CH627567A5 - Zaehlvorrichtung zum ermitteln der drehzahl in einer geregelten lageeinstellungsvorrichtung. - Google Patents

Description

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungs- prozessor 10 für die Sammelleitung 25. Weiterhin ist ein beispiels mit Hilfe der Zeichnungen näher beschrieben. 25 ODER-Glied 33 vorgesehen, das die gespeicherten Ubertrags-

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung in Form eines signale B oder C der Kippschaltungen 30 und 31 kombiniert

Blockschaltbilds einer geregelten Lageeinstellungsvorrichtung, und als Steuersignal an den Decodierer liefert, dessen Einzel-weiche die Zählvorrichtung für Drehzahlen gemäss der Erfin- heiten weiter unten beschrieben werden.

dung verwendet. Es sei angenommen, dass beide Kippschaltungen 30 und 31

Fig. 2 zeigt Einzelheiten der in der erfindungsgemässen 30 zurückgestellt sind. Der Zählerkopplungsschaltung 23 wird über Zählvorrichtung verwendeten Zählerkopplungsschaltung. die Leitung 24 ein Signal von dem Zweirichtungszähler 22 zuge-

Ein Mikroprozessor 10 steuert ein Lagestellorgan 14. Der führt, welches das Vorliegen eines Übertrags anzeigt. Dieses Prozessor enthält ein Rechenwerk 11 und einen Speicher 12 mit Signal wird vier UND-Glieder 35,36,37 und 38 zugeführt, einem Register 13, das dazu bestimmt ist, ein Zählerstandfeld deren Ausgänge mit entsprechenden Eingängen der Kippschal-aufzunehmen. Die Lage des Lagestellorgans 14 wird durch ein 3s tungen 30 und 31 verbunden sind und welche einen Teil der Tachometer 15 angezeigt, das auf eine Welle 16 des Lagestell- Decodiereinrichtung des Tachometers bilden. Die JK-Kipp-organs 14 montiert ist. Eine Drehzahlmessschaltung 17 erhält Schaltungen 30 und 31 erhalten Taktsignale an ihren Eingangs-über Leitungen 18 und 19 entsprechende zweiphasige Tacho- anschlüssen C' durch die Impulsfolgen des Tachometersignales metersignale vom Tachometer 15. Das Tachometer kann bei- auf der Leitung 21, welches der Drehzahl entspricht. Das UND-spielsweise Leuchtdioden enthalten, die Phototransistoren erre- 40 Glied 35 gibt jedesmal ein Signal an den J-Eingangsanschluss gen, wobei der Strahlengang durch Markierungen einer Tacho- der Kippschaltung 30, wenn es ein Übertragssignal auf der Leime terscheibe auf der Welle 16 beeinflusst wurde. Solche Tacho- tung 24 und eine Inversion des Ausgangs des Antivalenzgliedes meter sind an sich bekannt. 39 erhält. Das Antivalenzglied 39 bildet die Exklusiv-ODER-

