DE2347302A1 - Festkoerper-schaltungen und methode zur simulation einer relaislogik - Google Patents
Festkoerper-schaltungen und methode zur simulation einer relaislogikInfo
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Description
Patentanwalt *· "
6 Frankfurt/Main 1
Niddastr. 52
19. September 1973 WK/cs.-ro
2494-21-IYP-2287
GENERAL ELECTRIC COMPANY
1 River Road
Schenectady, N.Y., U.S.A.
Schenectady, N.Y., U.S.A.
Festkörper-Schaltungen und Methode zur Simulation
einer Relaislogik
Die Erfindung betrifft allgemein logische Systeme und insbesondere
universale Festkörper-Logikschaltungen für die Verwendung in solchen Systemen, welche untereinander verbunden werden können zur
Bildung von simulierten Relaislogiksystemen.
Bei den verschiedensten Verfahren werden Ausrüstungen verwendet, welche für eine automatische Steuerung geeignet sind. Diese Steuerung
wird normalerweise bewerkstelligt durch eine Steuerungsein richtung oder eine Sequenzeinrichtung, welche Zustandssignale von
Schalterkontakten, Meßfühlern und ähnlichen Ausrüstungen in der /. η la ge überwacht und daraufhin Steuersignale für die Ausrüstung
zum Anlassen von Motoren, Betätigen von Magnetspulen usw. erzeugt.
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In der Vergangenheit wurden solche Steuereinrichtungen oder
Sequenz- oder Programm-Einrichtungen zur Steuerung einer Ausrüstung
in einem Verfahren normalerweise aus Relais aufgebaut. Diese waren untereinander verbunden in vorgeschriebenen Anordnungen zur
Bildung von logischen ReIais-Netzwerken zur Steuerung der Ausrüstung. Bei Steueranlagen dieser Art ist es üblich gewesen, eine
logische Anordnung von Relais und ihren zugeordneten Kontak-. ten vorzusehen, welche eine ordnungsgemäße Erzeugung von Steuersignalen
zur Ansteuerung der Ausrüstung gestattet.
Diese logischen Steueranordnungen besitzen mehrere Nachteile dadurch,
daß Relais im Vergleich zu Festkörperschaltungen eine
relativ kurze Betriebsdauer besitzen. Für den Benutzer werden dadurch
hohe Kosten für Austausch und Wartung verursacht. Weiterhin werden heute bei vielen Verfahren Meßfühler verwendet, die
nicht in der Lage sind, ausreichende Spannungen oder Steuerströme als Signale zur Betätigung von Relais abzugeben. Weiterhin
wird bei vielen heute verwendeten Verfahren, mit viel größerer Geschwindigkeit gearbeitet als in der Vergangenheit. Diese Geschwindigkeiten
bewirken jedoch, daß die Verwendung von langsam arbeitenden Relais unpraktisch ist.
Weiterhin ist es besonders bei komplizierten Systemen an sich bekannt,
daß durch Relaiskontakte hindurch ein Signalfluß in zwei
Richtungen erfolgen kann. Dieser Zustand ist jedoch unerwünscht, da häufig Signalkriechwege über die Relaiskontakte vorhanden
sind, welche eine falsche Zuschaltung von Relais verursachen. Um diesen Zustand zu beseitigen, ist es üblicherweise erforderlich,
Relais zusätzlich einzufügen, welche Kontakte zur Isolierung oder Beseitigung dieser Kriechwege besitzen. Dabei werden jedoch
durch diese zusätzlichen Relais die Kosten und die Kompliziertheit
der Systeme vergrößert.
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Wegen dieser Nachteile besteht heute eine Tendenz zur Verwendung von logischen Steueranordnungen unter Verwendung von logischen
Festkörperschaltungen. Diese sind dann in solchen Kombinationen
und Sequenzlogikanordnungen untereinander verbunden, daß sie die Signale erzeugen, welche zur Steuerung der Verfahrensanlagen erforderlich
sind. Für den unerfahrenen Benutzer, welcher seine eigene Ausrüstung selbst warten will, bietet diese logische Konstruktion
häufig komplizierte Probleme, welche über sein Verständnis
hinausgehen. Dies gilt besonders dort, wo sich der Benutzer seit Jahren mit der Fehlersuche und Wartung von logischen Steuereinrichtungen
mit Relais befaßt, und dabei Relaisdiagramme verwendet
hat und jetzt eine logische elektronische Steuereinrichtung zur Steuerung seines Verfahrens erwerben möchte. Der Benutzer
muß dann große Kosten aufwenden für eine Umschulung, so daß er im Stande ist, die logischen Diagramme zu lesen, welche die
logische Struktur der Steueranordnung in für ihn unbekannten Ausdrücken
wiedergeben.
Mit der Erhöhung der Zahl von Verfahren, die von Relaissteuereinheiten
auf elektronische logische Steuereinheiten umgestellt werden, und mit der ständig steigenden Arbeitsgeschwindigkeit dieser
Verfahren ist es erwünscht, solche logischen Festkörperschaltungen zu schaffen, welche in einer neuartigen und verbesserten
vorgeschriebenen Anordnung so untereinander zur Verwendung in logischen Steuereinheiten verbunden werden, daß sie unmittelbar
auf einer 1 : 1-Basis die Relaisspulen und -kontakte in einer
solchen Weise duplizieren und ersetzen, daß ein Benutzer mit einem Mindestmaß an Lernaufwand leicht die Fehlersuche' und Abänderungen an seiner eigenen Ausrüstung vornehmen kann.
vjv,.u«.o uer Erfindung werden verbesserte logische Systeme geschaffen unter Verwendung von universal anpaßbaren lpgischen Festkörperschaltungen. Diese besitzen die Eigenschaft eines Signalflusses
in einer einzigen Richtung. Die Schaltungen sind in den ver-
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schiedenartigsten Anordnungen untereinander verbunden, um hierdurch
logische Festkörpersysteme zu erhalten, welche für die normalerweise in einem Relaissystem erhaltenen Relais die Relais auf
einer l:l-Basis ersetzen. Um solche Systeme zu verwirklichen, werden
erfindungsgemäß die verschiedensten Arten von Verzögerungsschaltungen zur Simulation von Relaisspulen verwendet. Zur Simulation
der Relaiskontakte sind diesen Verzögerungskreisen oder
-schaltungen Gatterschaltungen, wie UND-, ODER-, NAND- und NOR-Gatter
zugeordnet.
Durch gegenseitige Verschaltung der logischen Schaltungsanordnungen
gemäß der Erfindung in vorgeschriebenen Anordnungen ist es möglich, Schaltüngsanordnungen zu bilden, welche Relaisspulen
simulieren und vorgegebene Zeitverzögerungen besitzen, die repräsentativ sind für das Einschalten und Abschalten von Relaisspulen.
Weiterhin ist es möglich, durch Verbindung der logischen Schaltungen in Serie und parallel Kaskadekombinationen simulierte
Serien- und Parallelrelaiskontakte zu bilden, welche sich im
Sinne einer Steuerlogik in gleicher Weise verhalten wie eine Relaislogik in Standardausführung,
Die logische Struktur der Erfindung macht es auch möglich, in
systematischer Weise die verschiedenartigsten Signale zu erzeugen,
welche für den Betrieb von Relaisspulen und -kontakten repräsentativ
sind. Die Erfindung umfaßt daher ein Verfahren zum Simulieren von logischen Systemen mit Relais.
