CH662894A5 - Elektronisches prozessregelgeraet zur regelung von mehreren, durch stetige und unstetige signale gebildeten groessen. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Prozessregelgerät gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Für einen Teil der bekannten und verbreiteten elektronischen Prozessregelgeräte ist es charakteristisch, dass zur Verarbeitung der durch stetige und unstetige Signale gebildeten Daten je ein separates Gerät eingesetzt wird und diese einzelnen Geräte durch Verdrahtungen entsprechend der jeweils zu erfüllenden Aufgabe verbunden werden. Der Mangel an dieser Lösung liegt darin, dass die Geräte nur in der Kenntnis der jeweiligen Aufgabe geplant, und nach, nur für den gegebenen Einzelfall gültigen Plänen hergestellt werden können.

Von grösserem Vorteil sind Lösungen, bei denen die durch stetige und unstetige Signale charakterisierten Daten von nur einem Gerät verarbeitet werden. In diesem Falle sind üblicherwei-

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se weitere Geräte, z.B. Zusatzgeräte durch separate Verkabelungen an den Prozessor anzuschliessen, um einerseits die den Sicherheitsbestimmungen entsprechende halbautomatische und manuelle Führung des Prozesses zu gewährleisten, andererseits die Anpassung des Mikroprozessors an den Prozess durchzuführen. Dieser mehrstufige, sogenannte hierarchische Aufbau ist im allgemeinen bezeichnend für die Regelgeräte, die mehrere Grössen eines Prozesses gleichzeitig steuern.

Bisher bekannte Lösungen von Kopplungseinheiten zwischen Mikroprozessor und Prozess von durch mehrkanalige Mikroprozessoren gesteuerten Systemen werden im Buch: R.L. Krutz: Microprocessors and Logic Design, John Wiley Co., 1980, Abschnitt «Interfacing» dargelegt. Der Mangel an dieser bekannten Signalübertragung liegt darin, dass sie sich nur für die Übertragung von unstetigen Signalen eignet und die gleichzeitige Übertragung von stetigen und unstetigen Signalen in derselben Leitung für beide Überträgungsrichtungen nicht ermöglicht.

Eine für die Übertragung von stetigen Signalen in einer Richtung geeignete Lösung von Anpassungseinheiten wird ausserdem noch in folgendem Buch erörtert: J.A. Titus, Ch.A. Titus, P.R. Rony, D.G. Larsen: Microcomputer-Analog Converter Software and Hardware Interfacing. Howard W. Sams Co., Indianapolis, USA, 1979. Beide oben erwähnten Fachliteraturstellen erörtern eingehend die genannte Kopplung zwischen dem Mikroprozessor und den stetigen Ein- und Ausgangssignalen. Das gemeinsame Merkmal aller oben angegebenen Lösungen besteht darin, dass die Anpassungseinheit zur Erzeugung der stetigen Signale parallele Ausgangsstromkreise und in jedem Stromkreis Digital-Analog-Umformer enthält. In diesem Falle erfolgt die Erzeugung des stetigen Ausgangssignals in der Anpassungseinheit und der Anschluss an die Prozessanpassungs-einheit bedarf separater Eingangs- und Ausgangsleitungen. Daraus geht hervor, dass sich die Anpassungseinheit nur in der Kenntnis der gegebenen Aufgabe bestimmen lässt. Die bekannten Lösungen wenden nicht eine zentrale Anpassungseinheit an, sondern jede Prozessanpassungseinheit enthält die speziellen Stromkreise für die Anpassung der Signale. In diesem Falle sind die Prozessanpassungseinheiten unmittelbar an die Busleitungen des Mikroprozessors angeschlossen. Der Mangel dieser Lösung liegt darin, dass sie mit hohen Kosten verbunden ist, weil sie die in grossen Stückzahlen notwendigen Prozessanpassungseinheiten verkompliziert. Ein weiterer Nachteil liegt darin, dass die Prozessanpassungseinheiten nicht unmittelbar an die Busleitungen des Mikroprozessors, wegen der grossen Störungsempfindlichkeit, angeschlossen werden sollten; daher werden bei diesen Lösungen üblicherweise Parallel-/Serie-Umformer in den Prozessanpassungseinheiten eingesetzt. In solchen Systemen ist die Prozessanpassungseinheit an sich ein selbständiges Gerät, gebildet aus einem Zielmikroprozessor, der mittels Leitungen an den zentralen Mikroprozessor angeschlossen ist, wodurch er eine sogenannte Einheit mit geteilter Intelligenz bildet.

