DE1147071B - Aufzeichnungstraegergesteuertes Datenverarbeitungssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft durch Aufzeichnungsträger gesteuerte Datenverarbeitungssysteme, die mehrere zusammenwirkende, mechanisch angetriebene Baugruppen enthalten.

Solche Baugruppen sind beispielsweise Rechenwerke, Kartenlocher, Tabelliermaschinen, Druckwerke, Sortiermaschinen, Kartenmischer, Doppler u. dgl., aber auch selbständige Unterabteilungen solcher Baugruppen. Um die direkte Informationsübermittlung zwischen diesen verschiedenen Bau- gruppen ohne Zwischenspeicherung jederzeit zu ermöglichen, müssen die genannten Baugruppen synchron arbeiten, was entweder durch kinematische Verbindungen zwischen ihnen oder durch elektrische Antriebe mittels Synchronmotoren erreicht werden kann. Die kinematische Verbindung der Baugruppen hat sich als kostspielig erwiesen und kompliziert die Montage und Demontage bei dem Aufbau und bei der Reparatur derartiger Systeme. Beschränkt man sich auf rein elektrische Verbindung der Baugruppen und verwendet man für deren Antrieb Synchronmotoren, so können die verschiedenen Baugruppen gleiche Antriebsgeschwindigkeit erhalten; dies genügt aber noch nicht für ihr richtiges Zusammenarbeiten, es müssen besondere Maßnahmen getroffen werden, um dieses richtige Zusammenarbeiten zu ermöglichen.

Die Erfindung ist demnach für ein aufzeichnungsträgergesteuertes Datenverarbeitungssystem mit mechanisch unabhängig voneinander jeweils durch einen Synchronmotor angetriebenen, elektrisch miteinander verbundenen und in periodischen Zyklen arbeitenden Baugruppen dadurch gekennzeichnet, daß unter Vermittlung von Schaltwerken, die den Baugruppen zugeordnet und elektrisch von einem Leitwerk ansteuerbar sind, die Motoren derart gespeist werden, daß die Baugruppen der Phase nach synchronisiert werden.

Erst durch Phasensynchronisierung der Baugruppen wird erreicht, daß diese so wie die Organe einer einzigen Maschine zusammenarbeiten können, während ihre elektrische Verbindung volle Freiheit für die räumliche Anordnung der Baugruppen läßt, so daß diese in beliebigen gegenseitigen Lagen und Entfernungen — sogar in räumlich getrennten Betriebsanlagen — aufstellbar sind. Phasensynchronisierte Antriebe sind an sich unter anderem auch in der Fernschreibtechnik und bei elektromagnetischen Drehmeldern bekannt, aber noch nicht für die Zwecke der vorliegenden Erfindung angegeben worden.

Die Baugruppen können durch eine gemeinsame Programmiervorrichtung überwacht werden und auch verschiedene in dem Datenverarbeitungssystem ver-Aufzeichnungsträgergesteuertes
Datenverarbeitungssystem

Anmelder:
Compagnie des Machines Bull, Paris

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Stehmann, Nürnberg,

und Dipl.-Ing. H. Seiler,
Berlin 19, Oldenburgallee 10, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 5. November 1959 und 15. März 1960
(Nr. 809 383 und Nr. 821 341)

wendete Hilfsvorrichtungen, wie Zähler, Speicher, Vergleicher, Impulssender, Impulsverteiler u. dgl., gemeinsam benutzen. Die Datenverarbeitung kann daher nicht nur mit besserer Ausnutzung der Systemteile erfolgen, sondern auch auf wichtigere und verwickeitere Aufgaben ausgedehnt werden, als mit bisher bekannten Systemen erfüllbar waren. Die Baugruppen können so eingerichtet werden, daß sie sich durch die Art ihrer elektrischen Verbindung beliebig kombinieren lassen. Durch Zusammenschalten von Baugruppen in wechselnder Anzahl und Zusammenstellung sind aus den vorhandenen Elementen Systeme für verschiedene Informationsbehandlungsarbeiten aufbaubar.

Die Baugruppen arbeiten in periodischen Zyklen, deren Periodendauer entweder untereinander gleich sind oder in einfachen Verhältnissen zueinander stehen. Der Zyklus mit längster Periodendauer bildet den Arbeitszyklus des als Ganzes betrachteten Systems. Die phasensynchronisierten Baugruppen arbeiten in solcher Weise, daß kennzeichnende Zeitpunkte ihrer Arbeitszyklen mit kennzeichnenden Zeitpunkten des Systemarbeitszyklus zusammenfallen. Die Phasensynchronisierung wird von einer Synchronisiervorrichtung besorgt, die durch einen periodische Synchronisiersteuer- und Schalterbetätigungsimpulse liefernden Taktgebersender überwacht wird.