Die Erfindung kann in einer Anzahl von Umgebungsbedingungen verwendet
werden. Sie findet jedoch besonders Anwendung im Gebiet der Verfahrenssteuerung. In diesen Umgebungsbedingungen liefert
die Erfindung die Möglichkeit, sehr flexible Systeme zu entwerfen, welche in der Lage sind, Eingangssignale mit hohen und niedrigen
Snannungswerten aus einer Vielzahl von Verfahrensstufen
oder Verfahren zu überwachen und zu verarbeiten. Dabei werden
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logische Signale mit niedrigem Spannungspegel erzeugt, welche
repräsentativ sind für die Arbeitsschritte oder den Betrieb der simulierten Relaisspulen und -kontakte bei Vorliegen dieser Eingangssignale,
und die logischen Signale können weiterhin unmittelbar in die Verfahren zurückgespeist werden. Die logischen Signale
können ebenfalls in die Prozesse über Konverter zur Umwandlung eines niedrigen Signalpegels in einen hohen Signalpegel zurückgespeist
werden.
Bei der Konstruktion von logischen Sequenzsteueranordnungen ist es erwünscht, bestimmte Steuerschritte in einer ordnungsgemäßen
Sequenz bei bestimmten ZeitIntervallen auszuführen. Zu diesem
Zwecke umfaßt die Erfindung weiterhin digitale Zeitgeberschaltungen
und Ereigniszählerschaltungen, welche Relaisspulen und -kontakte simulieren, und zur Ansteuerung anderer logischer Schaltungen
im Innern der Steueranordnung oder zur Aktivierung verschiedenartiger Einrichtungen in dem Verfahren nach erfolgter Auszählung
einer Anzahl von Ereignissen dienen.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, universale logische Festkörperschaltungen
mit der Eigenschaft eines Signalflusses in einer einzigen Richtung zu schaffen, welche weiterhin eingerichtet sind
auf die Verbindung untereinander zur Bildung simulierter logischer
Relaissysteme. Dabei beseitigt das Merkmal des Signalflusses in einer einzigen Richtung praktisch die Signalkriechwege,
welche in den Kontakten logischer Relaissysteme vorherrschend
sind.
Ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung ergibt sich aus der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsformen und den
Abbildungen.
Fig. 1 und 2 sind von oben nach unten übereinander angeordnet und umfassen zusammen ein logisches Schaltbild in
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2 34";;; 12
Blockschaltbildform für ein logisches Festkörperrelaissystem
unter Verwendung der logischen Schaltungen gemäß der Erfindung.
Fig. 1 und 2 zeigen in beispielhafter Form ein System, welches
einen logischen Festkörpersequenzsteuerungsteil oder Steuereinheit
IO umfaßt, und beinhaltet die Anwendung der Konzeption der Erfindung für den Betrieb verschiedenartigster Geräte in einem
Verfahren 11. Das Verfahren 11 ist auf der linken Seite der Fig.l und 2 wiedergegeben. Es liefert Eingangssignale zur Steuereinheit
10, welche auf der rechten Seite gezeigt ist, und erhält ausgangsseitige
Steuersignale von dieser Steuereinheit. Die Steuereinheit
IO ist hier ausgelegt zum Anlassen eines Motors 13 und zum Einschalten einer Lampe 50 für den Betriebszustand "Motor
zugeschaltet". Wenn ein unerwünschter Zustand in dem Verfahren
erfaßt wird, wird eine Warneinrichtung 15 betätigt und der Motor und die Lampe 50 werden abgeschaltet und dadurch wird das Verfahren
stillgelegt. Die Steuereinheit 10 steuert auch noch einen Ereigniszähler 17 in dem Verfahren 11 zum Auszählen der Zahl des
Anlassens des Motors 13.
Auf der linken Seite der Fig. 1 und 2 ist eine gemeinsame Wechselspannungsleistungs-Sammelleitung
12 gezeigt zur unmittelbaren Zuführung von Eingangsspannungen oder -Signalen zu ausgewählten
Schaltungseinheiten in der Steuereinheit. Die Spannung auf der Wechselspannungssammelleitung 12 wird auch unmittelbar zwei Konvertern
14 und 16 (als CONV. bezeichnet) zugeführt für die Umwandlung einer Wechselspannung oder eines Wechselstromsignals in
eine Gleichspannung. Es ist wichtig zu beachten, daß das Signal auf der Sammelleitung 12 auch eine Gleichspannung mit einem hohen
Wert sein kann. In diesem Falle werden dann als Konverter 14 und 16 Signal- oder Spannungswandler für hohe Gleichspannungswerte zu
niedrigen Gleichspannungswerten verwendet. Weiterhin ist noch eine Gleichspannungsleistungssammelleitung 20 vorgesehen, um un-
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mittelbar Gleichstrom oder Gleichspannungssignale mit niedrigem Wert von dem Konverter 14 zu anderen ausgewählten Schaltungseinheiten
in der Steuereinheit 10 einzuspeisen. Der Konverter 16 unterscheidet sich vom Konverter 14 nur darin, daß er ein durch
Torsteuerung ein- und ausschaltbarer Konverter ist, welcher ein Befähigungssignal über einen Leiter 18 enthält.
Das System enthält eine geschaltete Wechselspannungssammelleitung 22, welche ebenfalls eineEingangsspannung oder Eingangssignale
weiteren ausgewählten Scha ltungseinheiten in dar Steuereinheit zuführt. Ebenso wie die Wechselspannungssammelleitung 12 kann
auch die Sammelleitung 22 für eine hohe Gleichspannung vorgesehen sein.
Vor der weiteren Beschreibung der Erfindung wird nachstehend eine kurze Beschreibung der verschiedenen Schaltungsanordnungen gegeben,
welche in den logischen Blöcken gemäß der Abbildung enthalten sind.
Zunächst ist zu beachten, daß jeder dieser logischen Blöcke der Fig. 1 und 2 einen Pfeil enthält. Der Pfeil wird hierbei jeweils
verwendet, um das Merkmal des Signalflusses in einer einzigen
Richtung in den Schaltungen der Steuereinheit darzustellen.
Die Steuereinheit 10 verwendet eine Vielzahl von Wandler- oder Konverterschaltungen (CONV.) 24 bis 38 für Eingangssignale. Diese
sind ähnlich dem Konverter 14 zur Umwandlung für ein Wechselspannungs- oder Gleichspannungssignal hoher Spannung am Eingang in
ein Signal mit niedrigem Gleichspannungswert oder in ein logisches
Regelsignal eingerichtet. Da die Konverter 24 bis 38 alle in gleicher Weise arbeiten, wird nur ein Konverter beschrieben.
Beispielsweise ist für den Konverter 28 festzustellen, daß er ein Eingangssignal von der Wechselspannungssammelleitung 12 über
die Kontakte 1 und la eines Schalters SWl für die Betriebsarten
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"Handsteuerung Automatik" jeweils dann erhält, wenn sich der
Schalter in der Stellung "Handsteuerung" befindet. Wenn das Wechselspannungssignal
dem Konverter 28 zugeführt wird, erzeugt es am Ausgang ein logisches Signal entsprechend der binären Größe
Wenn das Wechselspannungssignal am Eingang des Konverters 28 weggenommen wird (der Schalter SWl ist in der Stellung "Automatik-Steuerung"
und der Kontakt la unterbrochen) stellt sein logisches Ausgangssignal eine Binärgröße 0 dar.
Die Erfindung verwendet auch eine Vielzahl von gleichartigen Verzögerungsschaltungen
zur Simulation von Relaisspulen, welche in Blöcken gezeigt sind, die mit CRl bis CR7 sowie GRAU und CRMN
bezeichnet sind. Da alle Verzögerungsschaltungen untereinander ähnlich sind, wird nur die Verzögerungsschaltung CRl erläutert.
