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Einrichtung zur Durchführung und Beeinflussung von Arbeits- bzw.
Betriebsvorgängen mit druckbeaufschlagbaren Baugliedern
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Durchführung und Beeinflussung von Arbeits- bzw.
Betriebsvorgängen unter Verwendung von druckbeaufschlagbaren, besonders aus pneumatisch betätigbaren Scheiben, Membranen und Relais vom Typ "Düse-Klappe" mit oder ohne Drossel gebildeten Baugliedern.
Die zur Zeit bekannten Druckluftgeräte zur Vollautomatisierung von Produktionsvorgängen sind aus einer Anzahl von Blöcken zusammengestellt, welche zwar alle aus Drosseln, Relais vom Düse-KlappeTyp, durch Scheiben getrennte Membranen und Anschlusssteckrohren bestehen, jedoch untereinander entsprechend ihrer Funktion im allgemeinen unterschiedlich konstruktiv ausgeführt sind.
Jedes der bekannten Systeme enthält eine Gesamtheit von Druckluftblöcken, die aber keinen festgelegten und für sämtliche Systeme einheitlichen Satz darstellen. Man ist vielmehr genötigt, diesen Satz, in Abhängigkeit von der Notwendigkeit des Aufbaues eines bestimmten Schemas für automatische Kontrolle, Steuerung, Regelung und Berechnung, jedesmal zu erweitern.
Das vollständigste von allen bis jetzt bekannten Systemen ist das System "AUS", das aus 24 Blöcken besteht, sowie die Systeme der Firmen"Sandvik"und"DRD"aus je 12 Blöcken. Die Ein- und Ausgangskenngrössen innerhalb eines jeden der bekannten Systeme sind vereinheitlicht und deshalb ist die Vereinigung dieser Blöcke in verschiedener Anzahl und in den verschiedensten Kombinationen zu Automatiserungsschemas im Rahmen der Konstruktionsmöglichkeiten eines jeden Blockes durchführbar. Als vereinheitlichte Ein- und Ausgangskenngrössen für die Blöcke sind allgemein üblich Pressluftdrücke, die im Bereich 0, 2 - 1, 0 atü liegen, und Speisedrücke von l, 4 atü.
Ihrer Konstruktion nach bestehen die Blöcke der bekannten Aggregatsysteme der Druckluftautomatik aus durch Scheiben getrennte Membranen, aus Relais "Düse-Klappe", aus Drosseln und Steckern für den Anschluss des Blockes an das Druckluftnetz. Jeder Block des Systems besitzt seine eigene, von den andern Blöcken unterschiedliche, konstruktive Ausführung mit beschränkten Möglichkeiten.
Infolge einer derartigen Konstruktion der Blöcke bekannter Systeme, bleiben auch die Möglichkeiten solcher Systeme beschränkt, trotz der bedeutenden Anzahl der diese Systeme zusammenstellenden Blökke. Diesmacht sich insbesondere in der letzten Zeit fühlbar, wo die regelbaren Objekte die Anwendung eigenartiger Schemata für automatische Kontrolle, Steuerung, Regelung oder Berechnung nach komplizierten Gesetzen erfordern. So ist es z. B. unmöglich, mit Hilfe der bekannten Systeme, ohne Einsatz spezieller neuer Blöcke, eine Distanzsteuerung der Verhältnisgrösse zweier Kenngrössen, eine Regelung des Verhältnisses zweier Kenngrössen mit selbsttätiger Korrektion nach einer dritten Kenngrösse, eine Bestregelung, oder eine Ausführung algebraischer und logischer Operationen zu verwirklichen.
Die Notwendigkeit solcher Operationen zeigt sich aber gerade in letzter Zeit, u. zw. im Zusammenhang mit der grossen Verbreitung von Anlagen, die Operationen diskreter Technik mit Hilfe von pneumatischen Mitteln ausführen. Dabei ist jedoch die Anzahl der verschiedenen Schemas derartig gross, dass es unmöglich ist, unter Ausnutzung der bekannten Grundsätze des Aufbaues von pneumatischen Blöcken, irgend welche Universalsysteme zu schaffen, die es gestatten würden, alle diese Schemas zu konstruieren.