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Jede Baugruppe enthält eine von einem Synchronmotor über ein Untersetzungsgetriebe gleichförmig bewegte Antriebswelle. Da diese je nach der Polzahl des Antriebsmotors verschiedene synchrone Winkelstellungen einnehmen kann, sorgt die nach der Erfindung vorgesehene Phasensynchronisierungsvorrichtung dafür, daß die Antriebswelle jeder Baugruppe sich in bestimmten Zeitpunkten des Systemarbeitszyklus in ganz bestimmten Winkelstellungen befindet.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 bis 5 einige Beispiele verschiedener Zusammenstellungen mehrerer Baugruppen,

Fig. 6 die elektrische Schaltung einer Phasensynchronisiervorrichtung,

Fig. 7 und 8 die Schließzeiten unten beschriebener Nockenkontakte und die Zeiten des Auftretens von Impulsen für die Steuerung der Vorrichtung nach Fig. 6, ao

Fig. 9 die elektrische Schaltung einer zweiten Ausführungsform der Phasensynchronisiervorrichtung,

Fig. 10 und 11 die Schließzeiten von Nockenkontakten und die Zeiten des Auftretens von Impulsen für die Steuerung der Vorrichtung nach Fig. 9,

Fig. 12 die elektrische Schaltung einer Vorrichtung zur Phasenfehlerfeststellung und

Fig. 13 eine Vorrichtung zum gesteuerten Bremsen eines Synchronmotors nach dessen Abschaltung.

Fig. 1 stellt schematisch ein Datenverarbeitung»- system dar, das aus den Baugruppen 10, 20, 30, 40, 50 und 60 gebildet und mit Bezug auf die ihm gestellten Aufgaben und auf seine Arbeitsweise einer Tabelliermaschine mit angeschlossenem Locher gleichwertig ist. Die Baugruppe 10 umfaßt die Programmiervorrichtungen des Systems. Die Baugruppe 20 umfaßt nicht spezialisierte Hilfsvorrichtungen (wie Speicher, Vergleicher, Zähler, Impulssender und -verteiler), die je mit irgendeiner der Baugruppen 30, 40, 50 und 60 des Systems elektrisch verbunden werden können. Die Baugruppen 10 und 20 können zu einer den Programmverteiler bildenden Programmeinheit zusammengefaßt werden. Die Baugruppen 30, 40, 50 und 60 sind beispielsweise ein Kartenbahnleser, ein Drucker, ein Summierwerk und ein Kartenbahnlocher. Die Verbindungslinien versinnbildlichen elektrische Verbindungen.

Jede Baugruppe enthält unter anderem einen Elektromotor, eine Antriebswelle, die mit gleichförmiger Drehung durch diesen Motor getrieben wird, und eine Synchronisiervorrichtung. Die Baugruppen sind mechanisch getrennt und nur über die elektrischen Verbindungen phasensynchronisiert. Sie wirken zusammen wie eine einheitliche elektromechanische Tabelliermaschine mit angeschlossenem Locher.

In dem Beispiel nach Fig. 2 sind die Baugruppen 50 und 60 nicht vorhanden. Das System besteht nur aus dem Programmverteiler, dem Kartenbahnleser und dem Drucker und ermöglicht das durch Buchungskarten gesteuerte Drucken von Aufstellungen.

Das Beispiel nach Fig. 3 enthält nicht den Drucker 40. Dieses System gestattet die Registrierung in die sogenannten Summenkarten. Diese sind im Magazin des Kartenlochers 60 gelagert und nehmen die Summen auf, die vom Summierwerk 50 aus den Angaben berechnet werden, die von den Karten im Magazin des Kartenbahnlesers stammen.

In den Gesamtanordnungen können auch verschiedene Baugruppen mehrfach vorhanden sein. Beispielsweise enthält das System nach Fig. 4 zwei Summierwerke 50 a und 50 b und daneben auch die in Fig. 1 vorkommenden Baugruppen 10 bis 40. Dieses System bietet offensichtlich größere Rechenmöglichkeiten als eine einfache Tabelliermaschine.

Das in Fig. 5 dargestellte System enthält zwei Kartenbahnleser 30 a und 30 b sowie die Baugruppen 10 bis 20, 40 und 50 zum Drucken der Angaben von Karten aus dem ersten Kartenbahnmagazin und zum Summieren der Angaben von Karten aus dem zweiten Kartenbahnmagazin.

In dieser Weise können die verschiedensten Systeme geschaffen werden.

Die im folgenden an Hand der Fig. 6 bis 11 beschriebenen Vorrichtungen zur Phasensynchronisierung sind insbesondere für Baugruppen bestmimt, deren über Untersetzungsgetriebe angekuppelte synchrone Antriebsmotoren entweder aus einer gemeinsamen Wechselstromquelle oder aus miteinander synchronisierten gesonderten Wechselstromquellen gespeist sind. Treibt beispielsweise ein zweipoliger Synchronmotor die Antriebswelle einer Baugruppe mit einer Drehzahluntersetzung 10:1 an, so hat diese Welle bei Synchronismus in jedem Augenblick zwanzig mögliche Gleichgewichtsstellungen. Befindet sich die Welle nicht in der richtigen Winkelstellung, so wird mittels der nachstehend beschriebenen Schaltmittel durch eine kurzzeitige Unterbrechung der Speisung des Antriebsmotors dieser zum Schlüpfen veranlaßt und damit die Welle in eine andere Gleichgewichtsstellung gebracht. Ist dies noch nicht die richtige Winkeleinstellung, so wird der Vorgang wiederholt, bis die gesuchte Phasenstellung erreicht ist, worauf die Unterbrechung der Motorspeisung wiederaufgehoben wird. Die Dauer der momentanen Unterbrechung wird beispielsweise so gewählt, daß sie gerade für das Schlüpfen der Welle aus einer Gleichgewichtslage in die nächste ausreicht.

Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 6 bis 11 ist jedem Synchronmotor eine Phasensynchronisiervorrichtung beigegeben, und ein gemeinsamer Taktgeber, der vorteilhaft in den Programmverteiler einbezogen ist, liefert jeder dieser Synchronisiervor* richtungen zwei periodische Impulsreihen. Diese Impulse werden im folgenden Synchronisiersteuerimpulse bzw. Schalterbetätigungsimpulse genannt; ihre Vorder- und Hinterfronten treten in bestimmten Zeitpunkten gewisser Speisewechselspannungspeiioden auf. Diese Impulsreihen haben die gleiche Periodendauer, die sich gemäß der durch die Fig. 6 bis 11 veranschaulichten Ausführungsform der Erfindung über fünf Arbeitszyklen des Taktgebers erstreckt.

Jeder Taktgeberzyklus umfaßt eine feste Anzahl von Perioden der Speisewechselspannung, und ein gegebener Zeitpunkt jeder dieser Perioden wird benutzt, um einen Punkt des Taktgeberzyklus festzulegen, von dem aus die verschiedenen Zeitpunkte jedes Zyklus bestimmt werden.

Eine erste Ausführungsform der Phasensynchronisiervorrichtung ist in Fig. 6 dargestellt. Diese Figur zeigt den Taktgeber 101 und eine dem Antriebsmotor einer Baugruppe beigegebene Phasensynchronisiervorrichtung SEM. Elektrische Leiter IEl und IEl (Fig. 6) sind zwischen diesem Taktgeber 101 und den Eingangsklemmen £01 bzw. £02 der Vorrichtung SEM angeordnet. Sie besteht im wesentlichen aus

einem den Schalter ECM des Motorspeisestromkreises beherrschenden Stromkreis.

In der in Fig. 6 gegebenen schematischen Darstellung dieser Vorrichtung bezeichnen die Bezugszeichen £05, E07, £"08 Relais und £05a, EQIa, EOHa die von diesen Relais betätigten Kontakte, CS einen Synchronisiersteuerkontakt, der periodisch durch einen Nocken betätigt wird, ECM den Motorschalter der Baugruppe, das Zeichen + eine mit dem positiven Pol einer Gleichstromquelle verbundene Anschlußklemme, EC1 und ER 1 einen Kondensator und einen Widerstand in einem im Nebenschluß zu den Wicklungsenden des Schalters abgezweigten Stromkreis, dessen Funktion später erläutert wird. Die an den Relais und dem Schalter ECM endigenden Leitungen sind an eines der Wicklungsenden dieser Organe angeschlossen, während die Verbindungen der anderen Wicklungsenden mit dem negativen Pol der Gleichstromquelle nicht dargestellt sind. Die Kontakte sind durch schwarze oder ausgesparte Dreiecke bezeichnet, je nachdem sie im Ruhezustand geschlossen oder offen sind.

Der den Kontakt CS betätigende Nocken wird von der Antriebswelle der Baugruppe bewegt. Die Nockeneinstellung ist so getroffen, daß der Kontakt CS bei einer bestimmten erwünschten Winkelstellung schließt. Der einer Umdrehung der Antriebswelle entsprechende Zeitraum ist nachstehend als Baugruppenzyklus bezeichnet. Dieser Baugruppenzyklus wird in zehn gleiche Intervalle eingeteilt, um die Darstellung zu vereinfachen. Die Grenzen dieser Intervalle sind in den Fig. 7 und 8 durch Reihen von senkrechten Linien veranschaulicht, die in arabischen Ziffern mit 0 bis 9 bezeichnet sind. Die Zyklen sind mit römischen Ziffern bezeichnet, z. B. XV bis XX in Fig. 7. Der Punkt 0 jedes Baugruppenzyklus wird durch das Schließen des Nockenkontakts CS bestimmt. Eine Zeitskala entsprechend der den Taktgeber steuernden Wechselspannung ist in Fig. 7 und 8 durch Reihen von senkrechten Strichen P_h dargestellt, die in je fünf aufeinanderfolgenden Taktgeberzyklen durchlaufend mit 0 bis 49 beziffert sind. Der Abstand der Zeitskalastriche entspricht je einer Periode der Wechselspannung. In den Fig. 7 und 8 sind ferner die Schließzeiten des Nockenkontaktes CS und die Zeiten des Auftretens der vom Taktgeber an die Leiter IEl und IE2 gelieferten Steuer- und Betätigungsimpulse, z. B. /1 und il, angegeben. Für eine Netzfrequenz von 50 Hz wird angenommen, daß die Umlaufgeschwindigkeit der Baugruppenantriebswelle bei synchronem Lauf 300 Umdrehungen je Minute, also 5 Umdrehungen je Sekunde beträgt, so daß jede Umdrehung der Antriebswelle, d. h. ein Baugruppenzyklus, sich über zehn Perioden der Speisespannung erstreckt.

