DE1295057B

DE1295057B - Control arrangement for the gradual switching of contactors in forced sequence

Info

Publication number: DE1295057B
Application number: DEL38181A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Claus; Schuenemann; Boehm Walter
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1961-02-13
Filing date: 1961-02-13
Publication date: 1969-05-14

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerungsanordnung zur stufenweisen Schaltung von Schaltschützen im Folgezwang, bei welcher den einzelnen Schaltstufen jeweils ein Stufenspeicher zugeordnet ist, der über seinen Ausgang die Schütze seiner Schaltstufe ansteuert und zur Erzielung des Folgezwanges in Aufwärtsrichtung einen Löscheingang des nächstniederen Stufenspeichers beeinflußt sowie über ein Und-Glied in Abhängigkeit von mindestens einem weiteren an dieses Und-Glied gelegten Steuerkommando einen Speichereingang des nächsthöheren Stufenspeichers beeinflußt, insbesondere für Anfahr-und Bremswiderstandssteuerungen elektrischer Triebfahrzeuge.The invention relates to a control arrangement for stepwise Switching of contactors in forced sequence, in which the individual switching stages a step memory is assigned to each of which, via its output, the contactors of its Controls switching stage and to achieve the forced follow-up in the upward direction The reset input of the next lower level storage tank is influenced as well as via an AND element depending on at least one other control command applied to this AND element influences a memory input of the next higher level memory, in particular for starting and braking resistor controls for electric traction vehicles.

Folgesteuerungen dieser Art sind an sich bekannt, beispielsweise von Programmsteuerungen für Werkzeugmaschinen oder Prozesse, bei denen es auf in bestimmten zeitlichen Abständen aufeinanderfolgende Arbeitsvorgänge ankommt. Für den Folgeablauf finden dabei auch bereits bistabile Gedächtnissehaltungen, kurz »Speicher« genannt, in Verbindung mit sogenannten Und-Gliedern Verwendung (deutsche Patentschrift 1060 018). Sequential controls of this type are known per se, for example of program controls for machine tools or processes in which work processes that follow one another at specific time intervals are important. For the subsequent sequence, bistable memory holdings, called "memories" for short, are used in conjunction with so-called AND elements (German patent specification 1060 018).

Ein Programmablauf wird dabei im wesentlichen dadurch erzielt, daß den einzelnen das Programm ausmachenden Schaltstufen jeweils ein Stufenspeicher zugeordnet ist, der über seinen Ausgang 1. die Schütze seiner Schaltstufe ansteuert, 2. den im Programmablauf niedrigeren Speicher löscht, und 3. über ein Und-Glied in Abhängigkeit von einem - weiteren an dieses Und-7Glied gelegten Kommando von außen durch Steuer- oder Hilfsschalter-bewirkt- einen -i m - Prögrammablauf höheren Speicher einzuschalten vermag.A program sequence is essentially achieved in that the individual switching steps making up the program are each assigned a step memory, which via its output 1. controls the contactors of its switching step, 2. deletes the lower memory in the program sequence, and 3. via an and- Element depending on a - further command placed on this And-7 element from the outside by control or auxiliary switch - causes a - in the - program sequence is able to switch on a higher memory.

Dieses Spiel wiederholt sich bis zum Ablauf des Programms.This game is repeated until the end of the program.

