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Die Erfindung betrifft eine Anlage
zur Erzeugung von Vakuum oder Druckluft gemäß dem Oberbegriff des Anspruches
1.
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In derartigen Anlagen mit einer Mehrzahl
von Arbeitsmaschinen (Saugmaschinen oder Verdichtern) verwendet
man eine Mehrzahl von Arbeitsmaschinen aus zwei Gründen: Zum
einen kann man eine hohe Vakuum- oder Druckluftleistung ausgehend
von Einzelmaschinen mittlerer Leistung realisieren, die in größerer Serie
gebaut werden und somit verhältnismäßig preisgünstig sind.
Zum anderen kann man durch Zu- und Abschalten einzelner der Maschinen
die aktuelle Vakuum- bzw. Druckluftleistung der Anlage an den jeweiligen
Bedarf anpassen.
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Dadurch, daß die einzelnen Arbeitsmaschinen
bei Erhöhung
des Bedarfes in vorgegebener Reihenfolge zugeschaltet werden und
bei Erniedrigung des Bedarfes dann wieder in der entgegengesetzten Reihenfolge
außer
Betrieb genommen werden, erhält man
zwangsläufig
unterschiedliche Gesamtlaufzeiten der einzelnen Maschinen. Aus verschiedenen Gründen ist
es aber wünschenswert,
daß sich
die Maschinen im Mittel gleich abnutzen, so daß man z. B. beim Ersetzen der
gesamten Anlage durch eine neue Anlage die mittlere Lebensdauer
aller Arbeitsmaschinen gleichermaßen ausgenutzt hat.
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Durch die vorliegende Erfindung soll
eine Anlage zur Erzeugung von Vakuum oder Druckluft gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1 so weitergebildet werden, daß die einzelnen Arbeitsmaschinen im
Mittel gleiche Betriebsstundenzahlen erreichen.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man die
Reihenfolge, in welcher die Arbeitsmaschinen bei steigendem Bedarf
zugeschaltet werden und bei fallendem Bedarf abgeschaltet werden
in einem Speicher ablegt, dessen Inhalt von Zeit zu Zeit geändert werden
kann. Auf diese Weise kann man diejenige Maschine, die die Grundlast
trägt, ebenso
umstellen wie die Reihenfolge des Zuschaltens der anderen beiden
Maschinen. Mechanische Arbeiten zum Umstellen der Zuschaltreihenfolge
sind nicht notwendig.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der
Erfindung sind in Unteransprüchen
angegeben.
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Da die im Speicher enthaltenen Zahlen
bei einer gegebenen Anlagen die gleiche bleiben, nur ihre Reihenfolge
geändert
werden soll, eignet sich als Speicher besonders gut ein Schieberegister
(Anspruch 2). Durch Taktung des Schieberegisters kann man dann auf
sehr einfache Weise eine zyklische Vertauschung der Zuschaltreihenfolge
bewerkstelligen.
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Mit der Weiterbildung der Erfindung
gemäß Anspruch
3 wird erreicht, daß zu
vorgegebenen Zeitpunkten jeweils geprüft wird, welche Betriebsstunden die
einzelnen Arbeitsmaschinen insgesamt erhalten haben. Die Bestimmung
der Reihenfolge der Zuschaltung für den nachfolgenden Arbeitszeitraum
erfolgt dann so, daß die
Arbeitsmaschine mit der geringsten Betriebsstundenzahl die Grundlast
erbringt, die Arbeitsmaschine mit der zweitniedrigsten Betriebsstundenzahl
als erste zugeschaltet wird und so weiter. Auf diese Weise erhält man eine
besonders feine Berücksichtigung
des Verschleißes
der einzelnen Arbeits maschinen.
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Auch kann man auf diese Weise einfach
Umständen
Rechnung tragen, bei denen eine Einzel-Arbeitsmaschine außerplanmäßig vollständig durch eine
neue Maschine ersetzt wurde oder in wesentlichen Teilen repariert
wurde. Diese Arbeitsmaschine wird dann rasch unter überdurchschnittlicher
Heranziehung zum Gesamt-Arbeitsergebnis der Anlage an den Verschleißzustand
der anderen Arbeitsmaschine herangebracht.