Die Bezeichnung CRl in dem Block bedeutet dabei die simulierte Spule des Relais Nr. 1. Die Schaltung CRl kann dabei irgendeine
der an sich bekannten Verzögerungsschaltungen sein. Es kann beispielsweise eine Transistorschaltung des Integratortyps sein mit
einem RC-Glied, welche ein verzögertes Ausgangssignal nach irgendeinem
vorgegebenen ZeitverzögerungsIntervall nach dem Zeitpunkt
der Zuführung oder des Wegnehmens eines Eingangssignals vom Konverter 28 ergibt. Diese Verzögerungsfunktion von CRl simuliert
in einer realistischen Weise die normale Zuschalt- und Abschaltzeit einer Relaisspule. CRl arbeitet so, daß es ein Ausgangssignal
einer binären 1 bei Vorliegen eines Signals einer binären 1 vom Gatter 28 erzeugt und umgekehrt ein Ausgangssignal einer binären
Null erzeugt. Es ist auch darauf hinzuweisen, daß jede der simulierten Relaisspulenspaltungen CRl bis CR7, CRAU und CRMN eine
verschiedene Zeitverzögerung aufweisen kann. Hierdurch wird es möglich, simulierte logische Relaisnetzwerke aufzubauen, wobei
die Zuschalt- und Abschaltzeiten der simulierten Spulen zur Auslegung oder Konstruktion der sequentiellen Relaislogik verwendet
werden können.
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Jede der simulierten Relaisspulen besitzt eine oder mehrere zugeordnete
Gatterschaltungen, welche einen Teil derselben bilden,
beispielsweise ein UND-Gatter, und jeweils nur zwei Signaleingnngsanschlüsse
aufweisen. Diese Gatterschaltungen simulieren jeweils einen normalerweise unterbrochenen oder Arbeitskontakt
oder einen normalerweise geschlossenen oder Ruhekontakt eines Relais. Da die einzelnen Gatterschaltungen in ihrer Arbeitsweise
ähnlich sind, werden nachstehend nur die Gatterschaltungen erläutert, welche einen Teil der simulierten Relaisspule CR6
(Fig. 2) bilden.
Zwei Gatterschaltungen sind mit KR6A und KR6B bezeichnet und diese
Bezeichnungen in ihren.entsprechenden Blöcken identifizieren
diese als Kontakte (KA) und (KB) der simulierten Relaisspule CR6. Weiterhin enthält jeder der Blöcke ein Standardsymbol für einen
Relaiskontakt. Beispielsweise zeigt der simulierte Kontakt KR6A einen normalerweise geschlossenen oder Ruhekontakt und ist durch
das Zeichen "(/>' wiedergegeben. Der simulierte Kontakt KR6B zeigt
einen normalerweise unterbrochenen oder Arbeitsreleiskontakt und
das Zeichen "/" ist dabei ausgelassen. Es ist wichtig für ein Verständnis
der logischen Schaltungen zu erkennen, daß der normalerweise geschlossene und normalerweise offene Zustand der simulierten
Kontakte, beispielsweise KR6A und KR6B, den stromlosen oder abgeschalteten Zustand der simulierten Relaiskreise darstellen.
Beispielsweise besteht im FrHe der Anordnung von CR6, KR6A und
KR6B der stromlose oder abgeschaltete Zustand dann, wenn das Eingangssignal
für CR6 eine binäre Null ist. Der Ausgangsanschluß erzeugt ein Signal für eine binäre Null und verhindert, daß der
simulierte Kontakt KR6B zur Erzeugung eines Signals einer binären 1 an seinem Ausgangsanschluß befähigt wird. Es ist jedoch als
ein Teil von CR6 ein Inverter 40 vorgesehen, welcher bewirkt, daß KR6A als Ruhekontakt arbeitet. Wenn CR6 ein Ausgangssignal für
eine binäre Null erzeugt, spricht der Inverter 40 daraufhin so an, daß er ein Signal für eine binäre 1 als eines der Eingangssignale
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zu KR6A erzeugt und hierdurch diese letztere Schaltung befähigt
wird zur Bildung eines Ruherelaiskontaktes. Das heißt, KR6A wird befähigt zum Erzeugen eines Ausgangssignals einer binären 1, wenn
es ein zweites Eingangssignal für eine binäre 1 vom simulierten Relaiskontakt KR3C oder KR7 erhält.
Der Arbeitskontakt KR6B wird geschlossen zur Erzeugung eines Ausgangssignals
einer binären 1, wenn die simulierte Spule CR6 zugeschaltet wird und ein Signal für eine binäre 1 zu KR6B abgibt im
Zusammenwirken mit einem zusätzlichen Eingangssignal für eine
binäre 1 vom Konverter 38. Gleichzeitig wird das Signal für die
binäre 1 für CR6 durch den Inverter 40 in ein Signal für eine binäre Null umgewandelt zur Außerbetriebssetzung von KR6A und damit
wird der normalerweise geschlossene oder simulierte Ruhekontakt unterbrochen.
Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß die logischen
Schaltungen gemäß der Erfindung wahrheitsgetreu die Relaislogik auf einer l:l-Basis simulieren und duplizieren. Das heißt,
in dem gegebenen Beispiel simuliert CR6 eine Relaisspule, welche ein vorgegebenes Zeitverzögerungsverhalten besitzt, und die Gatterschaltung
KR6A im Zusammenwirken mit dem Inverter 40 simuliert einen Ruhekontakt und KR6B simuliert einen Arbeitskontakt.
Es ist wichtig zu beachten, daß der logische Zustand des Ausgangssignals
von CR6 den Zustand des Relais (zugeschaltet oder abgeschaltet)
darstellt und daß der Zustand dieses Ausgangssignals teilweise eine der Gatterschaltungen befähigt zur Simulierung
eines Ruhekontaktes und die andere Gatterschaltung außer Funktion
setzt zur Simulierung eines Arbeitskontaktes. Daher können die Gatterschaltungen KR6A und KR6B selektiv durch die Ausgangssignale
von CR6 befähigt werden, so daß sie komplementäre Ausgangssignale
in Form einer binären 1 und einer binären Null bei Vorliegen anderer binärer Signale 1 und Null durchlassen, wie sie
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beispielsweise von der Schaltung KR3C bzw. dem Konverter 38 geliefert
werden.
Es wird Bezug genommen auf die simulierte Relaisspule CR3. Ein
Ausgangsanschluß dieser Anordnung CR3 ist als ein Eingang mit jedem einer Vielzahl von zugeordneten normalerweise unterbrochenen
oder simulierten Relaisarbeitskontakten KR3A, KR3B und KR3C verbunden.
KR3A bis KR3C sind repräsentative Beispiele dafür, daß
es möglich ist, eine unbegrenzte Zahl von simulierten Relaiskontakten an einer simulierten Relaisspule dadurch zu bilden, daß
der Ausgang von CR3 parallel zu den Gatterschaltungen geschaltet wird. Aus der Beobachtung ist es leicht voraussehbar, wie irgendeine
Anzahl von normalerweise geschlossenen oder simulierten Ruhekontakten auch dadurch gebildet werden könnte, daß lediglich
ein Inverter, wie der Inverter 40, zwischen den Ausgangsanschluß
von CR3 und einen der Eingangsanschlüsse zusätzlicher Gatterschaltungen ähnlich den Schaltungen KR3A bis KR3C eingefügt wird.
Es ist möglich, eine Vielzahl von zugeordneten simulierten Relaiskontakten in Reihe zu schalten. Dies ist in beispielhafter Form
dargestellt durch die Verbindung des Ausgangsanschlusses von KR3B als einen Eingang für KR3C.