Im Zusammenhang mit den erwähntenMängeln der bekannten Druckluft-Systeme entstand das Problem, ein derartiges neues System von Elementen industrieller Druckluftautomatik zu schaffen, das es gestatten würde, aus einer minimalen Anzahl solcher Elemente, die verschiedenartigsten Geräte für
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Kontrolle, Steuerung, Regelung und Berechnung, darunter auch Druckluftblöcl der bekannten Systeme, herzustellen, wobei die Elemente des Systems selbst konstruktiv so ausgestaltet werden müssen, dass eine geschmeidige und operative Verbindung dieser Elemente zu selbsttätigen Schemas gewährleistet ist.
Erfindungsgemäss wird dieses Ziel dadurch erreicht, dass die Einrichtung zur Durchführung und Beeinflussung vonArbeits-bzw. Betriebsvorgängen aus einer Anzahl bausteinartig ausgebildeter bzw. verwendbarer Baugliedeinheiten besteht, von denen jede zur Ausführung eines einzigen einfachen Arbeitsvorganges, wie UND, ODER, NICHT, VERGLEICH, GLEICH, WIEDERHOLUNG, SPEICHERN usw. bestimmt ist und einen Einheitssockel aufweist, wobei mindestens eine zur Aufnahme dieses Sockels und Herstellung der entsprechenden Verbindungen eingerichtete Montageplatte vorgesehen ist, so dass verschiedene Steuerund Regelschaltungen, sowohl logischer als auch diskreter und/oder kontinuierlicher Art, beispielsweise für Regelung, Steuerung, Fernsteuerung, Berechnung, Optimierung od. dgl. zusammenstellbar sind.
Es wurde festgestellt, dass eine erfindungsgemässe Konstruktion der Elemente es gestattet, aus ihnen ein Universalsystem zu schaffen, bestehend aus einem Vergleichselement, einem pneumatischen Relais, einem diskreten und einem kontinuierlichen Druckluftwiederholer, einem diskreten und einem kontinuierlichen Gedächtniselement, aus einem pneumatischen Trägheitselement, aus regelbaren und nicht regel-
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mas aus den Elementen des Systems.
Selbstverständlich können bei genauer. Verwirklichung der hier dargelegten Erfindung Änderungen im Rahmen der Erfindung gemacht werden, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.
Weitere Zwecke und Vorteile der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen klar ersichtlich.
In Fig. 1 sind die in den weiteren Fig. 2 - 12 gebrauchten Kurzbezeichnungen erläutert : a = Druckluftleitung, b = Speiseende der Druckluftleitung, c = das mit der Aussenluft verbundene Ende der Druckluftleitung (kurz als "geerdet" bezeichnet), d = Membran mit starrem Mittelstück, e = das Paar "Dü- se-Klappe", f = Grundschema des Vergleichselementes, g = Grundschema des Druckluftrelais, h = Grundschema des kontinuierlichen Druckluftwiederholers, i = Grundschema des kontinuierlichen Wiederholers mit Verschiebung, j = Grundschema des kontinuierlichen Druckluftwiederholers mit hoher Ausgangsleistung, k = Grundschema des diskreten Gedächtniselementes, l = Grundschema des konti - nuierlichen Gedächtniselementes, m = Grundschema des konstanten nicht regelbaren Druckluftwiderstandes (Drossel),
n = Grundschema des konstanten regelbaren Widerstandes (Drossel), o = Grundschema des pneumatischen Trägheitselementes.
Fig. 2 : a = halbkonstruktives Schema des Vergleichselementes, b = funktionelle Charakteristik des Vergleichselementes,
Fig. 3 : a = halbkonstruktives Schema des Druckluftrelais, b = funktionelle Charakteristik des Druckluftrelais.
Fig. 4 : a = Grundschema des diskreten Druckluftwiederholers, b = funktionelle Charakteristik des diskreten Druckluftwiederholers, c = halbkonstruktives Schema des kontinuierlichen Druckluftwiederholers, d = funktionelle Charakteristik des kontinuierlichen Druckluftwiederholers, e = halbkonstruktives Schema des kontinuierlichen Druckluftwiederholers mit Verschiebung, f = funktionelle Charakteristik des kontinuierlichen Druckluftwiederholers mit Verschiebung.
Fig. 5 : a = halbkonstruktives Schema des diskreten Gedächtniselementes, b = Zeitcharakteristiken des diskreten Gedächtniselementes.
Fig. 6 : a = halbkonstruktives Schema des kontinuierlichen Gedächtniselementes, b = Zeitcharakteristiken des kontinuierlichen Gedächtniselementes.