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Die Weiterbildung der erfindungsgemäß Anspruch
4 ermöglicht
es, bei Reparaturen einer bestimmten Arbeitsmaschine oder bei Ersatz
einer Arbeirsmaschine durch eine neue oder eine gebrauchte Arbeitsmaschine
den Betriebsstundenzähler
neu voreinzustellen. Auch kann man durch Erhöhen der Betriebsstundenzahl
einer Arbeitsmaschine, die erkennbar aufgrund außergewöhnlicher Abnutzung in nächster Zeit
zu reparieren ist, deren Heranziehung auf das unbedingt Notwendige
begrenzen.
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Mit der Weiterbildung der Erfindung
gemäß Anspruch
5 wird erreicht, daß das
Neufestlegen der Zuschaltreihenfolge für die einzelnen Arbeitsmaschinen
in vorgegebenen zeitlichen Abständen
automatisch erfolgt.
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Bei einer Anlage gemäß Anspruch
6 ist gewährleistet,
daß Schwankungen
des Druckes in der Arbeitsleitung in der Nachbarschaft eines gewünschten
Sollwertes nicht zu Regelschwingungen der Steuereinheit führen, was
zu nicht erwünschtem kurzfristigem
Zu- und Abschalten von Arbeitsmaschinen führen würde.
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Gemäß Anspruch 7 kann man auf einfache Weise
bestimmen, wie viele Arbeitsmaschinen momentan zum Erbringen der
Gesamtleistung der Anlage benötigt
werden.
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Bei der Ausbildung der Steuereinheit
gemäß Anspruch
8 erhält
man auf einfache Weise das Umsetzen der insgesamt benötigten Anzahl
von Maschinen in eine Aktivierung gemäß der Zuschaltreihenfolge ausgesuchter
Arbeitsmaschinen.
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Gemäß Anspruch 9 kann man das gewünschte Ergebnis
des änderbaren
Zuschaltens von Arbeitsmaschinen in vorgegebener abänderbaren Reihenfolge
auch dadurch erhalten, daß man
die einzelnen Maschinen über
Komparatoren steuert, die alle gleichermaßen mit dem Ausgangssignal
des an die Arbeitsleitung angeschlossenen Druckfühlers beaufschlagt sind, deren
Referenzsignale jedoch in Abhängigkeit
vom momentanen Arbeitszustand der anderen Maschinen so manipultiert
werden, daß jeweils nur
die gewünschte
eine der Arbeitsmaschinen zugeschaltet oder abgeschaltet wird.
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Läuft
nur noch eine Arbeitsmaschine, so kann bei sinkender an die Arbeitsleitung
angeschlossener Gesamtlast das Vakuum bzw, der Druck der Luft nicht
weiter reduziert werden. In diesem Falle kann man gemäß Anspruch
10 die zuviel erzeugte Vakuumleistung bzw. Druckluftleistung über ein
Nebenluftventil abführen,
welches von der Steuereinheit auf gesteuert wird, wenn alle Arbeitsmaschinen
außer
der ersten schon abgeschaltet sind und trotzdem noch ein zu hoher
Rbsolutwert des Druckes in der Arbeitsleitung vorliegt.
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Mit der Weiterbildung der Erfindung
gemäß Anspruch
11 erhält
man eine nochmals verbesserte Unabhängigkeit des Drucks/Unterdrucks
in der Arbeitsleitung in demjenigen Bereich, in welchem das erste,
nur digital zwischen Offenstellung und Schließstellung umgesteuerte Nebenluft ventil
noch nicht anspricht. Dieser Druckbereich kann in der Praxis der Zuschaltung
von etwa vier Arbeitsplätzen
entsprechen.
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Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch
12 erlaubt die Steuerung des Nebenluftventils unter Verwendung von
Standard-Hardware-Einheiten. Die spezielle Anpassung an die Steuerung
von Saugmaschinen bzw. eines Nebenluftventils erfolgt durch das
Arbeitsprogramm des programmierbaren Rechners.
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Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch
13 ist im Hinblick auf ein einfaches Ersetzen des Arbeitsprogramms
durch ein solches mit neuen Leistungsmerkmalen von Vorteil.
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An einer Anlage gemäß Anspruch
14 kann die Steuereinheit auf einfache Weise feststellen, was für ein Festwertspeicher
momentan mit ihr verbunden ist. Entsprechend von der Art des festgestellten Festwertspeichers
kann sie dann in einem residenten Teil von Steuerungsdaten entsprechende Änderungen
vornehmen.