Es wird weiterhin Bezug genommen a.uf die Zeitverzögerungsschaltung
TDl in Fig. 2. Diese Zeitverzögerung TDl kann aus einer bekannten Vielzahl von verschiedenen Schaltungstypen bestehen. Beispielsweise
kann es eine Schaltung des Typs sein, welcher darauf eingerichtet ist, ein eingangsseitiges Befähigungssignal über einen
Leiter 62 beispielsweise vom Ausgangsanschluß eines simulierten Relaiskontaktes KR2 zu erhalten und ein Wechselspannungseingangssignal
von der Wechselspannungssammelleitung 12 und auf diese Weise eine Anzahl von Ereignissen auszuzählen, beispielsweise
die Frequenz des Signals auf der Wechselspannungsleitung 12. Nachdem die Schaltung TDl eine vorgegebene Anzahl von Ereignissen
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ausgezählt hat, erzeugt sie ein Ausgangssignal einer binären 1.
Dieses letztere Signal wird durch einen Inverter 42 in ein Signal für eine binäre Null umgeformt und einem simulierten Relaiskontakt
KTDl zugeführt. Der Kontakt KTDl bildet einen Teil der Zeitverzögerung TDl und erhält auch als ein zweites Eingangssignal
ein Gleichspannungssignal oder logisches Signal über den
Konverter 38. Wie in Fig. 2 dargestellt, simuliert KTDl einen Relaisruhekontakt. Daher öffnet sich der simulierte Kontakt KTDl
erst dann, wenn die Zeitverzögerungsschaltung TDl eine vorgegebene Anzahl von Ereignissen gezählt hat. Zu diesem Zeitpunkt
setzt dann ein Signal für die binäre Null vom Inverter 42 KTDl außer Funktion und bewirkt, daß an seinem Ausgangsanschluß ein
Signal für die binäre Null erzeugt und damit das Öffnen oder Unterbrechen eines Relaiskontaktes simuliert wird.
Für die vorliegende Erfindung können auch Konverterschaltungen
für das Ausgangssignal verwendet werden, um die logischen Signale in Wechselspannungssignale oder in G^ichspannungssignale mit
hoher Amplitude zurückzuverwandeln zur Zuführung dieser Signale
in die Verfahrensanlage 11 und zur Ansteuerung verschiedener
elektrischer und elektronischer Verbraucher. Dies ist beispielhaft dargestellt in Fig. 2 durch einen Konverter 44. Wenn der
Konverter 44 ein Eingangssignal für eine binäre 1 von KR6A erhält,
wird er befähigt zum Durchlassen des Wechselspannungssignals
der Sammelleitung 12 zwecks Einschaltung der Warneinrichtung 15. In ähnlicher Welse wird ein Konverter 48 benutzt, um die Lampe
für den Zustand "Motor eingeschaltet" einzuschalten, wenn er von
KR6B ein Signal für die binäre 1 erhält.
Unter Bezugnahme auf die vorstehend gegebene Beschreibung wird nachstehend die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Anordnung erläutert.
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Der Betrieb wird zunächst erläutert mit der Stellung "Handsteuerung"
für den Schalter SWl. Der Schalter SW2 befindet sich dann in der Stellung "Aus" und der Wechselspannungsleitung 12 wird Leistung
zugeführt. Hierdurch werden die verschiedenen Verhältnisse für Spannung und Signale für die Schaltungen des Systems vor dem Anfahren
oder Auslösen des Verfahrens 11 eingestellt.
Danach wird der Betrieb erläutert mit der Stellung "Handsteuerung"
für den Schalter SWl und der Stellung "Start" und "Lauf" für den Schalter SW2. Ein Drehzahldetektorschalter 58 bildet einen Teil
des Motors 13 und wird verwendet, um die richtige Betriebsdrehzahl
des Motors festzustellen. Dieser Teil der Beschreibung der Arbeitsweise enthält zunächst einen Betrieb des Motors 13 mit
seiner richtigen Drehzahl. Anschließend wird die Auswirkung des Schalters 58 auf das System erläutert, wenn der Motor 13 nicht
mit seiner normalen Drehzahl arbeitet.
Außerdem kann zu jedem Zeitpunkt durch einen Bedienenden ein Notstop-Schalter
56 (EMER.STOP) im Prozeß 11 verwendet werden, um den Prozeß stillzulegen. Die Beschreibung der Auswirkung dieses
Schalters auf das System erfolgt nachstehend. Zuletzt wird dann noch die Arbeitsweise des Verfahrens 11 über die Steuereinheit
in der Betriebsart "automatische Steuerung" beschrieben. Der Schalter SWl befindet sich dann in der Stellung "Automatik",
und der Schalter SW2 in der Stellung "Lauf".
Es sei angenommen, daß der Schalter SWl in der Stellung "Handsteuerung"
(Fig.l) ist und die Kontakte 1 und la geschlossen sind und sich weiterhin der Schalter SW2 in der Stellung "Aus" befindet,
und die Wechselspannungsleitung 12 über die Kontakte 2d und 2e von den Eingangsanschlüssen der Konverter 30 und 32 abgetrennt
ist.
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23 4'·" :?·.,■ 2
Es wird nunmehr angenommen, daß an der Wechselspannün^sammelleitung
12 über das Schließen eines nicht gezeigten Schalters Leistung zugeführt wird. Die Zuschaltung dieser Leistung bewirkt
das gleichzeitige Eintreten der nachstehenden Ereignisse :
1. Die Leistung von der Wechselspannungsleitung 12 wird auf die Konverterschaltung 14 zugeschaltet und diese erzeugt eine
Gleichspannung auf der Gleichspannungssammelleitung 20, welche repräsentativ ist für ein logisches Signal der binären 1.
2. Die Gleichspannungssammelleitung 20 führt einem der Eingangsanschlüsse jedes der simulierten Kontakte KRl und KR3A ein
Signal für die binäre 1 zu und befähigt daher diese logischen Schaltungen teilweise.
3. Dem Eingangsanschluß des Signalkonverters 28 wird über die
geschlossenen Kontakte 1 und la des Schalters SWl Wechselspannungsleistung zugeführt. Daraufhin liefert der Konverter
2« ein Ausgangssignal für die binäre 1 an den Eingangsan-
von
Schluß/CRl, betätigt damit die simulierte Spule und schließt den normalerweise unterbrochenen oder Arbeitskontakt KRl. Als ein Ergebnis erzeugt KRl ein Ausgangssignal für eine binäre 1, welches als ein Signal zur teilweisen Befähigung einef., der Eingangsanschlüsse des simulierten Arbeitskontaktes KR2 zugeführt wird. KR2 wird hierdurch außer Funktion gesetzt und erzeugt eine binäre Null als Signal zur Abschaltung als einen Eingang für KR4, da sich SW2 in der Stellung "Aus" befindet.
Schluß/CRl, betätigt damit die simulierte Spule und schließt den normalerweise unterbrochenen oder Arbeitskontakt KRl. Als ein Ergebnis erzeugt KRl ein Ausgangssignal für eine binäre 1, welches als ein Signal zur teilweisen Befähigung einef., der Eingangsanschlüsse des simulierten Arbeitskontaktes KR2 zugeführt wird. KR2 wird hierdurch außer Funktion gesetzt und erzeugt eine binäre Null als Signal zur Abschaltung als einen Eingang für KR4, da sich SW2 in der Stellung "Aus" befindet.
4. Die Wechselspannungsleistung von der Sammelleitung 12 wird dem Eingangsanschluß des Konverters 34 über den Notstopschalter
56 zugeführt. Der Konverter 34 erzeugt seinerseits ein Ausgangssignal für eine binäre 1 zur Aktivierung der simulierten
Spule CR4. Vom Ausgangsanschluß von CR4 wird ein Signal
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für eine binäre 1 zur teilweisen Befähigung dem anderen Eingangsanschluß
von KR4 zugeführt.
5. Die Wechselspannungsleistung von der Ssmmelleitung 12 wird
einem Eingangsanschluß der Zeitverzögerung TDl zugeführt.
TDl ist jedoch außer Funktion infolge des Signals für eine binäre Null, welches seinem anderen Eingangsanschluß von KR2
zugeführt wird.
