<Desc/Clms Page number 1>
Signalspeicherung in Steuerschaltungen mit gepolten Relais
Die Erfindung hat die Signalspeicherung in Steuerschaltungen mit gepolten Relais für beiderseitige Ruhelage, beispielsweise für Rechenmaschinen, zum Inhalt.
Es sind Schaltungen bekannt, bei denen ein Relais erst dann anspricht, wenn eine Stossspannung abgefallen ist und damit die durch diese Spannung in der Spule gespeicherte magnetische Energie frei wird.
Des weiteren sind Schaltungen bekannt, bei denen ein Relais bei Wegnahme einer angelegten Spannung durch eine in einem Kondensator aufgespeicherte Energie umgeschaltet wird, wobei der Kondensator mit der Relaiswicklung in Reihe und ein Gleichrichter mit derselben Wicklung parallel geschaltet ist, so dass beim Anlegen der Spannung der Kondensator über den Gleichrichter geladen wird, welcher dabei als niederohmiger Nebenschluss über die Relaiswicklung wirkt, somit die Betätigung des Relais verhindert und nach Wegnahme der Spannung der Kondensator sich über Wicklung und Widerstand entlädt, wobei der Gleichrichter als hochohmiger Nebenschluss über die Wicklung wirkt.
Diese Schaltungen werden insbesondere dann angewandt, wenn die Schaltung des Relais in Abhängigkeit der Schaltstellung eines Kontaktes dieses Relais selbst erfolgt.
Die vorstehend beschriebenen bekannten Verfahren der Steuerung von Relais zu dem Zeitpunkt, zu dem eine angelegte Spannung weggenommen wird, haben den Nachteil, dass derjenige Kontakt, der die Fortnahme der Spannung bewirkt, die volle Last abschalten muss, was infolge der induktiven bzw. kapazitiven Eigenschaften des zu schaltenden Stromkreises zu erheblichem Verschleiss infolge der Lichtbogenbildung und damit zu Störungen führt. Diese Überlegung gilt insbesondere, wenn mit einem Kontakt die Spulen bzw. Kondensatoren von einer Vielzahl zu steuernder Relais gleichzeitig geschaltet werden.
Die Parallelschaltung eines Gleichrichters zur Wicklung eines Relais hat in den Fällen, in denen ein Relais mit mehreren Wicklungen ausgelegt ist, den Nachteil, dass während der Entladung eines Kondensators über eine Wicklung in den andern Wicklungen des gleichen Relais transformatorisch Ströme induziert werden, die durch den parallelen Nebenschluss der Gleichrichter der übrigen Wicklungen hemmend auf die Umschaltung wirken. Um den gewünschten Schalteffekt zu erreichen, ist daher eine wesentlich grössere Dimensionierung der Kondensatoren erforderlich.
Es ist ferner ein Verfahren zur Steuerung von Relaisführungsketten durch Impulse bekannt. Hiebei erfolgt die Umschaltung der Kontakte stets dann, wenn die an den Kontakten angeschlossene Impulsleitung kein Potential führt.
Dieses bekannte Verfahren, bei dem durch Spannungsimpulse Relais gesteuert werden, so dass ihre Kontakte lastlos ein-und ausschalten, hat hiebei den Nachteil, dass die Einschaltung eines Kontaktes unter Last, die bei zweckmässiger Dimensionierung der Relaiskontakte und prellfreier Justierung praktisch verschleisslos ist, nicht ausgeführt werden kann. Das Verfahren erfordert zusätzliche Bauelemente, um die im Zeitpunkt des Verschwindens des Impulses auftretenden induktiven Spannungsspitzen zu dämpfen, da bei den bekannten Impulsgeneratoren eine völlige galvanische Trennung von der Spannungsquelle vorgesehen ist.
Die Verfahren der Stosserregung und der Erregung von Relais über Kondensatoren bei Fortnahme einer Spannung sowie bekannte elektronische Schaltungen, in denen Signale kurzzeitig durch Kondensatoren
<Desc/Clms Page number 2>
gespeichert werden, haben den Nachteil, dass Fehlsteuerungen dann unvermeidlich sind, wenn beim
Schliessen des die Stossspannung induzierenden bzw. die Kondensatoren aufladenden Kontaktes oder in den elektronischen Steuerungen bei Eingabe des Impulses Prelleffekte auftreten.