Fig. 7 : a = halbkonstruktives Schema des nicht regelbaren konstanten Druckluftwiderstandes, b = halbkonstruktives Schema des regelbaren konstanten Druckluftwiderstandes, c = Verbrauchscharakteristiken des regelbaren konstanten Druckluftwiderstandes.
Fig. 8 : a = halbkonstruktives Schema des pneumatischen Trägheitselementes, b = Zeitcharakteristik des pneumatischen Trägheitselementes.
Fig. 9 : = Isodromregler (psi), aus Elementen des Universalsystems zusammengebaut.
Fig. 10 : Tabelle der auf dem Druckluftrelais verwirklichten algebraischen logischen Funktionen (Operationen) : a = Verneinung"NICHT", b = Konjunktion"UND", c = Disjunktion"ODER", d = Verbot, e = Implikation"WENN-DANN", f ="AUSSCHLIESSLICHES ODER", g = Identität.
Fig. 11 : a = Grundschema der Druckluftzelle "Eintaktverzögerung", b = Zeitcharakteristik der Druckluftzelle "Eintaktverzögerung".
Fig. 12 : a = Grundschema des Drucklufttriggers.
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In den Fig. 1 - 12, wie auch im Text, werden folgende Zeichen benutzt : P, = erstes unabhängiges Eingangssignal, das auf das Element als Druck in atü eintrifft, P2 = zweites unabhängiges Eingangssignal, das auf das Element als Druck in atü eintrifft, P = drittes Eingangssignal, das auf das Element als Druck in atü eintrifft, P = ein gewisser konstanter Druck in atü, der in der Blindkammer des Elementes eingeschlossen ist (sogenannte "Stütze"),P9X= ein gewisser konstanter Druck in atü, der in der Blindkammer
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gangssignale P und? darstellt, ?' ="Ansprech"-Druck in atü des ersten Eingangsdruckes, P"="Ent- riegelungs"-Druck in atü des ersten Eingangsdruckes, AP = Breite der Hysteresisschleife in atü in der Charakteristik des Druckluftrelais,
C = Luftverbrauch nach Gewicht, in kg/s, V = Volumen in cm3, R = Gaskonstante incm/ K, Q = absolute Temperatur in K, T = Zeitkonstante des Reglers in Sekun- den, K = Proportionalitätskoeffizient des Reglers, CI. = Leistungsfähigkeit des Druckluftwiderstandes in cm/s, t = Zeit in Sekunden.
Sowohl im Text als auch in den Fig. 1 - 12 entspricht dem Druck 0 das Symbol "0" und dem Speisedruck in atü das Symbol"I".
Das Universalsystem von Elementen industrieller Luftdruckautomatik enthält sieben Typen von Elementen, von denen ein jedes Element eine einzige einfachste Operation ausführt. Bei der Zusammenstellung der Nomenklatur der Elemente des Universalsystems wurde berücksichtigt, dass dieses System imstande sein muss, lineare Berechnungsoperationen auszuführen, lineare und nicht lineare dynamische Systeme zu modellieren, algebraische und logische Zeitfunktionen zu realisieren, Systeme für Impulsund diskontinuierliche Steuerung, sowie "Gesächtnis"-Systeme zusammenzubauen.
Zwecks Ausführung von linearen Rechenoperationen und Modellierung von linearen und nicht linearen dynamischen Systemen, wurde im Universalsystem ein Element vorgesehen, das die Aufgabe eines Operationsverstärkers (Lösungsverstärkers) erfüllt. Das System enthält ein Vergleichselement, das eben als Operationsverstärker benutzt werden kann. Ein zweites Grundelement des Systems, u. zw. das Druckluftrelais gestattet sämtliche algebraische logische Funktionen zu realisieren. Das Vorhandenseinim System eines diskreten kontinuierlichen Gedächtniselementes ermöglicht sowohl die Realisierung logischer Zeitfunktionen, den Aufbau von Systemen für Impulssteuerung und für diskontinuierliche Steuerung als auch von"Gedächtnis"-Systemen.'
Ausser den vier Hauptelementen benötigt das System noch einige Hilfselemente.
Zu diesen Hilfselementen gehören die diskreten und kontinuierlichen Wiederholer, die regelbaren und nicht regelbaren Konstanten des Druckluftwiderstandes sowie das pneumatische Trägheitselement.
Demgemäss wird das vorliegende System aus einem Satz folgender pneumatischer Elemente gebildet : - l. Vergleichselement,
2. Druckluftrelais,
3.'diskrete und kontinuierliche Druckluftwiederholer,
4. diskretes Gedächtniselement,
5. kontinuierliches Gedächtniselement,
6. regelbare und nicht regelbare konstante Druckluftwiderstände,
7. pneumatisches Trägheitselement.