6. Die Konverter 44 und 48 erhalten beide von der Sammelleitung 12 Wechselspannungsleistung. Zu diesem Zeitpunkt sind
jedoch beide Konverter außer Funktion gesetzt, da ihnen Signale für die binäre Null von KR6A und KR6B zugeführt werden.
7. Wie bereits vorstehend unter 3. erwähnt, ist KR4 außer Funktion
und liefert daher ein Abschaltsignal für eine binäre Null über den Leiter IS zum Konverter 16. Wenn der Konverter
außer Funktion gesetzt ist, wird die Wechselspannungsleistung
der Sammelleitung 12 daran gehindert, durch den Konverter hindurch zu einer Relaisspule 52 für das Starten des Motors
in einer Motorstarterschaltung 54 zu fließen. Mit abgeschalteter Relaisspule 52 befinden sich die zugeordneten Kontakte
SA und SB in unterbrochenem oder geöffnetem Zustand gemäß der Darstellung in Fig, 1. Es wird daher keine Wechselspannungsleistung
dem Motor 13 und der geschalteten Wechselspannungssammelleitung 22 zugeführt.
Es wird nunmehr Bezug genommen auf den Schalter SW2. Dieser wird
verwendet zum Starten des Motors 13 und des Verfahrens 11. Der Schalter SW2 arbeitet in ähnlicher Weise wie die automatischen,
durch Feder zurückgeführten Zündschalter, die bei Automobilen verwendet
werden. Das heißt, SW2 wird normalerweise kurzzeitig von der Ausstellung in die Startstellung durchgeschaltet und dann
freigegeben und läuft durch Federwirkung dann automatisch in die Stellung "Lauf" zurück.
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Zum Starten des Motors 13 wird der Schalter SW2 kurzzeitig in die
Startstellung gegeben. Die Kontakte 2, 2a, 2d und 2b, 2c und 2e schließen sich und führen Leistung von der Sammelleitung 12 zu
den Konvertern 30 und 32. Diese geben ihrerseits ein Signal für eine binäre 1 an die Eingpngsanschlüsse von CR2 bzw. CR3. Nach
einer vorgegebenen Zeitverzögerung führt der Ausgangsanschluß von
CR2 ein Signal für eine binäre 1 an den anderen Eingangsanschluß von KR2, befähigt diese Schaltung und schließt den simulierten
Kontakt zur Zuführung eines Signals für eine binäre 1 als Befähigungs- oder Zuschaltsignal zu einem der Eingangsanschlüsse jeder
der Schaltungen KR4, KR3C, dem Zeitverzögerungszähler TDl und dem Eingangsanschluß von CR6.
KR4 ist jetzt befähigt zur Zuführung eines Signals für eine binäre 1 zum Konverter 16 über den Leiter 18. Der Konverter 16 läßt
jetzt den Einschaltstrom von der Sammelleitung 12 durch zur Magnetspule 52 des Starters. Die Magnetspule 52 wird zugeschaltet,
schließt die Kontakte SA und SB und legt Leistung an die Sammelleitung
22 und den Motor 13, wodurch der letztere gestartet wird.
Nach einer vorgegebenen Zeitverzögerung erzeugt CR3 ebenfalls ein
Signal für eine binäre 1. Dieses wird einem der Eingangsanschlüsse jeder der zugeordneten simulierten Kontakte KR3A, KR3B und
KR3C zugeführt. Zu diesem Zeitpunkt werden KR3A und KR3C befähigt. Als Ergebnis gibt KR3A ein Signal für eine binäre 1 über einen
Leiter 66 auf einen Eingangsanschluß von KR7. KR3C gibt ein Signal für eine binäre 1 auf KR6A und CR7 über einen Leiter 68.
Es wird nunmehr Bezug genommen auf das simulierte Relais CR7, KR7.
Dieses ist ein Verriegelungsrelais oder eine Erinnerungsschaltung
zur Speicherung der Tatsache oder des Datums, daß der Motor 13 zugeschaltet ist. Das jetzt zum Eingangsanschluß von CR7 von KR3C
zugeführte Signal für die binäre 1 bewirkt die Erzeugung eines Ausgangssignals für eine binäre 1 durch CR7. Das Ausgangssignal
von CR7 wird als ein Eingangssignal KR7 zugeführt und dieses
409819/0999
"Relais" ist jetzt befähigt, da an seinem anderen Eingangsanschluß
von KR3A ein Signal für eine binäre 1 vorhanden ist. Wenn KR7 befähigt ist, hält das Signal für die binäre 1 von seinem
Ausgangsanschluß die simulierte Spule CR7 eingeschaltet und hält
damit das simulierte Relais CR7, KR7 in dem verriegelten Zustand. Das Signal für die binäre 1 von KR7 wird nunmehr über den Leiter
68 einem Eingangsanschluß von KR6A zugeführt; damit wird ein
teilweises Befähigungssignal auf dem einen Eingang für KR6Ä1 aufrechterhalten
für den Fall, daß KR3C zu irgendeinem späteren Zeitpunkt außer Funktion gesetzt oder abgeschaltet wird.
Da jetzt die geschaltete Wechselspannungsleitung 22 stromführend
ist, wird dem Konverter 38 Leistung zugeführt und dieser gibt ein Signal für eine binäre 1 an einen der Eingangsanschlüsse jedes
der simulierten Kontakte KR6B, KTDl und KR5.
Es wird nunmehr erneut Bezug genommen auf den Ausgangsanschluß von KR2. Dieser gibt ein Befähigungssignal für eine binäre 1 über
den Leiter 62 an TDl. TDl ist nunmehr befähigt und eingeschaltet und zählt die Frequenz des Wechselspannungssignals auf der Sammelleitung
12.
CR6 erhält ebenfalls das Signal für die binäre 1 auf dem Leiter und spricht darauf an durch Zuführung eines Signals für eine binäre
1 zu einem der Eingangsanschlüsse von KR6B. Der normalerweise unterbrochene oder simulierte Arbeitskontakt KR6B wird jetzt
geschlossen und gibt ein Befähigungssignal für eine binäre 1
ab als einen Eingang zum Konverter 48. Der Konverter 48 läßt das Wechselspannungssignal von der Sammelleitung 12 zu der Lampe 50
durch, welche den Zustand "Motor eingeschaltet" anzeigt. Die Lampe
wird damit eingeschaltet und zeigt dem Bedienenden für das
Verfahren an, daß dem Motor 13 Leistung zugeführt wird.
. ORlGiNA INSPECTED
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- IR -
Wie bereits zuvor aufgezeigt, simuliert KTDl einen normalerweise
geschlor:' .'or Ruhekontakt. Daher wird KTDl jetzt befähigt
und erzew,,. ·.->
Signal für eine binäre 1 auf einem Leiter 60 als einen Eingang für KR3B. Da CR3 ein Signal für eine binäre 1 erzeug-t,
wird KR3B befähigt oder eingeschaltet. Es ist zu beachten, daß die Ausgangsanschlüsse von KR3B und KR2 an einem Verbindungspunkt 64 miteinander verbunden sind und daher das Ausgangssignal
von KR3B auch einem Eingangsanschluß von KR4, dem Befähigungseingangsanschluß von TDl und dem Eingangsanschluß von CR6 zugeführt
wird. Der Zweck für diese Anschlußverbindung wird nachstehend wie folgt erläutert:
Wenn die Lampe 50 für den Zustand "Motor eingeschaltet" aufleuchtet,
ist es dem Bedienenden freigestellt, den Schalter SW2 freizugeben und er.gestattet dadurch, daß der Schalter von der Stellung
"Start" durch Federwirkung in die Stellung "Lauf" zurückgeführt wird. Wenn der Schalter SW2 in die Stellung "Lauf" zurückkehrt,
öffnet sich sein Kontakt 2 und nimmt das Wechselspannungssignal vom Eingang des Konverters 30 weg. Als Ergebnis wird ein
Abschaltsignal für eine binäre Null über die zugeordnete simulierte
Spule CR2 dem Eingang von KR2 zugeführt. Gleichzeitig bleiben jedoch die Kontakte 2b, 2e und 2e von SW2 geschlossen. Das
Relais CR3 kann daher weiterhin ein Ausgangssignal für eine binäre
1 erzeugen und KR3A bis KR3C in dem befähigten Zustand halten. Zu diesem Zeitpunkt ist es bedeutungsvoll zu beachten, daß
KR2 abgeschaltet ist. Die Anwesenheit eines Signals für eine binäre 1 an dem Ausgangsanschluß von KR3B hält jedoch weiterhin
CR6 zugeschaltet, um die Lampe 50 über KR6B und den Konverter 48 eingeschaltet zu halten. Ebenso wird TDl weiterhin im eingeschalteten oder befähigten Zustand gehalten und ebenso auch KR4, und
hierdurch ist es möglich, daß der Motor 13 weiterhin laufen kann.
