Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
REGULATING SYSTEM WITH AT LEAST TWO REGULATORS AND PROCESS FOR MINIMISING THE DEAD TIME OF A REGULATING SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1997/006471
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a regulating system (1) with at least two regulators (2a, 2b) to regulate a control unit (3), especially a control valve (3a) in the fuel supply system of a gas turbine plant. The regulating system (1) has a minimum selector (4) to select the process-cotrolled signal limitation (2a) and a limit generator (5) for the process-controlled signal limitation of the regulator (2a, 2b). Each regulator (2a, 2b) supplies an output signal, the maximum of which can be predetermined, and is connected on the output side to the minimum selector which selects a minimum output signal Y from the output signals of the regulators (2a, 2b). The minimum selector (4) is connected to the limit generator (5) in such a way that the output signal Y from the minimum selector (4) can be transmitted to said generator (5) which is connected to the regulators (2a, 2b) in such a way that at least the non-process controlling regulator (2b) is limited by a limiting value YNmax dependent upon the minimum output signal Y. The invention also relates to a use of the regulating system (1) in a gas turbine plant and a process for reducing the dead times in a regulating system (1) when the process control mode changes.

Inventors:
JERYE BERNHARD (DE)
Application Number:
PCT/DE1996/001413
Publication Date:
February 20, 1997
Filing Date:
July 30, 1996
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
SIEMENS AG (DE)
JERYE BERNHARD (DE)
International Classes:
G05B7/02; G05B9/03; (IPC1-7): G05B7/02; G05B9/03
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 14, no. 81 (M - 0935) 15 February 1990 (1990-02-15)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 7, no. 224 (P - 227) 5 October 1983 (1983-10-05)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 6, no. 233 (P - 156) 19 November 1982 (1982-11-19)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 8, no. 18 (P - 250) 26 January 1984 (1984-01-26)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 4, no. 55 (P - 008) 24 April 1980 (1980-04-24)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 18, no. 212 (M - 1593) 15 April 1994 (1994-04-15)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 8, no. 55 (P - 260) 13 March 1984 (1984-03-13)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 4, no. 43 (P - 005) 4 April 1980 (1980-04-04)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche
1. Regelsyεtem (1) mit mindeεtens zwei Reglern (2a, 2b) zur Regelung eines Steuerelementes (3) , wobei jeder Regler (2a, 2b) ein Ausgangεεignal (YN) liefert, daε zwiεchen einem mini¬ malen Wert und einem maximalen Wert liegt, welcher maximale Wert vorgebbar iεt, mit einer MinimumAuεwahlvorrichtung (4) zur Auεwahl eines prozeßführenden Reglers (2a) und einem Grenzwertgeber (5) zur prozeßgeführten Signalbegrenzung, wo bei a) jeder Regler (2a, 2b) ausgangsseitig mit der MinimumAus¬ wahlvorrichtung (4) verbunden ist, welche auε den Auε gangssignalen (YN) der Regler (2a, 2b) ein minimales Aus¬ gangssignal (Y) auswählt, wodurch der dieεeε Auεgangεsi gnal (Y) liefernde Regler (2a) als der prozeßführende Reg¬ ler (2a) bestimmt ist, b) die MinimumAuswahlvorrichtung (4) mit dem Grenzwertgeber (5) und dem Steuerelement (3) zur Zuführung des minimalen Ausgangssignals (Y) verbunden iεt, und c) der Grenzwertgeber (5) mit den Reglern (2a, 2b) zur Vorga¬ be deε jeweiligen maximalen Werteε des Auεgangssignalε (YN) verbunden iεt, εo daß jedem Regler (2b) ein jeweili¬ ger Begrenzungswert (YNmax) zuführbar ist, der sich zusam¬ mensetzt auε dem minimalen Ausgangsεignal (Y) und einem Differenzwert (ΔYN) .
2. Regelεyεtem (1) nach Anεpruch 1 , bei dem der Differenz¬ wert (ΔYN) 1 % bis 10 % des maximalen, ohne Begrenzung durch den jeweiligen Begrenzungswert (YNmax) erreichbaren Ausgangs werteε des jeweiligen Reglers (2a, 2b) beträgt.
3. Regelsystem (1) nach Anspruch 2, bei dem der Differenzwert (ΔYN) 1 % bis 3 % beträgt.
4. Regelsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Regler (2a, 2b) PIRegler sind.
5. Regelεystem (1) nach einem der vorhergehenden Anεprüche, bei dem daε Steuerelement (3) ein Stellglied (3a), inεbeson dere ein Stellventil, ist.
6. Regelsystem (1) nach Anspruch 1, bei dem zumindest ein Regler (2b) einen Regelparameter aufweist, welcher seine Nachführgeschwindigkeit bestimmt, und welcher durch die Grenzwertgeber (5) veränderbar ist, derart, daß die Nach¬ führgeschwindigkeit des Reglers (2b) bei NichtProzeßführer schaft deutlich größer ist als bei Prozeßführerschaft.
7. Verwendung des Regelsyεtemε (1) nach einem der vorherge¬ henden Ansprüche in einer Gaεturbinenanlage, insbeεondere für die Regelung der Brennεtoffzufuhr.
8. Verfahren zum Betreiben eineε Regelεystems (1) mit minde¬ εtenε zwei Reglern (2a, 2b) zur Regelung eineε Steuerelemen¬ tes (3), wobei jeder Regler (2a, 2b) ein Ausgangssignal (YN) liefert, das zwischen einem minimalen Wert und einem maxima len Wert liegt, welcher maximale Wert vorgebbar iεt, wobei über eine MinimumAuswahlvorrichtung (4) der Regler (2a) mit dem minimalen Ausgangssignal (Y) als der prozeßführende und das Steuerelement (3) regelnde Regler (2a) ausgewählt wird, wobei dieses minimale Ausgangssignal (Y) einem Grenzwertgeber (5) zugeführt wird, welcher zumindest jedem anderen als dem prozeßführenden Regler (2a) jeweils einen Begrenzungswert (γNmaχ) zuführt, der größer oder gleich dem minimalen Ausgangssignal (Y) und kleiner als 100 % deε maximal erreich¬ baren Wertes des Ausgangεsignals (YN) ist, so daß das Aus gangsεignal (YN) einen Wert kleiner oder gleich dem jeweili¬ gen Begrenzungεwert (YNmax) annimmt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der Auεgangssignalwert (YN) des Reglers (2b) durch den Wert des minimalen Auεgangs signalε (Y) pluε einem zuεätzlichen Differenzwert (ΔYN) be¬ grenzt wird.
10. Verfahren nach Anεpruch 8 oder 9, bei dem der Differenz¬ wert (ΔYN) 1% biε 10 %, inεbeεondere 1 % biε 3 %, deε jewei¬ ligen maximal erreichbaren Auεgangεsignalwertes (YN) der Reg¬ lerε (2a, 2b) beträgt.
Description:
Beschreibung

