DE1079161B

DE1079161B - Timer for several consecutive control functions, especially for welding clocks

Info

Publication number: DE1079161B
Application number: DES55553A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Ebbe Rohloff
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1957-10-17
Filing date: 1957-10-17
Publication date: 1960-04-07

Description

Zeitgeber für mehrere aufeinanderfolgende Steuerfunktionen, insbesondere für Schweißtakter Für viele industrielle Steueraufgaben ist es erforderlich, mit Hilfe einer Kommandoeinrichtung die zeitliche Dauer aufeinanderfolgender Steuerfunktionen vorzuschreiben. Dies kann entweder durch die bekannten Verzögerungsschaltungen, beispielsweise mit RC-Gliedern, geschehen oder durch Zählwerke, die die einzelnen Zeiten durch Zählung von Perioden eines Taktgebers bestimmen. Die letztere Methode der Zeitmessung ist wesentlich genauer als die mit Verzögerungsgliedern, wobei außerdem noch der Vorteil hinzukommt, daß die Zählwerke nicht justiert werden müssen.Timers for several consecutive control functions, in particular for welding clocks For many industrial control tasks it is necessary with With the help of a command device, the duration of successive control functions to prescribe. This can be done either by the known delay circuits, for example with RC elements, or by counters that the individual Determine times by counting periods of a clock. The latter method the time measurement is much more accurate than that with delay elements, and also there is also the advantage that the counters do not have to be adjusted.

Allerdings bedingt ein Zählwerk einen größeren Aufwand als ein Verzögerungsglied. Dies wirkt sich dann sehr nachteilig aus, wenn es um die Messung mehrerer aufeinanderfolgender, Zeiten geht, wobei für jede einzelne Zeit ein eigenes Zählwerk erforderlich scheint.However, a counter requires more effort than a delay element. This has a very negative effect when it comes to measuring several consecutive, Times, whereby a separate counter seems to be necessary for each individual time.

Es ist zwar bereits bekannt, zur Vorgabe aufeinanderfolgender Zeitschnitte ein einziges elektronisches Zählwerk zu verwenden, das die Perioden eines Taktgebers zählt. Die bekannte Einrichtung erfordert jedoch immer noch einen erheblichen Aufwand, da zur Rückstellung zusätzliche Röhren erforderlich sind. Außerdem tritt der Rückstellimpuls verzögert auf, so daß zwischen den einzelnen Arbeitsgängen nicht unbeträchtliche zeitliche Zwischenräume liegen.It is already known to specify successive time slices to use a single electronic counter that counts the periods of a clock counts. However, the known device still requires considerable effort, as additional tubes are required to reset. In addition, the reset pulse occurs delayed on, so that not inconsiderable between the individual work steps temporal intervals lie.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Zeitgeber in Steuereinrichtungen für mehrere aufeinanderfolgende Arbeitsgänge mit Zeitbestimmung durch Zählung. von Perioden eines Taktgebers mittels eines einzigen Zählwerks, das für jeden Arbeitsgang nach einer vorbestimmten Periodenzahl ein Steuersignal abgibt, die angeführten Nachteile zu vermeiden. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Arbeitsgang ein Ausgang des Zählwerks und eine bistabile Kippschaltung vorgesehen sind, daß das Zählwerk in jedem Arbeitsgang aus der Nullstellung anläuft und nach der vorbestimmten Periodenzahl ein Ausgangssignal abgibt, das zusammen mit dem Ausgangssignal der vorhergehenden Kippschaltung die Eingänge eines Gatters vor der nachfolgenden Kippschaltung besetzt, und daß deren Ausgangssignal das Zählwerk zurückstellt.The invention is based on the object of a timer in control devices for several successive operations with time determination by counting. from Periods of a clock by means of a single counter that is used for each operation emits a control signal after a predetermined number of periods, the disadvantages mentioned to avoid. The invention is characterized in that for each operation an output of the counter and a bistable flip-flop are provided that the counter starts up in each operation from the zero position and after the predetermined Number of periods emits an output signal which, together with the output signal of the preceding flip-flop the inputs of a gate before the subsequent flip-flop occupied, and that their output signal resets the counter.