Die Drehzahlmessschaltung 17 wertet die über die Leitun- Funktion aus dem Zustand der Kippschaltungen 30 und 31, gen 18 und 19 gelieferten zweiphasigen Signale aus und leitet 45 welche über das ODER-Glied 33 laufen und einem Eingang des daraus Tachometersignale ab, die über die Leitungen 20 und 21 Antivalenzgliedes 39 zugeführt werden, und aus dem der positi-sowohl an den Zweirichtungszähler 22 als auch an die Zähler- ven Drehrichtung entsprechenden Vorwärtssignal, das über die kopplungsschaltung 23 geliefert werden. Auf der Leitung 20 Leitung 20 angeliefert wird. D.h., wenn die Leitung 20 sich auf werden Signale ausgegeben, welche die Bewegungsrichtung dem oberen Signalpegel befindet, sollte der Zweirichtungszäh-oder den Drehsinn bezeichnen. Über die Leitung 21 wird eine 501er aufwärts zählen, wenn die Leitung 20 sich auf dem unteren Impulsfolge ausgegeben, welche der Drehzahl entspricht. Der Signalpegel befindet, sollte der Zweirichtungszähler 22 abwärts Zweirichtungszähler 22 reagiert auf die Richtungssignale auf zählen. Da ensprechend der Annahme beide Kippschaltungen der Leitung 20, um in der angegebenen Zählrichtung die auf der 30 und 31 zurückgestellt sind, gibt das ODER-Glied 33 kein Leitung 21 angelieferten Impulse zu zählen, deren Anzahl der Ausgangssignal, und das Antivalenzglied 39 liefert ein aktives Drehzahl enspricht. Die Zählrichtung und Zählgeschwindigkeit 55 Signal des oberen Signalpegels, falls die Leitung 20 aktiv ist, d.h. des Zweirichtungszählers 22 entsprechen somit dem Drehsinn ein der Vorwärtsrichtung entsprechendes Signal anliegt. Der In-und der Drehzahl des Lagestellorgans 14, wie sie durch das verter 40 liefert dann ein inaktives Signal an das UND-Glied 35

Tachometer 15 ermittelt wurde. und verhindert so, dass die Kippschaltung 30 gesetzt werden

Die Zählerkopplungsschaltung 23 reagiert auf die über die kann. Entsprechendes gilt, wenn beide Kippschaltungen zurück-Leitungen 20 und 21 angelieferten Richtungssignale und Dreh- 60 gestellt sind und durch die Leitung 20 ein Rückwärtssignal an-zahlsignale und auf die Ausgangssignale des Zweirichtungszäh- gezeigt wird. Dann bedeutet das auf der Leitung 24 anstehende lers 22, um daraus Daten für den Gebrauch durch den Mikro- Übertragssignal, dass ein negativer Übertrag vorliegt. Das Prozessor 10 abzuleiten, auf Grund deren er praktisch unterbre- UND-Glied 35 liefert jetzt ein Signal an den J-Eingangsan-chungsfrei arbeiten kann, wie weiter unten noch näher erläutert schluss der Kippschaltung 30, die daraufhin in den entsprechenwerden wird. 65 den Schaltzustand geht, wenn gleichfalls ein Taktsignal vorliegt.

Der Zweirichtungszähler 22 liefert über eine Leitung 24 Das UND-Glied 36 liefert das Signal für den Eingangsan-

Übertragssignale an die Zählerkopplungsschaltung, welche die- schluss K der Kippschaltung 30 und wird aktiviert, wenn die se Signale gemeinsam mit den Richtungssignalen und Drehzahl- Kippschaltung 31 zur Zwischenspeicherung des positiven Über-

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tragssignals gesetzt worden ist und auf der Leitung 20 das Vorwärtssignal aktiv ist. Das bedeutet, dass jetzt in der Kippschaltung 30 das Signal des negativen Übertrags gelöscht wird, d.h. durch die Kippschaltung 31 in dem Falle gelöscht wird, wenn letztere dadurch eingeschaltet wird, dass das Lagestellorgan sich in der Vorwärtsrichtung bewegt.

Das UND-Glied 37 liefert ein Signal an den Eingangsan-schluss J der Kippschaltung 31. Das UND-Glied 37 erhält selbstverständlich das Übertragssignal über die Leitung 24 und das Ausgangssignal des Antivalenzgliedes 39. Ein positives Übertragssignal wird gespeichert, wenn keine der beiden Kippschaltungen 30 und 31 bereits gesetzt ist und sich das Lagestellorgan in der Vorwärtsrichtung bewegt, was durch ein aktives Signal auf der Leitung 20 angezeigt wird. Wenn das Lagestellorgan sich in der rückwärtigen Richtung bewegt und eine der beiden Kippschaltungen 30 und 31 sich im aktiven Zustand befindet, dann wird der Eingangsanschluss J der Kippschaltung 31 für ein positives Übertragssignal aktiviert.