Diese Nachteile werden erfindungsgemäss durch Signalspeicherung in Steuerschaltungen mit gepolten
Relais für beiderseitige Ruhelage beseitigt.
Die Signalspeicherung erfolgt durch die ansich bekannte Speicherung elektrischer Ladungsenergie in
Kondensatoren in Abhängigkeit des Schaltzustandes von Kontakten bzw. Kontaktnetzwerken. Der ent- sprechend dem Ladungszustand der Kondensatoren auszulösende Steuerungsvorgang wird durch einen Um- schalter eingeleitet. Erfindungsgemäss wird die Aufladung der Kondensatoren zur Vermeidung von Fehl- steuerungen infolge Prellerscheinungen des Umschalters durch eine Halbwellenspannung P2 herbeigeführt, während eine zweite Halbwellenspannung Pl die den Umschaltkontakt steuernden Magnetspulen speist.
Die beiden Halbwellenspannungen werden durch Ventile aus einer beliebigen Wechselspannung erzeugt und sind gegenüber einem gemeinsamen Pol N um 1800 elektrisch gegeneinander verschoben.
Die Erfindung ist in der Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert und es zeigt : Fig. 1 ein
Prinzipschaltbild zur Bildung zweier Halbwellenspannungen, Fig. 2 eine Signalspeicher-Prinzipschaltung und Fig. 3 eine Signalzahl-Untersetzungsschaltung.
In Fig. 1 wird eine an-und 0 gelegte Wechselspannung in zwei, um 180 elektrischgegeneinander verschobene Halbwellenspannungen P 1 und Pz gewandelt, die einen gemeinsamen Pol N haben.
In Fig. 2 wird durch die eine Halbwellenspannung P über einen Widerstand elektrische Ladungsenergie im Kondensator 3 bei geöffnetem Kontakt 4 vor dem Eintreffen eines Steuersignals gespeichert.
Die zweite Halbwellenspannung Pg speist das steuernde Relais 6, 7, 8, 9. Bei Eintreffen eines Steuersignals, beispielsweise bei Umschaltung eines Tasters 10, 11 in Einschaltstellung 10 wird die Relaisspule 6 des Relais 6,7, 8,9 erregt, wenn die Halbwellenspannung Ps Potential gegenüber dem gemeinsamen Pol N hat.
Hiedurch wird der Kontakt 8 des Relais 6, 7, 8, 9 geöffnet und der Kontakt 9 desselben Relais geschlossen. Die Ladeenergie des Kondensators 3 entlädt sich über die Spule eines gesteuerten Relais 5 und bewirkt dessen Umschaltung. Nach Abschluss der Steuersignalgabe, beispielsweise bei Rückstellung des Tasters 10, 11 in Ausschaltstellung 11 wird die Relaisspule 7 des steuernden Relais 6,7, 8,9 dann erregt, wenn die Halbwellenspannung P2 Potential gegenüber dem gemeinsamen Pol N führt. Die hiedurch ausgelöste Umschaltung des Umschaltkontaktes 8, 9 in Stellung 8 bewirkt die erneute Aufladung des Kondensators 3 durch die Halbwellenspannung P wenn der Kontakt 4 nach wie vor geöffnet ist.
In Fig. 3 ist ein Anwendungsbeispiel der Prinzipschaltung nach Fig. 2 dargestellt, die zur Untersetzung der eingehenden Signalzahl im Verhältnis 1 : 2 in einer beliebig langen Relaiskette dient. Das steuernde Relais 12, 13, 14,15 führt doppelt soviel Umschaltungen wie das gesteuerte Relais 16,17, 18,19 und viermal soviel Umschaltungen wie das gesteuerte Relais 20, 21, 22, 23 aus. Dies wird wie folgt erreicht : Die Halbwellenspannung Pllädt über den Widerstand 24, den Gleichrichter 25 und den geschlossenen Kontakt 14 des steuernden Relais 12, 13, 14, 15 den Kondensator 26 auf.