Bei dem Zeitgeber nach der Erfindung schließen die Arbeitsgänge unmittelbar aneinander an. Die Rückstellung geschieht praktisch ohne zusätzlichen Aufwand durch die Ausgangssignale der Kippschaltung.In the timer according to the invention, the operations close immediately to each other. The provision is carried out with practically no additional effort the output signals of the flip-flop.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden Ausführungsbeispiele beschrieben, die in. der Zeichnung schematisch dargestellt sind.Exemplary embodiments are provided to explain the invention in more detail Described, which are shown schematically in. The drawing.

Der Zeitgeber gemäß Fig. 1 besteht aus dem Zählwerk Z mit dem Eingang E1 und dem Rückstelleingang E2, das im betrachteten Fall vier Ausgänge Zi bis Z4 für die einzelnen Steuerfunktionen besitzt. Das Zählwerk wird von einem Taktgeber T betätigt. Zur Förtschaltung dienen bistabile Kippschaltungen I bis IV, die in der Zeichnung nur angedeutet sind. Sie besitzen jeweils einen Eingang Ei, einen Rückstelleingang E2 sowie einen Ausgang A. Zwischen den einzelnen Kippschaltungen sind Gatter G angeordnet, die zur Entkopplung dienen. Außerdem sind die einzelnen Ausgänge mit dem Rückstelleingang des Zählwerks verbunden und durch Dioden entkoppelt.The timer according to FIG. 1 consists of the counter Z with the input E1 and the reset input E2, which in the case under consideration has four outputs Zi to Z4 for the individual control functions. The counter is operated by a clock T. Bistro flip-flops I to IV, which are only indicated in the drawing, are used for the Fört circuit. They each have an input Ei, a reset input E2 and an output A. Gates G, which are used for decoupling, are arranged between the individual flip-flops. In addition, the individual outputs are connected to the reset input of the counter and decoupled by diodes.

Zur Betrachtung der Wirkungsweise dieser Einrichtung sei angenommen, daß der -Taktgeber T ununterbrochen Impulse einer bestimmten Frequenz dein Zählwerk zuführt. Diese Frequenz kannbeispielsweise 1000 Hz betragen, so daß eine Periode des Taktgebers der Zeit von 1 msec entspricht. Um den Zeitgeber in Gang zu setzen, wird der Druckknopf S kurze Zeit betätigt. Dadurch wird die Kippschaltung I angestoßen und an den Rückstelleingang E2 des Zählwerks gelangt ein Impuls, der das Zählwerk auf Null bringt. Es mißt nunmehr die Zeit, die von den Perioden des Taktgebers bestimmt wird, so lange, bis am Ausgang Z1 des Zählwerks ein Impuls entsteht. Da der Ausgang A der Kippschaltung I noch besetzt ist, läßt das Gatter GI, diesen Impuls durch, so daß die Kippschaltung II angestoßen wird. Der am Ausgang A die@-ser Kippschaltung entstehende Impuls stellt sowohl die Kippschaltung I als auch das Zählwerk zurück. Die Zeitmessung beginnt nun von neuem, bis am Ausgang Z2 des Zählwerks ein Impuls entsteht. Das Überstreichen des Ausgangs Z1 bleibt wirkungslos, da das Gatter GI, wegen des Fehlens eines Ausgangsimpulses der Kippschaltung I gesperrt ist. Das Signal im Ausgang Z2 kann dagegen das Gatter GIII passieren und die Kippschaltung III anstoßen. In analoger Weise setzt sich die Bestimmung der einzelnen Steuerzeiten fort, wobei der Anzahl der Ausgänge des Zählwerks und der zugeordneten Kippschaltungen keine theoretischen Grenzen gesetzt sind.To consider the mode of operation of this device, it is assumed that that the -Taktgeber T uninterrupted pulses of a certain frequency your counter feeds. This frequency can be, for example, 1000 Hz, so that one period of the clock corresponds to the time of 1 msec. To start the timer the push button S is pressed for a short time. This triggers the flip-flop I and a pulse is sent to the reset input E2 of the counter which causes the counter brings it to zero. It now measures the time, which is determined by the periods of the clock until a pulse is generated at output Z1 of the counter. Because the exit A of the flip-flop I is still occupied, the gate GI lets this pulse through, so that the flip-flop II is triggered. The @ -ser flip-flop at output A. The resulting pulse resets both the flip-flop I and the counter. The time measurement now starts again until a pulse is received at output Z2 of the counter arises. Skipping over the output Z1 has no effect, since the gate GI, because of the lack of an output pulse of the flip-flop I is blocked. The signal in the exit On the other hand, Z2 can pass gate GIII and the trigger circuit III toast. The determination of the individual control times is set in an analogous manner continued, with the number of outputs of the counter and the associated flip-flops there are no theoretical limits.