Bei komplizierten Industrieprozessoren fallen die Informationen in Form von stetigen und unstetigen Signalen an und der hierarchische Aufbau ist aus Sicherheitsgründen unbedingt notwendig. Der Mangel an für solche Anwendung geeigneten Lösungen liegt darin, dass zur Steuerung mehrerer Grössen jeweils nicht ein einziges Regelgerät, sondern eine aus mehreren Regelgeräten bestehende Anlage zur Anwendung kommt, wobei die vorgefertigten Teileinheiten durch Verkabelung in Kenntnis der Aufgabe zusammenzubauen sind. Folglich ist nur ein geringer Anteil des Herstellungsaufwandes für die vom Anwendungsgebiet unabhängige Fertigung einsetzbar, denn der grössere Anteil des Herstellungsaufwandes ist auf ein Anwendungsgebiet zugeschnitten.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Gerät zu schaffen, das die Erfordernisse für die Regelung von Prozessen in verschiedensten Anwendungsgebieten erfüllt, wobei zur Herstellung des Regelgerätes keine Kenntnis des Anwendungsbereiches notwendig ist; es soll ein elektronisches Prozessregelgerät geschaffen werden, das sich für die Regelung von aus mehreren, gemischt stetigen und unstetigen Signalen gebildeten Grössen (Daten) eignet, hierarchischen Aufbau hat, die zur Anpassung an die Prozessperipheriegeräte notwendigen Einheiten enthält, und die Verbindung mit dem, die Zentraleinheit des Gerätes bildenden Mikroprozessor unabhängig von den Eigentümlichkeiten der Industrieprozesse in Vorfertigung durchgeführt werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruches 1 gelöst.

Das elektronische Prozessregelgerät kann die durch stetige und unstetige Signale gemeinsam gebildeten Grössen irgendeines Prozesses, hauptsächlich Industrieprozesses, entsprechend den individuellen Forderungen steuern. Seine Ausführungsform ist von den individuellen Forderungen unabhängig. Die durch stetige und unstetige Signale charakterisierten Eingangs- und Ausgangsgrössen werden auf dieselbe Weise behandelt und der hierarchische Aufbau bleibt erhalten. Das erfindungsgemässe elektronische Prozessregelgerät ist für die Regelung, Steuerung und Kontrolle, d.h. Lenkung von komplizierten Industrieprozessen anwendbar, die hauptsächlich in dem Energiesektor, der Wasserwirtschaft, der Hüttentechnik, der chemischen Industrie und der Lebensmittelindustrie vorkommen.

Zur Erzeugung der zur Steuerung der Industrieprozesse notwendigen Informationen werden üblicherweise Umformer angewandt, die der zu steuernden Grösse des Prozesses proportionale, sich stetig ändernde elektronische, sogenannte stetige Signale, z.B. 4-20 mA, erzeugen.

Ein weiterer Teil der Informationen ist durch unstetige Signale, d.h. durch geöffnete oder geschlossene Zustände von Schaltern, gekennzeichnet, wobei der Zustand des jeweiligen Schalters für den Zustand eines Prozesses charakteristisch ist. Das elektronische Prozessregelgerät erzeugt Ausgangssignale womit die Stellglieder betätigt werden, und wodurch der Prozess geregelt wird.

Das elektronische Prozessregelgerät hat einem mehrkanali-gen und hierarchischen Aufbau, worin die Verdrahtung im Gerät von der spezifischen Anwendung unabhängig ist. Daher kann sie völlig aus gedruckten Schaltungen hergestellt werden, wobei mittels des Programms festgelegt wird, in welchen Kanälen die Ein- oder Ausgangsoperationen durchgeführt werden, und die durch stetige und unstetige Signale charakterisierten Informationen werden auf die gleiche Weise behandelt.

Die serienmässige Produktion des Regelgerätes wird ermöglicht, jedoch wird die Anwendbarkeit für individuelle Steueraufgaben nicht eingeschränkt.

