DE1161979B - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: G 05 f;

G05g
Deutsche Kl.: 21c-46/31

Nummer: 1161 979

Aktenzeichen: T 20902 VIIIb/21c

Anmeldetag: 6. Oktober 1961

Auslegetag: 30. Januar 1964

Es ist bekannt, daß man ein elektromagnetisches Relais durch ein elektronisches Element in Form einer Triode, sei es als Röhre oder als Halbleiterelement, ersetzen kann, jedoch mit dem Nachteil, daß es unmöglich ist, bei solchen elektronischen Elementen den Steuerstromkreis vollständig vom gesteuerten Stromkreis zu trennen, während diese Trennung bei den üblichen elektromagnetischen Relais eindeutig ist. Solche elektronischen Relais werden laufend in der Fernmeldetechnik in Daten verarbeitenden Maschinen und elektronischen Rechenmaschinen verwendet. Unter Ausnutzung des auf diesen Gebieten bereits erreichten Standes der Technik ist man auch bereits dazu übergegangen, für Relaisschaltungsanordnungen für den Betrieb automatisch arbeitender elektrischer Einrichtungen Schaltungsanordnungen zu benutzen, die logische Verknüpfungen darstellen.

Diese »logischen« Schaltungen bekannter Art, bei denen die verschiedenen Sorten logischer Elemente untereinander kombiniert und außerdem noch durch Zeitverzögerungselemente und Speicherelemente ergänzt sein können, haben jedoch folgende Nachteile: Sie sind nur darstellbar in der Form von vermaschten Netzwerken, in denen es außerordentlich schwierig ist, ein Element zwecks Funktionskontrolle zu isolieren. Die üblichen logischen Schaltungen haben keinerlei Ähnlichkeit mit den traditionellen elektromagnetischen Schaltungen für den gleichen Zweck, so daß ein eingehendes Studium und große Kenntnisse notwendig sind, um von der einen Darstellung auf die andere zu kommen.

Der größte Nachteil dieser logischen Verknüpfungsschaltungen herkömmlicehr Bauart besteht aber in ihrer mangelnden Sicherheit. Bei den NEIN- und auch bei den WEDER-NOCH-Schaltungen hat eine Unterbrechung des Steuerstromkreises zur Folge, daß das Fehlen der Eingangssiteuerspannung wie ein Befehl verarbeitet wird, der sich in der gesamten Anordnung auswirkt. Aus Sicherheitsgründen müßte aber gerade die fehlerhafte Abwesentheit einer Steuerspannung an irgendeinem Punkt der Schaltungsanordnung dafür sorgen, daß die Steuereinrichtung stillgesetzt wird.

In Steuerschaltungen werden außerdem vielfach Kippschaltungsanordnungen und vorzugsweise elektronische Kippschaltungen verwendet, die in der Lage sind, einen Ausgangsimpuls zu liefern, je nachdem, ob die Kippschaltung einen Steuerimpuls erhält oder nicht.

Es sind ferner Transistor-Relaisschaltungen bekannt, die aus der Kombination einer monostabilen Kippschaltung und eines oder mehrerer Schalttransi-Steuerschaltung mit elektronischen
Schaltelementen

Anmelder:

La Telemecanique ßlectrique, societe anonyme,

Nanterre, Seine (Frankreich)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Schiffer, Patentanwalt,

Karlsruhe, Amalienstr. 28

Als Erfinder benannt:

Michel Chevalier,

Gerard Cottrez, Rudi, Seine-et-Oise (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 12. Oktober 1960 (Nr. 841 003)

stören bestehen. Dabei dient die Kippschaltung gewissermaßen als Ersatz für die Wicklung, den Kern und den Anker eines normalen elektromagnetischen Relais, während die Schalttransistoren die Relaiskontakte darstellen.

Die Erfindung betrifft nun eine Steuerschaltung mit mehreren Gruppen elektronischer Schaltelemente, bei denen in Abhängigkeit vom Vorhandensein oder NichtVorhandensein von Eingangsspannungen Ausgangsspannungen entstehen zur Darstellung der Funktion einer beliebigen elektromagnetischen Schaltungsanordnung, in der sich wenigstens zwei, meist aber mehrere elektromagnetisch gesteuerte Relais (auch Zeitrelais) gegenseitig beeinflussen.