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Die Verwendung der im Anspruch 15
angegebenen Festwertspeicher erlaubt ein einfaches Einschreiben
des Arbeitsprogramms unter Verwendung von Standard-Hardware.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand
von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
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1:
Ein Blockschaltbild einer Sauganlage für eine Klinik, die zur Versorgung
von größenordnungsmäßig etwa
30 Behandlungsplätzen
dient;
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2:
Ein Blockschaltbild einer Steuereinheit der in 1 gezeigten Anlage;
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3:
Ein Blockschaltbild einer abgewandelten Steuereinheit für die Sauganlage
nach 1;
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4:
Ein Blockschaltbild einer nochmals abgewandelten Steuereinheit für die Anlage
nach 1;
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5:
Das Blockschaltbild einer letzten Ausführungsform für die Steuereinheit
der Anlage nach 1; und
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6:
Zwei Schaubilder, die den Verlauf von Volumenstrom und Druck in
der Anlage nach 1 beim
sukzessiven Zuschalten von 30 Verbrauchern zeigen.
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In 1 sind
mit 10-1, 10-2 und 10-3 drei Saugmaschinen
bezeichnet, deren Ansaugöffnungen
mit einer gemeinsamen Arbeitsleitung 12 verbunden sind.
An die Arbeitsleitung 12 sind über Platzwahlventile 14-1, 14-2,..., 14-N (N
typischerweise für Klinikinstallationen 30 bis 50)
Verteilerleitungen 16-1, 16-2,... 16-N anschließbar, die
zu den einzelnen Arbeitsplätzen
führen.
Einer der Hauptverbraucher an solchen derartigen dentalen Arbeitsplätzen sind Saugkanülen 18,
mit denen der Zahnarzt Flüssigkeit und
Flüssigkeitsnebel
sowie Bohrklein aus dem Mund eines Patienten absaugt.
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Die Ansteuerung der einzelnen Platzwahlventile 14 erfolgt über eine
insgesamt mit 20 bezeichnete Steuereinheit, die eingangsseitig mit
Ablageschaltern 22 der Arbeitsplätze verbunden sind, die mit
den Saugkanülen 18 zusammenarbeiten.
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Die Steuereinheit 20 steuert
auch das Arbeiten der drei Saugmaschinen 10-1, 10-2, 10-3 und enthält hierzu
ent sprechend dimensionierte Leistungschalter, die in 1 nicht näher wiedergegeben sind.
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Die Steuereinheit 20 ist
mit einem weiteren Eingang an den Ausgang einer Druckfühlers 24 angeschlossen,
der mit der Arbeitsleitung 12 kommuniziert. Die Steuereinheit 20 arbeitet
grob gesprochen so, daß sie
immer dann, wenn der Absolutwert des Unterdrucks in der Arbeitsleitung 12 unter
einen zulässigen
Mindestwert absinkt, eine weitere der Saugmaschinen 10 einschaltet,
während
sie immer dann, wenn der Rbsolutwert des Unterdruckes in der Arbeitsleitung 12 über einen
vorgegebenen maximalen Wert ansteigt, eine der Arbeitsmaschinen 10 abschaltet.
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Sinkt der Unterdruckbedarf an der
Arbeitsleitung 12 so weit ab, daß der Absolutwert des Unterdruckes
den maximal zulässigen
Wert zu überschreiten
droht, kann die als letzte noch arbeitende Saugmaschine 10 nicht
abgeschaltet werden, da sonst an den ein, zwei oder drei noch zu
versorgenden Arbeitsplätzen
keine Saugleistung mehr zur Verfügung stünde. Unter
diesen Bedingungen steuert die Steuereinheit 20 ein Nebenluftventil 26 in
die Offenstellung, über
welches die Arbeitsleitung 12 mit der Umgebungsatmosphäre verbindbar
ist.
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In die zur Umgebung führende Leitung
ist ein Schalldämpfer 28 eingefügt.
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Die Drucköffnungen der Saugmaschinen 10-1, 10-2, 10-3 stehen über einen
Filter 30 ebenfalls mit der Atmosphäre in Verbindung, vorzugsweise über eine über Dach
geführte
Leitung 32.
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2 zeigt
Einzelheiten einer ersten Ausführungsform der
Steuereinheit 20.