Es werden dieselben Verbindungsleitungen zur Übernahme der Ein- und Ausgangssignale benutzt und die Trennung der Signale in beide Richtungen erfolgt dadurch, dass die Eingangssignale des Multiplexers mittels Schaltern geschaltet, und die Ausgangssignale von den Stromquellen zur Verbindungsleitung gezwungen werden. Es ist daher eine Ausführungsform zweckmässig, bei der an die mit den Ausgängen der Stromquelleneinheit mit zwei Stromquellen verbundenen Verbindungsleitungen je ein Verstärker mit niederohmigem Ausgang angeschlossen ist, wobei zwischen dem Speiseeingang und der Speiseeinheit des Verstärkers der Stromeingang des Strom-Spannungs-Um-formers in Reihe geschaltet eingesetzt ist, während die Ausgänge des Strom-Spannung-Umformers an die Eingangsklemmen des Betätigungsstromkreises angeschlossen sind.

Der Umstand, dass das elektronische Prozessregelgerät die durch den Mikroprozessor erzeugten Ausgangssignale mittels zwei Zähler ausgibt, ist besonders vorteilhaft. Die durch den Mikroprozessor in die zwei Zähler eingespeicherten Angaben bestimmen auf einfache Weise in welcher Richtung und wie lan5

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ge der an die Anschlussklemmen angeschlossene Servomotor laufen soll.

Das erfindungsgemässe elektronische Prozessregelgerät wird anhand eines Ausführungsbeispieles dargelegt. In der Zeichnung sind

Fig. 1 der strukturelle Aufbau eines Ausführungsbeispieles eines elektronischen Prozessregelgerätes;

Fig. 2 die mechanische Anordnung des obigen;

Fig. 3 die elektrische Schaltung von dem obigen;

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel von dem Prozessanpassglied;

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel von dem Betätigungsstromkreis;

Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel von dem Betätigungsstromkreis, sowie

Fig. 7 ein drittes Ausführungsbeispiel von dem Betätigungsstromkreis.

Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, ist der Anpassstromkreis 3 mittels der Busleitung 2 an den Mikroprozessor 1 angeschlossen. Der Anpassstromkreis 3 passt die Signale auf der Anpassbusleitung 4 an die Signale auf der Busleitung 2 des Mikroprozessors 1 an. Die Anpassbusleitung 4 ist auf einer, an der Rückwand angeordneten gedruckten Schaltung 6 angeordnet. Die Anpassbusleitung 4 wird durch die Multiplexer 5 zeitweilig mit den Kopplungsleitungen 27, die auf gedruckten Schaltungen 6 angeordnet sind, verbunden. An die ebenfalls auf der Rückwand angeordneten Anschlussklemmen 8 sind die, die Eingangssignale des elektronischen Prozessregelgerätes erzeugenden Umformer, die die Ausgangssignale verarbeitenden Stellglieder, mit andern Worten die Prozessperipheriegeräte, anzu-schliessen. Auf der Rückwand sind die Prozessanpasselemente 7 zweckmässigerweise auf leicht lösbare Weise befestigt. Sie passen einerseits die Signale der an den Anschlussklemmen 8 angeschlossenen Leitungen an die multiplexerseitigen Signale an, andererseits verarbeiten sie im Notbetrieb eine Gruppe der Ein-und Ausgangssignale unabhängig von dem Mikroprozessor 1.

Die Anordnung der Komponenten ist aus der Fig. 2 ersichtlich. Die Rückwand des elektronischen Prozessregelgerätes besteht aus mit gedruckten Leiterbahnen versehenen Platten 6, die die Anpassbusleitung 4 und die Kopplungsleitungen 27 enthalten. Die Anpassbusleitung 4 ist mit den Kopplungsleitungen 27 durch je einen Multiplexer 5 verbunden. Auf der Rückseite der gedruckten Schaltungen 6 befinden sich die Anschlussklemmen 8, und auf ihrer Vorderseite zweckmässigerweise leicht lösbar angeschlossen die Prozessanpasselemente 7. Der Mikroprozessor 1 und der daran mittels der Busleitung 2 angeschlossene Anpassstromkreis befinden sich auf der Rückwand.

Im Schaltschema der Fig. 3 sind nur vier Eingangs- und vier Ausgangskanäle übersichtlichkeitshalber dargestellt. Der Anpassstromkreis 3 besteht aus Adressdekoder 9, A/D-Umformer 10, Zählern 11 und 12, Steuerstromkreis 13, Impulsgenerator 14, Schaltereinheit 15 mit zwei Schaltern und Speicher 16.

