DE3113696A1 - Control circuit for sampling and driving a multiplicity of switches and/or magnets - Google Patents

Abstract

A control circuit for sampling and driving switches or magnets which are connected to one another and to a sequence control unit via leads (cables), which control circuit is distinguished by the fact that the cabling cost can be kept very low even for a very large number of switches and magnets, in that a control assembly is formed which consists of a series circuit formed from a diode, a magnet and a switch having a zener diode arranged in parallel with the switch, the control assembly being arranged at predetermined intersections of a lead matrix.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerschaltung zur Ab-The invention relates to a control circuit for deactivating

tastung und zur Ansteuerung einer Vielzahl von Schaltern bzw. Magneten, die miteinander und mit einer Ablaufsteuereinheit über Leitungen verbunden sind.keying and control of a large number of switches or magnets, which are connected to each other and to a sequence control unit via lines.

Bei einer derartigen Steuerschaltung,wie sie in der Steuerungstechnik häufig verwendet wird, besteht der Nachteil, daß der Verkabelungsaufwand bei einer entsprechend hohen Anzahl von Schaltern und Magneten erheblich werden kann.With such a control circuit as used in control technology is often used, there is the disadvantage that the wiring effort in a correspondingly high number of switches and magnets can be considerable.

Der Erfindung liegt die A u f g a b e zugrunde, eine Steuerschaltung der eingangs näher genannten Art zu schaffen, durch welche auch für eine besonders große Anzahl von Schaltern und Magneten bei sehr einfacher Ansteuerungsmöglichkeit der Verkabelungsaufwand außerordentlich gering gehalten werden kann.The invention is based on the output, a control circuit to create the type mentioned in more detail, by which also for a special large number of switches and magnets with a very simple control option the cabling effort can be kept extremely low.

Zur Lösung dieser A u f g a b e sieht die Erfindung vor, daß eine Steuerbaugruppe gebildet ist, die aus einer Reihenschaltung einer Diode, eines Magneten und eines Schalters mit einer zu dem Schalter parallel angeordneten Zenerdiode besteht, und daß die Steuerbaugruppe jeweils an vorgebbaren Ereuzungspunkten einer Leitungsmatrix angeordnet ist.To solve this A u f g a b e, the invention provides that a Control assembly is formed, which consists of a series connection of a diode, a magnet and a switch with a Zener diode arranged in parallel with the switch, and that the control assembly is in each case at predeterminable creation points of a line matrix is arranged.

Vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous developments and preferred embodiments of the Subject matter of the invention emerge from the subclaims.

Gemäß der Erfindung ist der wesentliche Vorteil erreichbar, daß von einer Ablaufsteuereinheit aus über zwei Selektoren ein bestimmter Magnet angesteuert und über einen Selektor und mehrere Schwellenspannungsverstärker eine ganze Zeile von Schaltern einer Matrix abgetastet werden können.According to the invention, the main advantage can be achieved that of a sequence control unit controlled by two selectors, a certain magnet and a whole line via a selector and several threshold voltage amplifiers can be scanned by switches of a matrix.

Die gemäß der Erfindung gebildete Steuerbaugruppe weist nur zwei Anschlüsse auf. Solche Steuerbaugruppen können in beliebig großer Anzahl nn den Kreuzungspunkten einer Inittlngsmnerix angeordnet werden. Eine solche Matrix hat dann bei M mal N Einheiten nur M plus N Anschlüsse.The control assembly formed according to the invention has only two connections on. Such control modules can nn the intersection points in any large number be arranged in an initiation network. Such a matrix then has at M times N Units only M plus N connections.