Hierbei sollen keine logischen Verknüpfungsschaltungen in vermaschten Netzwerken Verwendung finden, weil sie völlig unanschaulich sind und bd Ausfall der Steuerspannung falsch reagieren können. Andererseits soll jeder einzelne Kontakt der äquivalenten elektromagnetischen Steuerschaltung eindeutig identifizierbar und auf seine Funktionstüchtigkeit isoliert überprüfbar sein. Räumlich sollen die die Schaltkontakte der herkömmlichen elektromagnetischen Steuerschaltungen abbildenden elektronischen Elemente so angeordnet werden können wie die in einem Stromlaufplan eingezeichneten Kontakte und Spulen eines Relais. Werden alle diese Forderungen erfüllt, dann kann jeder mit den herkömmlichen elektromagnetischen Steuerschaltungen vertraute Fachmann

309 807/381

auch mit elektronischen Elementen jede beliebige Steuerschaltung aufbauen, umbauen, warten, prüfen und instandsetzen, ohne daß er etwas von Elektronik, Schaltungsalgebra, logischen Verknüpfungsschaltungen und vermaschten Netzwerken zu verstehen braucht. Dadurch lassen sich Schaltungsfehler und unbeabsichtigte Fehlschaltung der Steuerschaltung vermeiden, wie sie bei logischen Verknüpfungsschaltungen auftreten können, wenn diese, wie üblich, elektronische Relais enthalten, die beim Nichtvorhandensein einer Steuerspannung bzw. eines Steuerimpulses einen Ausgangsimpuls abgeben und das natürlich auch tun, wenn unbeabsichtigterweise, z. B. durch einen Fehler in der Anlage, keine Steuerspannung bzw. kein Steuerimpuls zu einem solchen elektronischen Relais gelangt. Im Vordergrund der Aufgabenstellung steht also die Nutzbarmachung der Vorteile elektronischer Schaltelemente, gekoppelt mit Anschaulichkeit und Funktionssicherheit.

Die gemäß der Erfindung gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß jede elektronische Schaltelementengruppe aus einer an sich bekannten monostabilen Kippschaltung und aus mindestens einem an sich bekannten elektronischen UND-Gatter besteht, von denen die auf die Steuerung einer bestimmten Kippschaltung einwirkenden elektronischen UND-Gatter räumlich der von ihnen gesteuerten Kippschaltung zugeordnet sind, daß einer der Eingänge jedes UND-Gatters mit einer der beiden Ausgangsklemmen einer beliebigen Kippschaltung verbunden ist, daß samtliehe Ausgänge der UND-Gatter mit dem anderen freien Eingang wenigstens eines anderen UND-Gatters und/oder dem Eingang einer beliebigen Kippschaltung verbunden sind und daß der freie Eingang wenigstens eines UND-Gatters unmittelbar an der Steuerspannung liegt.

Nur die Kombination aller dieser Merkmale ermöglicht die Lösung des gestellten Problems.

Bei der erfindungsgemäßen Steuerschaltung kann brückungsklemmen aufweisen, von denen die eine mit dem Ausgang des Gatters und die andere mit dem freien Eingang des Gatters verbunden ist, der mit dem Ausgang eines anderen Gatters oder unmittelbar mit 1 der Steuerspannung in Verbindung steht.

Im folgenden wird an einem schematischen Beispiel die Übereinstimmung zwischen dem üblichen elektromagnetischen Schaltbild und der räumlichen Anordnung der elektronischen Schaltelemente bei der Steuerschaltung nach der Erfindung an Hand eines einfachen Beispiels dargelegt werden.