Regelsystem mit mindestens zwei Reglern sowie Verfahren zur Minimierung der Totzeit eines Regelεystems

Die Erfindung betrifft ein Regelsystem mit mindestens zwei Reglern zur Regelung eines Steuerelementes, insbesondere ei¬ nes Stellventils einer Gasturbinenanlage, sowie ein Verfahren zur Reduzierung der Totzeiten in einem Regelsystem mit minde- stens zwei Reglern.

In vielen Gebieten der industriellen Technik, insbesondere bei der Steuerung eines industriellen Prozesses, sind eine Vielzahl von Prozeßgrößen vorhanden, in deren Abhängigkeit eine Regelung des Prozesses durchzuführen ist . Hierbei kann es erforderlich sein, eine Prozeßhandlung in wechselnder Ab¬ folge durch verschiedene Prozeßgrößen zu regeln. Beispiels¬ weise kann die Regelung der Brennstoffzufuhr einer Gasturbine in Abhängigkeit der Drehzahl, der Beschleunigung der Niederdruck- oder Hochdruckturbine, der Abgastemperatur oder der Turbinenleistung geregelt werden. Je nach Betriebszustand der Gasturbine erfolgt die Regelung über die eine oder die andere Prozeßgröße. Für jede Prozeßgröße kann ein eigener Regler vorgesehen sein, wobei jeweils nur ein Regler prozeß- führend auf die Brennstoffzufuhr einwirkt.