Es ergeben sich bei einer Matrix mit lo.ooo Elementen somit gemäß der Erfindung nur 200 Anschlüsse. Die erfindungsmäße Steuerschaltung vermindert nicht nur den Verkabelungsaufwand ganz entscheidend, sondern auch den Ansteueraufwand von einer Ablaufsteuereinheit oder von einem Rechner her.For a matrix with lo, ooo elements, the result is accordingly of the invention only 200 connections. The control circuit according to the invention is reduced not only the cabling effort is crucial, but also the control effort from a sequence control unit or from a computer.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen: Figur 1 ein Schaltschema einer erflndungsgemäßen Steuerbaugruppe, Figur 2 ein Schaltschema eines Schwellenspannungsverstärkers und Figur X ein Schaltschema einer Leitungsmatrix, bei welcher die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung verwirklicht ist Gemäß der Darstellung in der Figur 1 werden ein Magnet 11 und ein Schalter 12, die auch zu einer logischen Einheit zusammengefügt sein können, in der Weise angeordnet, daß parallel zu dem Schalter 12 eine Zenerdiode 13 angeordnet ist und diese aus dem Schalter 12 und der Zenerdiode 13 gebildete Parallelschaltung in Reihe mit dem Magneten 11 und einer Diode 10 angeordnet ist. Diese Steuerbaugruppe, welche somit im wesentlichen aus einer Reihenschaltung einer Diode Io, eines Magneten 11 und einer aus dem Schalter 12 und der Zenerdiode 13 gebildeten Parallelschaltung gebildet ist, weist zwei Anschlüsse auf, von denen der eine mit dem Schalter 12 und der andere mit der Diode 1o verbunden ist.The invention is explained below, for example, with reference to the drawing described; FIG. 1 shows a circuit diagram of a circuit according to the invention Control assembly, Figure 2 is a circuit diagram of a threshold voltage amplifier and Figure X is a circuit diagram of a line matrix in which the inventive Circuit arrangement is realized as shown in FIG a magnet 11 and a switch 12, which are also combined into a logical unit can be arranged in such a way that in parallel with the switch 12, a Zener diode 13 is arranged and this is formed from the switch 12 and the Zener diode 13 Parallel connection in series with the magnet 11 and a diode 10 is arranged. This control module, which thus essentially consists of a series connection of a Diode Io, a magnet 11, and one of the switch 12 and the zener diode 13 formed parallel circuit is formed, has two connections, of which one is connected to the switch 12 and the other to the diode 1o.

Die in der Figur 1 veranschaulichte Steuerbaugruppe gemäß der Erfindung kann leicht als integrierte Schaltung auf einem einzigen Plättchen terätetechnisch verwirklicht werden.The control assembly illustrated in FIG. 1 according to the invention can easily be used as an integrated circuit on a single chip be realized.

In der Figur zwei ist ein Schwellenspannungsverstärker 2 schematisch dargestellt. Dieser Schwellenspannungsverstärker 2 weist einen Operationsverstärker 14 auf welcher einen Eingang 19 für ein Eingangssignal und einen weiteren Eingang 18 für ein Referenzsignal hat. Der weitere Eingang 18 ist über einen Widerstand 15 mit einer Eingangsklemme 17 verbunden. Außerdem ist der weitere Eingang 18 des Operationsverstärkers 14 über eine Zenerdiode 16 an Masse gelegt.A threshold voltage amplifier 2 is shown schematically in FIG shown. This threshold voltage amplifier 2 has an operational amplifier 14 on which one input 19 for an input signal and another input 18 for a reference signal. The other input 18 is via a resistor 15 connected to an input terminal 17. In addition, the other input 18 of the Operational amplifier 14 is connected to ground via a Zener diode 16.

Die Figur 3 veranschaulicht eine Leitungsmstrix, bei welcher jeweils die Kreuzirngspunkte durch eine erfindungsgemäße Steuerbaugruppe gemäß der Darstellung in der Figur n überbrückt sind.FIG. 3 illustrates a line mix in which in each case the intersection points by a control assembly according to the invention as shown are bridged in the figure n.

