AT402462B - Einrichtung zum steuern einer speicherheizung - Google Patents

Description

AT 402 462 B

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Steuern einer Speicherheizung mit einem elektronischem Zeitwerk mit einem Impulsspannungsgenerator, einem Frequenzteiler, einem Binärzähler sowie einer Stellvorrichtung, die aus einer Versorgungsspannungsquelle gespeist ist.

Solche elektronischen Zeitwerke werden häufig in Aufladesteuerungen für elektrisch beheizte Speicher eingesetzt. Sie dienen hierbei zur Festlegung des Aufladegrades solcher Speicher, der in aller Regel in Abhängigkeit von der Außentemperatur festgelegt wird.

Diese elektronischen Zeitwerke müssen einen Zeitraum von 24 Stunden erfassen, wobei die letzten 2 Stunden bis zum Erreichen des vollen Tages für interne Korrekturen und Auswertungen dienen.

Da in dieser Zeit auch das Zeitwerk korrigiert werden kann, sind die Anforderungen an die Zeitgenauigkeit solcher Zeitwerke nicht allzuhoch. So kann es zum Beispiel passieren, daß die speisende Netzphase des Zeitwerkes ausfällt, wobei aber verhindert werden muß, daß sich die angeschlossenen Speichergeräte auf eine unnötig hohe Aufladung aufheizen.

Der vorliegenden Erfindung liegt mithin die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches Zeitwerk der eingangs näher bezeichneten Art zu schaffen, bei dem nach Ausfall der speisenden Netzspannung oder einer anderen Speisespannungsquelle - bei Wiederkehr der Speisespannung festgestellt werden kann, ob der im Zeitwerk vor Ausfall gespeicherte Zeitwerk noch vorhanden ist, oder, falls dies nicht möglich ist, daß Zeitwerk in eine definierte Zeitstellung laufenzulassen.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß der Versorgungsspannungseingang des Binärzählers mit einem Kondensator überbrückt ist, daß der Eingang an den einen Eingang eines Komparators gelegt ist, dessen anderer Eingang von einer Vergleichsspannungsquelle gespeist ist und daß an den Ausgang des Komparators eine bistabile Kippstufe geschaltet ist, deren Ausgang über einen Schalter den Frequenzteiler überbrückt.

Durch diese Ausgestaltung erreicht man den Vorteil, daß über den Kondensator eine Haltespannungsquelle für das bis dahin erzielte Ergebnis im Binärzähler geschaffen wird, der für längere Zeit, mindestens eine Stunde, dieses Ergebnis festzuhalten imstande ist, so daß nach Ablauf der Zeit das Zählwerk mit dem Fehler des Zeitausfalls der speisenden Spannung weiterbetrieben wird.

Ist die zeitgebende Spannung für eine längere Zeit ausgefallen, so gibt der Komparator ein entsprechendes Zeichen und bewirkt ein Rückkippen der Kippstufe. Durch diese wird mittels des Schalters der Frequenzteiler außer Betrieb genommen, so daß das Zeitwerk im Schnellauf weiterläuft und so der Aufladesteuerung eine höhere als notwendige Aufladung vortäuscht, so daß eine unnötig hohe Aufladung verhindert wird.

In Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Vergleichsspannungsquelle aus einem einstellbaren Spannungsteiler besteht und an dieselbe Versorgungsspannungsquelle gelegt ist. Durch diese Ausgestaltung erhält man einerseits einen einfachen schaltungstechnischen Aufbau, zum anderen gehen alle Ungenauigkeiten der Versorgungsspannung auch in den Spannungsteiler ein, so daß dieser bezüglich dieses Fehlers kompensiert ist.

Schließlich kann an den Ausgang des Digitalanalogwandlers ein Eingang eines weiteren Komparators angeschlossen werden, dessen Zweiter Eingang von einer weiteren Vergleichsspannung gespeist ist, wobei der Ausgang des Komparators an einen Rücksetzeingang der bistabilen Kippstufe angeschlossen ist. Durch diesen zweiten Vergleichsspannungswert kann entschieden werden, ob der Spannungsausfall einen größeren oder kleineren Zeitraum umfaßte, um so die entsprechenden Maßnahmen für das Weiterlaufen des Zeitwerks nach Spannungswiederkehr vorzunehmen.

Schließlich ist es vorteilhaft, in die Ausgangsleitung des Komparators ein Differentiationsglied zu schalten, um hiermit ein definiertes Ansprechen des Komparators zu erreichen.