Die Anpassbusleitung 4 besteht aus einer mittels dem Adressdekoder 9 einen bestimmten Adressbereich adressierende Adressleitung 17, aus einer Vorzeichenleitung 18, einer Frequenzleitung 19, einer Eingangsauswahlleitung 20, einer Ausgangsauswahlleitung 21 und einer Eingangsleitung 22.

Der Multiplexer 5 enthält die durch die Eingangskanalaus-wahlschaltung 23 betätigten Schalter 24 und die durch die Ausgangskanalauswahlschaltung 25 betätigten Stromquelleneinheiten 26 mit je zwei Stromquellen.

Auf der Rückseite befinden sich die den Multiplexer 5 mit Prozessanpasselementen 7 verbindenden Kopplungsleitungen 27 und die Anschlussklemmen 8, die dem Anschluss an die Prozessanpasselemente 7 der Prozessperipheriegeräte dienen.

Der Anpassstromkreis 3 passt die Signale der Anpassbusleitung 4 an die Signale der Adressleitung 33, Datenleitung 34 und Steuerleitung 35 der Busleitung 2 des Mikroprozessors 1 an.

Die Funktion der als Beispiel in Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform ist wie folgt:

Der Mikroprozessor 1 adressiert den Anpassstromkreis 3 durch Signale an die Adressleitungen 33 der Busleitung 2. Der Adressdekoder 9 erzeugt die gemäss der Kanaladresse an die Eingangsauswahlleitung 20 und Ausgangsauswahlleitung 21 gelangenden Signale und bestimmt durch die, an die Eingangsauswahlleitung 20 und Ausgangsauswahlleitung 21 abgegebenen Signale, dass in dem designierten Kanal Eingabe- und Ausgabeoperationen erfolgen. Der Adressdekoder 9 betätigt die Teilstromkreise durch die das an den Steuerstromkreis 13 abgegebene Signal bestimmt wird.

Im Falle einer Eingabeoperation schaltet der durch die Ein-gangskanalauswahlschaltung 23 ausgewählte Schalter 24 das an die Kopplungsleitung 27 abgegebene Signal auf den A/D-Um-former 10 um. Der A/D-Umformer 10 schaltet den digitalen Wert des Eingangssignals auf die Datenleitungen 34 der Busleitung 2 in dem durch den Steuerstromkreis 13 bestimmten Zeitpunkt um. Der Änderungsbereich der auf die Kopplungsleitungen 27 geschalteten normierten Spannungssignale (z.B. eine Spannung zwischen 0 V und 10 V) ist für jeden Eingang gleich, unabhängig davon, ob stetige oder unstetige Signale von den Prozessperipheriegeräten an die Anschlussklemmen 8 zugeleitet werden.

Im Falle einer Ausgabeoperation übergibt der Mikroprozessor 1 den Ausgangsänderungswert an die Paralleleingänge des Zählers 12 und das Vorzeichen der Änderung an die Paralleleingänge des Zählers 11 mittels den Datenleitungen 34 derart,, dass er eine mögliche maximale Zahl speichert, wenn die Änderung positiv ist, und eine Null speichert, wenn die Änderung negativ ist. Danach schliesst die Ausgangskanalauswahlschaltung 25 die Eingänge der Stromquelleneinheit 26 mit je zwei Stromquellen an die Vorzeichenleitung 18 und Frequenzleitung 19 an, wodurch der Steuerstromkreis 13 den Speicher 16 in die Lage bringt die Schalteinheit 15 mit zwei Schaltern zu betätigen, wodurch das Signal des Impulsgenerators 14 an die Zeiteingänge der Zähler 11 und 12 und an die Frequenzleitung 19, sowie der Eingang des Zählers 11 an die Vorzeichenleitung 18 weitergegeben werden.

Das Ausgangssignal des Zählers 12 verändert sich so lange nicht, bis die Anzahl der Impulse an seinem Serieeingang den an seinem parallelen Eingang eingestellten zahlmässigen Wert nicht erreicht. Danach erfolgt an seinem Ausgang ein Signalwechsel, der den Speicher 16 in die frühere Lage zurückbringt, wodurch die Schaltereinheit 15 mit zwei Schaltungen ausgeschaltet wird. Somit stimmt die Anzahl der in der Frequenzleitung 19 zeitmässig hintereinander erscheinenden Impulse mit dem durch den parallenen Eingang des Zählers 12 eingeschriebenen Zahlen wert überein, und genau bis zu diesem Zeitpunkt erscheint ein das Vorzeichen angebendes Signal in der Vorzeichenleitung 18.