Die Fig. 7 zeigt die relative zeitliche Lage der Impulse il und il und der Schließ- und Öffnungszeitpunkte des Nockenkontakts CS, wenn Baugruppe und Taktgeber phasensynchronisiert sind.

Wie ersichtlich, schließt sich der Nockenkontakt CS im Punkt 0 jedes Baugruppenzyklus und bleibt während einer Dauer von einem Zwanzigstel dieses Zyklus geschlossen. Die Synchronisiersteuerimpulse /1 des Taktgebers treten einmal je Sekunde auf, jeweils beginnend bei Punkt 0 des ersten Zyklus von fünf aufeinanderfolgenden Taktgeberzyklen, die hier phasensynchron zu den Baugruppenzyklen sind. Ihre Dauer ist gleich einer halben Periode der Speisewechselspannung. Die Schaltbetätigungsimpulse /2 des Taktgebers treten wie die Impulse /1 einmal je Sekunde auf. Sie erstrecken sich über fast fünf Taktgeberzyklen; einer von ihnen erscheint in Fig. 7 beim Punkt 5 des ersten Taktgeberzyklus und endet nach fünf Zyklen im Punkt 1. Das Intervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen /2 ist gleich vier Perioden der Speisespannung.

Fällt der der Klemme £01 zugeführte Impuls /1 mit dem Schließen des Nockenkontaktes CS der Baugruppe zeitlich zusammen, wie die Fig. 7 für den Zyklus XV zeigt, so sieht man unter Heranziehung der Fig. 6, daß das Relais £08 durch diesen Impuls erregt wird und seinen Kontakt £08ö schließt, der die Wicklungen der Relais £05 und £07 mit der + -Klemme verbindet. Die Relais £05 und £07 werden dann erregt und betätigen ihre Kontakte. Der geschlossene Kontakt £07 α hält die Erregung dieser Relais so lange aufrecht, wie die Gleichspannungsquelle eingeschaltet bleibt.

Der umgestellte Kontakt £05 α verbindet die Wicklung des Schalters ECM mit dem geschlossenen Kontakt EOIa, so daß dieser Schalter auch bei Aufhören des Impulses /2 erregt gehalten wird. Der Motor der Baugruppe bleibt demnach so lange eingeschaltet, wie die +-Klemme Spannung aufweist.

Die Fig. 8 zeigt die verschiedenen gegenseitigen Lagen der Schließzeitpunkte des Nockenkontakts CS und der Impulse /1 und /2 im Lauf eines Phaseneinstellvorganges einer Baugruppe. Zur Vereinfachung der Darstellung wird angenommen, daß die Phasensynchronisation erst dann erfolgt, wenn der Motor der Baugruppe die synchrone Geschwindigkeit erreicht hat. In Fig. 8 sind zur Vereinfachung der Zeichnung nur die Grenzen zwischen jeweils zwei Intervallen dargestellt.

Im ersten dargestellten Zyklus (Zyklus V) erfolgt das Schließen des Nockenkontaktes CS bei einer Voreilung von einem Zehntel der Zykluslänge des Baugruppenzyklus gegenüber dem Beginn des Synchronisiersteuerimpulses /1, der erst im Punkt 1 des Baugruppenzyklus erscheint; dieser Impuls gelangt somit nicht zum Relais £ 08 (Fig. 6) der Synchronisiervorrichtung SEM, und der Motorschalter ECM bleibt unter der Herrschaft der Impulse il, indem seine Wicklung mit der Klemme £02 durch den Ruhekontakt £05 α verbunden bleibt. Im Punkt 2 dieses Zyklus V tritt das Ende eines Schalterbetätigungsimpulses il ein. Der Beginn des folgenden Impulses il erfolgt nach vier Perioden der Speisespannung. Während dieses Zeitraums ist die Speisung des Motors unterbrochen. Der Zeitraum ist so gewählt, daß der Läufer des Motors in bezug auf das umlaufende Feld um eine Polteilung schlüpft. Die zu wählende Unterbrechungsdauer hängt von gewissen mechanischen Merkmalen der Baugruppe und des Motors ab, nämlich vom Trägheitsmoment, Gegendrehmoment und Motordrehmoment.

Im Lauf der Zyklen VI, VII, VIII und IX wird der Motor wieder ohne Unterbrechung gespeist, so daß sein Läufer Zeit findet, sich in seiner neuen Gleichgewichtslage zu stabilisieren. Im Zyklus X wird der Nockenkontakt CS nunmehr um ein Zwanzigstel der Zykluslänge vor dem Beginn des Synchronisierimpulses /1 geschlossen. Da der Impuls /1 erst nach dem Öffnen des Kontaktes CS auftritt, läuft der Vorgang des Unterbrechens der Motorspeisung jetzt auch im Zyklus X ab; er hat das Schlüpfen um eine weitere Polteilung sowie im Zyklus XV das Schließen des