Die Zeichnung dient zur Gegenüberstellung verschiedener Lösungen bei der Ausführung einer als Beispiel dienenden Steuerung für das Anlassen eines Motors. Es zeigt

Fig. 1 die grundsätzliche Schaltungsanordnung, F i g. 2 eine Lösung zur selbsttätigen Steuerung der Anordnung nach F i g. 1 mit Hilfe der üblichen Schaltschütze und Relais,

F i g. 3 das Schaltbild für die Steuerung der Anordnung nach F i g. 1 mit Hilfe logischer Verknüpfungsschaltungen und

F i g. 4 das Schaltbild für die Steuerung der Anordnung nach F i g. 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die in Fig. 1 dargestellte elektrische Anordnung umfaßt einen Asynchronmotor M, der aus einem Dreiphasennetz mit den Phasen L₁, L₂, L₃ gespeist wird. Um einen sauberen Anlauf dieses Motors ohne übermäßige Spannungen zu bewirken, wird der Motor mit verminderter Spannung zum Anlaufen gebracht, wozu ein Spartransformator benutzt wird, der aus drei Wicklungen T₁-T₁', T₂-T₂', T₃-T₃' besteht, die im Stern zusammengeschaltet werden können. Die erforderlichen elektrischen Verbindungen werden mit Hilfe von drei Mehrfachschaltern C₁, c₂, c₃ hergestellt. Um den Motor M zum Anlaufen zu bringen, wird zunächst der Schalter C₁ geschlossen, um den Spartransformator aus dem Netz L₁, L₂, L₃ zu speisen. Praktisch zur gleichen Zeit wird auch der Schalter c₂

jede von den ihr zugeordneten UND-Gattern gesteu- 40 geschlossen, der damit die Wicklungen des Spartrans-

erte Kippschaltung mit einer ihrer Ausgangsklemmen unmittelbar oder auch über einen Verstärker ein Relais oder Schaltschütz steuern, das die Aufgabe hat, einen Teil der automatisch arbeitenden Anlage in Gang zu setzen, wobei dieses Ingangsetzen abhängig ist von der Zuführung einer Steuerspannung zu wenigstens einem der UND-Gatter. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, daß die auf die Steuerung einer bestimmten Kippschaltung einwirkenden UND-Gatter in einer oder mehereren benachbarten parallelen Reihen räumlich in Stromlaufrichtung vor dieser Kippschaltung angeordnet sind. Dies bedeutet, daß die die einzelnen Schaltkontakte der äquivalenten elektromagnetischen Steuerschaltung abbildenden UND-Gatter dort angeordnet sind, wo im (elektromagnetischen) Schaltbild die Kontakte eingezeichnet sind.

Vorzugsweise bestehen die Kippschaltungen aus zwei unsymmetrisch miteinander gekoppelten Transistoren, während die UND-Gatter durch Transistoren gebildet werden, deren Emitter und Basen die beiden Eingänge und deren Kollektoren den Ausgang des Gatters bilden. In diesem Falle dient die Basis des als UND-Gatter dienenden Transistors als derjenige Eingang, der mit einer der Ausgangsklemmen der zugehörigen Kippschaltung verbunden ist.

Zur Funktionsprüfung jedes einzelnen UND-Gatters ist es zweckmäßig, daß die UND-Gatter zwei Überformators in Stern schaltet.

Der Motor läuft somit unter verminderter Spannung an. Nach einigen Sekunden, wenn er seine volle Drehzahl erreicht hat, werden die Schalter C₁ und c₂ wieder geöffnet und der Schalter c₃ geschlossen, so daß der Motor M nunmehr unmittelbar an der vollen Netzspannung liegt. Der Spartransformator muß während des Normalbetriebs vollständig abgeschaltet sein, weil er nicht so konstruiert ist, daß er längere Zeit unter Spannung bleiben darf. Die Folge der Betätigung der Schalter C₁, C₂, c_s wird nach F i g. 2 durch eine Relaissteuerung bewerkstelligt, die drei elektromagnetische Schaltschütze C₁, C₂ und C₃ aufweist, welche die in F i g. 1 eingezeichneten Mehrfachschalter C₁, c₂, C₃ betätigen. Außerdem enthält diese Relaisschaltungsanordnung nach Fig. 2 noch ein Zwischenrelais i?,.