Das UND-Glied 38 liefert Signale an den Eingangsanschluss K der Kippschaltung 31 in ähnlicher Weise, wie das UND-Glied 36 Signale an die Kippschaltung 30 liefert. Ein Unterschied besteht darin, dass der Inverter 45 ein Rückwärtssignal an das UND-Glied 38 liefert, in dem er das Vorwärtssignal der Leitung 20 invertiert. Deshalb wird die Kippschaltung 31 für einen positiven Übertrag in der Rückwärtsrichtung in ähnlicher Weise zurückgestellt, wie die Kippschaltung für einen negativen Übertrag im Falle der Vorwärtsrichtung.

Wenn über das Register 32 der Mikroprozessor 10 die Signale der Bitpositionen B und C als Schaltzustände der Kippschaltungen 30 bzw. 31 erhalten hat, dann werden über die Leitung 26 die Kippschaltungen zurückgestellt, so dass die Folge der Abläufe zum Ermitteln der Drehzahl wieder beginnen kann. Der Mikroprozessor 10 hat die Möglichkeit, den Zählerstand des Zweirichtungszählers 22 abzulesen. Das ist in den Figuren nicht im einzelnen dargestellt. Aber der Zweirichtungszähler 22 könnte seine Signale des Zählerstandes mittels eines Registers ausgeben, das ähnlich dem Register 32 aufgebaut ist, 5 um an den Mikroprozessor feiner gegliederte Werte zu liefern, falls es für eine genauere Regelung notwendig ist. Es ist zu beachten, dass der Zähler in üblicher Weise 6 Bits von höherem Stellenwert in die Bitpositionen 0—5 des Registers 32 einspeichern kann. Wenn andererseits solch feine Zählungen nicht not-io wendig sind, kann man diese Verbindungen auch weglassen. Es ist in den meisten Fällen ausreichend, wenn die Überträge der höchsten Bit-position benutzt werden.

Der Mikroprozessor 10 ist so programmiert, dass er ein 15 Zählerstandfeld erzeugt, indem er Signale im Rechenwerk 11 entsprechend verarbeitet. Ein Eingangssignal C, d.h. ein positiver Übertrag vom Zweirichtungszähler 22 bewirkt, dass zu dem Zählerstand selbst eine Eins addiert wird. Wenn durch das gesetzte Bit B des Registers 32 das Vorliegen eines negativen 2o Übertrags angezeigt wird, dann wird eine Eins von dem Inhalt des Zählerstandfeldes subtrahiert. Wenn beide Bits B und C gleich Null sind, d.h. beide Kippschaltungen 30 und 31 befinden sich im zurückgestellten Zustand, dann wird der Inhalt des Zählerfeldes im Speicher 12 nicht geändert. Wenn andererseits sich 25 beide Kippschaltungen im Zustande 1 befinden, dann wird ein Fehlersignal angezeigt, weil die Arbeitsweise der Zählerkopplungsschaltung offenbar nicht fähig war, ein Übertragssignal zurückzustellen, im Falle, dass ein negativer Übertrag einem positiven Übertrag folgte oder umgekehrt. Ebenso wird ein 30 Fehlersignal in allen Fällen ausgegeben, wenn der Mikroprozessor 10 nicht auf ein Übetragssignal reagierte, obwohl die Einrichtung in Bewegung war, oder zwei Überträge gleicher Art aufeinander folgten.