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Der Druckfühler 24 ist über einen
Analog/Digital-Wandler, dessen Parameter (Kennlinienumsetzung) dem
Druckfühler
angepaßt
sind, mit dem Eingang eines Fensterdiskriminators 34 angeschlossen, der
an einem ersten Ausgang "+" ein erstes Ausgangssignal legt, wenn
der Druck in der Arbeitsleitung 12 unter einem minimal
zulässigen
Absolutwert pu fällt. In diesem Falle muß eine weitere
der Saugmaschinen zugeschaltet werden, um die auf der Arbeitsleitung 12 insgesamt
benötigte
Saugleistung bereitzustellen. Um den Aufbau von Regelschwingungen
zu unterdrücken,
sind Wartezeiten fest vorgegeben, über die hinweg die Druckunterschreitung
vorliegen muß,
damit eine weitere Maschine zugeschaltet wird.
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An einem zweiten Ausgang "-" stellt
der Fensterdiskriminator 34 immer dann ein Signal bereit,
wenn der Absolutwert des Unterdruckes einen oberen Druckwert po überschreitet,
was anzeigt, daß eine
der Saugmaschinen 10 abgeschaltet werden kann (aus Ersparnisgründen) und
soll (um an den einzelnen Arbeitsplätzen gleichbleibende Saugleistung
zu gewährleisten;
eine zu große
Saugleistung ist für
den Patienten unangenehm).
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Wiederum zum Vermeiden von Regelschwingungen
ist eine Wartezeit vorgegeben, über welche
hinweg der obere Druckwert po überschritten werden
muß, damit
eine Maschine abgeschaltet wird.
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Ein insgesamt mit 36 bezeichneter
Verkettungskreis ist mit den Ausgangssignalen des Fensterdiskriminators 34 beaufschlagt
und erzeugt die Steuersignale für
die einzelnen zuschaltbaren Arbeitsmaschinen (beim Ausführungsbeispiel 10-2 und 10-3; 10-1 muß immer
laufen, wenn von der Sauganlage überhaupt
ein Arbeiten gewünscht
wird). Ein RS-Flip-Flop 38 und ein RS-Flip-Flop 40 sind
vorgesehen, um Steuersignale für
die zweite zuzuschaltende Arbeitsmaschine bzw. die dritte zuzuschaltende
Arbeitsmaschine zu erzeugen.
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Die RS-Flip-Flops 38, 40 erzeugen
entsprechende Steuersignale an ihren "1...."-Ausgängen.
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Der Setzeingang S des Flip-Flops 38 ist
mit dem Ausgang eines UND-Gliedes 42 verbunden, dessen
einer Eingang mit dem "+"-Ausgangssignal des Fensterdiskriminators 34 verbunden
ist und dessen zweiter Eingang mit dem invertierten (Inverter 44)
"1"-Ausgangssignal des Flip-Flops 38 verbunden ist. Das
Flip-Flop 38 wird somit gesetzt, wenn eine weitere Saugmaschine 10 zugeschaltet
werden muß und
eine zweite Saugmaschine noch nicht läuft.
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Der Rückstelleingang R des Flip-Flops 38 ist mit
dem Ausgang eines UND-Gliedes 46 verbunden, dessen einer
Eingang mit dem "-"-Ausgangssignal des Fensterdiskriminators 34 beaufschlagt
ist und dessen zweiter Eingang mit dem durch einen Inverter 48 invertierten
"1"-Ausgangssignal des Flip-Flops 40 beaufschlagt ist.
Der Rückstelleinklang
R des Flip-Flops 38 erhält
also somit immer dann ein Signal, wenn das Abschalten einer weiteren
Saugmaschine durchgeführt
werden soll, die dritte Saugmaschine aber schon nicht mehr läuft.
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Ähnlich
ist der Setzeingang S des Flip-Flops 40 mit dem Ausgang
eines UND-Gliedes 50 verbunden, dessen einer Eingang mit
dem "+"-Ausgangssignal des Fensterdiskriminators 34 beaufschlagt
ist und dessen zweiter Eingang mit dem "1"-Ausgangssignal des Flip-Flops 38 beaufschlagt
ist. Damit wird das Flip-Flop 40 immer dann gesetzt, wenn ein
Zuschalten einer Saugmaschine 34 notwendig ist und eine
zweite Saugmaschine schon läuft.
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Der Rückstelleingang R des Flip-Flops 40.ist mit
dem Ausgang eines UND-Gliedes 52 verbunden, dessen einer
Eingang das "-"-Ausgangssignal des Fensterdiskriminators 34 erhält und dessen
anderer Eingang das "1"-Ausgangssignal des Flip-Flops 40 erhält.
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Damit wird das Flip-Flop 40 immer
dann zurückgesetzt,
wenn ein Abschalten einer Saugmaschine gewünscht wird und die dritte Saugmaschine
läuft.