Die verschiedenen Schaltschütze und Relais liegen parallel zueinander zwischen den Klemmen 10 und 11 eines Steuerstromkreises, in dem auch ein Hauptschalter A r liegt. Die Speisung des Schaltschützes C₁ wird eingeleitet durch Niederdrücken des Startknopfes M_a, der vom Selbsthaltekontakt C₁₁ überbrückt wird. Da die Schaltschütze C₁, C₂ und das Relais R_t abfallen müssen, sobald das Schaltschütz C₃ sich einschaltet, geht deren Speisespannung über den Ruhekontakt C₃₁. Die Speisung des Schaltschützes C₂ ist übrigens abhängig vom Arbeitskontakt C₁₂ und

vom Ruhekontakt C₁₁, der als Zeitschaltkontakt ausgebildet ist und sich nach einer bestimmten Zeit öffnet. Die beiden Kontakte c, „ und c., werden vom Schaltschütz C₁ gesteuert. Das Relais R_{ wird über den Arbeitskontakt c₂₁ des Schaltschützes C₂ unter Spannung gesetzt und hält sich danach selbst durch seinen Haltekontakt c_{T v} Das Schaltschütz C₃ wird über den Hauptschalter A_n den Arbeitskontakt c_r2, der vom Arbeitskontakt C₃₂ des Schaltschützes C₃ überbrückt ist, und den Ruhekontakt C₂₂ des Schaltschützes C₂ gespeist.

Drückt man den Startknopf M_a, dann wird zunächst das Schütz C₁ und dann werden nacheinander das Schütz C₂ und das Relais R₁ erregt, was zunächst den Anlauf des Motors bei verminderter Spannung zur Folge hat. Der Zeitschaltkontakt C₁₂ öffnet sich nach einer bestimmten Zeit, wodurch die Spannungszuführung zum Schaltschütz C₂ unterbrochen wird. Damit geht auch der Ruhekontakt C₂₂ in die Schließstellung, das Schütz C₃ wird erregt und hält sich selbst über den Kontakt C₃₂ und unterbricht durch seinen Kontakt C₃₁ die Spannungszuführung zu den Schützen C₁, C₂ und dem Relais R_t.

Betätigt man den Hauptschalter A_n dann wird die Speisung des Schützes C₃ unterbrochen, der Motor wird abgeschaltet, und die Relaissteuer schaltung kehrt in ihre Ausgangslage zurück.

F i g. 3 zeigt ein Schaltbild für die Steuerung der drei Schaltschütze C₁, C₂, C₃ mit Hilfe ruhender elektronischer Relais, die als logische Elemente bezeichnet werden können. Jedes dieser Elemente wirkt wie ein selbständiger Schaltkontakt, der durch eine oder mehrere Steuerspannungen geöffnet oder geschlossen wird und seinerseits eine Steuerspannung liefert, die auf eines oder mehrere der übrigen Elemente einwirkt, dabei auch auf solche, die ihrerseits die Steuerspannung für das betrachtete Element zu liefern haben (vgl. nur beispielsweise die Elemente 12 und 13 in Fig. 3). Die vom Element 13 erzeugte Ausgangsspannung wirkt nicht nur auf Element 14, sondern auch zurück als Euigangssteuerspannung für Element 12, dessen Ausgangsspannung wieder dem Element 13 als Eingangssteuerspannung zugeführt wird.

Dies zeigt, daß bei solchen logischen Verknüpfungsschaltungen vermaschte Netzwerke auftreten müssen, die das Auffinden eines Schaltungsfehlers oder eines defekt gewordenen Elementes außerordentlich erschweren. Wie bei Fig. 2 ist die Schaltung zwischen den beiden Steuerspannungsklemmen 10 und 11 aufgebaut. Die drei Schaltschütze C₁, C₂, C₃ liegen parallel zueinander zwischen diesen beiden Klemmen und werden über ihre zugehörigen Stromkreise unter Zwischenschaltung von Verstärkern A₁, A₂ und A_z gespeist.