Bei einer Schaltung wie der vorbekannten ist das Programm wiederholbar, jedoch nicht umkehrbar. Soll eine niedrigere Stufe angesteuert werden, so muß entweder das Programm durchgefahren oder abgebrochen und anschließend neu beggipen werden.With a circuit like the previous one, the program is repeatable, but not reversible. If a lower level is to be controlled, either the program can be run through or canceled and then re-plastered.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eifien Folgezwang in der Schaltung sowohl in Aufwärts- als auch in Abwärtsrichtung bestehen zu lassen. Diese Aufgabe wird für eine Anordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die folgenden Merkmale gelöst: Zwischen dem Ausgang jedes Stufenspeichers und dem Löscheingang de§ nächstniederen Stufenspeichers ist ebenfalls jeweils ein Und-Glied eingeschaltet; zur Erzielung eines Folgezwanges in Abwärts--richtung beeinflußt jeder Stufenspeicher zusätzlich über ein Und-Glied den Löscheingang des nächsthöheren Stufenspeichers und über ein- weiteres Und-Glied den Speichereingang des nächstniederen Stufenspeichers; die Schaltrichtung ist durch Oder-Glieder mit antivalenten Ausgängen festgelegt, von denen jeder Stufe eines zugeordnet ist und die über die Stufenvorgabe einer Meisterwalze auf der jeweiligen und allen niedrigeren Stufen angesteuert sind; der erste Ausgang jedes Oder-Gliedes ist an das der Aufwärtsrichtung zugeordnete Und-Glied vor dem Speichereingang des zugehörigen Stufenspeichers und an das der Aufwärtsrichtung zugeordnete Und-Glied vor dem Löscheingang des nächstniederen Stufenspeichers angeschlossen; der zweite Ausgang jedes Oder-Gliedes ist an das Ader Abwärtsrichtung zugeordnete Und-Glied vor dem Löscheingang des zugehörigen Stufenspeichers und an das der Abwärtsrichtung zugeordnete Und-Glied vor dem Speichereingang des nächstniederen Stufenspeichers angeschlossen.It is the object of the invention to provide both a sequence constraint in the circuit to persist in the upward as well as in the downward direction. This task will for an arrangement of the type mentioned according to the invention by the following Features solved: between the output of each level storage tank and the reset input The next lower level storage tank is also activated in each case by an AND element; to achieve a follow-up compulsion in the downward direction, each step storage tank influences In addition, the delete input of the next higher level storage tank via an AND element and via a further AND element, the memory input of the next lower level memory; the switching direction is determined by OR elements with complementary outputs, of which one is assigned to each level and one via the level specification Master roll are controlled on the respective and all lower levels; the The first output of each OR element is to the AND element assigned to the upward direction in front of the storage input of the associated step storage tank and at that of the upward direction assigned AND element connected in front of the delete input of the next lower level storage tank; the second output of each OR element is assigned to the wire downward direction AND element in front of the delete input of the associated step memory and to that of the downward direction assigned AND element in front of the storage input of the next lower level storage tank connected.

Die Vorteile der Steueranordnung nach der Erfindung liegen insbesondere in einem einfachen wirkungsablauf der Auf- und Abwärtssteuerung bei doppelter Ausnutzung bereits vorhandener Speicher. Es ist dabei von beliebiger Ausgangsstellung jede Schaltstufe ansteuerbar, ohne daß es einer besonderen Wiederholung des Programms bedarf oder besondere manuelle Umschaltungen vorgenommen werden müssen.The advantages of the control arrangement according to the invention are in particular in a simple operational sequence of upward and downward control with double utilization existing memory. It is from any starting position Switching stage controllable without there being a special repetition of the program needs or special manual switchings have to be made.

Für sichere Einschaltung und um den Folgezwang für eine schnelle Rückschaltung gegebenenfalls sofort auflösen zu können, ist in einer zweckmäßigen Ausführungsform auch für die erste Schaltstufe ein nächstniederer Stufenspeicher in Form eines Hilfsspeichers vorgesehen, der über den zweiten Ausgang des Oder-Gliedes der ersten Schaltstufe einschaltbar und vom Ausgang des Stufenspeichers der ersten Schaltstufe lölschbar ist-, wobei7 außerdem der zweite Ausgang des Oder-Gliedes der ersten Schaltstufe mit den Löscheingängen aller Stufenspeicher verbunden ist. Aus Gründen der Sicherheit für den wirklichen Schaltzustand der Schaltstufen kann es darüber hinaus zweckmäßig sein, das über Und-Glieder gesteuerte Löschen und EinscÜalten der Stufenspeicher zusätzlich vom Schaltzustan'd der gerade angesteuerten Schaltstütze ah'bängigl,#zu # machen.For safe switch-on and the compulsory follow-up for a quick downshift To be able to dissolve immediately, if necessary, is an expedient embodiment also for the first switching step a next lower step memory in the form of an auxiliary memory provided via the second output of the OR element of the first switching stage can be switched on and deleted from the output of the step memory of the first switching step is-, where7 is also the second output of the OR element of the first switching stage is connected to the reset inputs of all tiered storage tanks. For security reasons it can also be useful for the actual switching status of the switching stages be, the deletion and switching on of the step memory controlled by AND elements in addition to the switching status of the switch support that has just been actuated ah'bängigl, # zu # do.