Als Vergleichselement wird eine Druckluftvorrichtung benutzt die für den Vergleich von zwei unab-
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Eingang des Vergleichselementes in Form von Drücken eintreffen, welche sich im Bereich von 0 atü bis zu dem für das System angenommenen Speisedruck (z. B. 1, 4 atü) verändern. Am Ausgang des Vergleichselementes bildet sich ein Druck P aus, der die Werte von 0 atü bis zu dem Speisedruckwert,
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Das Vergleichselement, dessen Konstruktionsschema in Fig. 2a dargestellt ist, ist aus einzelnen Scheiben 1, 2,3, 4, zusammengebaut, die durch biegsame Membranen 5,6, 7, voneinander getrennt sind, wobei diese Membranen entlang ihrer Achse durch ein gemeinsames starres Mittelstück 8 verbunden sind. Die Stirnflächen des starren Mittelstückes 8 bilden zugleich Klappen der Düsen 9 und 10. Die Kammern 11,12, 13,14 und die Kanäle der Düsen 9,10 sind mit Ablaufröhren ("Stek-
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kern") 15,16, 17,18, 19,20 ausgestattet, die nach einer bestimmten (für sämtliche Elemente des Systems angenommenen) Teilung auf einer Seite des Elementes angeordnet sind.
Das Vergleichselement ist symmetrisch in bezug auf die Membrane 6 aufgebaut. An eine der Düsen, z. B. an die Düse 9, wird über den Stecker 15 Druckluft herangeführt, während die andere Düse 10 über Stecker 20 mit der Aussenluft in Verbindung steht. In die Blindkammern 12 und 18, die durch Membrane 6 voneinander getrennt sind, werden über Stecker 17 und 18 die Eingangsdrükke PundP zugefühlt. Die Kammern 11 und 14 werden durch Verbindung der Stecker 18 und 19 zu einem Gesamtraum vereinigt, in dem sich der Ausgangsdruck P des Vergleichselementes bildet.
Die Dreimembraneneinheit des Vergleichselementes nimmt die Einwirkung der Drücke auf, demzufolge ergibt sich eine gewisse Gesamtkraft, die auf das starre Mittelstück 8 längs seiner Achse einwirkt. Diese Kraft verschiebt das starre Mittelstück 8 in der Richtung ihrer Wirkung, und dieses überdeckt mit der Stirnseite eine der Düsen, und legt die zweite Düse frei. Auf diese Weise wird im Vergleichselement die Relais-Charakteristik verwirktlicht, die in Fig. 2 b dargestellt ist. Wenn die Differenz P- P > 0, dann ist der Ausgangsdruck P =0 ; bei P-P =0, ist der Ausgangsdruck unbestimmt.
Die Abstimmung des Vergleichselementes wird mittels der beweglichen Düsen 9 und 10 erreicht.
Die hohe Präzision des Vergleichselementes (zulässiger Fehler an der ganzen Skala höchstens 0, 50/0) wird durch das Vorhandensein zweier miteinander verbundener "Düsen-Klappen"-Paare und durch die hohe Empfindlichkeit der Membranen gesichert.
Als Druckluftrelais dient die in Fig. 3a dargestellte Druckluftvorrichtung. Ebenso wie das Vergleichselement besteht auch diese Vorrichtung aus den Scheiben 1, 2,3, 4, die durch Membranen 5,6, 7 voneinander getrennt und entlang der Achse durch ein gemeinsames starres Mittelstück 8 verbunden
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gegengesetzter Wirkung ; ist einer der Kontakte geschlossen, so bleibt der zweite Kontakt geöffnet. Die
Kammern 11,12, 13,14 und die Düsen 9,10 sind mit Steckern 15,16, 17,18, 19,20 ausge- stattet, die an der einen Seite des Druckluftrelais mit der gleichen Teilung wie beim Vergleichselement angeordnet sind. Das Druckluftrelais ist ebenfalls symmetrisch in bezug auf die Membrane 6.
Ebenso wie beim Vergleichselement wirkt die Dreimembraneinheit auf die Eingangsdrücke P 1 und P z ein, die in diesem Falle nur die diskreten Werte "0" und'T'haben. Der Ausgangsdruck P des Druckluftrelais bildet sich je nach dem Zustand der beiden Kontakte und kann entweder den Wert 0 oder 1 annehmen.
