DE1499936C3

DE1499936C3 - Arrangement for the gradual adjustment or blocking of a transfluxor storage tank

Info

Publication number: DE1499936C3
Application number: DE19661499936
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Ing. 8021 Hohenschaeftlarn Herkert
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1966-11-28
Filing date: 1966-11-28
Publication date: 1975-01-30
Also published as: DE1499936A1; DE1499936B2; SE349177B; NL6714914A

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur stufenweisen Einstellung oder Blockierung eines Transfluxorspeichers, bei der eine Kopplung vom Ausgang des Transfluxors auf einen Komparator, dem eine Vergleichsspannung zugeführt ist, besteht und bei der der Komparator mit einem Impulsgeber verbunden ist, der bei Aussteuerung eine Impiilsreihe mit unterschiedlichen Impulsen abgibt, die abhängig von einem vom Komparator kommenden Kriterium unterbrochen wird.The invention relates to an arrangement for the gradual adjustment or blocking of a transfluxor reservoir, with a coupling from the output of the transfluxor to a comparator, the one Comparison voltage is supplied, and in which the comparator is connected to a pulse generator is, which at modulation a series of impulses with different Emits pulses that are interrupted depending on a criterion coming from the comparator will.

Bei fortschreitender Automatisierung der Weitverkehrsnachrichtenübertragungstechnik werden die Aufgaben der Pilottechnik immer wichtiger. Diese Aufgaben bestehen im wesentlichen in der Pegelregelung und Störungssignalisierung. Diese hierfür erforderlichen Überwachungsgeräte müssen unter Vermeidung eines allzu großen Aufwandes immer wartungsfreier und zuverlässiger werden. Diese Aufgabe läßt sich dadurch lösen, daß man an Stelle der bisher inWith the advancing automation of wide area communication technology the tasks of the pilot technology are becoming more and more important. These tasks essentially consist of level control and fault signaling. The monitoring devices required for this must be avoided becoming more and more maintenance-free and more reliable after all too much effort. This task leaves can be solved by replacing the previously in

ίο der Pegelregelungstechnik üblichen Elektromechanik die Elektronik setzt. Außerdem erzielt man eine Vereinfachung dadurch, daß eine Abfrage vieler Meßstellen mittels Wähler und eine zentrale Auswertung des Pegels erfolgt. Ferner ist es wesentlich, daß kleine robüste und verschleißfreie Speichereinrichtungen im Regelkreis vorhanden sind.ίο the level control technology usual electromechanics the electronics set. A simplification is also achieved by interrogating many measuring points by means of a selector and a central evaluation of the level takes place. It is also essential that small, robust and wear-free storage devices are available in the control loop.

Es sind verschiedene Anordnungen zur Speicherung von Regelwerten.bekannt. Ein elektromechanischer Speicher ist beispielsweise der sogenannte Motor-Potentiometer-Speicher, bei dem ein Potentiometer mit Hilfe eines von den jeweiligen Regelabweichungen gesteuerten elektrischen Motors verstellt wird.Various arrangements for storing control values are known. An electromechanical one Memory is for example the so-called motor potentiometer memory, in which a potentiometer adjusted with the help of an electric motor controlled by the respective control deviations will.

Der Vorteil solcher Speicherelemente liegt darin, daß bei Ausfall der Versorgungsspannungen für das Regelungssystem die zuletzt vorhandene Stellgröße bestehenbleibt, so daß das zugehörige Übertragungssystem auf diesen Wert eingepegelt bleibt und die Übertragung ohne allzu große Störungen weitergeführt werden kann, wenn die Versorgungsspannung wieder eingeschaltet ist.The advantage of such storage elements is that if the supply voltage fails for the Control system the last existing manipulated variable remains, so that the associated transmission system remains leveled at this value and the transmission continues without too much interference when the supply voltage is switched on again.