Die Matrix-Leitungen, welche die Spalten und Zeilen der Matrix bilden, sind jeweils über Transistoren 5 bzw 3 mit einer Ablaufsteuereinheit 6 verbunden. Diese Ablaufsteuereinheit 6, welche vorzugsweise als Mikroprozessor ausgebildet sein kann, ist an eine Spannungsquelle 7 angeschlossen.The matrix lines that form the columns and rows of the matrix, are each connected to a sequence control unit 6 via transistors 5 and 3, respectively. This sequence control unit 6, which is preferably designed as a microprocessor is connected to a voltage source 7.

Diejenigen Leitungen welche die Zeilen der Leitungsmatrix bilden, sind jeweils über einen Schwellenspannun#sverstärker 2 mit der Ablaufsteuereinheit 6 verbunden. Dabei ist zwischen dem Eingang eines Schwellenspannungsverstärkers 2 und der Spannungsquelle 7 Jeweils ein Pull-up-Widerstand 4 angeordnet.Those lines that form the lines of the line matrix, are each connected to the sequence control unit via a threshold voltage amplifier 2 6 connected. It is between the input of a threshold voltage amplifier 2 and the voltage source 7 each have a pull-up resistor 4 arranged.

Die Ablaufsteuereinheit 6 hat die Möglichkeit, über das Durchschalten eines Transistors 5.X eine Leitung 8.1 und über das Durchschalten eines Transistors 3.Y eine Leitung 9.Y zu aktivieren und jeden Magneten anzusteuern. Dabei spielt es keine Rolle, ob ein Schalter 12 geöffnet oder geschlossen ist. da die Betriebsspannung viel größer ist als die Zenerspannung der Zenerdiode 13, so daß der Magnet sowohl bei geöffnetem als auch bei geschlossenem Schalter anzieht. Es können niemals mehrere Magnete zugleich anziehen, da jede Steuerbaugruppe 1 von den übrigen Steuerbaugruppen durch eine Diode lo entkoppelt ist.The sequence control unit 6 has the option of switching through a transistor 5.X a line 8.1 and through the switching of a transistor 3.Y to activate a line 9.Y and to control each magnet. It plays it does not matter whether a switch 12 is open or closed. because the operating voltage is much greater than the Zener voltage of the Zener diode 13, so that the magnet both picks up when the switch is open as well as when it is closed. There can never be more than one Attract magnets at the same time, as each control module 1 differs from the other control modules is decoupled by a diode lo.

Weiterhin hat die Ablaufsteuereinheit 6 die Möglichkeit, über das Durchschalten eines Transistors 5.X eine Leitung 8.X zu aktivieren und über Y Schwellenspannungsverstärker 2.Y die Spannung auf den Y Leitungen 9.Y zu überprüfen. Dabei werden Y Widerstände als Pull-up-Widerstände 4 benutzt, damit die Zenerdioden 13 schwach bestromt werden, um bei offenem Schalter ihre Zenerspannung aufzuweisen.The sequence control unit 6 also has the option of using the Switching through a transistor 5.X to activate a line 8.X and via Y threshold voltage amplifier 2.Y check the voltage on the Y lines 9.Y. Thereby Y become resistors used as pull-up resistors 4 so that the Zener diodes 13 are weakly energized, to show their zener voltage when the switch is open.

Ein Schwellenspannungsverstärker 2.Y zeigt der Ablaufsteuereinheit 6 einen geschlossenen Schalter durch ein Signal unterhalb der Schwellenspannung an, und er zeigt einen geöffneten Schalter durch ein Signal oberhalb der Schwellenspannung an. Der Strom der Pull-up-Widerstande 4 bringt einen Magneten nicht zum Anziehen, da er um einige Faktoren unter dem erforderlichen Magnetsteuerstrom liegt.A threshold voltage amplifier 2.Y shows the sequence control unit 6 a closed switch by a signal below the threshold voltage and it indicates an open switch by a signal above the threshold voltage at. The current of the pull-up resistors 4 does not attract a magnet, because it is a few factors below the required solenoid control current.

Ebenso geht der Widerstand des Magneten kaum in die Spannung der Leitungen 9.Y ein, da er um einige Faktoren unter dem Pull-up-Widerstand 4 liegt.Likewise, the resistance of the magnet hardly affects the voltage of the lines 9.Y as it is a few factors below pull-up resistance 4.