Im Druckluftrelais wird die in Fig. 3b dargestellte Relaischarakteristik verwirklicht, welche zum Un- terschied von der Relaischarakteristik des Vergleichselementes (Fig. 2b) eine Hysteresisschleife. 6. P von be- deutender Grösse besitzt. Die Relaischarakteristik ist für den Fall vorgesehen. wenn das Druckluftrelais auf folgende Weise eingeschaltet wird : Die Speisung wird dem Stecker 15 zugeführt, der Stecker 19 ist mit der Aussenluft verbunden, während die Stecker 16 und 20 zu einem gemeinsamen Raum ver- einigt sind, dem der Ausgangsdruck P entnommen wird. Das Eingangssignal P wird der Kammer 12 über Stecker 17 und das Eingangssignal P der Kammer 13 über Stecker 18 erteilt.
Das Druckluftrelais, das für diskrete Technik bestimmt ist, ist bedeutend einfacher als das Ver- gleichselement ausgestattet und erfordert auch keine nachträgliche Bearbeitung. Das Vorhandensein zweier miteinander verbundener Druckluftkontakte im Druckluftrelais verhindert einen ständigen Luftverbrauch durch das Element, was zur Verminderung des Verbrauches in den Schemas führt, die diese Elemente ent- halten.
DievollständigeIsoliertheitderKammern 11, 12, 13,14 und der Kanäle der Düsen 9,10 eben- so wie die Steckereinschaltung des Elementes gestattet, das Druckluftrelais in die Schemas verschiedeni artig einzuschalten. Die grösste Schroffheit beim Ansprechen besitzt das Druckluftrelais beim Einschalten desselben mit Ausnützung des Effektes der positiven Rückkopplung.
Zu den Angaben der Wiederholer (sowohl des diskreten, als auch des kontinuierlichen) gehört die
Formierung des Ausgangssignals P aus einer unabhängigen Speisungsquelle, das entweder gleich dem
Eingangsdruck P 1 ist (mit derselben oder höheren Leistung), oder sich von diesem Druck durch einen konstanten Wert unterscheidet. Die diskreten Druckluftwiederholer werden in der Regel in verzweigten
Druckluftschemas, zwecks Aufrechterhaltung eines hohen Signalniveaus (das gleich 1 ist) verwendet ; die- se Wiederholer wiederholen das Eingangssignal P, aus einer zusätzlichen Speisungsquelle von glei- chem Leistungsbereich.
Als diskreter Druckluftwiederholer wird mit Erfolg ein Druckluftrelais verwendet, das gemäss dem in i Fig. 4a dargestellten Schema eingeschaltet wird. Hier ist der Ausgangsdruck P einwertig und hängt vom Eingangsdruck P 1 ab. Der zweite Eingangsdruck P 2 ändert seinen Wert nicht, sondern wird
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gleich PI konstant aufrecht erhalten.
Aus Fig. 4a ist ersichtlich, dass die Funktion der diskreten Wiederholung von Druckluftrelais unter dem Vorbehalt erfüllt wird, dass durch den Stecker 15 Speisung zugeführt, durch den Stecker 17 in die Kammer 12 der Eingangsdruck P 1 eintritt, durch den Stekken 18 in der Kammer 13 der konstante Druck P, aufrecht erhalten, mittels Stecker 19 die Kammer 14 mit der Aussenluft verbunden und mit den Steckern 16 und 20 die Kammer 11 mit dem Raum der Düse 10 zu einem gemeinsamen Raum vereinigt wird.
Dann wird der Ausgangsdruck P sich diskret dem Eingangsdruck P. angleichen und das gemäss einem derartigen Schema eingeschaltete Druckluftrelais wird die in Fig. 4b dargestellte Charakteristik realisieren, u. zw. folgendermassen : Wenn der'Eingangsdruck P 1 den Wert des Ansprechdruckes P ; übertrifft, der von dem in der BlindKammer 13 eingeschlossenen Druck P 2 bestimmt wird, dann ist der Ausgang des Druckluftrelais P gleich 1, ist aber der Eingangsdruck P kleiner als der Druck P", der von der Grösse der Hysteresis- SchleifeAP (des"Entriegelungsdruckes") bestimmt wird, dann ist der Ausgangsdruck P gleich 0.