Wie aus der Fig. 4 ersichtlich, besteht das Prozessanpassele-ment 7 aus den, die Eingangssignale der Prozessperipheriegeräte zu einem einheitlichen Spannungssignal umformenden Umformern 28, den einen keinen Ausgangswiderstand aufweisenden Verstärkern 29, den die Verstärker 29 speisenden Speiseeinheiten 30, den zwischen den Speiseeinheiten 30 und den Verstärkern 29 geschalteten Strom-Spannung-Umformern 31 und dem Betätigungsstromkreis 32, an dessen Eingänge je zwei Strom-Spannung-Umformer 31 angeschlossen sind.

Die als Beispiel dargestellte Ausführungsform des Prozess-anpasselementes 7 funktioniert wie folgt:

Die Stromquelleneinheit 26 mit zwei Stromquellen gibt das Stromsignal an die Ausgänge des Verstärkers 29 mittels den Kopplungsleitungen 29 weiter, wodurch dieses Stromsignal an dem zwischen dem Speiseeingang der Speiseeinheit 30 und dem Verstärker 29 in Reihe eingeschalteten Stromeingang des Strom-Spannung-Umformers 31 erscheint. Das Ausgangssignal eines

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Strom-Spannung-Umformers 31, der eine dem Signal der Frequenzleitung 19 proportionale Spannung erzeugt, sowie das Ausgangssignal des anderen Strom-Spannung-Umformers 31, der eine dem Signal der Vorzeichenleitung 18 proportionale Spannung erzeugt, gelangen gleichzeitig an die Eingänge des Betätigungsstromkreises 32, woraus das, das durch Anschlussklemmen 8 damit verbundene Ausgangprozessperipheriegerät betätigende Signal erzeugt wird.

Wie aus einer beispielsweisen Ausführungsform des Betätigungsstromkreises 32 in der Fig. 5 ersichtlich, ist der Betäti-gungsstromkreis 32 dann besonders vorteilhaft, wenn die Betätigung des Ausgangsprozessperipheriegerätes mittels einem Servomotor erfolgt. An den Zeiteingang (CL) des steuerbaren Vor-Rückwärtszählers 36 ist der Ausgang (F) des Strom-Spannung-Umformers 31 mittels der Frequenzleitung 19 und weiters an seinem zählrichtungsbestimmenden Eingang (U/D) der Ausgang (E) des Strom-Spannung-Umformers 31 mittels der Vorzeichenleitung 18 angeschlossen. Der Parallelausgang (Q) des steuerbaren Vor-Rückwärtszählers 36 ist an den Steuereingang (A) der Vergleichseinheit 37 angeschlossen, während der Eingang (EB) der Vergleichseinheit 37 mit dem Ausgang (Q) des Vorwärts-Rückwärts-Zählers 38 verbunden ist.

Der Grösser-Ausgang (>) der Vergleichseinheit 37 schaltet den Schalter 39, er hat drei Stellungen, in jene Stellung, in der der Ausgang des Impulsgenerators 40 an den Rückwärts-Ein-gang (D) des Vorwärts-Rückwärts-Zählers 38 angeschlossen ist.

Der Kleiner-Ausgang (<) der Vergleichseinheit 37 betätigt den Schalter 39 in die andere Richtung, in der der Ausgang des Impulsgenerators 40 mit dem Vorwärts-Eingang (U) des Vorwärts-Rückwärts-Zählers 38 verbunden wird. Das am Gleich-Ausgang (-) der Vergleichseinheit 37 erscheinende Signal betätigt den monostabilen Multivibrator 42, der einen Löschimpuls an die Löscheingänge (CIR) sowohl des steuerbaren Vor-Rück-wärtszählers 36, als auch des Vorwärts-Rückwärts-Zählers 38 abgibt. Der Grösser-Ausgang (>) und der Kleiner-Ausgang (<) der Vergleichseinheit 37 sind ebenfalls an die Eingänge der Leistungsschalter 41 angeschlossen. Die Ausgänge des Leistungsschalters 41 sind an die Anschlussklemmen 8 geführt.