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Kontaktes CS gleichzeitig mit dem Beginn des Syn- sammenfallen. Es kann geschehen, daß einige Unterchronisierimpulses il zur Folge. Die Baugruppe ist brechungen nicht die gleiche Wirkung haben wie nun mit dem Taktgeber phasensynchronisiert, so daß Unterbrechungen zu anderen Zeitpunkten, sofern das die weiteren Vorgänge so ablaufen, wie bereits an Widerstandsdrehmoment der Baugruppe innerhalb Hand der Fig. 6 und 7 für die Zyklen XV bis XX 5 der Zyklen nicht konstant bleibt; je nach der Lage beschrieben wurde. Der Motor wird also dauernd des Unterbrechungszeitraums kann dann die Widergespeist, und die Baugruppe bleibt im Phasen- Standsarbeit verschieden groß sein. Es kann dabei gesynchronismus mit dem Taktgeber. schehen, daß die in gewissen Zeitpunkten des Bau·

Die eben beschriebene Synchronisiervorrichtung gruppenzyklus auftretende Unterbrechung ein Schlüp- SEM bringt somit periodisch eine momentane Unter- io fen des Motorläufers über mehrere aufeinanderbrechung der Motorspeisung hervor, solange die Bau- folgende Gleichgewichtslagen oder überhaupt keine gruppe noch nicht mit dem Taktgeber phasen- Schlüpfung hervorruft; es kann dann unmöglich synchronisiert ist; während jeder Unterbrechung werden, die Baugruppe in Phase zu bringen. schlüpft der Läufer des Motors gegenüber dem um- Um diese Schwierigkeit zu vermeiden, wird vorlaufenden Feld um eine Polteüung. 15 geschlagen, die Unterbrechung der Speisung des Bau-

Ist der zwischen zwei aufeinanderfolgenden Im- gruppenmotors abhängig zu machen von bestimmten pulsen il liegende Zeitraum langer als die für den Winkelstellungen des Baugruppenantriebs. Hierzu Schlupf um eine Polteüung erforderliche Zeit, so läßt kann die Unterbrechung gemäß einer zweiten Aussich die benötigte Unterbrechungsdauer dadurch er- führungsform der Synchronisiervorrichtung nach der reichen, daß im Nebenschluß zur Wicklung des ao Erfindung bewirkt werden, indem der Motorschalter Motorschalters ECM, wie Fig. 6 zeigt, ein Stromzweig mittels eines Kontaktes gesteuert wird, den ein auf angeschlossen wird, der einen Kondensator ECl und der BaugruppenantriebsweHe aufgekeilter Nocken einen Widerstand ER 1 in Reihenschaltung enthält; betätigt.

die erreichte Unterbrechungsdauer ist dann kleiner Diese zweite Ausführungsform ist in Fig. 9 dar-

als der Zeitraum zwischen zwei Impulsen il und ab- 35 gestellt. In dieser Figur sind analoge Organe wie in hängig von den Werten EC1 und ER 1. Fig. 6 bezeichnet. Leitungen IEX und IE 2 verbinden

Falls der Schlupf des Motors nicht ausreicht, so den Taktgeber 101 mit den Eingangskieminen EOl kann während der Unterbrechung der Stromzufuhr bzw. E 02 dieser Synchronisiervorrichtung SEM'. Die eine gesteuerte Bremsung des Antriebsmotors erfol- Bezugszeichen £05, E 07, £08, 21, 31, 32, 33, 34, gen, so daß in der verfügbaren Zeit das Schlüpfen 30 41, 42 bezeichnen Relais, und dieselben Bezugsum eine Polteüung erzwungen wird. zeichen mit nachfolgendem Buchstaben α bezeichnen

Zum Beispiel kann diese gesteuerte Bremsung be- die von diesen Relais betätigten Kontakte. Die Bewirkt werden, indem an die Klemmen einer Wicklung zugszeichen CC und CS bezeichnen einen die Unterdes Motors während der Unterbrechung der Strom- brechung steuernden Kontakt bzw. einen die Synzufuhr ein Kondensator angeschlossen wird. 35 chronisierung überwachenden Kontakt, ECAf den

Die Fig. 13 zeigt diesen Kondensator EC 2, ange- Motorschalter und das Zeichen + eine mit dem schlossen an die Ruhekontakte ECM_a und ECM_b positiven Pol einer Gleichstromquelle verbundene des Motorschalters ECM, der die Speisung des eine Klemme. Die Kontakte CS und CC werden jeder Baugruppe antreibenden dreiphasigen Synchron- durch von der Antriebswelle der die VorrichtungSEAf* motors EM steuert. 40 enthaltenen Baugruppe bewegte Nocken betätigt.

Ist die Wicklung des Motorschalters ECM erregt, Die der Fig. 9 zugeordneten Zeitdiagramme der

so sind die induzierenden Wicklungen des Motors Fig. 10 und 11 zeigen für eine gewisse Anzahl von EM mit den Anschlüssen 500 des speisenden drei- Baugruppenzyklen die relativen Lagen a) der Bauphasigen Wechselspannungsnetzes durch die Arbeits- gruppenzykluspunkte, b) der Schließungszeiten der kontakte ECM_n, ECM_h, ECM_C des Motorschalters 45 Nockenkontakte CS und CC und c) der Zeitpunkte, ECM verbunden. Hört die Erregung des Schalters zu denen die vom Taktgeber an die Leitungen/El ECM auf, so schließen dessen Ruhekontakte ECM_a bzw. /E 2 gelieferten Steuer- und Betätigungsimpulse und ECM,, diese Wicklungen des Motors EM an die /1 und il auftreten, zueinander und zu den Punkten Klemmen des Kondensators EC1 an. Es fließt ein des Taktgeberzyklus.