Über die Leitung 16 wird die Ausgangsspannung der ODER-Schaltung 13 zurückgeleitet auf einen der Eingänge der UND-Schaltung 12. Sobald die ODER-Schaltung 13 leitend wird, erhält die UND-Schaltung 12 zwei Eingangsspannungen, wird also ebenfalls leitend und speist die ODER-Schaltung 13 weiter, auch wenn der Startknopf M_a wieder losgelassen wird. Der Fachmann sieht sofort, daß alle die Bedingungen der aufeinanderfolgenden Funktionen erfüllt werden, wenn er weiß, daß die JA-Schaltungen 17 und 21 zugleich als Zeitglieder ausgebildet sind, wobei die Schaltung 21 eine etwas größere Zeitkonstante hat als die Schaltung 17, so daß zuerst der Strom zum Schütz C₂ mit Hilfe der NEIN-Schaltung 18 unterbrochen wird und dann der Befehl zum Einschalten vom Schütz C₃ gegeben wird, sobald die UND-Schaltung 20 an beiden Eingängen Spannung über die Schaltungen 19 und 21 erhalten hat.

Wie man sieht, werden in dem in F i g. 3 dargestellten Schaltbild drei NEIN-Schaltungen 14, 18 und 19 verwendet, d. h. daß diese Schaltungen eine Spannung am Ausgang liefern, solange sie an ihrem Sperreingang nicht mit einer Steuerspannung beaufschlagt sind. Die Abwesenheit dieser Steuerspannung wegen einer irgendwie gearteten Unterbrechung des Stromkreises (sich lösende Verbindung, schlechte Kontakte u.dgl.) wirkt sich also aus, als wenn ein Befehl gegeben worden wäre.

Man sieht außerdem aus dem Schaltbild nach F i g. 3, daß zahlreiche Stromkreise untereinander in komplizierter Weise miteinander verknüpft sind. Dies hat zur Folge, daß die Kontrolle der einzelnen Elemente einer solchen Schaltung außerordentlich erschwert ist.

Vergleicht man schließlich die Schaltbilder nach F i g. 2 und 3, dann sieht man sofort, daß praktisch keine Analogie zwischen diesen beiden Schaltbildern besteht und daß man keineswegs aus dem Schaltbild nach F i g. 3 ohne weiteres das Schaltbild nach F i g. 2 ableiten kann, obwohl mit beiden Schaltungsanordnungen der gleiche funktionelle Zweck erreicht wird. Die in F ig. 4 dargestellte Schaltungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet lediglich zwei verschiedene Arten von elektronischen Elementen, nämlich einerseits UND-Schaltungen mit zwei Eingängen und einem Ausgang, die auch als UND-Gatter bezeichnet werden, und andererseits elektronische monostabile Kippschaltungen, vorzugsweise unsymmetrische Transistorkippschaltungen, die außer ihren Klemmen für die Zuführung der Speisespannungen eine Eingangsklemme für die Eingangssteuerspannung und zwei Ausgangsklemmen aufweisen. Jede dieser beiden Ausgangsklemmen ist beispielsweise je einem Kollektor eines Transistors zu

Aus Gründen der übersichtlichen Darstellung sind 55 geordnet, und an diesen Ausgangsklemmen der Kippdie Hilfsspannungen für die Speisung der logischen schaltung erscheinen der Redhe nach die Spannungen, El ih l

Elemente nicht dargestellt. Die beiden logischen Elemente 12 und 13, das erste eine UND-Schaltung, das zweite eine ODER-Schaltung, sind mit einer NEIN-Schaltung 14 verbunden. Diese drei Schaltungen bestimmen die Speisung des Schaltschützes C₁. Schließt man den Startknopf M_a, dann erscheint eine Spannung am Eingang der ODER-Schaltung 13, die dementsprechend auch am Ausgang eine Spannung liefert. Falls über die Leitung 15 keine Spannung auf den Sperreingang der NEIN-Schalrung 14 gelangt, liefert diese eine Spannung, die das Schaltschütz C₁ in Tätigkeit setzt.

je nachdem, ob eine Eingangssteuerspannung vorhanden ist oder nicht.

Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind diejenigen Ausgangsklemmen der Kippschaltung, die beim Vorhandensein einer Steuerspannung unter Spannung stehen, mit T und die jeweils andere Klemme mit R bezeichnet.