Aufgabe der Erfindung ist eε, ein Regelsystem mit mindestens zwei Reglern zur Regelung eines Regelelementes anzugeben, bei dem eine schnelle Umschaltung der Prozeßführerschaft von ei- nem auf den anderen Regler gewährleistet ist. Weitere Aufga¬ ben der Erfindung bestehen darin, eine Verwendung des Regel- Systems mit mindestens zwei Reglern sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Regelsystems mit mindestens zwei Reglern an¬ zugeben, mit dem das Regelsystem eine besonders geringe Tot- zeit aufweist.

Erfindungsgemäß wird die auf ein Regelsystem mit mindestens zwei Reglern zur Regelung eines Regelelementes gegebene Auf¬ gabe dadurch gelöst, daß eine Minimum-Auswahlvorrichtung zur Auswahl eines prozeßführenden Reglers und ein Grenzwertgeber zur prozeßgeführten Signalbegrenzung vorgesehen sind, wobei jeder Regler ein Ausgangssignal liefert, das zwischen einem minimalen Wert und einem maximalen Wert liegt, welcher maxi¬ maler Wert vorgebbar ist, und ausgangsseitig mit der Minimum- Auswahlvorrichtung verbunden ist, welche aus den Ausgangεsi- gnalen der Regler ein minimales Ausgangssignal auswählt, wo¬ durch der dieses Ausgangssignal liefernde Regler als der pro¬ zeßführende Regler bestimmt ist, die Minimum-Auswahlvorrich¬ tung mit dem Grenzwertgeber und dem Steuerelement verbunden ist, so daß letzteren das minimale Ausgangssignal zuführbar und der Grenzwertgeber derart mit den Reglern verbunden ist, daß jedem Regler ein jeweiliger Begrenzungswert zuführbar ist, der sich zusammensetzt aus dem minimalen Ausgangssignal und einem Differenzwert.

Durch eine prozeßgeführte Signalbegrenzung der anderen als dem prozeßführenden Regler, d.h. des nicht-prozeßführenden Reglers oder der nicht-prozeßführenden Regler wird erreicht, daß dieεer bzw. diese in ihrem Ausgangsignal auf einen Wert begrenzt ist bzw. sind, der kleiner iεt als das jeweilige ma- ximale Ausgangεεignal des jeweiligen nicht-prozeßführenden

Reglers. Hierdurch wird das Problem vermieden, daß ein nicht- prozeßführender Regler, insbesondere ein PI-Regler, aufgrund einer permanent anliegenden positiven Regelabweichung εein maximales Ausgangssignal (YN = 100 %) annimmt. Dies hätte nämlich zur Folge, daß im Falle deε Auftretenε einer negati¬ ven Regelabweichung an einem nicht-prozeßführenden Regler derselbe erst bis zu dem momentan geltenden Signalwert des prozeßführenden Reglers herunter integrieren muß, ehe er selbst zum prozeßführenden Regler wird. Die dazu notwendige Zeitdauer ist abhängig von der Größe der negativen Regelab-

weichung und den Regelparametern des betreffenden nicht-pro¬ zeßführenden Reglers. Sie stellt eine Totzeit deε Regelsy¬ stems dar. Während dieser Zeitdauer könnten Regelabweichungen auftreten, welche anlagentechnologisch nicht zugelassen sind (Grenzwert-Überschreitungen etc.) . Dies ist durch eine

Signalbegrenzung des nicht-prozeßführenden Reglers sicher vermieden.

Vorzugεweise erfolgt eine Signalbegrenzung deε Ausgangssi- gnals des zumindest einen aktuell nicht-prozeßführenden Reg¬ lers so, daß der Begrenzungεwert des nicht-prozeßführenden Reglers zusammengesetzt ist aus dem minimalen Ausgangssignal, d.h. dem Ausgangssignal des prozeßführenden Rechners, und ei¬ nem Differenzwert. Vorzugsweiεe sind die Ausgangεεignale je- weilε in Prozent ihres maximal erreichbaren Wertes angegeben. Hierdurch ist auf besonderε einfache Art und Weiεe ein Ver¬ gleich der Ausgangεsignale untereinander möglich. Der Diffe¬ renzwert wird demnach vorzugsweise ebenfallε alε ein prozen¬ tualer Wert angegeben.