von der Größe des Kondensators abhängiger Lade- 50 Die Fig. 10 zeigt diese Daten für den FaD, daß strom, der dem Motor EM Energie entzieht und ihn die Baugruppe bereits mit dem Tastgeber phasenbremst. Ein im Nebenschluß zum Kondensator EC2 synchronisiert ist. Wenn der Impuls il mit dem liegender hochohmiger Widerstand ER 1 läßt bei Ab- Schließen des Nockenkontaktes CS zeitlich zusamschaltung des Kondensators dessen Ladung abfließen. menfällt, wie es Fig. 10 für den Zyklus XV zeigt, Bei der Phasensynchronisiervorrichtung nach 55 wird das Relais E 08 (Fig. 9) erregt, und es schließt Fig. 6 bis 8 treten die Unterbrechungen der Speisung seinen Kontakt E 08 α. Daraus folgt, wie schon im des Baugruppenmotors in bestimmten Zeitpunkten Zusammenhang mit Fig. 6 erläutert wurde, daß die des Taktgeberzyklus ein; sie erfolgen also nicht in Relais £05 und £07 sowie der Motorschalter ECM festen Zeitpunkten des Baugruppenzyklus. Beispiels- erregt und so lange erregt gehalten werden, wie diese weise beginnt gemäß Fig. 8 eine Unterbrechung des 60 + -Klemme eingeschaltet ist, so daß der Motor der Impulses il und damit der Motorspeisung in Punkt 2 Baugruppe dauernd gespeist wird und diese phasendes Baugruppenzyklus V, während die folgende Unter- synchronisiert bleibt.

brechung zwischen den Punkten 1 und 2 des Zyklus X Die Fig. 11 zeigt die Daten für den PhaseneinsteO-

beginnt. Die Impulse il enden im Punkt 1 jedes Takt- Vorgang. Im Lauf des ersten dargestellten Zyklus geberzyklus, und dieser Punkt 1 des Taktgeberzyklus 65 (Zyklus V) sind das Schließen des Nockenkontakkann je nach der Phasenabweichung der Baugruppe tes CS und der Beginn des Synchronisiersteuerimpulgegenüber dem Taktgeber mit zwanzig verschiedenen ses i 1 um ein Zehntel des Baugruppenzyklus gegenbestimmten Zeitpunkten des Baugruppenzyklus zu- einander phasenverschoben, der Nockenkontakt CS

öffnet sich daher vor dem Beginn des impulses/I, so daß dieser nicht zum Relais £08 (Fig. 9) gelangt. Der Kontakt £05« bleibt daher in seiner Ruhelage, und der Schalter ECM bleibt mit dem Kontakt 34 ο verbunden. Dieser Kontakt führt, wenn er in Ruhe ist, den von der ^-Klemme gelieferten Strom der Wicklung des Schalters ECM zu. Der Kontakt 34 a würde sich in jedem Zyklus nach Erregung des Relais 34 öffnen, wenn der Kontakt 33 α während des Schließens des Nockenkontaktes CC geschlossen wäre. Dieser Kontakt CC wird in jedem Baugruppenzyklus zwischen den Punkten 3 und 5 geschlossen. Diese Punkte sind entsprechend den mechanischen Merkmalen der Baugruppe und des Motors so gewählt, daß eine Unterbrechung der Motorspeisung, die unter den nachstehend angegebenen Voraussetzungen durch das Schließen dieses Kontaktes CC hervorgerufen werden kann, einen Schlupf des Läufers um nur eine Polteilung gegenüber dem umlaufenden Feld zuläßt.

Der Kontakt 33 α schließt sich nur einmal während je fünf Taktgeberzyklen, wie sogleich erläutert wird, so daß dem umlaufenden Teil Zeit gelassen wird, sich nach jeder Unterbrechung der Motorspeisung in seiner neuen Gleichgewichtslage zu stabilisieren.

Ein Impuls /2 des Taktgebers endet im Punkt 2 des Baugruppenzyklus V; nach dem Ende dieses Impulses sind alle Kontakte der Synchronisiervorrichtung SEM' in Ruhe; der vom Kontakt CC im Punkt 3 dieses Zyklus gelieferte Impuls erregt nun das Relais 21, das seinen Kontakt 21 α öffnet. Sobald sich der Kontakt CC im Punkt 5 des Baugruppenzyklus V öffnet, hört die Erregung des Relais 21 auf, und der Kontakt 21 α schließt sich wieder. Wenn dann der neue Impuls /2 im Punkt 6 dieses Baugruppenzyklus auftritt, wird das Relais 31 erregt und stellt seinen Kontakt 31a um, so daß der vom Kontakt CC im Punkt 3 des folgenden Baugruppenzyklus gelieferte Impuls die Relais 32 und 33 erregt. Der damit umgeschaltete Kontakt 32 a verbindet die + -Klemme mit dem Relais 42, das erregt wird und seinen Kontakt 42a schließt. Dieser Kontakt stellt einen Haltestromkreis für das Relais 42 her, der während der Dauer des Impulses /2 wirksam ist. Gleichzeitig mit Kontakt 32 a schließt der Kontakt 33 a, so daß der vom Kontakt CC im Punkt 3 des Baugruppenzyklus VI gelieferte Impuls das Relais 34 erregt.