Die Kondensatoren 27 - 29 können nicht aufgeladen werden, da sie durch die geschlossenen Kontakte 18 und 22 sowie die Gleichrichter 30 - 33 kurzgeschlossen sind. Dieser Zustand bleibt solange bestehen, bis ein Steuersignal, z. B. durch die Betätigung des Tasters 34,35 in Arbeitsstellung 34, eingeht. Hiedurch wird durch die Halbwellenspannung
P2 die Wicklung 12 des steuernden Relais 12, 13, 14, 15 erregt und damit der Kontakt 14 geöffnet und der Kontakt 15 geschlossen. Die im Kondensator 26 gespeicherte Energie erregt die Spule 17 des gesteuerten Relais 16, 17, 18, 19. Dies bewirkt die Öffnung des Kontaktes 18 und das Schliessen des Kontaktes 19.
Nach Abschluss der Steuersignalgabe entsprechend der Rückstellung des Tasters 34, 35 in Ruhestellung 35, wird durch die Spannungshalbwelle E ; die Rückschaltung des steuernden Relais 12, 13, 14, 15 in die in Fig. 3 dargestellte Schaltstellung ausgelöst.
Infolge der jetzt geöffneten Kontakte 18 und 23 werden durch die Halbwellenspannung P 1 die Kon- densatoren 27 und 28 aufgeladen. Bei erneuter Betätigung des Tasters 34. 35 erfolgt in gleicher Weise, wie vorstehend beschrieben, durch die Spulen 16 bzw. 21 die Umschaltung des gesteuerten Relais 16,17, 18, 19 in die geschlossene Kontaktstellung 18 und die Umschaltung des gesteuerten Relais 20,21, 22,23 in die geschlossene Kontaktstellung 23.
Bei der dritten Einschaltung des Tasters 34,35 erfolgt, bedingt durch die vorherige Aufladung des Kondensators 26, die Umschaltung des gesteuerten Relais 16,17, 18,19 in die geschlossene Schaltstellung 19.
Die vierte Einschaltung des Tasters 34, 35 bewirkt die Umschaltung beider gesteuerter Relais 16,17,
EMI2.1
des Tasters 34, 35 die in Fig. 3 dargestellte Ausgangsschaltstellung der Relais 16, 17, 18,19 und 20,21, 22, 23 verursacht.
<Desc/Clms Page number 3>
Durch Anschluss beliebig vieler gesteuerter Relais an die Sammelleitung 36 unter Zwischenschaltung von Gleichrichtern entsprechend der Gleichrichter 31 und 32 kann das Untersetzungsverhältnis der Umschalthäufigkeiten aufeinanderfolgender gesteuerter Relais beliebig entsprechend einer geometrischen Reihe weiter gesteigert werden.
Die Gleichrichter'25 sowie 37 - 39 unterbinden nicht erwünschte Fehlentladungen der Kondensatoren
EMI3.1
24 sowie 40 - 42 zur Vermeidung direkter Kurzschlüsse der Halbwellenspannung P 1 gegenüber dem gemeinsamen Pol N dienen.
Erfindungsgemässe Signalzahl-Untersetzungsschaltungen sind zur zahlenmässigen Ist- bzw. Sollwertdarstellung innerhalb von Nachlaufsteuerungen, Nachlaufregelungen und Digitalregelungen, insbesondere für Durchflussmengen, Wege und elektrische Messwerte verwendbar, wenn die Zahl der in die erfindungsgemässe Schaltung eingehenden Signale ein Mass für den augenblicklichen Ist- bzw. Sollwert ist. Der fortlaufende Vergleich des jeweiligen Schaltzustandes der Signalzahl-Untersetzungsschaltung entsprechend, der dem Istwert proportionalen Signalzahl mit einem manuellen vorwählbaren Schaltzustand bzw. dem Schaltzustand einer zweiten Signalzahl-Untersetzungsschaltung, entsprechend der dem Sollwert proportionalen Signalzahl, wird hiebei zur Beeinflussung des Stellgliedes der Steuerung bzw. Regelung genutzt.