenden Regeltrenneinheit wird aktiviert.
• Je nach Befehlsanweisung wird das Größenwort entweder als Absolutpositionssignal oder als Inkrementänderung behandelt. Im letzteren Fall wird die Größe zur Erzeugung einer Reihe von Impulsen herangezogen, die zur Reglertrenneinheit durchgeschaltet werden. Im Absolutfall wird die Größe zuerst mit dem Istwert des betreffenden Signals in Beziehung gesetzt, und der Unterschied wird in eine Impulsreihe umgewandelt.
• Die Reglertrenneinheiten weisen Register zur Aufnahme der Befehlsanweisungen auf, die parallel an alle diese Trenneinheiten übermittelt werden. Dabei nimmt aber nur die Trenneinheit den Befehl auf, deren Adressenleitung aktiviert ist. Die vorstehend beschriebene Impulsreihe wird auf entsprechende Weise entschlüsselt.
• Bei Vorliegen der richtigen Instruktion wird die Impulsreihe in einen Analogwert umgewandelt und in einem bestimmten Speicher der Reglertrenneinheit gespeichert, um die Führungsgröße bzw. den Sollwert (S) oder die Stellgröße bzw. das Ausgangssignal (O) zu erzeugen. Die Meß-, Ausgangs-, Sollwert- und Zustandssignale werden gesammelt und zum Logikbaustein durchgeschaltet, um schließlich zum Rechner übermittelt zu werden. Die Sollwert- und Ausgangssignale können zu einer Regeleinheit übertragen werden, oder das Ausgangssignal kann unmittelbar, wie beim Direktdigitalregler, zur Verfahrensregelung herangezogen werden.
• Der Logikbaustein wirkt auch auf eine Gruppe von in entgegengesetzter Richtung laufenden Signale. Die Meß- (M), Sollwert- (S) und Ausgangssignale (O) jeder der 16 Schleifen werden von den Reglertrenneinheiten abgegriffen, entsprechend der genannten Adressenleitung verschachtelt und in ein zum Rechner zu übertragendes Digitalwort umgewandelt. Teile dieser Digitalwörter tragen zusätzlich die von den Reglertrenneinheiten abgenommenen Zustandsgrößen und werden im wesentlichen auf die gleiche Weise verschachtelt.
• Die Erfindung ist speziell auf die folgenden fünf Prozeßregelanordnungen anwendbar, die sämtliche mit der gleichen Grundausrüstung verwirklicht werden können:
  
• a) DEC- bzw. Direktdigitalregelsysteme, bei denen der Rechner den Regelsignalausgang des Systems steuert. Dabei sind Analogregelstrecken als Unterstützung für den Rechner zur Erzeugung der Regelsignalausgänge vorgesehen.
• b) DDC mit SPT- bzw. Direktdigitalregelung mit Sollwertfolgesystemen, welche den DDC-Systemen unter Hinzufügung einer rechnergesteuerten Sollwertquelle für die unterstützenden Analogregeleinheiten ähnlich sind.
• c) SPC- bzw. Sollwertregelsysteme, bei denen der Rechner den Sollwertgeber steuert, während die Analogregeleinheiten den Regelsignalausgang erzeugen.
• d) DDC mit SPT und R/L- bzw. Direktdigitalregelung mit Sollwertfolge- und Fern-Lokalumschaltsystemen, bei denen der Rechner auch die Sollwert- Betriebsart steuern kann; d. h. der Rechner kann zwischen einem rechnergesteuerten oder einem äußeren Analog- Sollwertgeber wählen.
• e) SPC mit R/L- bzw. Sollwertregelung mit Fern-Lokal- Schaltsystemen, welche den SPC-Systemen unter Hinzufügung der Rechnersteuerung der Sollwert- Betriebsart ähneln.


• Bei jeder der genannten Anordnung kann der Rechner auch für die Regelung bzw. Steuerung der Ausgangs- Betriebsart erforderlich sein, d. h. für die Wahl zwischen Hand- und Automatikbetrieb bei der Analogregeleinheit.