öffnet sich der Kontakt CC im Punkt 5 des Baugruppenzyklus Vl, so hört die Erregung der Relais 32 und 33 auf, der Kontakt 33 a öffnet sich, und das Relais 34 verliert seine Erregung; der Kontakt 32 a stellt sich um und führt den Impuls /2 dem Relais 41 zu, das erregt wird und seinen Kontakt 41 α öffnet, so daß die vom Kontakt CC zwischen den Punkten 3 und 5 der Baugruppenzyklen VII, VIII und IX gelieferten folgenden Impulse die Relais 32 und 33 nicht von neuem erregen können.

Wenn das Relais 34, wie soeben gezeigt wurde, zwischen den Punkten 3 und 5 des Baugruppenzyklus Vl erregt wurde, öffnet sich sein Kontakt 34 a, und dieser unterbricht den Erregerstromkreis des Motorschalters ECM; dieser öffnet sich zwischen den gleichen Punkten 3 und 5 dieses Zyklus. Die Speisung des Baugruppenmotors wird so zwischen diesen Punkten unterbrochen. Es tritt ein Schlüpfen des Motorläufers um eine Polteilung ein, so daß im Baugruppenzyklus X die Phasenverschiebung zwischen dem Schließen des Nockenkontaktes CS und dem Beginn des Impulses /1 nur mehr ein Zwanzigstel der Zykluslänge beträgt. Der Kontakt CS öffnet sich nunmehr im Augenblick des Auftretens des Impulses/1; dieser gelangt also nicht zum Relais £08, und der Motorschaiter ECM bleibt unter der Überwachung des Kontaktes 34«. Im Lauf des Baugruppenzyklus X endet der Impuls/2 ein wenig vor dem Punkt! dieses Zyklus, d. h. vor dem Schließen des Nockenkontaktes CC; es folgt daraus, daß die Relais 34, 42 und 31 ihre Erregung verlieren, daß die Kontakte 34 a, 42 a und 31a in ihre Ruhelagen zurückkehren und daß die gesamte Schaltung wieder den Zustand annimmt, in dem sie sich im Punkt 2 des Baugruppenzyklus V befand.

Unter diesen Umständen gelangt der vom Kontakt CC im Punkt 3 dieses Zyklus X gelieferte Impuls zum Relais 21, das seinen Kontakt 21 α öffnet, und der gleiche Vorgang, wie er sich im Lauf der Baugruppenzyklen V bis X abgespielt hat, läuft jetzt während der Baugruppenzyklen X bis XV ab mit der Folge, daß ein Schlüpfen um eine weitere Polteilung erfolgt und der Kontakt CS sich im Baugruppenzyklus XV im Augenblick des Auftretens des Synchronisierimpulses /1 schließt. Die Baugruppe ist dann mit dem Taktgeber phasensynchronisiert. Der Vorgang, der vom Baugruppenzyklus XV an abläuft, ist schon vorhin an Hand der Fig. 9 und 10 beschrieben worden.

Wie man sieht, steuern die Impulse /2 einen Relaisstromkreis derart, daß der Kontakt 33 α sich nur einmal während je fünf Taktgeberzyklen schließt. Es könnten auch die Impulse z'l an Stelle der Impulse /2 zur Steuerung eines geeigneten Relaisstromkreises benutzt werden, um das gleiche Ergebnis hervorzubringen.

Nach der Phasensynchronisierung einer Baugruppe muß jede Phasenabweichung von einiger Bedeutung das Stillsetzen der Baugruppe nach sich ziehen. Eine Feststellung der Phasenabweichung kann mittels einer Schaltung erfolgen, die gewisse Organe der vorher beschriebenen Synchronisiervorrichtung enthält, insbesondere den NockenkontaktCS und das Relais £ 08. Eine solche Schaltung zum Feststellen und Anzeigen einer Phasenabweichung kann durch die Impulse/1 gesteuert werden, die der Taktgeber ständig liefert.

Eine Schaltung zur Phasenfehlerfeststellung ist in Fig. 12 dargestellt. In dieser Figur sind diejenigen Bauteile, die auch bei den Schaltungen der Fig. 6 und 9 benutzt werden, mit den gleichen Bezugszeichen wie dort bezeichnet. Außer diesen Bauteilen werden mit den Bezugszeichen £S 05 und ES 07 bezeichnete Relais benötigt. Die von diesen Relais betätigten Kontakte sind mit den gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung des Buchstabens α bezeichnet.

Wie ersichtlich, wird das Relais £S08 nach je fünf Zyklen bei Auftreten des Impulses /1 des Taktgebers über die Klemme £01 erregt, während das Relais £08 durch denselben Impuls nur dann erregt wird, wenn sich der Nockenkontakt CS im Augenblick des Auftretens dieses Impulses schließt, d. h. wenn die Baugruppe mit dem Taktgeber phasensynchronisiert ist. In diesem Fall schließt sich der Kontakt £S 08 α, während sich der Kontakt £08 α umstellt, so daß die Relais £S05 und £S07 von der +-Klemme getrennt bleiben.