Schlußendlich kann auch mit besonderem Vorteil vorgesehen sein, die Vergleichsspannungsquelle aus einem Spannungsteiler zu bilden, der aus wenigstens einem justierbaren Widerstand besteht, dessen Widerstandswert mit einer Handhabe verstellbar ist, wobei die Handhabe Zeitwerte anzeigt. Mit diesen Maßnahmen ist das Einstellen einer vorgegebenen Zeit ohne weiteres sinnfällig möglich.

Weitere Ausgestaltungen und besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figur der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt eine Prinzipdarstellung einer elektronischen Schaltung für das Zeitwerk.

An eine Versorungsspannungsquelle US1, die eine speisende gleichgerichtete Netzspannung oder eine hiervon abgeleitete Spannung oder eine beliebige Batteriespannung sein kann, ist die gesamte Schaltung des elektronischen Zeitwerks über Leitungen 2 und 3 angeschlossen. So führt die Leitung 2 zu einem Impulsspannungsgenerator 4, an dessen Ausgangsleitung 5 ein Frequenzteiler 6 angeschlossen ist, dessen Versorgungsspannungsleitung 7 mit der Leitung 2 verbunden ist. An den Ausgang 8 des Frequenzteilers ist ein Pol 9 eines elektronischen Schalters 10 angeschlossen, dessen zweiter Pol 11 mit einer Umgehungslei- 2

AT 402 462 B tung 12 für den Frequenzteiler verbunden ist, wobei die Umgehungsleitung 12 mit der Leitung 5 verbunden ist. An den Ausgang 13 den elektronischen Schalters 10, der als Umschalter ausgebildet ist und entweder den Pol 9 oder den Pol 11 mit einem Eingang 14 eines Binärzählers 15 verbindet, ist eine Betätigungsleitung 16 angeschlossen. Der Binärzähler weist einen Versorgungsspannungseingang 17 auf, der aus einer 5 positives Potential führenden Leitung 18 und einer mit Masse direkt verbundenen Leitung 19 besteht. Der Versorgungsspannungseingang 17 ist über einen Elektrolytkondensator 20 relativ hoher Kapazität und Kapazitätskonstanz überbrückt. Die Versorgungsspannung Us beträgt 15 Volt, der Kapazitätswert des Kondensators 20 beträgt 1/2 mF. Der Impulsspannungsgenerator 4 erzeugt eine Rechteckimpulsspannung mit einer Amplitude von etwa 15 Volt mit einer Frequenz von etwa 212 Hertz.Der Frequenzteiler ist ein io Binärfrequenzteiler und arbeitet mit einem festen Teilungsverhältnis von 1 : 212.

Die Leitung 18 ist über eine in Sperrichtung gepolte Diode 21 mit der Leitung 2 verbunden. Vom Verbindungspunkt der Diode mit der Leitung 18 geht eine Eingangsleitung 22 zu einem Komparator 23, dessen Versorgungsspannungsleitung 24 mit der Leitung 2 verbunden ist.

Der andere Eingang 25 des Komparators führt zu einem Spannungsteiler 26, der aus einer Serienschal-15 tung zweier Widerstände 27 und 28 besteht, wobei der Widerstand 28 an dem dem Widerstand 27 abgewandten Ende mit Masse verbunden ist, während der Widerstand 27 an die Leitung 2 angeschlossen ist. Der Eingang 25 liegt am Verbindungspunkt 29 beider Widerstände.

Ein Ausgang 30 des Komparators bildet über ein Differenzierglied 48 einen Eingang einer bistabilen Kippstufe 31, deren Ausgang 32 mit der Leitung 16 verbunden ist. Die bistabile Kippstufe weist eine 20 Versorgungsspannungsleitung 33 auf, die mit der Leitung 3 verbunden ist.

Den Ausgang des Binärzählers 15 bildet eine achtpolige Leitungsschar 34, die zu einem Digitalsnalogwand-ler 35 geführt ist, dessen Versorgungsspannungsleitung 36 mit der Leitung 3 verbunden ist. Am Ausgang 37 des Digitalanalogwandlers kann einmal die aktuelle Uhrzeit in Form einer analog linear proportional steigenden Spannung von 0 bis 5 Volt auf der Leitung 38 entnommen werden, die Leitung 38 bildet 25 gleichzeitig in Parallelschaltung den einen Eingang 39 eines weiteren Komparators 40, dessen Versorgungsspannungsleitung 41 mit der Leitung 3 verbunden ist. Der zweite Eingang 42 des Komparators 40 ist mit einem Spannungsteiler 43 verbunden, der aus der Serienschaltung zweier Widerstände 44 und 45 besteht, an deren Verbindungspunkten die Leitung 42 angeschlossen ist. Der Widerstand 45 liegt an seinem anderen Ende an Masse, der Widerstand 43 liegt an seinem freien Ende an einer Referenzspannungsquelle 30 46.