In Abhängigkeit des Signalwertes am richtungsbestimmenden Eingang wird der Wert, oder der komplementäre Wert der Zunahme des Drehwinkels des Servomotors in den steuerbaren Vor-Rückwärtszähler 36 in sehr kurzer Zeit eingespeichert. Der Ausgang der Vergleichseinheit 37 betätigt den Schalter 39 und den an die Anschlussklemme 8 angeschlossenen Servomotor mittels den Leistungsschaltern 41 so lange, bis das vom Impulsgenerator 40 abgegebene Signal den Vorwärts-Rückwärts-Zäh-ler 38 auf dieselbe Zunahmegrösse aufgefüllt hat, die im steuerbaren Vor-Rückwärtszähler 36 enthalten ist. Die Betriebszeit des Servomotors hängt von der durch den Impulsgenerator 40 erzeugten Impulsfrequenz ab, daher ist es damit einstellbar.

Bei einem Ausgleich werden die sowohl in Zähler 36, als auch in den Zähler 38 gespeicherten Werte gelöscht, wodurch die Betriebszeit mit der Zunahme immer proportional ist.

Wie an einer, als weiteres Beispiel dargestellten Ausfüh©

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rungsform in Fig. 6 gezeigt wird, ist der Betätigungsstromkreis 32 dann besonders vorteilhaft, wenn das Ausgangsprozessperi-pheriegarät das an das elektronische Prozessregelgerät angeschlossen ist, ein elektropneumatischer Umformer ist. Hierbei ist der Parallelausgang des Vorwärts-Rückwärts-Zählers 38 an die Vergleichseinheit 37 und den D/A-Umformer 43 angeschlossen, wobei der letztgenannte ein Schieberegister als Eingang hat; weiters ist der analoge Ausgang des D/A-Umformers 43 mit den Anschlussklemmen 8 verbunden.

Der funktionsmässige Unterschied zwischen den Ausführungsformen des Betätigungsstromkreises 32 in den Fig. 5 und 6 besteht darin, dass bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform das am Ausgang (Q) des Vorwärts-Rückwärts-Zählers 38 parallel anstehende Signal der Zunahme gleichzeitig auch an den Eingang des Schieberegisters des D/A-Umformers 43 gelangt, wobei das Schieberegister seinen Inhalt um den Wert der Zunahme verändert. Der analoge Wert des Inhalts des Schieberegisters erscheint an den Anschlussklemmen 8.

Wie aus einer, als drittes Beispiel dargestellten Ausführungsform des Betätigungsstromkreises 32 in Fig. 7 ersichtlich ist, ist der Betätigungsstromkreis 32 dann besonders zweckmässig, wenn die Betätigung des Ausgangsprozessperipheriegerätes durch ein elektronisches Signal von zwei Zuständen erfolgt, was z.B. für die elektromagnetischen Ventile charakteristisch ist. An den Zeiteingang (CL) des Speichers 44 ist der Ausgang (F) des mittels der Frequenzleitung 19 verbundenen Strom-Spannung-Umformers 31 angeschlossen. Der Ausgang des Speichers 44 ist an den Eingang des Leistungsschalters 41 und der Ausgang des Leitungsschalters 41 an die Anschlussklemmen 8 angeschlossen.

Die Funktion des in Fig. 7 dargestellten Betätigungsstromkreises 32 ist wie folgt:

Das Signal der Vorzeichenleitung 18 stellt den Speicher 44 infolge des ersten Impulses des von der Frequenzleitung 19 ankommenden Signals um und hält ihn so lange umgestellt, als sich das Signal in der Vorzeichenleitung 18 nicht ändert. Aus den als Beispiel erwähnten Ausführungsformen des elektronischen Prozessregelgerätes ist ersichtlich, dass es die zielgesetzten vorteilhaften Eigenschaften besitzt. Zwischen den Prozessan-passelementen 7 und dem Mikroprozessor 1 ist ein anwendungsunabhängiges Kopplungssystem ausgebildet, worin die Ein- und Ausgabeoperationen nur von dem Programm bestimmt werden. Das Kopplungssystem verarbeitet die stetigen und unstetigen Signale auf dieselbe Weise, und die Ein- und Ausgangssignale werden durch dasselbe, vorzugsweise mit gedruckten Schaltungen gebildete Leitungssystem weitergeleitet. Die Ein- und Ausgabeoperationen erfolgen auf autonome Weise ohne wesentliche Beanspruchung der Betriebszeit des Mikroprozessors 1.