• Bei der erfindungsgemäßen Anordnung sind die Anpassungseinheiten also unmittelbar den Analogregelstrecken und nicht dem Rechner zugeordnet. Die Anordnung hat einen Digitalrechner und Analogregelstrecken, wobei letztere zweckmäßig in anderen Systemen ohne Rechner eingesetzt werden können.
• Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
• Fig. 1 eine schematische Darstellung einer vollständigen Prozeßregelanordnung mit einem Digitalrechner,
• Fig. 2 eine genauere Darstellung einer Reglertrenneinheit, und
• Fig. 3 eine genauere Darstellung eines Logikbausteins.
• Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer vollständigen Prozeßregelanordnung mit Merkmalen nach der Erfindung. Dabei ist ein Rechner 10 mit einem Kabel 12 verbunden, das mehrere hundert Meter lang sein kann und den Rechner 10 mit einem entfernten Reglerraum verbindet. Das Kabel 12 ist an eine Rechnertrenneinheit (im folgenden auch "CI-Einheit" genannt) angeschlossen, die maximal 16 Regelschleifen zugeordnet sind. Weitere CI-Einheiten, etwa die CI-Einheit 14, die weiteren 16 Regelschleifen zugeordnet ist, können über das Kabel 12 mit der CI-Einheit 13 parallelgeschaltet sein.
• Der CI-Einheit 13 ist ein Logikbaustein 16 zugeordnet. Die CI-Einheit 13 ordnet die ihr auf dem Kabel 12 zugeführten Daten in das richtige Format zur Verwendung durch den Baustein 16 um. Die Einzelheiten der durch die CI-Einheit 13 durchgeführten Funktionen sind nicht näher aufgeführt, da sie durch genormte bzw. übliche Rechner-Hardware auf eine von mehreren an sich möglichen Arten durchgeführt werden, die dem Durchschnittsfachmann auf dem Rechnergebiet geläufig sind.
• Die Einzelheiten des Formats der für die CI-Einheit vom Rechner verfügbaren Daten hängen vom jeweils angewandten, speziellen Digitalrechner ab. Der CI- Einheit liefert jedoch dem Logikbaustein ein Format von Informationen, das durch die Wahl des Digitalrechners nicht beeinflußt wird. Es ist somit ersichtlich, da jeder Digitalrechnertyp, der bei einer Prozeßregelanordnung dieser Art verwendet wird, eine spezielle CI-Einheit erfordert. Der Logikbaustein 16 ist jedoch von einer einzigen Art und kann mit jedem beliebigen Digitalrechner verwendet werden.
• Jeder Logikbaustein 16 ist über 16 Reglertrenneinheiten (im folgenden auch "CUI-Einheiten" genan t) mit maximal 16 Verfahrensregel-Schleifen verbunden. Die CUI-Einheit kann, wie beim Direktdigitalregler, unmittelbar an das Verfahren oder an eine mit dem Verfahren verbundene Regeleinheit (im folgenden auch "CU-Einheit" genannt) angeschlossen sein. Beispielsweise ist der Baustein 16 mit einer CUI-Einheit 17 verbunden, die ihrerseits an eine Regeleinheit 18 und das als Block 19 dargestellte Verfahren angeschlossen ist. In Fig. 1 ist die Trenneinheit 17 mit CUI-A 1 bezeichnet. Auf ähnliche Weise sind an den gleichen Baustein 16 maximal 15 weitere CUI-Einheiten und Regeleinheiten angeschlossen, die schematisch mit CUI-A 2 bis CUI-A 16 bzw. CU-A 2 bis CU-A 16 bezeichnet sind.
• Die Einzelheiten der Arbeitsweise der CUI-Einheiten sind nachstehend in Verbindung mit Fig. 2 näher erläutert, während die Einzelheiten der Arbeitsweise der Logikbausteine anhand von Fig. 3 beschrieben sind. Die Verbindungen zwischen einer Regeleinheit und dem Verfahren sind dem Fachmann bekannt und brauchen an dieser Stelle nicht erörtert zu werden.