Die Funktion der eben beschriebenen elektronischen Zeitwerkschaltung ist folgende:

Es wird davon ausgegangen, daß der Binärzähler zum Zeitpunkt t = 0 anfängt, die laufende Zeit eines zweiundzwanzig Stunden Zeitraumes zu zählen. Hierzu gibt der Taktgeber eine Impulsspannung ab, die über die Leitung 5 dem Frequenzteiler und gemäß der Ruhestellung des elektronischen Schalters 10 dem 35 Binärzähler zugeführt wird. Die Frequenz und das Teilungsverhältnis sind so gewählt, daß der Binärzähler,von null beginnend, voll ist, wenn der zweiundzwanzig-Stunden-Zeitraum abgelaufen ist. Das Zählergebnis des Binärzählers steht über die Leitung 34 am Digitalanalogwandler 35 an, der an seinem Ausgang 38 ein analoges stetig steigendes Spannungssignal abgibt, dessen Höhe unmittelbar der inzwischen verstrichenen Zeit proportional ist. Dieses Spannungssignal wird auf der Leitung 38 in hier nicht weiter interessieren-40 der Weise ausgewertet. Fällt innerhalb des zweiundzwanzig-Stunden-Zeitraumes die Versorgungssquelle 1 aus, so arbeiten weder der Impulsspannungsgenerator noch der Frequenzzähler noch der Binärzähler weiter. Der Binärzähler bleibt vielmehr bei dem zuletzt gezählten Impuls stehen. Bedingt durch die vorhergehende Betriebsdauer ist der Kondensator 20 geladen. Der Versorgungsspannungseingang 17 des Binärzählers wird infolge der 45 langsamen Entladung des Kondensators 20 durch diesen Verbraucher speicherbereit gehalten, das heißt, der in ihm zuletzt vorhandene Wert steht über eine mehr oder weniger lange Zeit zur Verfügung. Im Auslegungsfall geht man davon aus, daß die Zeit mindestens eine Stunde betragen soll. Kehrt die Versorgungsspannung 1 innerhalb diesen Zeitraums wieder, so steht die Kondensatorspannung über die Leitung 22 auch am Komparator 23 an. Am Spannungsteiler 26 wird über einen der justierbar ausgebildeten so Widerstände 27 und 28 ein Referenzspannungswert eingestellt, dessen Wert kleiner liegt, als der Ladespannungswert des Kondensators 20 nach Ablauf einer Stunde. Somit bleibt der Komparator im Ruhezustand, das heißt, sein Ausgang 30 liegt auf niedrigem Logikpegel. Die bistabile Kippstufe bleibt in Ruhe, auf der Leitung 16 erscheint kein Signal, der elektronische Schalter 10 bleibt in der dargestellten Ruhelage. Nach Wiederkehr der Versorgungsspannung beginnt der Impulsspannungsgeber 4 wieder zu laufen, das heißt, 55 weiter entstehende Impulse werden im Frequenzteiler 6 geteilt und weiter in den Binärzähler 15 eingezählt. Das bedeutet, daß das elektronische Zeitwerk nach der Unterbrechungspause weiter arbeitet, der maximal auftretende Fehler liegt bei einer Stunde. Um diesen wert kann der Spannungswert auf der Leitung 38 maximal nach unten differieren. 3

Claims (4)