Die eben beschriebene Einrichtung arbeitet dann zuverlässig, wenn jeweils zwei aufeinanderfo.lgende Zeiten verschieden lang sind. Sind dagegen zwei Zeiten. gleich lang, so kann eine Stufe übersprungen werden. Um dies zu vermeiden, kann man gemäß Fig. 2 einen Untersetzer U vorsehen. In Fig. 2 ist die Schaltung nach Fig. 1 dünn ausgezogen wiederholt, während die neu hinzugekommenen Schaltungsteile stark ausgezogen sind. Der Untersetzer kann eine bistabile Kippschaltung mit einem Eingang und zwei Ausgängen sein, die bei jedem Eingangsimpuls abwechselnd erregt werden. An die beiden Ausgänge ist jeweils die Hälfte der Kippschaltungen I bis IV (oder einer größeren Anzahl) angeschlossen, wobei jede zweite Kippschaltung übersprungen wird. Werden nun an aufeinanderfolgenden Ausgängen des Zählwerks Z gleiche Steuerzeiten gefordert, so ist dank dem Untersetzer U jeweils nur eines der zugehörigen Gatter durchlässig, so daß die einzelnen Stufen exakt aufeinanderfolgen.The device just described works reliably when two consecutive times are each of different lengths. But there are two Times. of the same length, a step can be skipped. To avoid this, a coaster U can be provided as shown in FIG. In Fig. 2 is the circuit according to Fig. 1 repeated thin lines, while the newly added circuit parts are strongly undressed. The coaster can be a bistable multivibrator with a Input and two outputs, which are excited alternately with each input pulse will. Half of the flip-flops I bis are connected to each of the two outputs IV (or a larger number) connected, with every second toggle switch skipped will. The same control times are now obtained at successive outputs of the counter Z. required, thanks to the coaster U only one of the associated gates is required permeable, so that the individual stages follow one another exactly.

Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, wird die letzte Kippschaltung (IV) durch einen Impuls auf den Eingang E2 zurückgestellt. Soll der Zyklus selbsttätig wieder von vorn beginnen, so wird der Ausgang der letzten Kippschaltung auf das Eingangsgatter (GI) der ersten Stufe gekoppelt und die Rückstellung der letzten Stufe durch einen Ausgangsimpuls mit entgegengesetztem Vorzeichen vorgenommen. Ein derartiger Ausgangsimpuls steht bei sämtlichen Kippschaltungen ohne weiteres zur Verfügung.As can be seen from Fig. 1 and 2, the last toggle switch (IV) reset by an impulse on input E2. Should the cycle be automatic start all over again, the output of the last toggle switch is set to the Input gate (GI) of the first stage coupled and the reset of the last Stage made by an output pulse with the opposite sign. A such an output pulse is readily available in all multivibrators Disposal.

Bei den Schaltungen nach Fig. 1 und 2 ist die Rückstellung jeder Kippschaltung vom vorhergehenden Anstoßen der nachfolgenden Kippschaltung abhängig. Man ist jedoch an diese spezielle Maßnahme nicht gebunden. In Fig.3 ist schematisch eine andere Schaltung dargestellt, bei der die Rückstellung jeder Kippschaltung zugleich mit dem Anstoßen der nachfolgenden durch denselben Impuls vorgenommen wird.In the circuits of FIGS. 1 and 2, the reset is each flip-flop depends on the previous triggering of the subsequent toggle switch. One is however not bound to this special measure. Another is schematically shown in FIG Circuit shown in which the resetting of each toggle switch at the same time the triggering of the following is made by the same impulse.