C

1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

627 567 2 PATENTANSPRÜCHE invertierten Ausgang (Q) der ersten JK-Kippschaltung (30) ver-

1. Zählvorrichtung zum Ermitteln der Drehzahl in einer ge- bunden ist.

regelten Lageeinstellungsvorrichtung mit einem Mikroprozes- 6. Zählvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich-

sor, mit einem Zweirichtungszähler für binäre Tachometersi- net, dass die das Geschwindigkeitssignal führende Leitung (21)

gnale, welche die Drehrichtung und die Umlaufgeschwindigkeit s mit dem Taktsignaleingang (C) beider JK-Kippschaltungen (30,

repräsentieren, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehzahl- 31) verbunden ist.

messschaltung (17) vorgesehen ist, welche Tachometermess- 7. Zählvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich-

werte in binäre Signale umsetzt und dem genannten Zweirich- net, dass die Zählerkopplungsschaltung (23) mit dem Mikropro-

tungszähler (22) zuführt, dass zwischen dem Zähler (22) und zessor (10) über eine Sammelleitung (25) verbunden ist, welche dem genannten Mikroprozessor (10) eine Zählerkopplungs- io an das Ausgangsregister (32) der Zählerkopplungsschaltung an-

schaltung (23) angeordnet ist, die als Eingangssignale ebenfalls geschlossen ist, und dass eine Rückstelleitung (26) vom Mikro-

die genannten binären Signale für Drehrichtung (20) und Um- prozessor (10) an die Rückstelleingänge (R) der beiden JK-

laufgeschwindigkeit (21) über entsprechende Leitungen (20, Kippschaltungen (30, 31) angeschlossen ist.

21) und zusätzlich über eine Ausgangsleitung (24) des Zählers

(22) ein Übertragungssignal, welches das Auftreten eines nega- is tiven oder positiven Übertrags des Zweirichtungszählers mei- Die Erfindung betrifft eine Zählvorrichtung zum Ermitteln det, erhält und zu vorgegebenen Zeitpunkten als Ausgangssi- der Drehzahl in einer geregelten Lageeinstellungsvorrichtung,

gnale den Zählerstand an den Mikroprozessor gibt, und dass in Seit langem werden mechanische oder elektronische Zähl-

der genannten Zählerkopplungsschaltung (23) Zwischenspei- Vorrichtungen nicht nur zum Registrieren einzelner zählbarer eher (30,31) zur Speicherung negativer und/oder positiver 20 Ereignisse, sondern auch in Steuerungen und Regeleinrichtun-

Übertragssignale sowie Schaltmittel zur Auswertung der Tacho- gen verwendet. Schnelle Zählvorgänge erfasst man am besten metersignale vorgesehen sind, das Ganze derart, dass unmittel- mit einer Kombination von logischen Schaltkreisen, die ihrem bar aufeinanderfolgende negative und positive Übertragssigna- Verwendungszweck entsprechend geschaltet sind. Wo grosse le, die durch den Nulldurchgang des Zweirichtungszählers ver- Zählbereiche erfasst werden sollen, verbindet man diese Art ursacht werden, sich gegenseitig kompensieren. 25 von Zählvorrichtungen mit entsprechend programmierten

2. Zählvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- datenverarbeitenden Einrichtungen. Im allgemeinen erfordert net, dass die Zählerkopplungsschaltung eine erste JK-Kipp- eine Zusammenarbeit einer Zählvorrichtung mit einer Rechenschaltung (30) zum Zwischenspeichern eines negativen Über- anlage, dass deren gerade laufendes Programm für einen Zähl-trags der höchsten Binärstelle enthält, dass sie eine zweite JK- Vorgang jeweils unterborchen werden muss. Wenn man also beiKippschaltung (31) zum Zwischenspeichern eines positiven 30 spielsweise einen mechanischen Zähler hat und dieser gerade Übertrags enthält, und dass ein Ausgaberegister (32) zum Be- seinen Zählbereich überschreitet, gibt er ein entsprechendes reithalten des Zählerstandes (0-5) und des Schaltzustandes der Überlaufsignal an den Prozessor, der daraufhin sein gerade in beiden genannten Zwischenspeicher (B, C) für die periodische Ausführung befindliches Programm unterbricht. Dann wird der Übermittlung an den Mikroprozessor (10) vorgesehen ist. Prozessor einen Zwischenspeicher auslesen, der beispielsweise

3. Zähl vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich- 35 Messdaten enthält, die auf ein anderes Speichermedium zu net, dass an jedem der Eingangsanschlüsse der beiden JK-Kipp- überschreiben sind. Der Zählerstand des Zählers könnte ande-schaltungen (30,31) für die Steuerung ein UND-Glied (35,36, rerseits in den Datenprozessor eingelesen werden.