Er beträgt vorzugεweise 1 % biε 10 % deε maximal erreichbaren Wertes deε Ausgangssignals deε nicht-prozeßführenden Reglers. Beiεpielεweise beträgt das minimale Ausgangsεignal der Mini¬ mum-Auswahlvorrichtung 60 % und der Differenzwert 1 % wodurch der Begrenzungswert deε nicht-prozeßführenden Reglerε 61 % beträgt. Bei einer durchzuführenden Änderung der Prozeß- führerεchaft ist eε für die Übernahme der Prozeßführerεchaft durch einen biεher nicht-prozeßführenden Regler nunmehr nur noch notwendig, daß dessen Ausgangssignal von 61 % auf unter 60 % heruntergefahren wird. Dies erfolgt in einer deutlich kürzeren Zeitdauer als bei einem Regelsystem ohne prozeßge¬ führte Signalbegrenzung, indem das Auεgangεεignal des nicht- prozeßführenden Rechnerε bei 100 % liegt. Hierbei wäre näm¬ lich zur Erlangung der Prozeßführerschaft eine Reduzierung

des Ausgangssignalwerteε deε nicht-prozeßfuhrenden Rechnerε von 100 % auf unter 60 % notwendig.

Die Große deε Differenzwertes wird in Abhängigkeit der Dyna- irαk des Regelsystems sowie von der Art der einzelnen Regler bestimmt. Vorzugsweise beträgt er zwischen 1% und 3 %. Der Differenzwert ist vorzugsweiεe bei einem konkreten Anwen¬ dungsfall konstant vorgegeben. Er kann allerdings ebenfalls prozeßgefuhrt variabel gestaltet sein, beiεpielεweise m Ab- hängigkeit der Auεgangεεignale der einzelnen Regler, verän¬ derbar sein,

Vorzugsweiεe wird fur jeden nicht-prozeßfuhrenden Regler in¬ dividuell ein jeweiliger Begrenzungεwert beεtimmt, der sich aus dem minimalen Ausgangεsignal und einem jeweiligen zuge¬ ordneten individuellen Differenzwert zusammenεetzt. Dies hat den Vorteil, daß das Regelsystem besonderε gut einem jewei¬ ligen Prozeß anpaßbar ist. Bei einer Änderung des Auεgangε- signalwerteε des prozeßfuhrenden Reglers erfolgt in der Regel prozeßbedingt ebenfalls eine Änderung der nicht-prozeßführen- den Regler. Diese werden dementsprechend mit einer jeweiligen Geschwindigkeit nachgeführt. Diese Nachführgeschwindigkeit hängt zum einen von der an den jeweiligen Regler anliegenden Regelabweichung und zum anderen von den Regelparametern des Reglers ab. Diese Regelparameter, wie beispielεweiεe Propor- tionalitatsverstarkung und Zeitkonεtante des Integratorε bei einem PI-Regler, sind auf den jeweils zu regelnden Prozeß ab¬ gestimmt und liegen häufig wahrend deε Prozeεseε fest. Durch die individuelle Wahl deε Differenzwertes fur jeden Regler, wird vermieden, daß bei einer besonders schnellen Änderung des prozeßfuhrenden Reglers aufgrund einer langsamen Änderung eines nicht-prozeßfuhrenden Reglers, dieser nicht-prozeßfuh- rende Regler unbegründeter Weise kurzfristig die Prozeßfüh¬ rerschaft übernimmt. Hierdurch konnte eine Störung der Pro- zeßregelung durch eine Beeinflussung des Ausgangεεignalwertes

des eigentlich prozeßfuhrenden Reglers entstehen. Beispielε¬ weiεe können bei der Regelung einer Gasturbine der Hochdruck- Beschleunigungεgrenzregler und der Niederdruck-Beεchleuni- gungεgrenzregler einen höheren Differenzwert als der Nieder- druck-Drehzahlregler, der Abgaεtemperaturregler und der Lei- εtungsregler aufweiεen. Der Differenzwert für die erεtge- nannten kann ca. 3 % und der Differenzwert der letztgenannten ca. 1 % betragen. Eine weitere Feinabstufung fur die ein¬ zelnen Regler ist selbstverständlich ebenfalls möglich. Es ist ebenfalls möglich, dem aktuellen prozeßfuhrenden Regler einen Begrenzungswert zuzuführen, der beispielsweise bei na¬ hezu 100 % des maximalen erreichbaren Werts des prozeßführen¬ den Reglers liegt.