• Fig. 2 ist eine schematische Darstellung der CUI- Einheit 17 gemäß Fig. 1, bei welcher Signalstrecken 20, 21, 22 und 24 unmittelbar mit der Regeleinheit 18 verbunden sind. Bei Direktdigitalregler-Systemen wären die Signale 20 und 21 unmittelbar mit dem Verfahren verbunden. Ein Signal 25 liefert den an entfernter Stelle erzeugten Sollwert von einer zweckmäßigen, äußeren Analogsignalquelle. Die anderen an die CUI-Einheit 17 angeschlossenen Signalstrecken führen die Signale, die entweder durch den Baustein 16 erzeugt oder zu diesem geliefert werden.
• Diese Signale bestehen grundsätzlich aus vier Arten. Eine Signalgruppe 26 enthält zusammen mit digitaler Zustandsinformation Informationen bezüglich der Analogwerte, die der Regeleinheit zu einem bestimmten Zeitpunkt zugeordnet sind. Diese Signale werden nach entsprechender Aufbereitung und Verschachtelung zum Digitalrechner durchgeschaltet. Eine Signalgruppe 27 enthält eine Reihe von entschlüsselten Befehlen vom Digitalrechner bezüglich des erforderlichen Zustands und des Verfahrens zur Änderung der Zustände bei einer bestimmten Regelschleife. Eine Adressenleitung 28 enthält die Adresseninformationen, die zum Entschlüsseln der Befehle in der Signalgruppe 27 und der Impulsinformation auf einer Signalleitung 29 zur Verwendung durch die adressierte Regelschleife dienen. Es ist somit ersichtlich, daß die Adressenleitung 28 für jedes Regleruntersystem eine Entschlüsselung bezüglich solchen Signalen durchführt, die eine Information bezüglich des Zustands, der Zustandsänderung und der Größe der Änderung enthalten. Die Verschlüsselung für die Gruppe 16 enthaltenen Signale erfolgt durch einen im Logikbaustein 16 enthaltenen Analog-Multiplexer.
• Die CUI-Einheit 17 weist ein Daten- oder Eingangsregister 30 und ein Gatter 31 auf, an welche die Signale von der Gruppe 27 bzw. von der Leitung 29 angelegt werden. Diese Signale von einem Logikbaustein werden parallel an alle CUI-Einheiten des betreffenden Untersystems angelegt. Die Adressenleitung 28 stellt dagegen eine Einzelverbindung zwischen jeder getrennten CUI-Einheit und dem Logikbaustein her. Zur Verbindung mit einer bestimmten CUI-Einheit liefert der Baustein ein Signal an die entsprechende Adressenleitung 28, wodurch das Daten-Register aktiviert und das Eingangsgatter für diese CUI-Einheit durchgeschaltet wird.
• Das Register 30 verarbeitet vier Informationsbits. Bei entsprechender Aktivierung durch die Adressenleitung 28 speichert das Register 30 die Information für die ausgangsseitige Betriebsart bzw. die a/m -Information, die der Regeleinheit über die Signalstelle 24 eingespeist und als Teil der Signalgruppe 26 zum Rechner rückgekoppelt wird. Das Register 30 verarbeitet auch die Information über den Sollwertbetrieb- bzw. die l/r-Information, die dem Multiplexer 32 eingespeist wird. Letzterer wählt zwischen einem auf der Leitung 25 anliegenden, extern erzeugten Fern-Sollwert und einem lokal erzeugten Sollwert auf einer Leitung 33. Der gewählte Sollwert wird über die Signalstrecke 22 zur Regeleinheit geliefert und außerdem als Teil der Signalgruppe 26 an den Rechner rückgekoppelt.
