-
Wahlweise als Vorwärts- oder als Rückwärtszähler arbeitender Zähler
Die Erfindung betrifft einen wahlweise als Vorwärtszähler oder als Rückwärtszähler
arbeitenden Zähler mit einer Anordnung von bistabilen Elementen, die Hauptsignale
abgeben, welche den Zählerstand in einem bestimmten Zahlenkode darstellen, und deren
Zustände durch die Zuführung eines Zählsignals derart geändert werden, daß der durch
die Hauptsignale dargestellte Zählerstand um eine Einheit vergrößert bzw. verkleinert
wird.
-
Bekannte Zähler dieser Art, insbesondere die üblichen Binärzähler,
sind so ausgebildet, daß ein bei Rückstellung einer Stufe abgegebener Impuls über
eine Kondensatorkopplung zur folgenden Stufe übertragen wird. Diese üblichen Zähler
mit kapazitiven Verbindungen sind nicht sehr betriebssicher. Sie reagieren nämlich
nicht, wenn die Impulsdauer zu kurz ist, oder wenn die Impulsvorderflanke nicht
genügend steil ist; andererseits sprechen sie auf Störimpulse an.
-
Das Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Zählers der eingangs
angegebenen Art, der für Störimpulse kurzer Dauer unempfindlich ist und dessen Betrieb
von der Steilheit der Impulsvorderflanke unabhängig ist, so daß die Betriebssicherheit
verbessert ist.
-
Nach der. Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der ersten Anordnung
von bistabilen Elementen eine zweite Anordnung von bistabilen Elementen zugeordnet
ist, die Hilfssignale abgeben, und daß die bistabilen Elemente der beiden Anordnungen
über logische Verknftpfunr iialtungen derart miteinander verbunden sind, daß bei
Zuführung eines zu dem Zählsignal komplementären Ruhesignals zu der zweiten Anordnung
die bistabilen Elemente der zweiten Anordnung die gleichen Zustände annehmen wie
die entsprechenden bistabilen Elemente der ersten Anordnung, während diese ihren
Zustand nicht ändern, und daß bei Zuführung des folgenden Zählsignals zu der ersten
Anordnung die bistabilen Elemente der ersten Anordnung ihre Zustände derart ändern,
daß der von den Hauptsignalen dargestellte Zählerstand in Abhängigkeit von dem Wert
eines Steuersignals entweder um eine Einheit vergrößert oder um eine Einheit verkleinert
wird, während die bistabilen Elemente der zweiten Anordnung ihren Zustand nicht
ändern.
-
Bei dem nach der Erfindung ausgeführten Zähler grfolgt die Änderung
des Zählerstandes nicht mehr über kapazitive Kopplungen zwischen den einzelnen Zählerstufen,
sondern durch logische Verknüpfung der Ausgangssignale der verschiedenen Zählerstufen.
Zu diesem Zweck ist ein Hilfszähler vorgesehen, der Hilfssignale abgibt. Die logischen
Verknüpfungsschaltungen sind so ausgeführt, daß jeweils bei Zuführung eines zu dem
Zählsignal komplementären Ruhesignals die Stufen des Hilfszählers die gleichen Zustände
annehmen, wie die Stufen des Hauptzählers, ohne daß diese ihren Zustand ändern,
so daß also der Zählerstand im Hilfszähler gespeichert wird. Bei Zuführung des folgenden
Zählsignals ändern dann die Stufen des Hauptzählers durch logische Verknüpfung ihrer
Ausgangssignale mit denjenigen des Hilfszählers ihre Zustände so, daß sich der Zählerstand
in Ab-
hängigkeit von dem Wert eines Steuersignals entweder um eine Einheit
erhöht oder um eine Einheit verringert, während die Stufen des Hilfszählers ihren
Zustand nicht ändern, also den vorhergehenden Zählerstand speichern. Bei dem nächsten
Ruhesignal wird dann der neue Zählerstand in den Hilfszähler übertragen
USW.
-
Dadurch entfallen die Nachteile der kapazitiven Kopplung zwischen
den Zählerstufen. Außerdem ergibt sich eine besonders einfache und wirksame Steuerung
der Betriebsweise des Zählers als Vorwärtszähler bzw. als Rückwärtszähler.
-
Eine erste Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Anordnung
von bistabilen Elementen mit direkten Verbindungen ausgeführt ist und aus binären
Stufen besteht, wobei jede binäre Stufe ein
Hauptsignal und das
dazu komplementäre Signal liefert, daß die Koinzidenz des Komplements des Hauptsignals
und des Komplements des Hilfssignals am Ausgang einer Stufe in der nächsten Stufe
als Ruhesignal bei Vorwärtszählung dient, daß die Koinzidenz des Komplements des
Hauptsignals und des Hilfssignals am Ausgang einer Stufe in der nächsten Stufe als
Vorwärtszählsignal dient, daß die Koinzidenz des Hauptsignals und des Komplements
des Hilfssignals als Ruhesignal bei Rückwärtszählunig dient und daß die Koinzidenz
des Hauptsignals und des Hilfssignals als Rückwärtszählsignal dient.