Die Regler sind vorzugsweiεe εogenannte PI-Regler, die einen proportionalen und einen integralen Regelanteil aufweisen.

Bei dem durch den Regler angesprochenen Steuerelement handelt es sich vorzugsweiεe um ein Stellglied, insbesondere ein Stellventil. Selbstverständlich kann es sich bei dem Steuer¬ element um jedes mechanische, elekromagnetische oder elektro¬ nische Element handeln, welches m Abhängigkeit eines Ein¬ gangssignals em entsprechendes Ausgangssignal, erzeugt.

Es verεteht εich, daß das Regelsystem sowie die einzelnen

Kommponenten des Regelsystems als elektriεche und/oder elek¬ tronische Bauteile, als integrierte Schaltungen oder auch als Computerprogramm ausgeführt sein können.

Vorzugsweiεe lεt über den Grenzwertgeber ein Regelparameter eineε Reglers veränderbar. Dieεer Regelparameter bestimmt vorzugsweiεe die Nachführgeschwindigkeit des Reglers und wird so gewählt, daß bei einer Nicht-Prozeßfuhrerschaft des Reg¬ lers die Nachfuhrgeεchwindigkeit deutlich hoher alε bei Pro- zeßfuhrerεchaft lεt . Hierdurch wird auch bei einer sehr

schnellen Änderung des Auεgangssignals des prozeßführenden Reglers gewährleistet, daß sich das Ausgangssignal des aktu¬ ell nicht-prozeßführenden Reglers so schnell ändert, daß es vom Wert her größer als das Ausgangsεignal des prozeßführen- den Reglers bleibt. Hierdurch ist eine unerwünschte Umschal¬ tung der Prozeßführerschaft sicher vermieden. Besonderε vor¬ teilhaft ist die Wahl unterschiedlicher Regelparameter für einen Regler im nicht-prozeßführenden Fall und im prozeßfüh¬ renden Fall, wenn für diesen Regler der Begrenzungεwert mög- liehst mit dem minimalen Ausgangssignalwert übereinstimmen εoll und der Regler zudem noch deutlich langεamer reagiert alε der aktuell prozeßführende Regler. Bei einem PI-Regler kann alε zu ändernder Regelparameter die sogenannte Nach¬ stellzeit des Integratorteils gewählt werden. Bei der oben beispielhaft angesprochenen Regelung einer Gasturbine kann für den Abgastemperaturregler ein Differenzwert von 0 % biε 1 % gewählt werden, wobei, da dieser Regler die langsamεte Nachführgeschwindigkeit besitzt, die Nachstellzeit im nicht- prozeßführenden Fall auf etwa ein Fünftel des prozeßführenden Falles herunter gesetzt wird. Hierdurch reagiert der Abgaε- temperaturregler im nicht-prozeßführenden Fall fünf mal schneller auf eine Signaländerung als im prozeßführenden Fall.

Die auf eine Verwendung eines Regelεyεtems mit mindestens zwei Reglern zur Regelung eines Steuerelementes bezogene Auf¬ gabe wird durch eine Verwendung in einer Gasturbinenanlage, insbeεondere für die Regelung der Brennεtoffzufuhr, gelöεt. Alε Regler, welche je nach Betriebεzustand der Gasturbine alε prozeßführender Regler oder nicht-prozeßführender Regler ver¬ wendet werden, bieten εich Regler für die Niederdruck-Dreh¬ zahl der Gasturbine, die Niederdruck-Beschleunigungεbegren- zung, die Hochdruck-Beεchleunigungεbegrenzung, die Abgastem¬ peratur sowie die Leiεtung der Gaεturbine an. Alε Steuerele- ment wird ein die Brennstoffzufuhr regelndeε Stellventil ver-

wendet, wobei das minimale Auεgangεεignal, angegeben in Pro¬ zent, den Hub des Stellventils charakterisiert. Mit der Ver¬ wendung deε Regelsystems wird eine erhöhte Betriebssicherheit der Gasturbinenanlage erreicht, insbesondere dadurch, daß Totzeiten bei der Regelung vermieden werden, in denen Re¬ gelabweichungen beispielsweise zu einer erhöhten Abgastempe¬ ratur, einer zu hohen Drehzahl oder einer zu großen Lei¬ stungsabgabe der Gasturbine führen. Hierdurch werden uner¬ wünschte thermomechanische Belastungen der Gasturbine ver- mieden und somit die Einεatzdauer der Gaεturbine verlängert.