Speicher, bei denen die weiter oben angegebenen, den elektromechanischen Systemen eigenen Nachteile vermieden werden, sind z. B. die elektronischen Speieher. Bekannte elektronische Speicher enthalten einen Teiler mit Transistor-Binärzähler. Abgesehen von der relativ großen Aufwendigkeit eines derartigen Teilers, verliert der Speicher bei Stromausfall sein »Gedächtnis«, d. h., im Gegensatz zu elektromechanischen Speichern bleibt die zuletzt vorhandene Stellgröße für die Regelung nicht wirksam, sondern es stellt sich eine beliebige, also falsche Stellgröße ein, so daß ein mit einer derartigen Überwachung ausgerüstetes Übertragungssystem für diesen Fall einen Fehler vortäuscht. Ferner wird eine gewisse Zeitspanne benötigt, bis nach Wiedereinsetzen der Versorgungsspannungen die Regelung wirksam wird, da die Stellgröße erst nach einer gewissen Zeit auf den richtigen Wert kommt. Ein weiterer Nachteil dieser mit Zählern versehenen Speichereinrichtungen besteht darin, daß sie digital arbeiten, gleichgültig, ob sie Kippschaltungen oder Magnetkerne als bistabil speichernde Elemente enthalten. Sie entsprechen damit letztlich einem Schalter mit begrenzter Anzahl von Einstellungen.Memories that have the disadvantages inherent in electromechanical systems, as mentioned above are avoided, are z. B. the electronic Speieher. Known electronic memories contain one Divider with transistor binary counter. Apart from the relatively great complexity of such Teilers, the memory loses its "memory" in the event of a power failure, i. i.e., as opposed to electromechanical When saving, the manipulated variable that was last available does not remain effective for the control, but rather it an arbitrary, i.e. incorrect, manipulated variable arises, so that one equipped with such a monitoring system Transmission system simulates an error in this case. Furthermore, a certain period of time required until the control becomes effective after the supply voltages are restored, since the correcting variable only reaches the correct value after a certain time. Another disadvantage of this memory devices provided with counters are that they operate digitally, whether or not they contain flip-flops or magnetic cores as bistable storing elements. They correspond with it ultimately a switch with a limited number of settings.

Ein weiteres für die Pegelregelung häufig verwendetes Speicherelement ist der Transfluxor, ein Viellochkern aus Magnetmaterial mit Rechteckhysterese. Der Transfluxor stellt einen Analogspeicher dar. Er wird häufig durch einen Strom eingestellt, dessen Größe den zu speichernden Fluß bestimmt.Another storage element frequently used for level control is the transfluxor, a multi-hole core made of magnetic material with square hysteresis. The Transfluxor is an analog memory. Er is often set by a current, the size of which determines the flow to be stored.

Der Transfluxor eignet sich besonders als multistabiler Speicher, weil er seine Einstellung über lange Zeit, über einen großen Temperaturbereich und auch bei Spannungsausfall festhält. Er ist sozusagen ein Gedächtnis ohne Energiebedarf. So ist er z. B. geeignet, die Stellgröße eines geregelten Verstärkers festzuhalten, auch wenn der Regelkreis aufgetrenntThe Transfluxor is particularly suitable as a multi-stable memory because it keeps its setting over a long period of time Time, over a wide temperature range and also in the event of a power failure. He is kind of a Memory with no need for energy. So he is z. B. suitable, the manipulated variable of a regulated amplifier to be held, even if the control loop is broken

wird. Wesentliche Schwierigkeiten bereitet jedoch die definierte Verstellung seines jeweiligen eingestellten Wertes.will. However, the defined adjustment of its respective set presents major difficulties Worth.

In der Zeitschrift »Control Engineering«, Nr. 12, auf Seite 127, ist eine Prinzipschaltung angegeben, bei der ein Transfluxor in einen Regelkreis einbezogen ist. Während des Einspeicherns wiederholt sich dauernd der Vorgang: Blockieren, Einschreiben, Abfragen. Die Ausgangsspannung des Transfluxors wird jeweils im Regelkreis ausgewertet und veranlaßt eine angemessene Änderung der Einschreibamplitude. Nach der Einschwingzeit des Kreises ist der Einspeisevorgang beendet. Der Vorteil des Verfahrens liegt in der weitgehenden Unempfindlichkeit gegen Exemplarstreuungen. Eine Eigenschaft der Transfluxoren stört hier jedoch: Nach jeder Änderung der Einschreibamplitude zeigt der Scheitelwert der Ausgangsspannung einen Anklingvorgang, der etwa 5 bis 10 Abfrageperioden andauert. Er ist um so ausgeprägter, je größer die Unterschiede in der Verteilung der Weißschen Bezirke sind, die zwischen zwei Abfrageperioden durch Blockier- und Einstellstrom hervorgerufen werden. Da auch teilweise Blockierungen schon zu starken Feldveränderungen führen können, ist es sinnvoll, nur vor, aber nicht während des Einspeichervorgangs zu blockieren. Deshalb sollte jede Auslegung des Regelkreises vermieden werden, bei der sich die Ausgangsspannung des Transfluxors oszillierend ihrem Sollwert nähert, da sich hierbei Teilblokkierungen nicht vermeiden lassen.In the magazine "Control Engineering", No. 12, on page 127, a basic circuit is given in which a transfluxor is included in a control loop. During the saving process, the process is repeated: blocking, writing, querying. The output voltage of the transfluxor is evaluated in the control loop and causes an appropriate one Change of the writing amplitude. The feed-in process takes place after the loop has settled completed. The advantage of the process lies in the fact that it is largely insensitive to specimen variations. However, one property of the transfluxors is disturbing here: after every change in the inscription amplitude shows the peak value of the output voltage a ringing process that takes about 5 to 10 sampling periods persists. It is all the more pronounced, the greater the differences in the distribution of the Weißschen These are areas that are caused by blocking and setting currents between two polling periods will. Since partial blockages can lead to strong field changes, it is It makes sense to block only before, but not during, the saving process. Therefore, every interpretation should of the control loop in which the output voltage of the transfluxor oscillates approaches its target value, since partial blockings cannot be avoided here.