• Die beiden anderen im Register 30 enthaltenen Informationsbits betreffen das Verfahren zur Änderung eines Wertes bzw. einer Größe. Die CUI-Einheit 17 vermag zwei Größen in der Regeleinheit zu regeln, nämlich den Sollwert oder das Ausgangssignal, indem sie ein der gewünschten Änderung des Sollwerts oder des Ausgangssignals entsprechendes Signal liefert. Das Register 30 enthält daher die Information bezüglich der Art der Änderung Δ s/Δ o), die zur Steuerung eines Multiplexers 34 dient, welcher die Impulse vom Gatter 31 empfängt und sie entweder zum Sollwert- oder zum Ausgangs-Speicher weitergibt. Diese Speicher können von beliebiger Art sein. Zum Zwecke der Beschreibung sind in Fig. 2 zwei verschiedene Typen dargestellt. Der Sollwert-Speicher ist ein sogen. "harter Speicher", bei dem die durch den Multiplexer 34 zugeleiteten Impulse zu einem Digitalzähler 35 übertragen werden. Die vom Zähler 35 gespeicherte Zählgröße wird durch einen Digital/Analog-Wandler 36 in einen Analogwert umgewandelt. Der Zähler 35 dient als Speicher, der einen Digitalwert speichert und nicht "pendeln" bzw. driften kann.
• Der Ausgangsspeicher ist als sogen. "weicher Speicher" dargestellt, der einen Analogwert speichert. Die vom Multiplexer 34 gelieferten Impulse werden einem Impulsformer, etwa einem monostabilen Multivibrator 37 zugeführt, der die Impulse konditioniert und einem Integrator 38 einspeist. Der Integrator 38 speichert den gewünschten Wert, welcher der Regeleinheit über die Signalstrecke 21 eingegeben wird.
• Ein viertes im Register 30 enthaltenes Informationsbit legt die Änderungsrichtung (u/d) fest, die zur Steuerung sowohl des Zählers 35 als auch des Integrators 38 benutzt wird. Diese Information dient als Vorzeichenbit für die auf der Impulsleitung 29 enthaltene Größeninformation. Dieses Bit steuert die Speicher derart, daß diese von ihrem augenblicklichen Wert um einen Betrag aufwärts oder abwärts zählen, welcher mit der auf der Impulsleitung 29 gelieferten Größe in Beziehung steht.
• Es ist somit ersichtlich, daß der Logikbaustein 16 eine Reihe von Impulsen und Zustandsbefehlen an alle CUI-Einheiten seines Untersystems liefert, von denen nur eine durch die Adressenleitung 28 aktiviert wird. Die Befehlssignale legen den Sollwert, die Ausgangsgröße und die Änderung in Verbindung mit der Änderungsrichtung fest.
• Die gegebenenfalls am Rechner zu übermittelnde, von der CUI-Einheit zum Logikbaustein übertragene Information besteht aus den drei Analogwerten auf den Leitungen 20, 21 und 22 in Verbindung mit den auf die Ausgangs- und Sollwertarten bezogenen digitalen Zustandgrößen.
• Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild des Logikbausteins 16. Die Analogabschnitte der in der Signalgruppe 26 enthaltenen Information werden durch einen Analog-Multiplexer 39 verarbeitet, der einen der drei Werte bzw. Größen von einer der 16 CUI-Einheiten auswählen muß. Der gewählte Analogwert wird einem Analog/Digital-Wandler 40 eingegeben, dessen Ausgangssignal ein mit dem gewählten Analogwert in Beziehung stehendes Digitalwort ist. Die in der Signalgruppe enthaltene Zustandsinformation wird durch einen Digital-Multiplexer 41 weiterverarbeitet, dessen Ausgangssignal ebenfalls ein Digitalwort ist. Diese beiden Digitalwörter werden zur Bildung eines längeren Digitalworts miteinander vereinigt und über die Signalgruppe 43 dem Rechner eingegeben.