-
Eine zweite Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß alle
Hauptsignale liefernden logiszhen oder bistabilen Schaltungen gleichzeitig mit dem
Zählimpuls beaufschlagt werden und daß alle Hilfssignale liefernden logischen oder
bistabilen Schaltungen gleichzeitig mit dem zu dem Zählimpuls komplementären Ruheimpuls
beaufschlagt werden.
-
Diese zweite Ausführung ist kostspieliger, aber gestattet, erheblich
höhere Auflösungsgeschwindigkeiten als die erste Ausführung zu erreichen, wobei
sie ferner die leichte Einführung von Grenzbedingungen ermöglicht, wie Vorwahl oder
Löschung.
-
Insbesondere ist es in diesem Fall möglich, daß die Zustandsänderungsbedingungen
der charakteristischen Hauptsignale Grenzbedingungen umfassen, welche durch Endstellungssignale
zur Berichtigung etwaiger Zählfehler durch Endschalter eingeführt werden.
-
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielshalber
beschrieben. Darin zeigt F i g. 1 das Schaltbild eines der ersten Ausf ährungsform
der Erfindung entsprechenden Zählers, F i g. 2 das Schaltbild einer bistabilen
Kippschaltung, die bei der Schaltung von F i g. 1 Verwendung finden kann.
-
Es sei hier daran erinnert, daß. eine logische »UND«-Schaltung (logisches
Produkt) durch einen Widerstand gebildet wird, welcher an einer Seite an ein negatives
Potential und an der anderen Seite an die Katoden von mehreren Gleichrichtern angeschlossen
ist, deren Anoden die Eingänge der »UND«-Schaltung für negative Signale bilden.
Eine logische »ODER«-Schaltung (logische Summe) wird dagegen durch einen Leiter
gebildet, welcher mit den Anoden von mehreren Gleichrichtern verbunden ist, deren
Katoden die Eingänge der »ODER«-Schaltung für negative Signale bilden.
-
Demnach entspricht das Schema von F i g. 1 den folgenden logischen,
für jede Stufe 1 gleichen Gleichungen, die schaltungstechnisch in an sich
bekannter Weise verwirklicht sind: At = S[Ai'-, ai-, ai' + Ai (Aj-,
+ ai' + ai')] + S' [Ai-" a.' #
ai' + Ai (Ai'- + ai-, + ai')] Z-ai
= S[A,!--1 ai'-, Ai + ai (Aj-, + at-,
+ Affl + S' [Ai-, ai-, At + ai
(A,'-, + ai'-, + Affl. Die erste Stufe enthält keine
besonderen Schaltungen für das Rückwärtszählen, welches in gleicher Weise wie das
Zählen erfolgt: A, = A.' a,' + A, (AD +
al' al = AD A, + al (AD' + AD.
-
In diesen Formeln bedeuten A" A2 ... Ai, A,',
A2'
... Ai'... die Hauptsignale und ihre Komplemente, A.' den Zählimpuls
und A, den zu dem Zählimpuls komplementären Ruheimpuls. Ferner bedeuten al,
a. ... ai, . . . al', a2' .
. . ai' . . . die Hilfssignale und ihre Komplemente. Wenn
die logische Veränderliche S den Wert 1 hat, müssen die Zählimpulse
A,' zusanu-nengezählt werden, während, wenn S' den Wert 1 hat
(d. h. S = 0), die Zählimpulse A.'
abgezogen werden müssen.
-
In der Schaltung ist ferner eine Löschung mittels eines Signals z,
vorgesehen, welches über Widerstände R und Gleichrichter an die bistabilen Schaltungen
angelegt wird.
-
Die Ausführung der Schaltungen entsprechend den obigen Formeln kann
mit Hilfe von logischen Schaltungen gemäß der deutschen Auslegeschrift
1141104 und in der darin angegebenen Weise oder einfacher mit Hilfe von bistabilen
Elementen gemäß F i g. 2 in der in F i g. 1 angegebenen Weise erfolgen.
Die Zahl der Stufen Ai kann beliebig sein. Die Buchstaben S
und
S' bedeuten, daß die Spannung entweder an die Schaltungen S oder an
die Schaltungen S' z. B. mittels eines nicht dargestellten Hilfskontakts
eines Schalters angelegt wird, welcher den Drehsinn eines Motors zum Antrieb eines
Hebezeugs bestimmt, dessen Umdrehungszahl gezählt werden soll.