37,38) vorgesehen ist, das seinerseits direkt oder über logische In gewissen Steuerungseinrichtungen verwendet man als

Schaltglieder ausgewertete Tachometer- und Zählersignale (20, datenverarbeitende Einrichtung nur kleinere Systeme wie Mi-

21,24) erhält, wobei die das Übertragssignal führende Leitung 40 kroprozessoren oder Mikrocomputer. Die Rechenkapazität sol-

(24) mit einem Eingang eines jeden der vier genannten UND- eher kleinen Systeme ist natürlich begrenzt. Es ist deshalb

Glieder verbunden ist. schwierig, beispielsweise Unterbrechungsroutinen zu verwen-

4. Zählvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich- den, die eine grössere Kapazität des Systems erfordern. Die net, dass ein Antivalenzglied (39) vorgesehen ist, dessen einer Kapazität vieler Mikroprozessoren ist zu begrenzt, um einen Eingang an die das Richtungssignal führende Leitung (20) ange- 45 einwandfreien Betrieb mit Programmunterbrechungen zu erschlossen ist und dessen anderer Eingang an den Ausgang eines möglichen. Besonders in Lageeinstellungsvorrichtungen können ODER-Gliedes (33) angeschlossen ist, dessen beide Eingangs- bei Programmunterbrechungsbetrieb unliebsame Blockierun-signale die Schaltzustände (B, C) der beiden genannten Zwi- gen dann auftreten, wenn beispielsweise bei einer Folgeregelung schenspeicher (30,31) darstellen. die Einrichtung um einen Referenzpunkt hin- und herschwankt.

5. Zählvorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch so Die mit der Folgeregelung schritthaltende binäre Zählvorrich-gekennzeichnet, dass am J-Eingangsanschluss der ersten JK- tung mag dann beispielsweise dauernd von einem Zustand mit Kippschaltung (30) ein erstes UND-Glied (35) mit zwei Ein- lauter Einsen im Zählerfeld zu einem Zustand mit lauter Nullen gängen vorgesehen ist, dessen erster Eingang über einen Inver- im Zählerfeld und umgekehrt wechseln. Eine Folge von wech-ter (40) an den Ausgang des genannten Antivalenzgliedes (39) selnden negativen und positiven Überträgen und Überlaufsigna-angeschlossen ist, dass am K-Eingangsanschluss der ersten JK- 55 len würde dann die Arbeitsweise des Prozessors völlig beherr-Kippschaltung (30) ein zweites UND-Glied (36) mit drei Ein- sehen und ihn so blockieren. Der Prozessor kann auf diese Wei-gängen vorgesehen ist, dessen erster Eingang direkt mit der das se unfähig gemacht werden, andere zu dieser Zeit notwendigen Richtungssignal führenden Leitung (20) verbunden ist und des- Steuerungsfunktionen auszuüben. Man könnte eine Zählvor-sen zweiter Eingang mit dem invertierten Ausgang (Q) der richtung mit grösserem Umfang des Zählbereiches einsetzen, ist zweiten JK-Kippschaltung (31) verbunden ist, dass am J-Ein- 60 aber nicht sicher, auf diese Weise die Regelung nicht doch un-gangsanschluss der zweiten JK-Kippschaltung (31 ) ein drittes günstig zu beeinflussen. Es muss eine bessere und möglichst UND-Glied (37) mit zwei Eingängen vorgesehen ist, dessen auch kostengünstigere Lösung gefunden werden.