Die Schaltung ist wie bei Fig. 2 und 3 zwischen den beiden Steuerspannungsklemmen 10 und 11 aufgebaut. Die Schaltschütze C₁, C₁ zueinander und werden über die A_z gespeist.

C₃ liegen parallel Verstärker^,, A₉,

Der Verstärker A₁ empfängt den Strom von der Ausgangsklemme T der Kippschaltung B₁, die von den beiden UND-Gattern E₁₁ und E₃₁ beeinflußt wird. Die Kippschaltung B₂ wird von den beiden UND-

UND-Gatter nach F i g. 4, dann sieht man sofort, daß es nunmehr möglich ist, eine Schaltungsanordnung so aufzubauen, daß die räumliche Anordnung der den Relaisspulen und Relaiskontakten entsprechenden Kippschaltungen und UND-Gatter der Lage der Schaltsymbole im Stromlaufplan entspricht. Außerdem liegt auf der Hand, daß die Kontrolle und die Fehlerbeseitigung bei einer Schaltungsanordnung nach Fig. 4 praktisch die gleiche ist wie bei

gesteuert werden darf. Die Hilfskippschaltung BR ist abhängig von den beiden UND-Gattern E₂₁ und E_n und die Kippschaltung B₃ von den drei UND-Gattern E₂₂, E_n und E₃₂.

Wie aus der Zeichnung F i g. 4 ohne weiteres ersichtlich ist, ist jeweils einer der Eingänge sämtlicher verwendeter UND-Gatter mit einer Ausgangsklemme T oder R der Kippschaltungen B₁, B₂, B₃

Gattern E₁₉ und E₁₁ gesteuert, von denen das UND-Gatter E_lt nach dem Anlegen beider Eingangsspannungen erst nach einer Verzögerungszeit eine Ausgangsspannung liefert. Eine Hilfskippschaltung BR
wird verwendet, um sicherzustellen, daß die Ausgangsklemme Γ der Kippschaltung B₂ unter Span- io einer Schaltungsanordnung nach Fig. 2, die aus nung steht, weil erst dann die dritte Kippschaltung B₃ elektromagnetischen Schaltschützen und Relais besteht.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist deswegen auch jedes UND-Gatter mit zwei leicht zugänglichen Prüfklemmen versehen. Die Prüfklemme 30 ist mit dem Ausgang des UND-Gatters verbunden, während die Prüfklemme 31 mit demjenigen Eingang des UND-Gatters verbunden ist, der mit dem Ausgang eines anderen UND-Gatters oder

oder BR verbunden. Der jeweils zweite Eingang der 20 unmittelbar mit der Steuerspannung in Verbindung UND-Gatter ist mit dem Ausgang eines anderen steht, d.h. mit demjenigen Eingang, der nicht mit UND-Gatters verbunden, mit Ausnahme jedoch der einer der Ausgangsklemmen T oder R der Kippschal-UND-Gatter E₁₁ und E₂₂, bei denen der jeweils zweite tungen verbunden ist.

Eingang unmittelbar an der Steuerspannung liegt. Da sich bei der erfindungsgemäßen Schaltungs-

Anders ausgedrückt bedeutet dies, daß sich jedes 25 anordnung jedes UND-Gatter wie ein materieller dieser UND-Gatter so verhält wie ein materieller Kontakt verhält, der die Verbindung zwischen einem elektrischer Kontakt, der zwischen dem zweiten Ein- der Eingänge und dem Ausgang des UND-Gatters gang des UND-Gatters und seinem Ausgang einge- herstellt oder unterbricht, kann natürlich auch das schaltet ist und dessen Stellung abhängig ist von der ordnungsgemäße Arbeiten eines jeden UND-Gatters von derjenigen Kippschaltung gelieferten Spannung, 30 wie bei einem materiellen Kontakt geprüft werden, mit der der andere Eingang dieses UND-Gatters ver- Man braucht ja nur die beiden Kontrollklemmen bunden ist. kurzzuschließen, um festzustellen, ob das UND-