Erfährt die Baugruppe eine Phasenabweichung, so schließt sich der Nockenkontakt CS nicht während des Auftretens des Impulses /1, und der Kontakt

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E 08 a stellt sich nicht dann um, wenn sich der Kontakt ES 08 α schließt. Die Relais £505 und ES 07 werden daher erregt, und der Kontakt ES 07 α stellt einen Haltestromkreis für sie her. Der sich öffnende Kontakt ESOSa veranlaßt die Unterbrechung der Speisung des Baugruppenmotors.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Aufzeichnungsträgergesteuertes Datenverarbeitungssystem mit mechanisch unabhängig voneinander jeweils durch einen Synchronmotor angetriebenen und in periodischen Zyklen arbeitenden Baugruppen, die elektrisch miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß unter Vermittlung von Schaltwerken, die den Baugruppen zugeordnet und elektrisch von einem Leitwerk ansteuerbar sind, die Motoren derart gespeist werden, daß die Baugruppen der Phase nach synchronisiert werden.

2. Verfahren zum Beeinflussen der zeitlichen ao Phasenlage der Arbeitszyklen einer Baugruppe in einem System nach Anspruch 1, bei dem das Leitwerk einen Taktgebergenerator umfaßt und die Baugruppe durch einen elektrischen Synchronmotor synchron mit dem Generator angetrieben »5 wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisung des Synchronmotors einer Baugruppe in durch Taktgeberimpulse des Generators bestimmten Zeitpunkten kurzzeitig so verändert wird, daß die Baugruppe ihre Phasenlage der Phasenlage der übrigen Baugruppen anpaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisung des Synchronmotors derart verändert wird, daß der Motorläufer gegenüber dem umlaufenden Ständerfeld des Motors um eine Polteilung schlüpft.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisung des Synchronmotors zwischen solchen Zeitpunkten des Arbeitszyklus der betreffenden Baugruppe und in solcher Weise verändert wird, daß der Motorläufer gegenüber dem umlaufenden Ständerfeld des Motors um eine Polteilung schlüpft.

5. Verfahren zur Herstellung einer bestimmten Phasenbeziehung unter mehreren möglichen Phasenbeziehungen zwischen den Arbeitszyklen einer Baugruppe und des Leitwerks in einem System nach Anspruch 1, bei dem das Leitwerk einen Taktgebergenerator umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitpunkt des Auftretens jedes Taktgeberimpulses mit einem vorbestimmten Zeitpunkt des Arbeitszyklus der genannten Baugruppe zwecks Feststellung des Zusammenfallens dieser Zeitpunkte verglichen wird und daß die Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3 oder 4 bis zur Feststellung dieses Zusammenfallens wiederholt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß während der Speiseänderung eine Bremsung des Motors stattfindet.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Motorschalter {ECM) die abwechselnde Verbindung einer induzierenden Wicklung des Motors (EM) mit den Klemmen (500) einer Speisestromquelle bzw. mit den Klemmen eines Kondensators (EC 2) gestattet.

8. System nach Anspruch 1, dessen Leitwerk einen Taktgebergenerator umfaßt, wobei eine Baugruppe des Systems durch einen Synchronmotor synchron mit dem Generator angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Herstellung einer bestimmten Phasenbeziehung zwischen den Arbeitszyklen dieser Baugruppe und dieses Leitwerks das Schaltwerk (SEM, 5EAf) dieser Baugruppe einen Kontakt (CS) umfaßt, der sich an einem vorbestimmten Zeitpunkt jedes Arbeitszyklus der genannten Baugruppe schließt und auf eine Relaisschaltung (E 05, E 07, E 08) einen Taktgeberimpuls (H) überträgt, wenn seine Schließung mit dem Auftreten dieses Taktgeberimpulses zusammenfällt, wobei die Relaisschaltung von einem ersten Arbeitszustand zu einem zweiten Arbeitszustand übergehen und der Steuerwicklung des Schalters (ECM) entweder einen zyklisch unterbrochenen Strom oder einen ununterbrochenen Strom zuführen kann, je nachdem sie sich im ersten oder im zweiten Arbeitszustand befindet.

9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zyklisch unterbrochene Strom aus einer Reihe Taktgeberimpulse (H) besteht.

10. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zyklisch unterbrochene Strom durch eine Relaisschaltung (31, 34, 21, 41, 42) geliefert wird, die zugleich durch Taktgeberimpulse (H) und durch an einem vorbestimmten Zeitpunkt jedes Zyklus der genannten Baugruppe gelieferte Impulse (Stromquelle -j-, Kontakt CC) gesteuert wird, so daß die Stromunterbrechung nur einmal in der Taktgeberimpulsperiode (/2) und zwischen vorbestimmten Zeitpunkten eines Arbeitszyklus der genannten Baugruppe stattfindet.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentanmeldungen 12980 IXb/43 a (bekanntgemacht am 8.4.1954) und 14449 DCb/43 a (bekanntgemacht am 25. 9.1952);

französische Patentschriften Nr. 569003, 978944; Zeitschrift Funk-Technik, 3/1959, S. 75,76;

Druckschrift SH 4619 der Siemens & Halske AG,, »Die Siemens-Fernschreibmaschine«, 1931.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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