-
Ein anderes Ausführungsbeispiel betrifft einen gemäß der zweiten Ausführungsform
ausgebildeten Zähler. Dieses Beispiel stellt einen Stockwerkzähler eines Aufzugs
für ein Gebäude mit sechs Stockwerken und einem Erdgeschoß dar. Dieser Zähler ist
ein binärer Zähler und enthält auch Grenzkontrollbedingungen, so daß, selbst wenn
der Zähler falsch zählen würde, er selbsttätig berichtigt würde, sobald er an dem
sechsten Stockwerk oder dem Erdgeschoß ankommt.
-
Dieser Zähler ist durch folgende logische Gleichungen definiert:
Z, Z, C, + Z, C, z2 Z2 C' + Z2 C, Z3 z3 C,
+ z3 C, Z, z,' C + Z, d,', Z2 z, z2' CS +
z_,' z2' CS' + Z2 d2' + M,
Z3 Zl Z2 ZJ CS -' Zl' Z2' ZJ
CS' + Z3 d3' + M, di zi C + N + M,
42
ZI Z2 CS + ZI'Z2 CS' + N, 43 Zl
Z2 Z3 CS + Zl' Z2' Z3 CS' + N-Die obigen Gleichungen können durch
die folgenden allgemeinen Ausdrücke wiedergegeben werden: zi = Zi C,
+ zi C, Zi = ZI Z2 ... Zil Zi' CS + Z#' Z2' Zi'
CS' + Zi di', di = Zl Z2 - - - Zi CS
+ Zl'Z2' Zi'-. Zi CS', wobei der Index i eine beliebige positive ganze
Zahl, größer als 1 sein kann.
-
Diese allgemeinen Ausdrücke berücksichtigenjedoch noch nicht die Grenzbedingungen.
Dies ist normal, da die Grenzbedingungen einen Zusatz darstellen und von Fall zu
Fall verschieden sind. In diesen Gleichungen sind die Größen Z, Z2, Z#,
Z,', Zp', ZJ die charakteristischen Hauptsignale und ihre Komplemente,
C ist das Zählsignal, C ist das zu dem Signal C komplementäre
Ruhesignal, z, Z., Z3, Zl', Z2'1 Z,' sind die charakteristischen Hilfssignale und
ihre Komplementen S ist das zusätzliche Signal »Addition«,
S' ist das zu dem Signal S komplementäre Signal, welches »Subtraktion«
bedeutet,. M bedeutet ein von dem Endrelais des sechsten (höchsten) Stockwerks geliefertes
Signali
N bedeutet ein von dem Endrelais des Stockwerks
0
oder des Erdgeschosses geliefertes Signal, d, d2, d,
sind Hilfsauslösesignale.
Diese logischen Gleichungen sind in ihrer kanonischen Form dargestellt. Die von
der Aufzugsanlage kommenden Signale sind die Signale C und C, S
und S', M und N. Sie werden durch Gleichspannungen gebildet, welche
auf den Zähler durch Arbeits- oder Ruhekontakte übertragen werden, welche sich an
der Kabine (C und C), an dem den Drehsinn des Motors steuernden Schalter
(S und S')
und in den Endrelais des höchsten Stockwerks, im vorliegenden
Fall des sechsten Stockwerks (M), und des tiefsten Stockwerks, im vorliegenden Fall
des Erdgeschosses (N), befinden. Diese äußeren Signale werden dem durch die
logischen Elemente gemäß der deutschen Auslegeschrift 1141104 gebildeten
Zähler zugeführt. In dieser Auslegeschrift ist auch angegeben, wie die Schaltungen
nach Aufstellung der obigen Gleichungen ausgebildet werden müssen. Sie brauchen
daher hier nicht im einzelnen beschrieben zu werden.
-
Es können natürlich auch andere logische oder bistabile Elemente zur
Erzielung des gleichen Ergebnisses benutzt werden. Die Benutzung von Schaltungen
ohne kapazitive Verbindungen, d. h. mit direkten Verbindungen, wie z. B.
die in der deutschen Auslegeschrift 1141104 beschriebenen logischen Elemente,
gestattet jedoch, den Zähler gegen Störimpulse unempfindlich zu machen, welche beim
Zurückprallen von Relaiskontakten erzeugt werden können.
-
Es ist ferner möglich, Zähler gemäß der ersten und der zweiten Ausführungsform
zu kombinieren und dadurch Wirtschaftlichkeits- und Betriebssicherheitsforderungen
aufeinander abzustimmen.