Erfindungεgemäß wird in einem Verfahren zur Reduzierung der Totzeiten in einem Regelεyεtem mit mindeεtenε zwei Reglern zur Regelung eineε Steuerelementes über eine Minimum-Auswahl- Vorrichtung der Regler mit dem minimalen Ausgangεsignal als der prozeßführende und daε Regelelement regelnde Regler aus¬ gewählt. Die Regler liefern jeweils ein Ausgangsεignal, daε zwischen einem minimalen Wert und einem maximalen Wert liegt, welcher maximale Wert vorgebbar ist. Dieseε minimale Aus- gangssignal wird einer Signal-Begrenzungsvorrichtung zuge¬ führt, welche den Ausgangεsignalwert eines nicht-prozeßfüh¬ renden Reglers auf einen Begrenzungswert von unter 100 % des maximal erreichbaren Auεgangsεignalwerteε begrenzt. Der Be- grenzungεwert wird hierbei durch den Wert des minimalen Aus- gangεsignalε und einem zuεätzlichen Differenzwert gegeben.

Für eine beεonderε einfache Begrenzung werden εämtliche Aus- gangεεignalwerte in Prozent ihres jeweiligen maximalen Aus- gangεsignalwertes angegeben. Hierdurch ist durch einfache Ad¬ dition eineε ebenfalls in Prozent angegebenen Differenzwertes zu den minimalen Ausgangssignalwerten ein entsprechender Be¬ grenzungswert für das Auεgangssignal des nicht-prozeßführen¬ den Rechners gewonnen. Der Differenzwert beträgt vorzugεweise 1 % biε 10 % deε maximalen Auεgangεsignalwerteε des nicht- prozeßführenden Reglers, inεbeεondere 1 % bis 3 %.

Durch die prozeßgeführte Begrenzung des Ausgangssignalwertes eines aktuell nicht-prozeßführenden Reglerε, wird insbeson¬ dere bei einem PI-Regler erreicht, daß bei einer negativen an dem Regler anliegenden Regelabweichung nur eine Reduzierung deε Auεgangssignalwertes um wenige Prozent erforderlich ist, um die Prozeßführerεchaft zu übernehmen. Dies erfolgt in ei¬ ner so kurzen Zeitdauer, daß Regelabweichungen mit einer un¬ günstigen Beeinflusεung des Prozesses vermieden werden. Dieε ist inεbesondere bei der Regelung der Brennεtoffzufuhr einer Gaεturbinenanlage vorteilhaft, da hiermit beiεpielsweise eine unerwünschte Erhöhungen der Abgastemperatur, der Drehzahl sowie der Leistung der Gasturbine vermieden werden.

Anhand der Zeichnung wird das Regelsyεtem εowie daε Verfahren zur Reduzierung der Totzeiten in einem εolchen Regelεyεtem näher erläutert .

Die einzige Figur zeigt in einer εchematischen Darstellung den strukturellen Aufbau eines Regelsyεtemε 1 mit einer An- zahl N von Reglern 2, 2a, 2b, welche sogenannte PI-Regler sind. Jeder Regler 2, 2a, 2b verfügt über einen Ausgang 6a, 6b, 6 welcher jeweilε mit einer Miniumum-Auswahlvorrichtung 4 verbunden ist. Jeder Regler 2, 2a, 2b liefert ein jeweiliges Ausgangssignal YN, dessen Wert zwischen einem minimalen Wert, vorzugsweise 0 %, und einem maximalen Wert liegt, welcher ma¬ ximale Wert vorgebbar ist. In der Minimum-Auεwahlvorrichtung 4 wird ein Vergleich der Ausgangsεignale Yl bis YN der Regler 6a, 6b, 6 durchgeführt und das minimale Ausgangεεignal Y alε prozeßführendeε Signal auεgewählt . Die Minimum-Auswahlvor- richtung 4 ist ausgangsseitig sowohl mit einem Steuerelement 3, einem Steilglied 3a, als auch mit einem Grenzwertgeber 5 verbunden. Das Steuerelement 3 ist ausgangsseitig mit einer Regelstrecke 8 verbunden, die für jeden Regler 6a, 6b, 6 eine zugehörige Regelgröße Rl bis RN erzeugt. Die Regelstrecke 8 ist mit einer jeweiligen Zuführvorrichtung 9a, 9b, 9 jedes