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Der Ausgang des Fensterdiskriminators 34 und
die "0"-Ausgänge der
Flip-Flops 38 und 40 sind mit den Eingängen eines
UND-Glieds 77 verbunden. Dessen Ausgang steuert einen Leistungsschalter 79, über welchen
die Spule des Nebenluftventils 26 erregt wird.
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In 2 ist
mit 54 ein Schalter bezeichnet, der stellvertretend für irgend
eine andere Signalquelle stehen soll, die überhaupt das Bereitstellen
eines Vakuums auf der Arbeitsleitung 12 anfordert. Der Schalter 54 kann
z. B. für
eine Parallelschaltung aller der Ablageschalter 22 stehen,
er kann aber auch für einen
Hauptschalter stehen, der die gesamte Anlage in betriebsbereiten
Zustand schaltet. Am Ausgang des Schalters 54, am "1"-Ausgang
des Flip-Flops 38 und am "1"-Ausgang des Flip-Flops 40 stehen
somit Signale, die anzeigen, daß eine
erste der Saugmaschinen, eine zweite der Saugmaschinen bzw. eine dritte
der Saugmaschinen der Anlage arbeiten sollen.
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Würde
man diese Signale direkt zur Ansteuerung von Leistungsschaltern
verwenden, über
welche die Motoren der Saugmaschinen 10-1, 10-2, 10-3 mit
dem elektrischen Netz verbindbar sind, so würden die Saugmaschinen stets
in genau der gleichen Reihenfolge aktiviert mit der Folge, daß sich die Saugmaschine 10-1 am
stärksten
verschleißt,
die Saugmaschine 10-2 demgegenüber weniger verschleißt und die
Saugmaschine 10-3 nur sehr wenig verschleißt.
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Um insgesamt einen gleichmäßigen Verschleiß aller
Arbeitsmaschinen zu gewährleisten, müssten die
Verbindungen zu den Leistungsschaltern der Saugmaschinen in Abständen umgeklemmt werden.
Dies müsste
jedes Mal durch zu derartigen sicherheitsrelevanten Maßnahmen
authorisiertes und vom Zahnarzt anzuforderndes Fachpersonal erfolgen.
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In der unteren Hälfte von 2 ist mit 56 insgesamt ein Zuordnungskreis
bezeichnet, der es gestattet, die oben angesprochene erste, zweite
und dritte (logische) Arbeitsmaschine unterschiedlichen physikalischen
Arbeitsmaschinen zuzuordnen, anders gesagt, eine logische Saugmaschinennummer, wie
sie von der soweit beschriebenen Schaltung geliefert wird, in eine
physikalische Saugmaschinennummer umzusetzen, und zwar in abänderbarer
Weise.
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Hierzu ist in dem Zuordnungskreis 56 ein Schieberegister 58 vorgesehen,
in dem jeweils zwei aufeinander folgende Bits zur gemeinsamen Rotation gekoppelt
sind. Der so erhaltene Umlaufspeicher kann in seinen einzelnen Zellen
Zahlen von null bis drei darstellen. Diese Zahlen stellen die physikalischen
Saugmaschinennummern dar.
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Eine Taktklemme des Schieberegisters 58 ist mit
dem Ausgang eines langsam laufenden Taktgebers 60 verbunden.
Jedesmal, wenn der Taktgeber 60 einen Taktimpuls abgibt,
werden die Inhalte des Zellen des Schieberegisters 58 um
zwei Bits weitergeschoben, was einer zyklischen Vertauschung der physikalischen
Saugmaschinennummern entspricht.
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Der Taktgeber 60 kann z.
B. so arbeiten, daß er
mit dem Ausgang einer Uhr 62 verbunden ist und jeweils
dann einen Taktimpuls bereitstellt, wenn sich die Monatsnummer ändert.
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Zur Umsetzung der BCD-Saugmaschinennummern,
die im Schieberegister 58 enthalten sind, in ein Steuersignal
für eine
einzelne Saugmaschine wird ein Dekodierkreis 64 verwendet.
Dieser enthält drei
BCD/Dezimal-Umsetzer 66, 68, 70, von
denen jeweils einer mit einer der Speicherzellen des Schieberegisters 58 datenmäßig verbunden
ist. Aktivierungsklemmen A der Umsetzer 66, 68, 70 sind
mit dem Ausgangssignal des Schalters 54, dem "1"-Ausgangssignal
des Flip-Flops 38 bzw. dem "1"-Ausgangssignal des Flip-Flops 40 beaufschlagt.