Eine Schaltung, die diese Nachteile vermeidet, ist in der Nachrichtentechnischen Zeitschrift, 1961, Heft 8, auf Seite 411, beschrieben.A circuit that avoids these disadvantages is in the Nachrichtenentechnische Zeitschrift, 1961, Booklet 8, on page 411.

Im Zeitnullpunkt wird die Eingangs(gleich)spannung U₁ an einen Komparator angelegt. Dann beginnt der Speichervorgang mit einer Blockierung des Transfluxors. Danach werden dem Kern in kurzen Abständen aus dem Schreibgenerator Einstellimpulse zugeführt, deren Amplituden vom Wert des Schwellenstromes zeitproportional ansteigen. Zwischen je zwei Einstellimpulsen wird dem Transfluxor von einem Lesegenerator ein Abfrageimpulspaar zugeführt. Die an der Ausgangswicklung entstehenden Spannungsimpulse wachsen gemäß der Transfluxorkennlinie an. Sie werden auf Spitzenwert gleichgerichtet und im Komparator mit der Eingangsspannung verglichen. Sobald die AusgangsspannungAt the zero point in time, the input (DC) voltage U _{1 is applied} to a comparator. Then the storage process begins with a blockage of the transfluxor. Thereafter, setting pulses are fed to the core from the write generator at short intervals, the amplitudes of which rise proportionally to the value of the threshold current. A read generator sends a pair of interrogation pulses to the Transfluxor between every two setting pulses. The voltage pulses generated at the output winding increase according to the transfluxor characteristic. They are rectified to their peak value and compared with the input voltage in the comparator. Once the output voltage

ist, spricht eine Schwellwertschaltung an, wodurch die Einstell- und Abfrageimpulse abgeschaltet werden. Zum Lesen des Speicherinhalts werden nur die Abfrageimpulse zugeführt und die Ausgangsgleichspannung U₂ ausgewertet.is, a threshold value circuit responds, whereby the setting and query pulses are switched off. To read the memory content, only the interrogation pulses are supplied and the DC output voltage U _{2 is} evaluated.

Ausgehend von einer bestimmten Einstellung des Transfluxors eine definierte Verstellung zu erreichen, kann jedoch mit einer derartigen Anordnung nicht vorgenommen werden.To achieve a defined adjustment based on a specific setting of the transfluxor, however, cannot be done with such an arrangement.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zur Einstellung oder Blockierung eines Transfluxor-Speichers zu schaffen, bei der unabhängig von der Magnetisierungskennlinie stets definierte Einstellschritte erreichbar sind. Insbesondere soll die Anordnung in hochwertigen Regelsystemen verwendbar sein, wie z. B. in der Nachrichtenübertragungstechnik.The object of the invention is to provide an arrangement for setting or blocking a transfluxor store to create in which defined setting steps can always be achieved regardless of the magnetization characteristic are. In particular, the arrangement should be usable in high-quality control systems, such as z. B. in communications technology.