Reglers 2a, 2b, 2 verbunden, m welcher die jeweilige Regel¬ große Rl bis RN mit einer entεprechenden Fuhrungεgroße Wl biε WN deε jeweiligen Reglerε 2a, 2b, 2 kombiniert wird. In jeder Zufuhrvorrichtung 9a, 9b, 9 erfolgt eme Differenzbildung der Fuhrungsgroße Wl bis WN mit der zugehörigen Regelgroße Rl bis RN. Jede Zufuhrvorrichtung 9a, 9b, 9 ist mit dem ihr zugeord¬ neten Regler 2a, 2b, 2 auslaßseitig verbunden, so daß der ge¬ bildete Differenzwert als Eingangssignal an dem jeweiligen Regler 2a, 2b, 2 anliegt.

Der Grenzwertgeber 5 ist auslaßseitig mit jedem Regler 2a, 2b, 2 verbunden. In ihm wird em jeweiliger Begrenzungswert YN m aχ additiv aus dem minimalen Ausgangssignal Y und einem jeweiligen Differenzwert ΔY gebildet. Dieser Begrenzungswert γ N rnax wird dem jeweiligen Regler 2a, 2b, 2 zur Begrenzung deε Auεgangssignals Yl bis YN des jeweiligen Reglerε 2a, 2b, 2 zugeführt. Der Differenzwert ΔY kann fur beεtimmte Regler 2 gleich sein.

Eine besonderε einfache Verarbeitung der Auεgangεsignale er¬ folgt dadurch, daß jedeε Auεgangεεignal m Prozent seines ma¬ ximal erreichbaren Wertes angegeben wird. Der Differenzwert Δ Y ist konstant vorgegeben und zwar vorzugsweise m einem Wer¬ tebereich von 1 % bis 10 % des maximal erreichbaren Wertes des Ausgangssignals der Regler 2, 2b. Er kann fur jeden Reg¬ ler 2, 2b einen jeweils unterschiedlichen vorgegebenen Wert haben. Hierdurch wird gewährleistet, daß jedes Ausgangεsignal Y2 biε YN eines nicht-prozeßfuhrenden Reglers 2b, 2 maximal um den Differenzwert ΔY von dem minimalen Ausgangssignal Y des prozeßfuhrenden Rechners 2a abweicht. Wird nun im Rahmen des Regelungsprozesεeε eme der aus der Regelstrecke 8 her¬ vorgehende Regelgroßen R2 bis RN großer als die jeweils vor¬ gegebene Fuhrungsgroße W2 bis VCN, so liegt an dem entspre¬ chenden Regler 2b, 2 eine negative Regelabweichung an. Diese negative Regelabweichung bewirkt, daß sich der Wert des ent-

sprechenden Auεgangsεignals z. B. Y2 verringert und schlie߬ lich bei bestehenbleibender negativen Regelabweichung kleiner wird als das minimale Ausgangssignal Y des prozeßführenden Reglers 2a. Sobald das Ausgangsεignal Y2 des nicht-prozeß- führenden Reglers 2b kleiner wird als das Ausgangssignal Y des prozeßführenden Reglers 2a, so erfolgt ein Wechεel in der Prozeßführung, wobei nunmehr der biεherige nicht-prozeßfüh¬ rende Regler 2b zum neuen prozeßführenden Regler wird. Auf¬ grund der geringen Abweichung der Auεgangsεignale Y2 biε YN von dem minimalen Auεgangεεignal Y, beispielsweiεe um 1%, er¬ folgt die Umεchaltung der Prozeßführung sehr schnell. In dem dargestellten Beispiel, bei dem das Regelsystem 1 der Rege¬ lung der Brennεtoffzufuhr einer Gasturbinenanlage über das Stellglied 3a, ein Stellventil, erfolgt, wird durch dieseε schnelle Umεchalten der Prozeßführung die Sicherheit und Le¬ bensdauer der Gaεturbinenanlage erhöht. Gegenüber einem Re¬ gelsystem ohne prozeßgeführte Signal-Begrenzung der Regler 2a, 2b, 2 erfolgt die Umschaltung deutlich schneller. Dies insbeεondere deshalb, weil bei einem Regelεystem ohne prozeß- geführte Signalbegrenzung das Ausgangsεignal jedeε PI-Reglerε infolge einer εtändigen Übersteuerung gerade den Wert deε maximal möglichen Auεgangssignals, d.h. 100 %, hat. Liegt das minimale Ausgangssignal bei einem Wert von 60 %, so liegen die Ausgangsεignale der nicht-prozeßführenden Regler beispielsweiεe alle bei 100 %. Bei Auftreten einer negativen Regelabweichung muß um einen Wechεel der Prozeßführerεchaft herbeizuführen ein Auεgangεsignal von 100 % auf unter 60 % heruntergeführt werden. In diesem Fall ist daε Herunterführen deε Ausgangεεignals bei dem Regelsystem 1 mit prozeßgeführter Signalbegrenzung um den Faktor 40 schneller. Regelabweichun¬ gen durch den während des Umschaltens noch prozeßführenden Reglers, welche anlagentechnisch unzuläsεig εind, beiεpielε- weise zu einer Grenzwertüberεchreitung führen, werden dadurch weitgehend vermieden, wenn nicht εogar vollständig ausge-