Ein schematisches Ausführun sbeispiel &r Erfin-9-dung sei an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt . Fig. 1 eine Starkstromschaltung für die Widerstandssteuerung eines elektrischen Triebfahrzeuges mit einem Schaltschema für den Schalttakt der Starkstromschütze, F i g. 2 eine gemäß der Erfindung ausgebildete Anordnung zur ' Schützensteuerung. A schematic embodiment example & r invention will be explained in more detail with reference to the drawing. It shows . 1 shows a high-voltage circuit for the resistance control of an electric traction vehicle with a circuit diagram for the switching cycle of the high-voltage contactors, FIG . 2 shows an arrangement designed according to the invention for controlling the shooter.

In F i g. 1 bedeuten 41, 42 und 43 Schütze, die in ihren verschiedenen Schaltzuständen - dargestellt durch das Schaltschema 60 - z. B. den Motor 61 eines elektrischen Triebfahrzeugs unter Benutzung eines Widerstandes 62 steuern. Die elektrische Energie wird über einen Stromabnehmer63 dem Fahrdraht 64 entnommen.In Fig. 1 mean 41, 42 and 43 contactors, which in their different switching states - represented by the circuit diagram 60 - z. B. control the motor 61 of an electric traction vehicle using a resistor 62 . The electrical energy is taken from the contact wire 64 via a current collector 63.

In der F i g. 2 ist die Steuerungsanordnung zur Steuerung der Schützen 41 bis 43 in der Nullstellung einer Meisterwalze 5 dargestellt, die über Nockenschalter b 1 bis b 4 Steuerbefehle für die Ansteuerung der Schaltstufen 0 bis 4 gibt. Die Anordnung besitzt Stufenspeicher 21 bis 24 und einen Hilfsspeicher 20, vorgeselialtete Und-Glieder 7 bis 19 und Oder-Glieder 31 bis 34. Diese Elemente sind vorzugsweise als ruhende Schaltelemente ausgebildet. Ferner finden einige Sperrzellen 50 sowie ein Hilfsrelais 101 Verwendung. Das Hilfsrelais 101 wird zu einer Kontrollmeldung für den Schaltzustand der Stufen verwendet, bei denen eine Meldung durch das entsprechende Schütz durch Anwendung von Kombinationsschaltungen nicht erfolgen kann. In der dargestellten Ruhestellung der Meisterwalze 5 in Schaltstufe 0 ist nur der Hilfsspeicher 20 eingeschaltet, dessen Speichereingang L vom Nicht-Ausgang (Ab) des Oder-Gliedes 31 gespeist wird. Wird jetzt beispielsweise von der Meisterwalze 5 die Schaltstufe 4 gewählt, so geht die Aufwärts-Steuerung der Stufenspeicher wie folgt vor sich: Der Stufenbefehl für Schaltstufe 4 legt an die Oder-Glieder 31 bis 34 Spannung an. Damit haben dieselben Durchgang, und der Auf-Befehl ist gebildet. Dieser Auf-Befehl und der eingeschaltete Hilfsspeicher20 ermöglichen über das Und-Glied 7 zunächst die Einschaltung des Stufenspeichers 21.In FIG. 2 shows the control arrangement for controlling the contactors 41 to 43 in the zero position of a master roller 5 , which gives control commands for activating the switching stages 0 to 4 via cam switches b 1 to b 4. The arrangement has step memories 21 to 24 and an auxiliary memory 20, and elements 7 to 19 in series and OR elements 31 to 34. These elements are preferably designed as static switching elements. Furthermore, some blocking cells 50 and an auxiliary relay 101 are used. The auxiliary relay 101 is used for a control message for the switching status of the stages in which a message through the corresponding contactor cannot be made through the use of combination circuits. In the illustrated rest position of the master roller 5 in switching stage 0 , only the auxiliary memory 20 is switched on, the memory input L of which is fed by the non-output (Ab) of the OR element 31. If, for example, switching stage 4 is selected by master roller 5 , the upward control of the stage memory proceeds as follows: The stage command for switching stage 4 applies voltage to OR elements 31 to 34. This means that they have passage and the up command is formed. This open command and the switched-on auxiliary memory 20 initially enable the step memory 21 to be switched on via the AND element 7.