Als kontinuierlicher Luftdruckwiederholer wird die in Fig. 4c dargestellte Druckluftvorrichtung verwendet, die aus Scheiben 21,22, einer Trennungsmembran 23 und einer Düse 24 besteht. Die Kammern 25 und 26 sind mit Steckern 27,28, 29, versehen. Über Stecker 27 wird der Blindkammer der Eingangsdruck P 1 zugeführt. Über Stecker 29 wird der Durchlasskammer 26 Speisung herbeigeführt ; dabei muss unbedingt an den Stecker 29 der konstante Widerstand (Druckluftdrossel) 30 angeschaltet werden.
Dann wird der Ausgangsdruck Pl der vom Element durch den Stecker 28 aus der Durchlasskam- mer 26 (die zwischen den Drosseln angeordnet ist), entnommen wird, sich dem Eingangsdruck konstant Pangleichen, u. zw. auf Rechnung des Luftüberganges durch die Düse 24 aus der zwischen den Drossein liegenden Kammer 26, die zwischen den konstanten Widerstand 30 und dem Paar "Düse 24 - Membrane 23" sich befindet, welche letztere die Rolle eines veränderlichen Widerstandes erfüllt. Die in Fig. 4d angeführte Charakteristik stellt die Operation einer genauen Wiederholung (Verschiebung) der kon- tinui erlich variablenEingangsgrösse P 1 dar, wobei diese Operation vermittels des kontinuierlichen Wiederholers verwirklicht wird.
Durch Einführung der Spannfeder. 31, wie dies in Fig. 4e dargestellt ist, kann der Ausgangswert P (der dem Stecker 28 entnommenwird)inbezugaufdenEingangswertP (der dem Stecker 27 zugeführt wird) um eine konstante Grösse A, die durch die Spannung der Feder 31 bestimmt wird, verschoben werden. Dann kann die Charakteristik eines derartigen kontinuierlichen Wiederholers, gemäss Fig. 4f, sich parallel zur Grundcharakteristik (wenn A = 0) um die Grösse A verschieben.
Durch Einsetzen einer zweiten Verstärkungsstufe (einer weiteren unabhängigen Speisung, z. B. vermittels eines Druckluftrelais) wird die Kontinuierliche Wiederholung des Eingangswertes P verwirklicht, u. zw. mit einem Ausgangswert P von verstärkter Leistung.
Als diskretes Gedächtniselement wird eine Druckluftvorrichtung verwendet, die bei Vorhandensein von zwei unabhängigen Eingängen, welche nur zwei Werte - 0 bzw. 1 - annehmen können, von denen
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PIZeit des zweiten Zustandes Pt (z. B. Pt = 0).
Um einen derartigen Vorgang zu verwirklichen genügt es, zwei Druckluftrelais, wie dies aus Fig. 5a ersichtlich ist, miteinander zu vereinigen, wobei das eine - A - die Funktion des diskreten Wiederholers P = P erfüllt, während das andere - B - den Wiederholer A vom Eingangssignal P, abschaltet, bei gleichzeitigem Abschliessen eines Druckes P 1 in der Blindkammer des pneumatischen Relais A, wobei Pl gleich jenem Wert ist, der im Augenblick des"Aufspeicherns"vorhanden war. Das diskrete Gedächtniselement kann in die Schemas auf zweierlei Arten eingeschaltet werden : Einem Schaltschema ge- mäss wird das Speichern bei Pt = 1 verwirktlicht, während laut dem zweiten Schaltschema das Speichern bei Pt : = 0 erfolgt. Beide Schaltschemas unterscheiden sich nur durch den Einführungspunkt des Kommandodruckes Pt.
Im ersten Falle, bei dem das Speichern bei Pt = 1 erfolgt, wird dieser Kommandodruck Pt über Stecker 49 in die Blindkammer 38 des Druckluftrelais B eingeführt ; dann wird der konstante Druck-der"Stützdruck"-über den Stecker 48 der Kammer 37 zugeführt. Im zweiten Fall,
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bei dem das "Speichern" bei Pt = 0 erfolgt, wird der Kommandodruck P über Stecker 48 der Blindkammer 37 zugeführt, während der"Stützdruck"über den Stecker 49 in die Blindkammer 38 geleitet wird. Alle übrigen Schaltungen für beide Fälle des Einschalten der diskreten Gedächtniszelle bleiben dieselben. In beiden Fällen wird im Druckluftrelais B nur ein Druckluftkontakt benutzt, der denEingangsdruck in den Wiederholer A durchlässt. Der Eingangsdruck P wird über die Stecker 47.