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Claims (9)

Patentansprüche l. Steuerschaltung zur Abtastung und zur Ansteueruntr einer Vielzahl von Schaltern bzw. Magneten, die miteinnnder und mit einer Ablaufsteuereinheit über Leitungen verbunden sind, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß eine Steuerbaugruppe (1) gebildet ist, die aus einer Reihenschaltung einer Diode (1o), eines Magneten (11) und eines Schalters (12) mit einer zu dem Schalter (12) parallel angeordneten Zenerdiode (13) besteht, und daß die Steuerbaugruppe (1) jeweils an vorgebbaren Kreuzungspunkten einer Leitungsmatrix angeordnet ist. Claims l. Control circuit for scanning and for control unit a multitude of switches or magnets that work with one another and with a sequence control unit are connected via lines, thereby g e k e n n n z e i c h n e t that a control module (1) is formed from a series connection of a diode (1o), a magnet (11) and a switch (12) with a switch (12) arranged in parallel Zener diode (13) consists, and that the control module (1) each at predeterminable Crossing points of a line matrix is arranged. 2. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c hn e t, daß zwischen der Ablaufsteuereinheit (6) und der Leitungsmatrix Selektoren (3,5) angeordnet sind. 2. Control circuit according to claim 1, characterized in that g e k e n n z e i c hn e t that between the sequence control unit (6) and the line matrix selectors (3,5) are arranged. 3. Steuerschaltung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Selektoren als Transistoren (3,5) ausgebildet sind. 3. Control circuit according to claim 2, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the selectors are designed as transistors (3, 5). 4. Steuerschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Schalter (12) in der Steuerbaugruppe (1) bei einer Verwendung der Steuer schaltung im Sicherheitsbereich sich in Ruhestellung befindet. 4. Control circuit according to one of the preceding claims, characterized it is noted that the switch (12) in the control module (1) is at a use of the control circuit in the safety area is in the rest position is located. 5. Steuerschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Zenerspannung der Zenerdiode (1#) etwa ein Viertel der von einer Spannungsquelle (7) gelieferten Betriebsspannung beträgt. 5. Control circuit according to one of the preceding claims, characterized g e k e n n n z e i c h n e t that the Zener voltage of the Zener diode (1 #) is about Quarter of the operating voltage supplied by a voltage source (7). 6. Steuerschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß an vorgebbaren Stellen in den Leitungen zwischen der Leitungsmatrix und der Ablaufsteuereinheit (6) Schwellenspannungsverstärker (2) vorgesehen sind. 6. Control circuit according to one of the preceding claims, characterized it is not indicated that at predeterminable points in the lines between the line matrix and the sequence control unit (6) threshold voltage amplifier (2) are provided. 7 Steuerschaltung nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Schwellenspannungsverstärker (2) als Operationsverstärker ausgebildet sind, welche jeweils die Eingangsspannung (19) mit einer Referenzspannung (18) vergleichen, die etwa zwei Drittel der Zenerspannung der Zenerdiode (13) beträgt.7 Control circuit according to claim 6, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the threshold voltage amplifier (2) is designed as an operational amplifier which each compare the input voltage (19) with a reference voltage (18), which is about two thirds of the Zener voltage of the Zener diode (13). 8. Steuerschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß an eine vorgebbare Gruppe von Leitungen jeweils ein Pull-up-Widerstand (4) angeschaltet ist, durch welchen eine schwache Bestromung der Zenerdiode (13) einstellbar ist.8. Control circuit according to one of the preceding claims, characterized g e k e n n n n e i c h n e t that to a predeterminable group of lines in each case a pull-up resistor (4) is switched on, through which a weak current is supplied the Zener diode (13) is adjustable. 9. Steuerschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Ablaufsteuereinheit (6) als Mikroprozessor ausgebildet ist.9. Control circuit according to one of the preceding claims, characterized it is noted that the sequence control unit (6) is a microprocessor is trained.