• Der Analog-Multiplexer 39 und der Digital-Multiplexer 41 werden beide durch das gleiche Adressensignal angesteuert, das zum Entschlüsseln der Eingangsregister der CUI-Einheit 17 benutzt wird. Das auf der Leitung 28 liegende Signal wird von einem Adressendekodierer 44 erzeugt, welcher die Adresseninformation vom Digitalrechner über eine Signalstrecke 45 empfängt und eine der 16 Adressenleitungen der CUI-Einheiten aktiviert. Die in der Signalgruppe 27enthaltenen Signale werden in einem Normal- oder Legalkode-Dekoder 46 erzeugt, der die Zustandsinformation vom Rechner über eine Signalstrecke 47 abnimmt und diese Information unter Verwendung innerer Logikbauteile entschlüsselt und gleichzeitig verhindert, daß ein unrichtiger oder unzutreffender Abruf der Zustandsinformation vorkommt. Neben den vier in Verbindung mit Fig. 2 beschriebenen Zustandswerten oder -größen entschlüsselt der Dekoder 46 außerdem eine fünfte Zustandsgröße bezüglich der Kennzeichnung der Änderungsgrößen (abs/inc), die über den Signalpfad 47 vom Digitalrechner zum Logikbaustein 16 übertragen werden.
• Die über eine Signalstrecke 48 erhaltene Information ist ein Digitalwort, das mit der gewünschten Analoggröße oder der Änderung der Analoggröße in Beziehung steht. Diese Information wird unmittelbar einem Kennzeichnungs-Multiplexer 49 und außerdem einem Addierer 50 eingegeben. Letzterer subtrahiert diesen Digital-Änderungswert von dem die Augenblickposition dieses Analogwerts darstellenden Digitalwert. Dieser gültige Analogwert ist unmittelbar auf der Signalstrecke 43 abgreifbar. Der Ausgang des Addierers 50 ist an den Multiplexer 49 angeschlossen.
• Der Multiplexer 49 muß eine Auswahl zwischen einem unmittelbar vom Rechner empfangenen Wert oder der Differenz zwischen dem Augenblickswert und dem vom Rechner gelieferten Wert wählen. Das Ausgangssignal dieses Multiplexers ist ein Digitalwort, das einem Aufwärts/Abwärts-Zähler 51 eingespeist wird. Dieser Zähler 51, der durch die in der Signalgruppe 27 enthaltene Zustandsinformation (u/d) oder durch den Addierer 50 angesteuert wird, wandelt das Digitalwort durch Ansteuerung eines Impulsgenerators 52 in eine Anzahl von Impulsen um. Das auf der Signalstrecke 29 erscheinende Ausgangssignal vom Impulsgenerator 52 besteht mithin aus einer Reihe von Impulsen, deren Zahl von der durch den Rechner über die Signalstrecke 48 gelieferten Digitalgröße abhängt.
• Es ist zweckmäßig, daß die Anordnung neben den beschriebenen noch andere Informationen überträgt. Beispielsweise kann die Anordnung ohne weiteres so abgewandelt werden, daß sie neben den die Ausgangs- und die Sollwert-Betriebsart betreffenden Informationen noch andere Informationen behandelt, z. B. Rechnerausfall, Ein/Aus-Anzeige, Ein/ Aus-Rechenvorgänge oder beliebige andere, damit zusammenhängende Informationen. Auch können weitere Befehle und sogar zusätzliche Analogwerte bzw. -größen durch die Anordnung verarbeitet werden, indem einfach die erforderliche Hardware auf die vorstehend erläuterte Weise hinzugefügt wird.
• Auch kann zwischen dem Rechner und der CI-Einheit zusätzlich Hardware zweckmäßig sein. Beispielsweise können je nach der Art und Kapazität des verwendeten Rechners sowie der erforderlichen Zahl der Regelschleifen verschiedene andere Zusatzgeräte nötig sein, damit der Rechner unter den Untersystemen wählen und die Reihenfolge steuern kann, in welcher die Kommunikation bzw. Verbindung erreicht wird. Zwischen der CI-Einheit und dem Rechner können auch Geräte erforderlich sein, die eine Umwandlung zwischen Reihen- und Parallelformat bewirken.
• Außerdem ist es möglich und in gewissen Fällen auch wünschenswert, die bei vielen Rechnern gebotene Möglichkeit des direkten Speicherzugriffs anzuwenden. Es liegt dabei im Rahmen fachmännischen Könnens, die vorstehend umrissenen Abwandlungen und Hinzufügungen zu realisieren.