εchloεsen. Insbesondere können unzulässige thermomechanische Belastungen der Gasturbine weitgehend ausgeschlossen werden.

Mit dem Grenzwertgeber 5 wird, wie beispielhaft für den Reg- 1er 2 mit dem Auεgangsεignal YN-1, eine Änderung zumindeεt eines Regelparameters des Reglers durchgeführt. Hierzu iεt der Grenzwertgeber 5 mit diesem Regler 2 so verbunden, daß bei einer Nicht-Prozeßführerεchaft deε Reglerε 2 der entεpre- chende Regelparameter so eingestellt wird, daß die Nachführ- geschwindigkeit deε Reglerε 2 auch bei einer sehr εchnellen Änderung des minimalen Ausgangεεignalε Y des prozeßführenden Reglers 2a das Ausgangssignal YN-1 des Reglers 2 größer als das Auεgangsεignal Y bleibt. Der Regelparameter iεt hierbei die Nachstellzeit des Integratoranteils des Reglerε 2, die bei einer Nicht-Prozeßführerεchaft deε Reglerε 2 auf den

5fachen Wert gegenüber dem Wert bei Prozeßführerschaft des

Reglers 2 gesetzt wird. Hierdurch kann der Differenzwert ΔYN- 1 ungefähr auf 0 % gesetzt werden, ohne daß ein unerwünschter Wechsel in der Prozeßführerschaft zwischen dem Regler 2a und dem Regler 2 entsteht. Dies ist insbeεondere bei εolchen Reg¬ lern 2, 2b vorteilhaft, deren Ausgangssignal YN prozeßbedingt nur unwesentlich von dem minimalen A-usgangssignal Y abweichen darf .

Die Erfindung zeichnet εich durch ein Regelsyεtem mit zumin¬ dest zwei Reglern aus, wobei ein Regler prozeßführend ist und zumindest ein weiterer Regler in seinem Ausgangεεignal pro¬ zeßgeführt begrenzt wird. Die Begrenzung erfolgt über daε Auεgangsεignal des prozeßführenden Reglers, wobei ein Begren- zungswert für den nicht-prozeßführenden Regler durch die

Summe deε Auεgangssignals des prozeßführenden Reglers und ei¬ nem positiven Differenzwert gebildet wird. Sämtliche Aus- gangsεignale sind vorzugsweise in Prozent angegeben, so daß beispielsweiεe der Begrenzungεwert deε nicht-prozeßführenden Reglers um 1 % bis 2 % über dem Auεgangssignalwert des pro-

zeßführenden Reglers liegt. Hierdurch wird, insbeεondere bei PI-Reglern, die Zeit vom Umεchalten der Prozeßführung von ei¬ nem auf den anderen Regler besonders klein gehalten. Für eine Umschaltung der Prozeßführung ist eε nämlich nur noch erfor- derlich daε Auεgangssignal des nicht-prozeßführenden Reglers um einen Wert der geringfügig größer als der Differenzwert ist, zu verringern. Daε Regelsystem eignet sich besonders zur Regelung von Stellgliedern in industriellen Anlagen, bei¬ spielsweise einem Stellventil der BrennstoffZuführung einer Gasturbinenanlage.