Wie Fig.4 zeigt, ist es ferner möglich, das Anstoßen einer Kippschaltung von der Rückstellung der vorhergehenden abhängig zu machen. Bei dieser Schaltung werden die Ausgangsimpulse einer Stelle der Kippschaltung entnommen, bei der Impulse mit entgegengesetztem Vorzeichen entstehen. Die einzelnen Kippschaltungen werden mit Kondensatoren gekoppelt, damit die einzelnen Stufen eine einheitliche Anfangslage annehmen können. Bei der Schaltung nach Fig. 4 ist der Untersetzer U nach Fig. 2 nicht erforderlich.As FIG. 4 shows, it is also possible to initiate a flip-flop to make it dependent on the provision of the previous one. With this circuit the output pulses are taken from a point of the flip-flop circuit where pulses arise with opposite signs. The individual flip-flops are coupled with capacitors so that the individual stages have a uniform starting position can accept. In the circuit according to FIG. 4, the reducer U is according to FIG. 2 not mandatory.

Eine Erweiterung des Zählbereiches des Zählwerks ist auf einfachste Weise möglich. Soll beispielsweise um den Faktor 2 erweitert werden, so verwendet man zwei aufeinanderfolgende bistabile Kippschaltungen für dieselbe Steuerfunktion.An extension of the counting range of the register is very simple Way possible. For example, if you want to expand by a factor of 2, use this we have two successive flip-flops for the same control function.

Die Kippschaltungen, Gatter und Zählwerke sind in den Figuren nur angedeutet worden. Ihre praktische Ausbildung kann auf verschiedenste Weise erfolgen. In der Regel wird man für die Kippschaltungen solche aus Transistoren oder anderen Halbleitern in bekannter Schaltung verwenden. Als Zählwerke kommen sowohl mechanische als auch elektronische in Betracht. Insbesondere sind Kaltkathodenröhren sowie Transistorzählschaltungen dezimaler oder dualer Natur verwendbar. Bei dualen Zählschaltungen wird man vorteilhaft eine bekannte Auswertmatrix zur Übersetzung in das Dezimalsystem verwenden.The flip-flops, gates and counters are in the figures only been hinted at. Your practical training can take place in a wide variety of ways. As a rule, the trigger circuits are made of transistors or others Use semiconductors in a known circuit. Both mechanical counters are used as well as electronic ones. In particular, cold cathode tubes and transistor counting circuits are used of decimal or dual nature can be used. With dual counting circuits one becomes advantageous use a known evaluation matrix for translation into the decimal system.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Timers in control devices for several consecutive ones Operations; especially in welding clocks, with time determination by counting Periods of a clock. by means of a single counter that is used for each operation emits a control signal after a predetermined number of periods, characterized in that that for each operation an output of the counter and a bistable flip-flop it is provided that the counter starts up from the zero position in each operation and emits an output signal after the predetermined number of periods, which together with the output signal of the preceding flip-flop the inputs of a gate before the following. Toggle circuit occupied, and that its output signal the counter resets.

2. Timer according to claim 1, characterized in that the trigger circuits are decoupled by gate (G), so that from the counter only that flip-flop is triggered, which follows the respectively excited one.

3. Timer according to claim 1 and 2, characterized by a coaster (U) to avoid skipping one stage with two consecutive equally long control times.

4. Timers according to claims 1 to 3, characterized in that the resetting of a toggle switch depends on the initiation of the following (Fig. 1).

5. Timer according to the claims 1 to 3, characterized in that the resetting of a flip-flop and the Triggering the following, takes place by the same pulse (Fig. 2).

6. Timers according to claim 1, characterized in that the triggering of a toggle switch of the resetting of the preceding is dependent (Fig. 3). Considered References: British Patent No. 753,187; Electronics, March 1947, p. 120 to 123.