Die Anordnung zur Einstellung oder Blockierung des Transfluxorspeichers wird gemäß der Erfindung daher derart ausgebildet, daß der Impulsgeber eine je nach Ansteuerung mit Einstell- oder Blockierungsimpulsen unterschiedliche, in der Zeitspannungsfläche veränderliche Impulsdauer so lange abgibt, bis der vorgesehene Einstellschritt für den Transfluxorspeicher erreicht ist, und daß dem Komparator eine Vergleichsspannung zugeführt ist, die der Spannung für den jeweils vorgegebenen Spannungsschritt entspricht, daß die Änderung der Eingangsspannung des Transfluxors mit der Vergleichsspannung im Komparator verglichen wird und daß bei Erreichung der Vergleichsspannung die Impulsreihe abgebrochen wird.The arrangement for setting or blocking the transfluxor memory is according to the invention therefore designed in such a way that the pulse generator has a different time voltage area depending on the control with setting or blocking pulses emits variable pulse duration until the intended setting step for the transfluxor memory is reached, and that the comparator is supplied with a comparison voltage that the voltage for the given voltage step corresponds to the fact that the change in the input voltage of the Transfluxors is compared with the reference voltage in the comparator and that when the Comparison voltage the pulse series is aborted.

Durch diese Maßnahmen erreicht man, daß der Transfluxor eine Ausgangsspannung abgibt, die in genau definierten Stufen veränderbar ist. Hält man die Vergleichsspannung am Komparator konstant, so ist die Einhüllende der Stufenkurve eine Gerade, d. h., die Ausgangsspannung wird jeweils in gleich großen Schritten verändert. Erzeugt man jedoch die Vergleichsspannung über einen Spannungsteiler aus der jeweiligen Transfluxorausgangsspannung, so daß also die Vergleichsspannung eine Funktion der Transfluxorausgangsspannung ist, so kann man je nach der Art der Abhängigkeit verschiedene Kurvenformen für die Einhüllende der Stufenfunktion erreichen. Bei Proportionalität zwischen Ausgangsspannung und Vergleichsspannung verläuft die Einhüllende nach einer e-Funktion. Durch Änderung des Spannungsteilers, z. B. mit Hilfe von nichtlinearen Elementen, lassen sich andere Einhüllende in einfacher Weise erzeugen. Die einzelnen Ausgangsimpulse der vom Impulsgeber ausgesendeten Impulsreihe können eine beliebig wachsende Spannungszeitfläche aufweisen, d. h., die Impulse können entweder in einer Amplitude oder in ihrer Impulsbreite variieren. Es ist besonders zweckmäßig, wenn die Amplitude der Einzelimpulse nach einer linearen Funktion ansteigt bzw. abfällt, je nachdem, ob der Transfluxor eingestellt oder blockiert werden soll. Das Umsetzen der Änderung der Ausgangsspannung des Transfluxors in eine Vergleichsspannung läßt sich in einfacher Weise durch Gleichrichtung und Zuführung dieser sich ändernden Gleichspannung über einen Kondensator an den Komparator bewerkstelligen.These measures ensure that the transfluxor emits an output voltage that is in precisely defined levels can be changed. If the equivalent voltage at the comparator is kept constant, then the envelope of the step curve is a straight line, i.e. that is, the output voltage is always the same Steps changed. However, if the comparison voltage is generated using a voltage divider from the respective transfluxor output voltage, so that the comparison voltage is a function of the transfluxor output voltage is, one can achieve different curve shapes for the envelope of the step function depending on the type of dependency. at The envelope follows the proportionality between the output voltage and the reference voltage an exponential function. By changing the voltage divider, e.g. B. with the help of non-linear elements, other envelopes can be generated in a simple manner. The individual output pulses of the Pulse generator emitted pulse series can have an arbitrarily increasing voltage-time area, d. that is, the pulses can vary either in amplitude or in pulse width. It is special useful when the amplitude of the individual pulses increases or decreases according to a linear function. falls, depending on whether the Transfluxor is to be set or blocked. Implementing the change the output voltage of the transfluxor can be converted into a comparison voltage in a simple manner by rectifying and supplying this changing DC voltage via a capacitor manage the comparator.

An Hand der Ausführungsbeispiele nach den F i g. 1 und 2 wird die Erfindung näher erläutert.On the basis of the exemplary embodiments according to FIGS. 1 and 2 the invention is explained in more detail.

F i g. 1 zeigt die Schaltungsanordnung zum linearen Einstellen oder Blockieren eines Transfluxors. Ein Impulsgeber IG wird durch einen Steuerimpuls auf der Leitung 1 oder 2 angeregt und gibt eine Impulsreihe ab, deren Impulse von 0 ausgehend eine stetig wachsende Spannungs-Zeitfläche haben. Die Impulsreihe stellt den Transfluxor ein oder blockiert ihn, wenn der anregende Steuerimpuls auf Leitung 1 oder 2 ankommt.F i g. 1 shows the circuit arrangement for linearly setting or blocking a transfluxor. A pulse generator IG is excited by a control pulse on line 1 or 2 and emits a series of pulses, the pulses of which, starting from 0, have a steadily increasing voltage-time area. The series of pulses stops the transfluxor or blocks it when the stimulating control pulse arrives on line 1 or 2.