50 in die Kammern 38 und 39 weitergeleitet. Nach Durchgang des Durchlasskontaktes des Druckluft- relais B, tritt der Eingangsdruck über die vereinigten Stecker 46 und 43 in die Blindkammer 34 des Druckluftrelais A ein, das einen diskreten Wiederholer darstellt und das folglich gemäss dem vorher genannten Schema eingeschaltet ist. In Fig. 5b sind die Zeitcharakteristiken dargestellt, welche die Wirkungsweise des diskreten Gedächtniselementes für den Fall zeigen, bei dem das Speichern für die Zeit-
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Als kontinuierliches Gedächtniselement wird eine Druckluftvorrichtung verwendet, die bei Vorhandensein von zwei unabhängigen Eingängen P 1 und Pt einen Ausgang P besitzt, mit dem einzigen Unterschied, dass das Eingangssignal P 1 sich kontinuierlich im Gesamtbereich der Drücke von 0 bis 1 ändert, während der Kommandoeingang Pt nur zwei Werte diskret annehmen kann : 0 bzw. 1. Das Ausgangssignal P des kontinuierlichen Gedächtniselementes kann ebenfalls jeden beliebigen Wert aus dem Gesamtbereich der Drücke von 0 bis 1 annehmen.
Demgemäss verwirklicht das kontinuierliche Gedächtniselement die Operation des Speicherns der Eingangsgrösse Pl für die Zeitdauer des einen Zustandes des Kommandoeinganges Pt und die Operation des Entspeicherns oder der Wiederholung der sich ununterbrochen ändernden Eingangsgrösse P 1 für die Zeitdauer des andern Zustandes von Pt.
Um diese Operation zu verwirklichen genügt es, wie dies in Fig. 6a gezeigt ist, den kontinuierlichen Wiederholer C mit dem Druckluftrelais B zu verbinden. Der kontinuierliche Wiederholer C wird laut dem bereits bekannten Schema eingeschaltet, wobei der Eingangsdruck P 1 in die Blindkammer 25 vom Kanal 51 über den Druckluftkontakt des Luftdruckrelais B eintritt, welches in das Schema ebenso auf zweierlei Arten eingeschaltet wird: Mit "Speichern" laut Kommando Pt = 1 und mit"Speichern"laut Kommando Pt = 0, bei den gleichen Schaltungen, wie im Falle der diskreten Gedächtniszelle.
In Fig. 6b sind die Zeitcharakteristiken dargestellt, welche die Wirkungsweise des kontinuierlichen Ge-
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"Speichern" fürP und P eintreffen, während am Ausgang sich ein Luftverbrauch 0 einstellt, dessen Gewicht der Dif - ferenz der Eingangsdrücke P-P proportional ist.
Als nicht regelbarer konstanter Druckluftwiderstand wird die. in Fig. 7a dargestellte Vorrichtung verwendet. Diese Vorrichtung besteht aus einem Gehäuse 52, einer kalibrierten Kapillare 53, dem Filter 54 und Steckern 55,56. In das Gehäuse 52 werden mittels einer Schraube 57 kalibrierte Kapillare verschiedener Durchmesser und Längen eingeführt. Über den Stecker 55 tritt Luft mit einem Druck P ein, und über den Stecker 56 wird die Luft mit dem Druck P entnommen. Für einen nicht regelbaren konstanten Druckluftwiderstand gibt es nur eine einzige Verbrauchscharakteristik, die einen konkreten Neigungswinkel und Linearitätsgrad besitzt.
Als regelbarer konstanter Druckluftwiderstand wird die in Fig. 7b dargestellte Vorrichtung benutzt.
Diese Vorrichtung besteht aus einem Gehäuse 58 mit abgesetzter Bohrung, einem beweglichen profilierten Stopfen 59 und den Steckern 60,61. Die Stellung des beweglichen Stopfens 59 in bezug auf die Kanten der Bohrung des Gehäuses 58 entspricht einer bestimmten Verbrauchscharakteristik aus dem möglichen Gesamtbereich derselben. In Fig. 7c ist ein Bündel (1, 2...) derartiger Charakteristiken dargestellt. Der Widerstand (die Leitfähigkeit) der Vorrichtung kann von 0, bei vollständiger Herausnahme des beweglichen Stopfens aus der Bohrung, bis zur Unendlichkeit (Infinität), beim Überdecken der Gehäusebohrung durch den beweglichen Stopfen, variieren.