Vom Ausgang des Stufenspeichers 21 wird der Hilfsspeicher 20 gelöscht und das Schütz 41 erregt. über das Und-Glied 9, auf das das Auf-Kommando (Oder-Glied 32) und die Einschaltzustände des Stufenspeichers21 und des Schützes41 (Leitung41s) wirken, erfolgt die Einschaltung des Stufenspeichers 22. Vor Stufenspeicher 22 wird das Schütz 42 gespeist. Jetzt sind die Stufenspeicher 21 und 22 eingeschaltet.The auxiliary memory 20 is cleared from the output of the step memory 21 and the contactor 41 is energized. Via the AND element 9, on which the open command (OR element 32) and the switch-on states of the step memory 21 and the contactor 41 (line 41s) act, the step memory 22 is switched on. Before the step memory 22, the contactor 42 is fed. The step memories 21 and 22 are now switched on.

Die Löschung des Stufenspeichers 21 erfolgt über das Und-Glied 13, auf das das Auf-Kommando (Oder-Glied 32) sowie die Einschaltzustände des Stufenspeichers 22 und des Schützes 42 (Leitung 42s) wirken. Die Ansteuerung des Stufenspeichers 23 erfolgt über das Und-Glied 11, auf das das Auf-Kommando (Oder-Glied 33), die Einschaltzustände des Stufenspeichers 22, des Schützes 42 (Leitung 42 s) und der Ausschaltzustand des Schützes 41 (Leitung 41ö) wirken. Vom Stufenspeicher 23 werden die Schütze 42 und 43 gespeist. Es sind jetzt die Stufenspeicher 22 und 23 eingeschaltet.The step memory 21 is deleted via the AND element 13, on which the open command (OR element 32) and the switch-on states of the step memory 22 and the contactor 42 (line 42s) act. The step memory 23 is controlled via the AND element 11, to which the open command (OR element 33), the switch-on states of the step memory 22, the contactor 42 (line 42 s) and the switch-off state of the contactor 41 (line 41ö) works. The contactors 42 and 43 are fed from the step memory 23. The step memories 22 and 23 are now switched on.

Die Löschung des Stufenspeichers 22 erfolgt über das Und-Glied 15, auf das das Auf-Kommando (Oder-Glied 33) und die Einschaltzustände des Stufenspeichers 23 und des Schützes 43 (Leitung 43 s) wirken. über das Und-Glied 19 - es wirken darauf das Aufkommando (Oder-Glied 34), der Stufenspeicher 23 und das Hilfsrelais 101 mit dem öffnungskontakt (Leitung 101 ö) - erfolgt die Einschaltung des Stufenspeichers 24. Vom Stufenspeicher 24 werden die Schütze 41 und 43 gespeist. Es sind jetzt die Stufenspeicher 23 und 24 eingeschaltet.The step memory 22 is deleted via the AND element 15, which is acted upon by the open command (OR element 33) and the switch-on states of the step memory 23 and the contactor 43 (line 43 s) . Via the AND element 19 - the command (OR element 34), the step memory 23 and the auxiliary relay 101 with the break contact (line 101 ö) - the step memory 24 is switched on. The step memory 24 is the contactors 41 and 43 fed. The step memories 23 and 24 are now switched on.

Die Löschung des Stufenspeichers 23 erfolgt über das Und-Glied 17, auf das das Auf-Kommando (Oder-Glied 34) und die Einschaltzustände des Stufenspeichers 24 und des Schützes 41 (Leitung 41 s) wirken. Damit ist die Steuerung stufenweise in die gewünschte Schaltstufe 4 geschaltet worden.The step memory 23 is deleted via the AND element 17, on which the open command (OR element 34) and the switch-on states of the step memory 24 and the contactor 41 (line 41 s) act. This means that the control has been switched to the required switching stage 4 in stages.