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Die "1"-Ausgänge der Umsetzer 66, 68, 70 sind
gleichermaßen
mit einer Steuerklemme eines Leistungsschalters 72 verbunden, über den
die Saugmaschine 10-1 mit einer Netzleitung 74 verbunden
wird.
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Die "2"-Ausgänge der drei Umsetzer 66, 68, 70 sind
mit der Steuerklemme eines Leistungsschalters 76 verbunden, über welchen
die Saugmaschine 10-2 mit Netz verbunden wird. Und die
"3"-Ausgänge der
Umsetzer 66, 68, 70 sind mit der Steuerklemme eines
Leistungsschalters 78 verbunden, über den die Saugmaschine 10-3 mit
Netz verbunden wird.
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Die abgewandelte Steuereinheit nach 3 arbeitet im Grundprinzip
gleich wie diejenige nach 2,
was die Umsetzung von logischen Saugmaschinennummern in physikalische
Saugmaschinennummern betrifft.
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An die Ausgänge des Fensterdiskriminators 34 ist
nun aber ein Ruf/Ab-Zähler 80 angeschlossen. Dieser
erhält
vom "+"-Ausgang des Fensterdiskriminators 34 immer dann
einen Aufwärtszählimpuls, wenn
eine weitere Saugmaschine zugeschaltet werden soll, und erhält an seiner
Abwärtszählklemme
immer dann ein "-"-Ausgangssignal des Fensterdiskriminators 34,
wenn eine Saugmaschine ausgeschaltet werden soll.
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Der Zählerstand des Auf/Ab-Zählers 80 wird auf
einen Umsetzer-Aktivierungskreis 82 des Zuordnungskreises 56 gegeben.
Dieser stellt gemäß der auf
ihn gegebenen Binärzahl
die Aktivierungssignale für
einen, zwei oder drei der BCD/Dezimal-Umsetzer 66, 68, 70 bereit.
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Damit arbeitet die Steuereinheit
nach 3 bezüglich der
Auswahl der Saugmaschinen im Ergebnis genau so wie die Steuereinheiten
nach 2.
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Ein weiterer Unterschied der Steuereinheit nach
Figur 3 besteht darin, daß der
Zeitraum, der zwischen aufeinander folgenden Taktimpulsen des Taktgebers 60 verstreicht,
einstellbar ist. Hierzu ist ein Trigger-Eingang des Taktgebers 60 mit
dem Ausgang eines Rechenkreises 84 verbunden. Dieser ist seinerseits
mit dem Ausgang der Uhr 62 und dem Ausgang eines Taktzeitspeichers 86 verbunden.
Ein weiterer Eingang des Rechenkreises 84 ist mit einem einstellbaren
(z. B. über
einen Bus oder direkt eine Eingabeeinheit setzbaren Speicher) 88 verbunden.
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Der Rechenkreis 84 arbeitet
so, daß er
ständig
den Taktzeitspeicher 86 mit dem Ausgangssignal der Uhr 60 vergleicht.
Entspricht die Echtzeit der im Speicher 86 abgelegten Taktzeit,
so erzeugt der Rechenkreis 84 ein Aktivierungssignal für den Taktgeber 60.
Zugleich addiert der Rechenkreis 84 den Inhalt des Speichers 88 zur
Echtzeit hinzu und legt den entsprechenden Wert als Sollwert für die nächste Taktsignalerzeugung
im Taktzeitspeicher 86 ab.
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Auf diese Weise läßt sich leicht vom Benutzer
einstellen, in welchen Abständen
die Reihenfolge der Zuschaltung der verschiedenen Saugmaschinen neu
gewählt
werden soll.
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Beim weiter abgewandelten Ausführungsbeispiel
nach 4 ist das Schieberegister 58 durch
einen adressierbaren Schreib/Lese-Speicher 90 ersetzt. Dieser wird
durch einen Rechenkreis 92 beschrieben, jedes Mal wenn
eine Aktivierungsklemme des letzteren ein Ausgangssignal des langsam
laufenden Taktgebers 60 erhält.
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Eingangsseitig ist der Rechenkreis 92 mit den
Ausgängen
dreier Betriebsstundenzähler 94-1, 94-2 und 94-3 verbunden.