erster Eingang an den Ausgang des genannten Antivalenzglie- Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Zählvorrichtung für des (39) angeschlossen ist, und dass am K-Eingangsanschluss Drehzahlen in einer geregelten Lageeinstellungsvorrichtung ander zweiten JK-Kippschaltung (31) ein viertes UND-Glied (38) zugeben, in der in solchen Blockierungssituationen die Daten-mit drei Eingängen vorgesehen ist, dessen erster Eingang über Übertragung zum Mikroprozessor unabhängig vom jeweiligen einen Inverter (45) mit der das Richtungssignal führenden Lei- Zählerstand möglich ist und keine Programmunterbrechung des tung (20) verbunden ist und dessen zweiter Eingang mit dem Datenprozessors erfordert.

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Gemäss der Erfindung ist die Zählvorrichtung zum Ermit- Signalen der Leitungen 20 und 21 verarbeitet, um Ausgangssi-teln der Drehzahl in einer geregelten Lageeinstellungsvorrich- gnale an den Mikroprozessor 10 zu geben, die diesem den Stand tung mit einem Mikroprozessor, mit einem Zweirichtungszähler des Zählers 22 vermitteln. Zu vorbestimmten Abtastzeitpunk-für binäre Tachometersignale, welche die Drehrichtung und die ten liefert die Zählerkopplungsschaltung 23 solche Signale über Umlaufgeschwindigkeit repräsentieren, dadurch gekennzeich- 5 die Sammelleitung 25 an den Mikroprozessor 10, weshalb in der net, dass eine Drehzahlmessschaltung vorgesehen ist, welche Zwischenzeit keine Unterbrechung des Programms notwendig Tachometermesswerte in binäre Signale umsetzt und dem ge- wird. Nachdem der Mikroprozessor 10 die Zählerstandsignale nannten Zweirichtungszähler zuführt. Weiter ist zwischen dem abgefühlt hat, die ihm über die Sammelleitung 25 geliefert wer-Zähler und dem genannten Mikroprozessor eine Zählerkop- den, stellt er jeweils die Zählerkopplungsschaltung 23 zurück, plungsschaltung angeordnet, die als Eingangssignale ebenfalls 1() indem er ein entsprechendes Rückstellsignal über die Leitung die genannten binären Signale für Drehrichtung und Umlaufge- 26 an die Zählerkopplungsschaltung 23 sendet.

schwindigkeit über entsprechende Leitungen und zusätzlich Einzelheiten der Zählerkopplungsschaltung 23 sind aus der

über eine Ausgangsleitung des Zählers ein Übertragssignal, wel- Fig. 2 ersichtlich. Die Zählerkopplungsschaltung 23 enthält als ches das Auftreten eines negativen oder positiven Übertrags des Zwischenspeicher zwei JK-Kippschaltungen 30 und 31, um über Zweirichtungszählers meldet, erhält. Sie gibt zu vorgegebenen i s die Leitung 24 angelieferte Übertragssignale zwischenzuspei-Zeitpunkten als Ausgangssignale den Zählerstand an den Mi- ehern. Dabei speichert die Kippschaltung 30 negative Überträge kroprozessor. In der genannten Zählerkopplungsschaltung sind und die Kippschaltung 31 positive Übertrage. Die Kippschal-Zwischenspeicher zur Speicherung negativer und/oder positiver tung 30 liefert das gespeicherte negative Übertragssignal B auch Übertragungssignale sowie Schaltmittel zur Auswertung der Ta- an das Register 32, in dem es dort das B-Bit setzt, so dass es für chometersignale vorgesehen. Diese Anordnung bewirkt, dass 20 eine Übertragung über die Sammelleitung 25 zur Verfügung unmittelbar aufeinanderfolgende negative und positive Über- steht. In gleicher Weise liefert die Kippschaltung 31 das gespei-tragungssignale, die durch den Nulldurchgang des Zweirich- cherte positive Übertragssignal C an die C-Bit-position des Retungszählers verursacht werden, sich gegenseitig kompensieren. gisters 32 für die Bereitstellung zur Übertragung an den Mikro-