Es wird nunmehr Bezug genommen auf einen normalerweise unterbrochenen
Drehzahldetektorschalter 58, welcher einen Teil des Motors
,„..,^^ .in 409819/0939
ORIGINAL' UISPECTED
ORIGINAL' UISPECTED
, BAD ORIGINAL
23A73Ü2
bildet. Der Schalter 58 kann irgendeine der verschiedenen Arten
von Drehzahldetelctorschaltern sein, beispielsweise ein Schalter des Zentrifugaltyps. Es sei angenommen, daß der Motor 13 seine
richtige Betriebsdrehzahl innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums nach der Zuführung von Leistung erreicht. Der Schalter 58
schließt daher und führt Wechselspannungsleistung dem Eingangsanschluß des Konverters 36 zu. Der Konverter 36 spricht daraufhin
an und gibt ein Signal für eine binäre 1 an CR5. Diese Schaltung wiederum gibt ein Befähigungseingangssignal für eine binäre
1 nach einer vorgegebenen Zeitverzögerung an KR? und dadurch wird bewirkt, daß am Ausgang ein Signal für eine binäre 1 erzeugt
wird.
Es wird nunmehr Bezug genommen auf die Schaltung TDl, welche weiterhin
die Frequenz auf der Wechselspannung der Sammelleitung zählt. Wie bereits erwähnt, gibt die Schaltung TDl ein Signal
für e- inäre Null solange auf den Inverter 42, bis TDl eine
vorgep'.ifiie Anzahl von Ereignissen ausgezählt hat. Wenn diese
vorgegebene Anzahl von Ereignissen ausgezählt worden ist, erzeugt TDl ein Ausgangssignal für eine binäre 1 und dieses wird über
den Inverter 42 in ein Signal für eine binäre Null umgewandelt. Das Signal für die binäre Null vom Inverter 42 dient zur Abschaltung
von KTDl. Das Signal für die binäre 1 auf dem Leiter wechselt jedoch nicht, da zu diesem Zeitpunkt KR5 befähigt ist.
Als Ergebnis bleibt KR3B weiterhin eingeschaltet und gibt ein
Befähigungssignal für eine binäre 1 auf KR4 und CR6 und hält damit den Motor 13 und die Lampe 50 eingeschaltet.
Es sei nunmehr angenommen, daß der Motor 13 seine richtige Betriebsgeschwindigkeit
nicht in einem vorgegebenen Zeitraum erreicht hat und daß der Bedienende den Schalter SW2 freigegeben
hat und dieser durch Federwirkung von der Stellung "Start" in die Stellung "Lauf" zurückgeführt worden ist. Als Ergebnis bleibt
der Drehzahldetektorschalter 58 unterbrochen und trennt das Wech-
409819/0999 ORIGINAL INSPECTED
BAD ORIGINAL"^
selsppnnungssignal auf der Sammelleitung 12 vom Konverter 36 ab. Der Konverter 36 erzeugt daher ein Signal für eine binäre Null
und diese wird über CR5 zu einem Eingangsanschluß von KR5 zur
Abschaltung dieser Schaltung geleitet. Wie bereits erläutert, erzeugt nach dem Auszählen einer vorgegebenen Anzahl von Ereignissen
TDl ein Signal für eine binäre 1 und bewirkt, daß der Inverter 42 ein Abschaltsignal für eine binäre Null an KTDl abgibt.
Als Ergebnis.werden KR5 und KTDl beide abgeschaltet, und es wird
ein Signal für eine binäre Null auf dem Leiter 60 erzeugt. Das Signal für die binäre Null auf dem Leiter 60 schaltet KR3B ab.
KR3B erzeugt seinerseits ein Ausgangssignal für eine binäre Null
zur Abschaltung von KR4 und KR3C und CR6.
KR4 spricht auf das Signal für die binäre Null von KR3B dadurch an, daß es ein Ausgangssignal für eine binäre Null auf dem Leiter
18 erzeugt, den Konverter 16 abschaltet und die Wechselspannungsleistung
von der Startspule 52 wegnimmt. Als Ergebnis werden die Kontakte SA und SB unterbrochen, nehmen die Leistung von
der Sammelleitung 22 weg und schalten den Motor 13 ab. Das Signal für die binäre Null bewirkt, daß SR6 ein Signal für die binäre
Nu]I dem Inverter 40 und KR6B zuführt, die letztere Schaltung
außer Funktion setzt und über den Konverter 48 die Lampe abschaltet. Der Inverter 40 führt nun ein Signal für die binäre
einem der Eingpngsanschlüsse von KR6A zu. KR6A erhält jedoch auch
ein Eingangssignal für eine binäre 1 von dem simulierten Kontakt
KR7. Als Ergebnis hiervon erzeugt KR6A ein Ausgangssignal für eine binäre 1, welches als eingangsseitiges Signal dem Konverter
44 zugeführt wird, der daraufhin das Wechselspannungssignal von der Sammelleitung durchläßt zur Betätigung der Warneinrichtung
15.
Wc... .lotor 13 während einiger Zeit gelaufen ist. und aus irgendeinem
Grunde, beispielsweise infolge einer überlast, die Drehzahl des Motors unter den Normalwert absinkt, öffnet sich der
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■«
BAD ORIQfNAt
Schalter 58. Wenn sich der Schalter 58 öffnet, werden der Motor
13 und die Lampe 50 abgeschaltet und die Warneinrichtung 15 wird in der gleichen Weise wie gerade beschrieben eingeschaltet,
d.h., wenn der Motor 13 nicht bei seiner ersten Zuschaltung die Betriebsdrehzahl erreicht.
Die Arbeitsweise des Systems wird nachstehend erörtert, wobei
der Motor 13 mit der richtigen Drehzahl läuft und sich die Schalter SWl bzw. SW2 in den Stellungen "Handsteuerung" bzw. "Lauf"
befinden und gleichzeitig der Notstopschalter 56 entweder niedergedrückt
oder unterbrochen ist.
Wie bereits in Fig. 1 gezeigt, wird das Wechselspannungssignal von der Sammelleitung 12 dem Konverter 34 über den Schalter 56
zugeführt. Wenn der Schalter 56 gedrückt wird, wird das Wechselspannungssignal vom Eingang des Konverters 34 weggenommen. Als
Ergebnis wird ein Signal für eine binäre Null CR4 zugeführt und
bewirkt, daß diese letztere Schaltung ein Signal für eine binäre Null als einen Eingang für KR4 erzeugt. KR4 wird daher außer Funktion
gesetzt und erzeugt ein Abschaltsignal für eine binäre Null über den Leiter 18 für den Eingang des Konverters 16. Daraufhin
nimmt der Konverter 16 das Wechselspannungssignal von der Startspule
52 weg, es wird eine Unterbrechung der Kontakte SA und SB bewirkt, der Motor 13 wird abgeschaltet und die Wechselspannungsleistung
wird von der Sammelleitung 22 weggenommen.