• Es wird mithin eine elektronische Prozeßregelanordnung geschaffen, die einen Digitalrechner, eine Rechner-Trenneinheit, die zwecks Änderung des Rechnertyps ohne weiteres auswechselbar ist, einen Logikbaustein zum Gruppieren der Rechner- und Reglersignale und zum Umwandeln zwischen Digital- und Analogdarstellungen sowie eine Reglertrenneinheit zur Erzeugung von Analogsignalen für eine Regeleinheit in Abhängigkeit von Rechnerbefehlen und zur Anpassung der Analog-Regeleinheit zwecks Kommunikation mit einem Digitalrechner aufweist.

Claims (7)

1. Prozeßregelanordnung für mindestens eine Gruppe von Analogregelstrecken, wobei ein Digitalrechner die Führungsgrößen bzw. die Stellgrößen zur laufenden Prozeßoptimierung beeinflußt und wobei jede Gruppe der Analogregelstrecken mindestens eine Schnittstellenschaltung zwischen Digitalrechner und Analogregelstrecken umfaßt, die wenigstens einen Adressendekodierer, einen Multiplexer, einen D/A-Wandler, einen A/D-Wandler und mehrere Analogspeicher für die Stellgrößen aufweist, dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Analogregelstrecke (A 1-B 16) eine Reglertrenneinheit (17) zugeordnet ist, die den D/A- Wandler (36), einen Digitalspeicher (34, 35) für die Führungsgröße (S) und den Analogspeicher (37, 38) für die Stellgröße (O) umfaßt,
daß jede Gruppe von Analogregelstrecken (A 1-A 16; B 1-B 16) mit einem Logikbaustein (16) verbunden ist, welcher den Adressendekodierer (44) und den A/D-Wandler (40) enthält, und
daß eine Rechner-Trenneinheit (13) zur Anpassung des Logikbausteins ( 16) an den jeweiligen spezifischen Rechner (10) vorgesehen ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Digitalspeicher für die Führungsgröße (S) jeweils einen Digitalzähler (35) zur Aufspeicherung von Impulsen, die von einem ersten Multiplexer (34) empfangen werden, aufweist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Analogspeicher für die Stellgröße (O) jeweils einen monostabilen Multivibrator (37) und einen Integrator (38) zur Speicherung einer elektrischen Ladung aufweist.

4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Multiplexer (34) durch in einem Datenregister (30) enthaltene Steuersignale gesteuert wird.

5. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gewählte Führungsgröße (S) über einen zweier Multiplexer (32) einer Regeleinheit (18) und dem Rechner (10) zugeführt wird.

6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reglertrenneinheit (17) von einer Signalgruppe (27) gesteuert wird, welche im Logikbaustein (16) von einem Legalkode-Dekoder (46) erzeugt werden, wobei der Dekoder (46) Zustandsinformationen vom Rechner (10) über eine Signalstrecke (47) empfängt und diese Zustandsinformationen als Digitalwort (Δ S/Δ O, U/D, L/R, A/M) entsprechend dem gewünschten Analogwert für eine bestimmte adressierte Analog-Regelstrecke bereitstellt.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Logikbaustein (16) einen Addierer (50), einen Aufwärts/Abwärts-Zähler (51), dem ein Digitalwort von einem Multiplexer (49) eingespeist wird, und einen Impulsgenerator (52) aufweist, und daß der Aufwärts/Abwärts-Zähler (51) wahlweise durch den Addierer (50) oder durch die über die Signalgruppe (27) empfangenen Zustandsinformationen angesteuert wird, wobei der Zähler (51) das Digitalwort in eine Anzahl von Impulsen umwandelt, welche unter Ansteuerung durch einen Impulsgenerator (52) und in Abhängigkeit von der durch den Rechner (10) über eine Signalstrecke (48) gelieferten Digitalgröße gebildet wird.