Diese enthalten eingangsseitig jeweils ein UND-Glied 100,
welches mit dem Aktivierungssignal für die Saugmaschine 10-1,
dem Aktivierungssignal für
die Saugmaschine 10-2 und dem Aktivierungssignal für die Saugmaschine 30-3 beaufschlagt
sind. Die anderen Eingänge
der UND-Glieder 100 sind mit dem Ausgang eines Taktgebers 102 verbunden,
der Taktsignale mit der jeweils gewünschten Auflösung (z.
B. Minuten) bereitstellt.
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Die Ausgänge der UND-Glieder 100 sind
mit Zählklemmen
zugeordneter Zähler 104 verbunden. Deren
Zählerstand
entspricht somit den Betriebsstunden der zugeordneten Saugmaschine 10-1, 10-2, 10-3.
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Der Rechenkreis 92 prüft bei Erhalt
eines Aktivierungs impulses vom Taktgeber 60 jeweils die Zählerstände der
Betriebsstundenzähler 94-1, 94-2 und 94-3 und
schreibt die physikalische Gerätenummer
derjenigen Saugmaschine, die die geringste Betriebsstundenzahl aufweist,
in die oberste Zelle des Speichers 90, die physikalische
Nummer der Saugmaschine mit der zweitniedersten Betriebsstundenzahl
in die mittlere Zelle des Speichers 90 und die physikalische
Saugmaschinennummer der Saugmaschine mit der höchsten Betriebsstundenzahl
in die unterste der Zellen des Speichers 89.
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Auf diese Weise wird dann die Maschine
mit der geringsten Betriebsstundenzahl zur Erzeugung der Grundlast
verwendet, die Maschine mit der mittleren Betriebsstundenzahl wird
als erste zugeschaltet, und die Maschine mit der höchsten Betriebsstundenzahl
als letzte zugeschaltet.
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Um die Stände der Zähler 104 beim Austausch
einer Saugmaschine durch eine andere neue oder gebrauchte Saugmaschine
oder bei Reparatur einer Saugmaschine modifizieren zu können, ist
an die Zähler 104 jeweils
eine Voreinstell-Einheit 106 angeschlossen, mit welcher
der Zählerstand
des entsprechenden Zählers 104 auf
einen vorgegebenen Wert eingestellt werden kann.
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Bei dem weiter abgewandelten Ausführungsbeispiel
nach 5 ist für jede der
Saugmaschinen 10-1, 10-2 und 10-3 ein
im wesentlichen getrennter Steuerkanal vorgesehen. Dieser umfasst
einen Fensterkomperator 108-1, 108-2, 108-3,
der mit dem Ausgangssignal des Druckfühlers 24 und einem
Referenzsignal beaufschlagt ist. Das Referenzsignal kann jeweils über einen
steuerbaren Schalter 110 zwischen zwei Potentialen V1 und
v2 umgeschaltet werden. Dabei ist das Potential V1 dasjenige Potential,
bei welchem ein Zuschalten der Maschine möglich ist, während das Potential
V2 einem so hohen Unterdruck in der Arbeitsleitung 12 entspricht,
daß ein
Zuschalten einer Arbeitsmaschine unterbleibt.
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Die Steuerklemmen der steuerbaren
Schalter 110 werden ähnlich
mit Steuersignalen "1", "2" und "3" beaufschlagt wie die Leistungsschalter 72, 76, 78.
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Damit arbeitet auch die Steuereinheit
nach 5 im Ergebnis ähnlich wie
die oben beschriebenen, nur erfolgt dies im einzelnen dadurch, daß man den
Referenzwert eine Komperators gezielt in einen Bereich legt, bei
welchem ein Einschalten der betrachteten Saugmaschine nicht möglich ist.
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Für
eine sehr große
Anzahl von Vakuumverbrauchern umfassende Sauganlagen, wie dies die zentrale
Sauganlage einer zahnmedizinischen Universitätsklinik ist, sind auch die
drei Saugmaschinen 10-1, 10-2 und 10-3 noch
so stark, daß man
dann, wenn nur eine sehr kleine Anzahl von Arbeitsplätzen benötigt wird,
eine zu starke Saugleistung an den einzelnen Kanülen hat. Man kann aber die
letzte noch in Betrieb gehaltene Saugmaschine nicht abschalten, da
sonst überhaupt
kein Arbeiten an den dentalen Arbeitsplätzen mehr möglich wäre. Aus diesem Grunde ist das
Nebenluftventil 26 vorgesehen, wie obenstehend unter Bezugnahme
auf 1 beschrieben.