1. AT 402 462 B Nunmehr soll der Fall betrachtet werden, daß die Spannungsunterbrechung der Versorgungsspannung 1 länger als eine Stunde gedauert hat. In diesem Fall liegt die Ladespannung des Kondensators auf der Leitung 22 tiefer als der nach Wiederkehr der Versorgungsspannung sich einstellende Spannungspegel auf der Leitung 25. Das bedeutet, daß der Komparator kippt und die bistabile Kippstufe 31 gesetzt wird. Damit resultiert ein Umschaltbefehl auf der Leitung 16, das heißt, der Pol 11 wird mit der Leitung 13 verbunden. Somit wird bei Wiederkehr der Versorgungsspannung dem Binärzähler eine ungeteilte Impulsspannungsreihe vom Impulsgegerator 4 zugeführt. Das heißt, der Binärzähler zählt Spannungsimpulse in einem sogenannten Schnelllauf, das bedeutet, daß der Spannungspegel am Ausgang 37 des Digitalanalogwandlers sehr viel schneller ansteigt, als es der weiterlaufenden Zeit entspricht. Der Spannungspegel am Ausgang des Digitalanalogwandlers steht aber am Eingang 39 des Komparators 40 an und wird mit einem am Spannungsteiler 43 justierten Referenzspannungspegel verglichen, der über den Eingang 42 gleichermaßen am Komparator anliegt. Der Vergleichsspannungspegel liegt in einer Höhe, die zum Beispiel einem sechs-Stunden-Wert entsprechen würde. Es ist hier möglich, beliebige andere Zeitpunkte einzustellen. Damit ergeben sich zwei Möglichkeiten. So soll zunächst davon ausgegangen werden, daß die Versorgungsspannung beginnend vom Zeitpunkt t = 0 h für etwa eine Stunde vorhanden war und dann ausfällt. Damit steht am Ausgang 37 ein Spannungspegel entsprechend dem Zeitwert von einer Stunde an. Ist nun die Versorgungsspannung für mehr als eine weitere Stunde ausgefallen, so ist das Spannungssignal auf der Leitung 39 kleiner als das zum Beispiel eingestellte Sechs-Stunden-Signal auf der Leitung 42. Damit kippt der Komparator und sein Ausgang 49, der über das Differentiationsglied 47 kehrender Versorgungsspannung irgendein beliebiger Zählerstand im Binärzähler 15 vorhanden. Ist der Spannungswert auf der Leitung 37 am Ausgang des Digitalanalogwandlers 35 kleiner als der am Spannungsteiler 43 eingestellte Referenzspannungswert, so läuft die Funktion wie eben beschrieben ab. Ist aber der zufällig sich ergebende Zählerstand größer, so resultiert ein entsprechend größerer Spannungswert am Ausgang 37. Unter der Annahme, daß dieser Spannungswert größer ist als der am Spannungsteiler 43 eingestellte Referenzspannungswert, so kippt der Komparator 40. Gleichfalls wird nach Aufladen des Kondensators 20 der Komparator 23 durchgeschaltet und bewirkt ein wie bereits beschriebenes Schnellaufen des Binärzählers. Das führt zunächst dazu, daß der Binärzähler im Schneilauf vollgezählt wird. Damit springt der Analogspannungswert auf der Leitung 37 am Ausgang des Digitalanalogwandlers 35 vom maximal möglichen Potential auf das niedrigst mögliche Potential. Das bewirkt zwar ein Durchschalten des Komparators 40, nur in der anderen Richtung, sodaß das durch das Differenzierglied 47 dieser Impuls wirkungslos bleibt. Nunmehr steigt der Spannungswert am Ausgang 37 wieder an, erst bei Gleichheit dieses Spannungswertes mit dem Referenz-spannunungswert auf der Leitung 42 schaltet der Komparator erneut durch und bewirkt über das Differentiationsglied 47 ein Rücksetzen der bistabilen Kippstufe 31. Patentansprüche 1. Einrichtung zum Steuern einer Speicherheizung mit einer Laufzeit kleiner als 24 Stunden mit einer Versorgungsspannungsquelle (1), einem Impulsspannungsgenerator (4), einem diesem nachgeschalteten Frequenzteiler (6), einem diesem nachgeschalteten Binärzähler (15) sowie einer automatischen Stellvorrichtung zum Einstellen des Binärzählers (15) nach einem Ausfall der Versorgungsspannung, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsleitungen (18, 19) des Versorgungsspannungseinganges (17) des Binärzählers (15) mit einem Kondensator (20) überbrückt sind und die automatische Stellvorrichtung aus einem den Zählwert des Binärzählers (15) wandelnden Digital-/Analogwandler (35), einem dessen Ausgangssignal mit dem Signal einer Referenzspannungsquelle (44, 45, 46) vergleichenden Komparator (40), einem weiteren Komparator (23), der die Versorgunsspannung des Binärzählers (15) mit dem Signal einer Vergleichsspannungsquelle (26) vergleicht, und einer bistabilen Kippstufe (31) besteht, die von den beiden Komparatorausgangssignalen (30, 49) unter Zwischenschaltung von Differentiationsgliedern (48, 47) rückgesetzt beziehungsweise gesetzt wird, wodurch mittels eines an ihrem Ausgang (32) angeschlossenen Schalters (10) dem Binärzähler (15) das Ausgangssignal des Frequenzteilers (6) oder das Ausgangssignal des Impulsspannungsgenerators (4) zum Einstellen des Binärzählers (15) zuführbar ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsspannungsquelle (26) aus einem einstellbaren Spannungsteiler (27, 28) besteht und an die Versorgungsspannungsquelle (1) gelegt ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzspannungsquelle (44, 45) einen Spannungsteiler (43) aufweist, der aus wenigstens einem einstellbaren Widerstand (44,
4. 4 AT 402 462 B 45) besteht, dessen Widerstandswert mit einer Handhabe verstellbar ist, wobei die Handhabe Zeitwerte anzeigt. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 5