Für die Abwärtsschaltung sei angenommen, daß die Meisterwalze 5 auf Schaltstufe 1 gestellt wird. Jetzt legt lediglich der Stufenbefehl für Schaltstufe 1 Spannung an das Oder-Glied 31. An den Oder-Gliedern 32 bis 34 haben damit die Nicht-Ausgänge (Ab) - sie entsprechen bei herkömmlichen Relais den Ruhekontakten - Durchgang, und das Ab-Kommando ist gebildet. Dieser Ab-Befehl (Oder-Glied 34) und die noch bestehenden Einschaltzustände des Stufenspeichers 24 und des Schützes 41 (Leitung 41s) ermöglichen über das Und-Glied 12 die Einschaltung des Stufenspeichers 23. Vom Ausgang des Stufenspeichers 23 werden die Schütze 42 und 43 gespeist. Es sind jetzt gleichzeitig die Stufenspeicher 23 und 24 eingeschaltet.For the downshift it is assumed that the master roller 5 is set to gear stage 1 . Now only the level command for switching level 1 applies voltage to the OR element 31. On the OR elements 32 to 34, the non-outputs (Ab) - they correspond to the normally closed contacts in conventional relays - have continuity, and the Ab command is educated. This down command (OR element 34) and the still existing switch-on states of the step memory 24 and the contactor 41 (line 41s) enable the step memory 23 to be switched on via the AND element 12. The contactors 42 and 43 are switched on from the output of the step memory 23 fed. The step memories 23 and 24 are now switched on at the same time.

Die Löschung des Stufenspeichers 24 erfolgt über das Und-Glied 18, auf das das Ab-Kommando (Oder-Glied 34) sowie die Einschaltzustände des Stufenspeichers 23 und des Schützes 42 (Leitung 42 s) wirken. über das Und-Glied 10, auf das das Ab-Kommando (Oder-Glied 33), der Einschaltzustand des Stufenspeichers 23 und der öffnungskontakt des Schützes 41 (Leitung 41 ö) wirken, erfolgt die Ansteuerung des Stufenspeichers 22. Vom Stufenspeicher 22 werden das Schütz 42 und das Hilfsrelais 101 gespeist. Es sind jetzt gleichzeitig Stufenspeicher 22 und 23 eingeschaltet.The step memory 24 is deleted via the AND element 18, on which the down command (OR element 34) and the switch-on states of the step memory 23 and the contactor 42 (line 42 s) act. Via the AND element 10, on which the down command (OR element 33), the switched-on state of the step memory 23 and the opening contact of the contactor 41 (line 41 ö) act, the step memory 22 is controlled Contactor 42 and the auxiliary relay 101 powered. The step storage tanks 22 and 23 are now switched on at the same time.

Die Löschung des Stufenspeichers 23 erfolgt über das Und-Glied 16, auf das das Ab-Kommando (Oder-Glied 33) sowie die Einschaltzustände des Stufenspeichers 22 und des Mlfsrelais 101 (Leitung 101s) wirken. Das Ansteuern des Stufenspeichers 21 erfolgt über das Und-Glied 8, auf das das Ab-Kommando (Oder-Glied 32), der Einschaltzustand des Stufenspeichers 22 und der Ausschaltzustand des Schützes 43 (Leitung 43 ö) wirken. Jetzt sind die Stufenspeicher 21 und 22 eingeschaltet.The step memory 23 is deleted via the AND element 16, which is acted upon by the down command (OR element 33) and the switch-on states of the step memory 22 and the auxiliary relay 101 (line 101s). The step memory 21 is controlled via the AND element 8, which is acted upon by the down command (OR element 32), the switched-on state of the stepped memory 22 and the switched-off state of the contactor 43 (line 43 ö). The step memories 21 and 22 are now switched on.

Vom Stufenspeicher 21 wird das Schütz 41 gespeist. Die Löschung des Stufenspeichers 22 erfolgt über das Und-Glied 14, auf das das Ab-Kommando (Oder-Glied 32) sowie die Einschaltzustände des Stufenspeichers 21 und des Schützes 41 (Leitung 41s) wirken.The contactor 41 is fed from the step memory 21. The step memory 22 is deleted via the AND element 14, on which the down command (OR element 32) and the switch-on states of the step memory 21 and the contactor 41 (line 41s) act.