Je nachdem, ob der erste Eingang des UND-Gatters Gatter auf elektronischem Wege seine Funktion richtig mit einer Ausgangsklemme T oder R der Kipp- erfüllt. Natürlich kann man auch die Spannung zwischaltungen verbunden ist, verhält sich dieses in be- 35 sehen den beiden Kontrollklemmen jedes UND-kannter Weise wie ein Arbeitskontakt oder wie ein Gatters mit einem Meßinstrument messen. Ruhekontakt. Da die UND-Gatter nach F i g. 4 die gleiche Funk-

Jede der Kippschaltungen ist somit in der Lage, tion erfüllen wie die mechanischen Kontakte bei der eine Vielzahl von Arbeitskontakten oder Ruhe- Schaltungsanordnung nach F i g. 2, lassen sich alle kontakten zu steuern, von deren Stellung umgekehrt 40 Steuerprogramme, die mit Hilfe elektromagnetischer der Zustand dieser Kippschaltung oder anderer Kipp- Schaltschütze verwirklicht werden können, auch mit schaltungen beeinflußt wird. einer der Erfindung entsprechenden elektronischen

Vergleicht man die Schaltbilder nach F i g. 2 und 4 miteinander, dann stellt man sofort fest, daß jeder

einzelne Kontakt der Schaltung nach F i g. 2 sein 45 UND-Gatter, die ihrerseits den Zustand einer beexaktes Äquivalent in der Form eines einzigen UND- stimmten Kippschaltung steuern, räumlich dieser Gatters der F i g. 4 hat und daß praktisch die beiden Kippschaltung zu, unabhängig davon, von welchen Schaltbilder den gleichen Aufbau aufweisen. Die anderen Kippschaltungen diese UND-Gatter ihre Einin F i g. 2 mit strichpunktierten Linien dargestellten gangsspannung erhalten. Besonders vorteilhaft ist es, mechanischen Verbindungen zwischen jedem Schalt- 50 diese UND-Gatter in einer, gegebenenfalls mehreren

Schaltungsanordnung verwirklichen.

Nach dem oben Gesagten ordnet man sämtliche

schütz und den von diesem Schaltschütz betätigten Kontakten sind bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 4 durch elektrische Verbindungen ersetzt und durch die in F i g. 4 dick ausgezogenen Linien darbenachbarten Reihen in Stromlaufrichtung räumlich vor der von ihnen gesteuerten Kippschaltung anzuordnen, wie dies Fig. 4 zeigt.
Dies ist bei Verwendung elektromagnetischer EIe-

gestellt, die jeweils eine Ausgangsklemme R oder T 55 mente (Relais mit einer Vielzahl von Kontakten, die einer Kippschaltung mit dem zugehörigen UND-Gatter andere Relais zu steuern haben), nicht möglich, weil

die von jedem elektromagnetischen Relais mechanisch gesteuerten Kontaktbrücken notwendigerweise räumlich über den Anker mit der Erregerspule zu

verbinden.

Durch den Ersatz der mechanischen Verbindungen
(strichpunktierte Linien in F i g. 2) durch die elektrischen Verbindungen (dick ausgezogene Linien in 60 sammengebaut sein müssen.

F i g. 4) ergibt sich eine wesentlich größere Freiheit Bei der erfindungsgemäßen Steuerschaltung kann

man also einen gegebenen Stromlaufplan unmittelbar körperlich abbilden. Bei Verwendung der logischen

bei der konstruktiven Durchbildung der Schaltung nach F i g. 4 im Vergleich zu der Schaltung nach Fig. 2.

Zieht man in Betracht, daß bei dem Schaltbild nach 65 Ähnlichkeit mehr zwischen der räumlichen Zuord-F i g. 2 die eingezeichnete Lage und relative Zuord- nung der Schaltsymbole im Stromlaufplan und der nung der mechanischen Kontakte die gleiche ist wie
die mögliche räumliche Anordnung der körperlichen

Verknüpfungsschaltung gibt es überhaupt keine

körperlichen Anordnung der verwendeten elektronischen Elemente.