Das Wegnehmen der Wechselspannungsleistung von der Sammelleitung 22 bewirkt, daß das Ausgangssignal des Konverters 38 einen
Zustand für die binäre Null einnimmt und KR6B abschaltet. KR6B erzeugt seinerseits ein Ausgangssignal für eine binäre Null zum
Abschalten des Konverters 48 und zum Auslöschen der Lampe 50 für den Betriebszustand "Motor eingeschaltet". Ebenso wird das Signal
für die binäre Null vom Konverter 38 den simulierten Relaiskontakten
KR5 und KTDl zugeführt und schaltet diese ab. Ein Ausgangs-
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OAvI
signal für eine binäre Null wird daher von KR5 und KTDl auf dem
Leiter 60 zur Abschaltung von KR3B erzeugt. KR3B. erzeugt seinerseits
ein Abschaltsignal für eine binäre Null an KR3C.
Es sei zunächst der Ausgangsanschluß von KR3B betrachtet. Es ist
zu bemerken, daß dieser nunmehr ein vollständiges Abschaltsignal an KR4 liefert und damit verhindert, daß der Motor 13 erneut
starten kann, wenn man den Notstopschalter 56 wieder in den geschlossenen Zustand zurückgehen läßt. KR3B gibt auch ein Abschaltsignal
für eine binäre Null an TDl und bereitet damit diese Schaltung
darauf vor, bei einem nachfolgenden Startzyklus die Ereignisse
auszuzählen. Die simulierte Relaisspule CR6 wird ebenfalls durch das Signal für die·binäre Null von KR3B abgeschaltet und
führt ein Einschaltsignal für die binäre 1 über den Inverter 40 an KR6A. Daraufhin erzeugt KR6A ein Ausgangssignal für eine binäre
1 zur Befähigung des Konverters 44, welcher das Wechselspannungssignal zum Einschalten der Warneinrichtung 15 durchläßt.
Es wird nunmehr auf den Schalter SWl der Fig. 1 Bezug genommen. Das Wechselspannungssignal wird den Kontakten Ib und Ie von SWl
über die durchgeschaltete Wechselspannungsleitung 22 zugeführt. Wenn sich der Schalter SWl in der Stellung "Automatik" befindet, ist
der Kontakt Ic unterbrochen und die Kontakte Id und Ie sind geschlossen
und legen das Wechselspannungssignal an einen Konverter Wenn sieh der Schalter SWl in der Stellung "Handsteuerung" befindet
ist der Kontakt Id unterbrochen und die Wechselspannungsleistung wird einem Konverter 26 über die geschlossenen in Reihe miteinander
verbundenen Kontakte Ib und Ic zugeführt.
In der Stellung "Automatikbetrieb" des Schalters SWl wird vom
Ausgang des Konverters 24 ein Signal für eine binäre 1 auf eine Verzögerungsschaltung CRAU gegeben (simulierte Spule, automatisches
Relais), welche ihrerseits ein Signal für eine binäre 1 an einen logischen Block abgibt, welcher mit "Automatiklogik"
bezeichnet ist.
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ORIGINAL INSPECTBD
ORIGINAL INSPECTBD
Wenn der Schalter SWl in die Schaltstellung "Handbetrieb" gebracht
wird, gibt der Konverter 26 ein Signal für eine binäre 1 an eine Verzögerung CRMN (simulierte Spule, Handbetrieb-Relais), welche
ein Signal für eine binäre 1 an einen logischen Block abgibt, der mit "Handbetrieb-Logik" bezeichnet ist.
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23Λ7302
Zusätzlich hierzu erhält gemäß Fig. 1 der Block "Automatiklogik"
Signale aus dem Verfahren über ein Vielleiter-Signaleingangskabel. Der Block "Handbetrieblogik" erhält in ähnlicher Weise Signale
aus dem Verfahren und vom Bedienenden über ein Vielleiter-Signaleingangskabel.
Diese Logikblöcke für Automatik und Handbetrieb liefern selektiv Ausgangssignale zur Steuerung des Verfahrens
im Automatik- oder Handsteuerungsbetrieb gemäß der Stellung des
Schalters SWl.
Die dargestellten Blöcke für Automatik- und Handbetriebssteuerung
zeigen,wie eine Steuereinheit 10 in ein System zur Steuerung eines
Verfahrens eingefügt werden kann.
Es ist leicht ersichtlich aus der vorhergehenden Beschreibung der Erfindung, wie die Schaltungen der Steuereinheit 10 in den Blökken
"Automatikbetrieb" und "Handsteuerbetrieb" in verschiedenartigsten
Formen miteinander verschaltet werden können, um die Fähigkeit der Steuereinheit dadurch auszuweiten, daß eine zusätzliche
simulierte Relaislogik gebildet wird zur Erzeugung von Signalen zur Steuerung eines Verfahrens bei Vorhandensein der verschiedenartigsten
aus dem Verfahren selbst zugeführten Signale .
Es wird auf die Fig. 1 Bezug genommen, in welcher der Ausgangsanschluß
von KR3B mit einem Ereigniszähler 17 verbunden ist. Der Ereigniszähler 17 kann für viele Zwecke verwendet werden; in der
dargestellten Form registriert er eine Zahl, welche repräsentativ ist für die Zahl der .Startvorgänge am Motor 13 oder für die Zahl
der Zuschaltungen der Spule 52 zum Starten des Motors. Diese Zahl kann von einem Bedienenden oder Wartungsmann beispielsweise als
Anzeige dafür verwendet werden, daß eine vorbeugende Wartung am Motor oder an der Startspule in vorgegebenen Zeitintervallen ausgeführt
werden muß. Es ist jedoch ersichtlich, daß dos Ausgangssignal von KR3B verwendet werden kann, um eine Aktivierung einer
Anzahl von Ereignissen zu bewirken, welche in dem Prozeß selbst
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stattfinden. Beispielsweise kann es verwendet werden, um irgendeine
Magnetspule in dem Prozeß oder Verfahren selbst zu aktivieren oder zuzuschalten und dadurch zu bewirken, daß irgendein Ereignis in dem Prozeß im Sinne eines Anfahrens oder Steuerns der
Ausrüstung erfolgt.
Ausrüstung erfolgt.
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Claims (6)
1. Verfahren zur Simulierung von logischen ReIa issystejnen unter
Verwendung von logischen Festkörperschaltungen mit Signalfluß
in einer einzigen Richtung, wobei diese Schaltungen Relaisspulen und Kontakte auf einer l:l-Basis unmittelbar ersetzen
und simulieren, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:
es wird ein verzögertes Signal zur Simulierung des Einschaltvorganges
einer Relaisspule erzeugt, wenn an einer Verzögerungsschaltung ein erstes Signal zugeführt wird, es werden
zweite und dritte Signale erzeugt und ersten und zweiten Gatterschaltungen im Zusammenwirken mit dem verzögerten Signal
zugeführt, es werden von diesen ersten und zweiten Gatterschaltungen komplementäre Ausgangssignale als Simulation des
Betriebs von Relaiskontakten erzeugt und diese komplementären Ausgangssignale werden in Kaskade zusätzlichen Verzögerungsschaltungen und weiteren ersten und zweiten Gatterschaltungen
zugeführt zur Erzeugung weiterer Signale zur Simulation des Betriebs von Relaisspulen bzw. Kontakten.