Damit ist die gewählte Schaltstufe 1 angesteuert. Eine Weiterschaltung von Schaltstufe 1 nach 0 erfolgt nicht mehr, weil das Oder-Glied 31 kein Ab-Kommando rfiehr führt.The selected switching stage 1 is now activated. Switching from switching stage 1 to 0 no longer takes place because the OR element 31 is not carrying out a down command.

Wird jetzt von der Meisterwalze 5 die Schaltstufe 0 gewählt, so wird über den Nicht-Ausgang des Oder-Gliedes 31 (Ab) der Hilfsspeicher 20 angesteuert; gleichzeitig erfolgt die Löschung aller anderen Stufenspeicher. Ein direktes Zurückschalten von jeder beliebigen Stufe auf die Schaltstufe 0 ist ebenfalls mit dem gleichen Ergebnis möglich. Es bestehen also wahlweise die Möglichkeiten, schnell zurückzuschalten (Wahl der Schaltstufe 0, d. h. sofortige Löschung aller Stufenspeicher unter Aufhebung des Folgezwanges) oder auch langsam von Stufe zu Stufe (erst Schaltstufe 1 wählen und dann auf 0 gehen).Is now selected, the shift stage 0 of the master roll 5, as 31 (Ab) is driven, the auxiliary memory 20 via the non-output of the OR gate; at the same time, all other tiered storage tanks are deleted. A direct switch back from any level to switching level 0 is also possible with the same result. There is therefore either the option of switching back quickly (selection of switching level 0, i.e. immediate deletion of all level memories with removal of the compulsory follow-up) or slowly from level to level (first select level 1 and then go to 0 ).

Claims

Claims: 1. Control arrangement for the step-by-step switching of contactors in forced sequence, in which a step memory is assigned to the individual switching steps, which controls the contactors of its switching step via its output and influences a clear input of the next lower step memory to achieve the subsequent force in the upward direction, as well as an and -element in response to at least one other of this aND gate designated control command affects a memory input of the next higher level memory, in particular for starting and braking resistor control of electric rolling stock, d in urch the following features: between the output of each level memory (21 to 24) and the Clear input (0) of the next lower level memory is also an AND element (13, 15, 17) switched on; to obtain a sequence constraint in the downward direction of each stage memory influenced (21 to 24) also has an AND gate (14, 16, 18) the clear input (0) of the next higher level memory, and via a further AND gate (8, 10, 12) the Storage input (L) of the next lower level storage tank; the switching direction is determined by OR elements (31 to 34) with complementary outputs (UP / DOWN), one of which is assigned to each level and which are controlled via the level specification of a master roller (5) on the respective and all lower levels; the first output (Up) of each OR element (31 to 34) is to the AND element (7, 9, 11, 19) assigned to the upward direction in front of the memory input (L) of the associated step memory (21 to 24) and to the the AND element assigned to the upward direction is connected in front of the clear input (13, 15, 17) of the next lower step memory; the second output (AB) of each OR element (31 to 34) is to the AND element (14, 16, 18) assigned to the downward direction before the clear input (0) of the associated step memory (21 to 24) and to that of the downward direction associated AND element (8, 10, 12) connected in front of the memory input of the next lower level memory (21 to 23).

2. Control arrangement according to claim 1, characterized in that a next lower stage memory in the form of an auxiliary memory (20) is provided for the first switching stage, which can be switched on via the second output (Ab) of the OR element (31) of the first switching stage and from Output of the step memory (21) of the first switching stage can be deleted and that the second output (Ab) of the OR element (31) of the first switching stage is connected to the delete inputs of all step memories (21 to 24). 3. Control arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the deletion of the step memory, controlled via AND elements (13 to 18), is also dependent on the switching state of the contactors (41 to 43) being controlled. 4. Control arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the switching on of the step memory, controlled via AND elements (7 to 12 and 19), is also dependent on the switching state of the contactors (41 to 43) being controlled.