An den Ausgang wenigstens einer Kippschaltung ist der Verbraucher für die Arbedtsspannung angeschlossen, während am Eingang der Schaltungsanordnung mechanische Schaltkontakte angeordnet werden können (z. B. Unterbrecher, von Hand oder periodisch betätigte Unterbrecher, Endschalter, Druckschalter, Niveauschalter u. dgl.), die für das Ein- bzw. Abschalten der Steuerschaltung notwendig sind.

Vorzugsweise werden die Leitungen in geradlinigen Führungskanälen gruppiert, die ihrerseits Sockel bilden, die die in Form von abnehmbaren Blöcken und beispielsweise durch Klemmen miteinander verbundenen Schaltelemente aufnehmen. Es ist natürlich vorteilhaft, daß diese Blöcke gleiche Abmessungen besitzen und aneinandergereiht werden können, so daß die Verbindungsleitungen eine Länge haben, die der Länge eines Blockes oder einem Vielfachen davon entsprechen.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die Lösung der in F i g. 1 dargestellten Aufgabe beschränkt. Es läßt sich vielmehr jede Steuerungsaufgabe, die mit elektromagnetischen Schaltmitteln lösbar ist, auch erfindungsgemäß mit elektronischen Schallmitteln lösen, wie dies an Hand dieses einen Beispiels dargestellt worden ist.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Steuerschaltung mit mehreren Gruppen elektronischer Schaltelemente, bei denen in Abhängigkeit vom Vorhandensein oder NichtVorhandensein von Eingangsspannungen Ausgangsspannungen entstehen, zur Darstellung der Funktion einer beliebigen elektromagnetischen Schaltungsanordnung, in der sich wenigstens zwei, meist aber mehrere elektromagnetisch gesteuerte Relais (auch Zeitrelais) gegenseitig beeinflussen, dadurch gekennzeichnet, daß jede elektronische Sohaltelementeigruppe aus einer an sich bekannten monostablen Kippschaltung (B) und aus mindestens einem an sich bekannten elektronischen UND-Gatter (E) besteht, von denen die auf die Steuerung einer bestimmten Kippschaltung einwirkenden elektronischen UND-Gatter räumlich der von ihnen gesteuerten Kippschaltung zugeordnet sind, daß einer der Eingänge jedes UND-Gatters mit einer der beiden Ausgangsklemmen (Toderi?) einer beliebigen Kippschaltung verbunden ist, daß sämtliche Ausgänge der UND-Gatter mit dem anderen freien Eingang wenigstens eines anderen UND-Gatters und/oder dem Eingang einer beliebigen Kippschaltung verbunden sind und daß der freie Eingang wenigstens eines UND-Gatters unmittelbar an der Steuerspannung liegt.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Steuerung einer bestimmten Kippschaltung (B) einwirkenden UND-Gatter (E) in einer oder mehreren benachbarten parallelen Reihen räumlich in Stromlaufrichtung vor dieser Kippschaltung angeordnet sind.

3. Schaltung nach Anspuch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die UND-Gatter (E) als Transistoren ausgebildet sind, deren Emitter die freien und deren Basen die mit einem Ausgang einer Kippschaltung (B) zu verbindenden Eingänge und deren Kollektoren die Ausgänge des Gatters bilden.

4. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die UND-Gatter zwei Überbrückunigsiklemmen aufweisen, von denen die eine mit dem Ausgang des Gatters und die andere mit dem freien Eingang des Gatters verbunden ist, der mit dem Ausgang eines anderen Gatters oder unmittelbar mit der Steuerspannung in Verbindung steht.

5. Schaltung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein mechanischer Kontakt vorgesehen ist, durch den der Schaltungsanordnung die Steuerspannung zuführbar ist oder durch den die Steuerspannung von der Schaltungsanordnung abschaltbar ist.

6. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Gatter einer Reihe untereinander verbindenden Leitungen in einem geradlinigen Aufnahmekanal zusammengefaßt sind, der seinerseits einen Sockel zur Aufnahme dieser Gatter und der Kippschaltung bildet.

7. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gatter und die Kippschaltung als einzelne abnehmbare Blöcke ausgebildet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 846 319;
Elektronik, 1960 Nr. 3, S. 71.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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