2. Festkörper-Logikschaltungen, welche jeweils auf eine Vielzahl von zugeführten Signalen zur selektiven Erzeugung anderer
Signale ansprechend sind zur Simulation von Relaisspulen und
Kontakten in Festkörper-Logiksystemen durch Kaskadeanordnung dieser logischen Schaltungen, dadurch gekennzeichnet
; daß sie umfaßt:
erste und zweite logische Schaltungen zur Nachbildung der Arbeitsweise eines Relais, wobei jede dieser logischen Schaltungen
eine Verzögerungsschaltung in Nachahmung einer Relaisspule enthält zur Erzeugung eines verzögerten Ausgangssignals
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bei Vorhandensein eines ersten zugeführten Signals, eine Gatterschaltung in Nachbildung eines Relaiskontaktes mit
ersten und zweiten Eingangsanschlüssen und einem Ausgangsanschluß, eine erste Verbindungseinrichtung zur Verbindung des
verzögerten AusgangssignpIs der Verzögerungsschaltung mit demersten
Eingangsanschluß der Gatterschaltung, eine dritte Verbindungseinrichtung zur Verbindung eines weiteren Signals
mit dem zweiten Eingpngsanschluß der Gatterschaltung der ersten
LogikschPltung und zur Erzeugung eines der anderen Signale am Ausgnngsanschluß dieser letzteren Logikschaltung bei
Vorhandensein des verzögerten Ausgangssignals der Verzögerungsschaltung
der ersten Logikschaltung und des zusätzlichen Signals, sowie eine zweite Verbindungseinrichtung zur Verbindung
des Ausgangsanschlusses der Gatterschaltung der ersten
logischen Schaltung mit dem zweiten Eingangsanschluß der
Gatterschaltung der zweiten logischen Schaltung zur Erzeugung eines weiteren anderen Signals am Ausgangsanschluß dieser
letzteren Gatterschaltung bei Vorhandensein des verzögerten Ausgangssignals von der Verzögerungsschaltung der zweiten
logischen Schaltung und eines der anderen Signale.
3. Festkörper-Logikschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Gatterschaltung eine
Vielzahl von Paaren von UND-Gattern enthält, wobei jedes Paar
einer der Verzögerungsschaltungen zugeordnet und jede·»-; UND-Gatter
einen Relaiskontakt nachbildend ist und erste und zwei-
^ingangsanschlüsse und einen Ausgangsanschluß zur Erzeugung
eines der anderen Signale aufweist, wobei eine erste Verbindungseinrichtung zur Verbindung des verzögerten Ausgangssignals
der ersten Verzögerungsschaltung mit dem ersten Eingangsanschluß
eines UND-Gatters eines zugeordneten Paars vorhanden ist und weiterhin Einrichtungen einschließlich eines
Inverters zur Verbindung des Ausgangsanschlusses jeder der
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- 9ft -
Verzögerungsschaltungen mit dem ersten Eingangsanschluß des
anderen UND-Gatters eines zugeordneten Paars vorgesehen sind, sowie eine zweite Verbindungseinrichtung zur Verbindung des
Ausgangsanschlusses jedes einer Vielzahl von Paaren weiterer UND-Gatter mit dem zweiten Eingangsanschluß eines entsprechenden
UND-Gatters jeder dieser Vielzahl von Paaren von UND-Gattern und eine dritte Verbindungseinrichtung vorgesehen
ist zur Verbindung des Ausgangsanschlusses jedes UND-Gatters
dieser Vielzahl von Pasren von UND-Gattern in Kaskade mit dem ersten Eingangsanschluß anderer dieser Vielzahl von Paaren
von UND-Gattern zur Erzeugung weiterer simulierter Relaiskontakte.
4. Festkörper-Logikschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die erste Logikschaltung
eine erste Verzögerungsschaltung als Nachbildung einer Relaisspule
ergibt, welche auf ein erstes zugeführtes Signal entsprechend
einer Anzahl von zu zählenden Ereignissen anspricht unter Erzeugung eines ersten verzögerten Ausgangssignals nach
einer vorgegebenen Anzahl der gezählten Ereignisse, eine erste Gatterschaltung als Nachbildung eines normalerweise geschlossenen
Relaiskontaktes mit einem ersten Eingangsanschluß zur Zuführung des ersten verzögerten Ausgangssignals und einem
zweiten Eingangsanschluß zur Aufnahme eines zweiten zugeführten Signals ausgestattet ist, wobei die erste Gatterschaltung
auf das erste verzögerte Ausgangssignal und das zweite zugeführte Signal ansprechend ist mit Erzeugung eines der anderen
Signale als Nachbildung eines unterbrochenen oder geöffneten Relaiskontaktes an einem Ausgangsanschluß nach Vorliegen der
vorgegebenen Anzahl gezählter Ereignisse und eine zweite logische Schaltung vorhanden ist und eine zweite Verzögerungsschaltung als Nachbildung einer Relaisspule enthält, welche
auf ein drittes der zugeführten Signale, das repräsentativ
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- «ae - ■
ist für einen erfaßten Betriebszustand, anspricht zur Erzeugung eines zweiten verzögerten Ausgangssignals zu einem vorgegebenen
Zeitpunkt nach der Zuführung des dritten Signals, und weiterhin eine zweite Gatterschaltung eine Nachbildung
eines normalerweise unterbrochenen oder Arbeitskontaktes eines Relais darstellt und einen ersten Eingangsanschluß zur Aufnahme
des zweiten verzögerten Ausgangssignals und einen zweiten
Eingangsanschluß zur Aufnahme des zweiten der zugeführten Signale besitzt, wobei diese zweite Gatterschaltung auf das zweite
verzögerte Ausgangssignal und auf das zweite zugeführte Signal ansprechend ist unter Erzeugung eines der anderen Signale
in Nachbildung eines geschlossenen Relaiskontaktes an einem
Ausgangsanschluß zu dem vorgegebenen Zeitpunkt, und weiterhin Verbindungseinrichtungen zur Verbindung der Ausgangsanschlüsse
der ersten und zweiten Gatterschaltungen vorgesehen sind, wodurch die anderen Signale von den Ausgangsanschlüssen der ernsten und zweiten Gatterschaltung ein gemeinsames Endsignal
auf dieser Verbindungseinrichtung darstellen und eine vorgegebene zeitliche Beziehung zwischen dem ersten und zweiten
verzögerten Ausgangssignal wiedergeben.
5. Festkörper-Relaislogiksystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die logischen Schaltungen
als Nachbildungen von Relaisspulen und Kontakten untereinander verbunden sind zum Aufbau eines Systems zur statischen
Überwachung von Hochspannungs- und Niederspannungseingangssignalen und zur Erzeugung von Ausgangssignalen in Sequenz bei
Vorhandensein der Eingangssignale und weiterhin eine Einrichtung enthalten ist, welche jeder der ersten.und zweiten Gatter·
schaltungen zugeordnet ist zur Verbindung eines ausgewählten ausgangsseitigen Niederspannungssignals mit den zweiten Eingangsanschlüssen
derselben, und zusätzlich Einrichtungen zur Verbindung des Ausgangsanschlusses von ausgewählten ersten und
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zweiten Gatterschaltungen ausgewählter Logikschaltungen mit
der Verzögerungsschaltung und mit den ersten und zweiten Gatterschaltungen von weiteren dieser Vielzahl von Logikschaltungen
vorhanden sind zur Bildung weiterer nachgebildeter Relaisspulen bzw. Kontakte.
6. Festkörper-Relaislogiksystem nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet , daß es weiterhin eine Vielzahl von Konverterschaltungen zur Umwandlung einer niedrigen Spannung
auf eine hohe Spannung besitzt, durch die jeweils bei Vorhandensein des Ausgangssignals von einer entsprechenden
ersten und zweiten Gatterschaltung der Vielzahl von logischen
Schaltungen ein ausgangsseitiges Hochspannungssignal erzeugbar
ist.
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