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Zur Ansteuerung des Nebenluftventiles 26 ist gemäß 2 ein weiterer Leistungsschalter 112 vorgesehen,
dessen Steuerklemme das Ausgangssignal eines UND-Gliedes 114 erhält. Dessen
Eingänge sind
mit dem "-"-Ausgangssignal des Fensterdiskriminators 34,
dem "0"-Ausgangssignal des Flip-Flops 38 und dem "0"-Ausgangssignal
des Flip-Flops 40 verbunden.
Damit wird das Nebenluftventil 26 in die Offenstellung
gebracht, wenn der Absolutwert des Unterdruckes in der Arbeitsleitung 12 zu
hoch ist, aber keine weitere Arbeitsmaschine mehr abgeschaltet werden
kann, ohne zugleich die Unterdruckbeaufschlagung der Arbeitsleitung 12 überhaupt
zu beenden.
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6 zeigt
in einem oberen Diagramm den Volumenstrom und in einem unteren Diagramm
den Unterdruck in einer Klinik-Sauganlage in Abhängigkeit von der Anzahl der
an dentalen Arbeitsplätzen aktivierten
Kanülen.
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Ist keine Kanüle aktiviert, so steht das
Nebenluftventil 26 in der Offenstellung und begrenzt den in
der Arbeitsleitung 12 herrschenden Unterdruck. Bei Zuschaltung
dreier Kanülen
sinkt der Unterdruck entsprechend ab, wobei der Druckabfall teilweise
dadurch aufgefangen wird, daß das
unterdruckabhängig
arbeitende Nebenluftventil 27 zunehmend schließt.
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Wird nun eine vierte Kanüle in Betrieb
genommen, würde
der Unterdruck unter den minimal zulässigen Absolutwert des Unterdruckes
fallen, und nun wird das Nebenluftventil 26 in die Schließstellung gebracht.
Entsprechend steigt der Druck in der Arbeitsleitung 12 wieder
an. Mit dem Anschalten der 5. bis 9. Kanüle sinkt dann der Druck in
der Arbeitsleitung 12 wieder ab, und wenn die zehnte Kanüle zugeschaltet
wird, fällt
der Druck in der Arbeitsleitung 12 zunächst unter den minimal zulässigen Wert
des Abslutdruckes ab, so daß nun
die Saugmaschine 10-2 zugeschaltet wird. Bei weiterem Zuschalten
der Kanülen 11 bis 18 können die
Saugmaschinen 10-1 und 10-2 für ausreichenden Unterdruck
in der Arbeitsleitung 12 sorgen. Wird aber nun die zwanzigste Saugkanüle zugeschaltet,
sinkt der Druck in der Arbeitsleitung 12 wieder ab, und
es wird die Saugmaschine 10-3 in Gang gesetzt.
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Obenstehend wurde die Erfindung unter
Bezugnahme auf eine zur Versorgung einer großen Anzahl von Arbeitsplätzen dienende
Sauganlage beschrieben. Es versteht sich, daß man das Prinzip zum Zuschalten
und Abschalten von Saugmaschinen übertragen kann auf Durckluftanlagen,
bei denen eine Mehrzahl von Verdichtern auf eine gemeinsame Arbeitsleitung
arbeitet, an die eine große
Anzahl von Verbrauchern angeschlossen ist, wobei wiederum durch
Zu- und Abschalten einzelner der Verdichter die Ist-Kapazität der Anlage
an den momentanen Bedarf angepasst wird.
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Es versteht sich, daß man anstelle
der oben beschriebenen digitalen Logikkreise auch programmierbare
Schaltkreise mit entsprechenden Programmen verwenden kann, insbesondere
einen Rechner mit einem Arbeitsprogramm, welches Routinen umfaßt, die
den oben geschilderte Logikkreisen entsprechen.
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Das Arbeitsprogramm kann in ein steckbares EPROM
oder EEPROM geschrieben sein. Ruf diese Weise kann man ein Arbeitsprogramm
sehr einfach gegen ein Arbeitsprogramm mit weiteren Funktionen oder
neuerer Version ersetzen.
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Dabei kann in eine vorbestimmte feste
Speicherzelle der EPROMs oder EEPROMs ein Kennung geschrieben sein,
aus welcher der Rechner die Programmart und die Programmversion
erkennt und ggf. permanent gespeicherte Grundmodule seines Arbeitsprogrammes
(z.B. Ein/Ausgabe-Routinen) entsprechend modifiziert.