Das ausgebildete Kopplungssystem ist besonders vorteilhaft, wenn ein Servomotor an die Ausgänge des elektronischen Prozessregelgerätes angeschlossen ist. Da speichert der Mikroprozessor 1 die Betriebsrichtung und den Betriebszeitraum des Servomotors in die zwei Zähler des Anpassstromkreises 3 zahlen-mässig hinein und er ist durch die Ausführung des Befehls nicht belastet.

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4 Blätter Zeichnungen

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1. Elektronisches Prozessregelgerät zur Regelung von mehreren, durch stetige und unstetige Signale gebildeten Grössen, auf dessen Rückwand gedruckte Schaltungen (6) mit einer Anpassbusleitung (4) und Kopplungsleitungen (27), sowie für den Anschluss der Ein- und Ausgänge Anschlussklemmen (8) angeordnet sind, mit einem Mikroprozessor (1), der mittels einer Busleitung (2) an einen Anpassstromkreis (3) angeschlossen ist, zwischen der Anpassbusleitung (4) und den Kopplungsleitungen (27) eingeschalteten Multiplexern (5) und Prozessanpasselemen-ten (7), wobei der Anpassstromkreis (3) einen Adressdekoder (9), dessen Eingang mittels Adressleitungen (33) der Busleitung (2) an den Mikroprozessor (1) angeschlossen ist, einen A/D-Umformer (10) dessen Ausgang mittels Datenleitungen (34) der Busleitung (2) an den Mikroprozessor (1) angeschlossen ist, mindestens zwei mit ihren Eingängen an den Mikroprozessor

(I) angeschlossene Zähler (11, 12), und einem die zeitliche Folge der Vorgänge bestimmenden Steuerstromkreis (13) enthält, wobei der Multiplexer (5) eine Eingangskanalauswahlschaltung (23) mit Adress- und Triggereingang und mit an den Ausgängen angeschlossenen Betätigungseingängen von Schaltern (24), eine Ausgangskanalauswahlschaltung (25) mit Adress- und Triggereingang, sowie Stromquelleneinheiten (26) mit je zwei Stromquellen mit Ein- und Ausgangsanschlussklemmen und einem Triggereingang enthält, wobei das Prozessanpasselement (7) an den Anschlussklemmen (8) angeschlossene Umformer (28) mit Spannungsausgängen, an dessen Ausgängen angeschlossenen Verstärkern (29) mit niederohmigem Ausgang, sowie mit seinen Ausgängen an die Anschlussklemmen (8) angeschlossene Betätigungsstromkreise (32) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassbusleitung (4) aus einer an den Ausgang des Adressdekoders (9) angeschlossenen Eingangsauswahlleitung (20) einer Ausgangsauswahlleitung (21), einer Adressleitung (17), einer an den Eingang des A/D-Umformers (10) angeschlossenen Eingangsleitung (22), einer an den gemeinsamen Zeiteingang (CL) der zwei Zähler (11, 12) angeschlossen und mittels eines Schalters einer Schaltereinheit (15) mit zwei Schaltern, deren Betätigungseingang an einen Ausgang (Q) eines Speichers (16) angeschlossen ist, an einen Impulsgenerator (14) anschliessbare Frequenzleitung (19), sowie einer an einen Ausgang (0) des Zählers

(II) mittels eines zweiten Schalters der Schaltereinheit (15) an-schliessbaren Vorzeichenleitung (18) besteht, wobei ein Ausgang (0) des anderen Zählers (12) an einen Löscheingang (CLR) des Speichers (16) angeschlossen ist, dessen Zeiteingang (CL) an eine Steuerungsleitung (35) angeschlossen ist, dass weiters der Ausgang jeder Stromquelle der Stromquelleneinheit (26) mit je einer Kopplungsleitung (27) verbunden ist und mittels eines Schalters (24) an die Eingangsleitung (22) zuschaltbar ist, während der Eingang einer Stromquelle jeder Stromquelleneinheit (26) an die Frequenzleitung (19) und der Eingang der anderen Stromquelle an die Vorzeichenleitung (18) angeschlossen ist, wobei ein gemeinsamer Triggereingang jeder Stromquelleneinheit (26) an den Ausgang der Ausgangskanalauswahlschaltung (25) angeschlossen ist, weiters der Adresseingang der Ausgangskanalauswahlschaltung (25) an die Adressleitung (17) und ihr Triggereingang an die Ausgangsauswahlleitung (21) angeschlossen sind und der Adresseingang der Eingangskanalauswahlschaltung (23) an die Adressleitung (17) und ihr Triggereingang an die Eingangsauswahlleitung (20) angeschlossen sind.