Die durch die Impulsreihe hervorgerufene Veränderung A U_s der Ausgangsspannung U_s wird über den Kondensator C in den Komparator K geführt und mit der Vergleichsspannung U_v verglichen. Je nach Ein-Stellsituation des Transfluxors werden auf Grund der Eigenschaften der Magnetisierungskennlinie gleich große Impulse unterschiedlich bewertet. Es könnte daher geschehen, daß bereits ein Einstellimpuls genügt, um über den geforderten Änderungsschritt Δ U_s hinaus eine Änderung der Ausgangsspannung vorzunehmen. Durch die zeitlich abhängige Änderung der Spannungszeitfläche der Impulse der Impulsreihe wird eine solche unzulässig große Änderung der Aus- The change AU _{s in} the output voltage U _s caused by the pulse series is fed into the comparator K via the capacitor C and compared with the comparison voltage U _v . Depending on the setting of the transfluxor, due to the properties of the magnetization characteristic, pulses of the same size are evaluated differently. It could therefore happen that a setting pulse is already sufficient to change the output voltage beyond the required change step ΔU _s. Due to the time-dependent change in the voltage-time area of the pulses in the pulse series, such an impermissibly large change in the output

gangsspannung vermieden. Eine stufenweise Annäherung an den Wert AU_S ist stets garantiert, so lange die größtmögliche Einstellstufe kleiner als der angestrebte Änderungsschritt Δ U_s der Ausgangsspannung U_s ist. Erreicht Δ U₃ den Wert U_v, alsooutput voltage avoided. A step-by-step approach to the value AU _S is always guaranteed as long as the largest possible setting step is smaller than the desired change step Δ U _{s in} the output voltage U _s . If Δ U _{3 reaches} the value U _v , that is

δ υ _s = δ υ _s =

u_v u _v

dann gibt der Komparator einen Impuls ab, der die Impulsreihe des Impulsgebers beendet. Der Transfluxor kann mit dieser Anordnung in etwa 100 gleichmäßigen Schritten auf- oder abmagnetisiert werden. In F i g. 2 wird als Vergleichsspannung die Ausgangsspannung U_s verwendet, die über ein lineares Glied k, z. B. einen Spannungsteiler, dem Komparator zugeführt wird. Es ist dannthen the comparator emits a pulse which ends the pulse train of the pulse generator. With this arrangement, the Transfluxor can be magnetized up or down in about 100 even steps. In Fig. 2, the output voltage U _{s is} used as a comparison voltage, which via a linear element k, z. B. a voltage divider is fed to the comparator. It is then

U_v = k ■ U_s
und deshalb U _v = k ■ U _s
and therefore

AU₅ =AU ₅ =

Aus der Formel ist zu erkennen, daß die Stufen ίο der Ausgangsspannung nach einer e-Funktion ansteigen oder fallen.From the formula it can be seen that the steps ίο of the output voltage increase according to an exponential function or fall.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Arrangement for the gradual adjustment or blocking of a transfluxor storage tank, at the one coupling from the output of the transfluxor to a comparator, the one a comparison voltage is supplied, and in which the comparator is connected to a pulse generator which emits a series of impulses with different impulses depending on a criterion coming from the comparator is interrupted, characterized in that that the pulse generator has a setting or blocking pulses depending on the control different series of impulses with individual impulses changing in their time voltage area continues until a specified setting step is reached by setting or blocking in stages for the transfluxor memory is reached, and that the comparator is supplied with a comparison voltage is that corresponds to the voltage for a given voltage step that the Change of the input voltage of the transfluxor with the comparison voltage in the comparator is compared and that when the comparison voltage is reached, the series of pulses is broken off will.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the comparison voltage is a is constant size.

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that the comparison voltage over a voltage divider is generated depending on the respective transfluxor output voltage.

4. Arrangement according to claim 3, characterized in that the voltage divider is non-linear Contains elements.

5. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the Amplitude of the individual pulses of the pulse series sent by the pulse generator depends on the Time increases or decreases according to a given function.

6. Arrangement according to claim 1 or 5, characterized in that the pulse duration of the Individual pulses of the pulse series sent by the pulse generator can be changed as a function of time is.

7. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the Output voltage of the transfluxor rectified and the change via a capacitor are fed to the comparator.