Als pneumatisches Trägheitselement werden zwei, zu einem Schema verbundene Vorrichtungen benutzt (s. Fig. 8a). Ein derartiges Schema enthält eine Druckluftkapazität 62, die analog den übrigen Elementen des Systems ausgestaltet ist und zwei, in der Regel auf der einen Seite des Elementes angeordnete Stecker 63,64 besitzt sowie einen regelbaren konstanten Druckluftwiderstand mit seinen Stekkern 60,61 aufweist. Über den Stecker 61 wird dem pneumatischen Trägheitselement der unabhängige Eingang P zugeführt, während vom Stecker 63 der Ausgang P entnommen wird. Die Stekker 60 und 64 werden miteinander verbunden.
Das pneumatische Trägheitselement erfüllt eine Zeitoperation, die darin besteht, dass die sprunghafte Erhöhung (Verminderung) der Eingangsgrösse Pl, wie dies aus Fig. 8b ersichtlich ist, ein exponentiales Anwachsen (Abnahme) der Ausgangsgrösse P hervorruft.
Die Gesamtheit der erläuterten sieben Typen von Elementen bildet das Universalsystem von Ele-
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wurden durch verschiedenartige Einschaltung von einem oder zwei Druckluftrelais erhalten. In Fig. 10 sind Einschaltschemas der Druckluftrelais und die übliche mathematische Registrierung der entsprechenden logischen Funktionen, und die Werte der unabhängigen Eingänge R,P und des Ausganges P angeführt.
Als Beispiel der Realisierung einer logischen Zeitoperation kann die Operation der Verzögerung auf einen Takt dienen, die, wie aus Fig.. l1a ersichtlich ist, auf zwei diskreten Gedächtniselementen
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ausgeführt wird, wovon das eine bei Pt = 1 und das zweite bei Pt = 0 "speichert". In Fig. llb werden die Zeitcharakteristiken des Funktionietens eines derartigen Elementes gezeigt.
Der unabhängige Eingang P, der auf das erste Gedächtniselement eintrifft, wird bei Pt = 1 aufgespeichert und, nach Durchgang durch den diskreten Wiederholer A, tritt er in Form des Ausgangssignals P auf den Eingang des zweiten Gedächtniselementes ein, wo er bei Pt = 0 aufgespeichen bleibt, und alsdann, nach dem diskreten Wiederholer P, in Form des Ausgangssignales P vom Schema entnommen wird.
Als Beispiel einer andern Zeitoperation kann das Schema des Drucklufttriggers dienen. Aus dem Schema, das in Fig. 12a dargestellt ist, ist ersichtlich, dass der Drucklufttrigger durch zwei diskrete Gedächtniszellen und ein Verneinungselement ergänzt ist. Dabei ist im Schema des Drucklufttriggers nur ein unabhängiger Eingang vorhanden-der Kommando-Eingang Pt, - während der Ausgang P der zweiten diskreten Gedächtniszelle, der im Verneinungselement auf den entgegengesetzten Wert P verändert wurde, den Eingang in die erste diskrete Gedächtniszelle bildet. In Fig. 12b sind die Zeitcharakteristiken der Wirkungsweise des pneumatischen Triggers dargestellt, u. zw. mit Angabe der Zustände einzelner Abschnitte der Signalkette in bezug auf die Zeit.
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Speichern des Maximums, dienen.
Laut diesem Schema werden Operationen algebraischer und Zeit-Logik, Operationen des genauen Vergleiches, der Integrierung und des Speicherns der kontinuierlichen Grösse durchgeführt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Durchführung und Beeinflussung von Arbeits- bzw. Betriebsvorgängen unter Verwendung von druckbeaufschlagbaren, besonders aus pneumatisch betätigbaren Scheiben, Membranen und Relais vom Typ "Düse-Klappe" mit oder ohne Drossel gebildeten Baugliedern, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einer Anzahl bausteinartig ausgebildeter bzw.
verwendbarer Baugliedeinheiten besteht, von denen jede zur Ausführung eines einzigen einfachen Arbeitsvorganges, wie UND, ODER, NICHT, VERGLEICH, GLEICH, WIEDERHOLUNG, SPEICHERN usw., bestimmt ist und einen Einheitssok kel aufweist, wobei mindestens eine zur Aufnahme dieses Sockels und Herstellung der entsprechenden Verbindungen eingerichtete Montageplatte vorgesehen ist, so dass verschiedene Steuer- und Regelschaltungen, sowohl logischer als auch diskreter und/oder kontinuierlicher Art, beispielsweise für Regelung,
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