2. Elektronisches Prozessregelgerät nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, dass an die mit den Ausgängen der Stromquelleneinheit (26) verbundenen Kopplungsleitungen (27) je ein Verstärker (29) mit niederohmigem Ausgang angeschlossen ist, wobei zwischen einem Speiseeingang des Verstärkers (29) und einer Speiseeinheit (30) ein Stromeingang des Strom-Spannung-Umformers (31) in Reihe geschaltet eingesetzt ist, während die Ausgänge des Strom-Spannung-Umformers (31)

an Eingangsklemmen des Betätigungsstromkreises (32) angeschlossen sind.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Elektronisches Prozessregelgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsstromkreis (32) zwei Eingänge (E, F) aufweist, sowie einen steuerbaren Vor-Rückwärtszähler (36) mit einem Zeit-, zählrichtungsbestimmen-den und Löscheingang (CL, U/D, CLR), einen Vorwärts-Rück-wärts-Zähler (38) Mit Löscheingang (CLR), eine Vergleichseinheit (37) mit Grösser-, Gleich- und Kleiner-Ausgängen (>, -, <), einen in drei Schaltstellungen bringbaren Schalter (39) mit zwei Ausgängen und zwei Betätigungseingängen, einen Impulsgenerator (40), einen monostabilen Multivibrator (42) und Leistungsschalter (41) enthält, wobei Eingänge (A) der Vergleichseinheit (37) mit Ausgängen des steuerbaren Vor-Rückwärtszäh-lers und Eingänge (B) mit Ausgängen des Vorwärts-Rückwärts-Zählers (38) verbunden sind, und der Grösser-Ausgang (>) mit dem ersten Betätigungseingang des Schalters (39) und mittels dem Leistungsschalter (41) mit den Anschlussklemmen (8), der Kleiner-Ausgang (<) mit dem zweiten Betätigungseingang des Schalters (39) und mittels des Leistungsschalters (41) andie Anschlussklemmen (8), sowie der Gleich-Ausgang (-) mittels des monostabilen Multivibrators (42) an den gemeinsamen Löscheingang (CLR) des steuerbaren Vor-Rückwärtszählers (36) und des Vorwärts-Rückwärts-Zählers (38) verbunden sind, weiters der dem ersten Betätigungseingang des Schalters (39) entsprechende Ausgang mit einem Rückwärtseingang (D) des Vor-wärts-Rückwärts-Zählers (38) und der dem zweiten Betätigungseingang entsprechende Ausgang an einen Vorwärtseingang (U) des Vorwärts-Rückwärts-Zählers (38) angeschlossen ist, weiters der richtungsbestimmende Eingang (U/D) des steuerbaren Vor-Rückwärtszählers (36) an einen mit der Vorzeichenleitung (18) indirekt verbundenen Eingang (E) des Betätigungsstromkreises (32), und der Zeiteingang (CL) an einen mit der Frequenzleitung (19) indirekt verbundenen Eingang (F) des Betätigungsstromkreises (32) angeschlossen sind.

4. Elektronisches Prozessregelgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingang des D/A-Umformers (43) mit an die Anschlussklemmen (8) angeschlossenem Schieberegistereingang an den parallelen Ausgang (Q) des Vorwärts-Rückwärts-Zählers (38) angeschlossen ist.

5. Elektronisches Prozessregelgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsstromkreis (32) einen Speicher (44) enthält, dessen Zeiteingang (CL) an den sich mit der Frequenzleitung (19) indirekt verbundenen Eingang (F) und dessen Eingabeeingang (D) an den indirekt mit der Vorzei-chenleitung (18) verbundenen Eingang (E) angeschlossen sind, sowie der Ausgang (Q) des Speichers (44) an die Anschlussklemmen (8) mittels des Leistungsschalters (41) angeschlossen ist.