DE1774502A1

DE1774502A1 - Plattenspeicher

Info

Publication number: DE1774502A1
Application number: DE19681774502
Authority: DE
Inventors: Manfred Becker; Peter Dipl-Ing Wentzel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1968-07-03
Filing date: 1968-07-03
Publication date: 1972-01-27
Also published as: NL145080B; LU58998A1; BE735606A; US3590222A; FR2014491A1; GB1260888A; NL6909594A; DE1774502C3; DE1774502B2

Description

26.FEB.1970

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Manchen, den

Witteisbacherplatz 2

P 17 74 502.7-53 .
VPA 68/2569

Plattenspeicher

Die Erfindung bezieht sich auf einen Plattenspeicher mit
einer geregelten Einstellung der Schreib- und Leseköpfe auf die Aufzeichnungsspuren der Aufzeichnungsträger, bei dem die Bewegung der Schreib- und Leseköpfe durch einen linearen Hydraulikmotor erfolgt, wobei der Durchfluß der hydraulischen Flüssigkeit zu den Zylinderkammern des Hydraulikmotors durch Ventile veränderlichen Durchflusses gesteuert wird.

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.(Art 7 <j I Ab& 2 Nr. I Sau 3 des Xnderunj38flee,'| 4- 9. t

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Anordnungen zur Positionierung von Magnetköpfen auf die gewünschte Aufzeichnungsspur bei Plattenspeichern sind an sich bekannt. Die Positionierung kann z.B. mechanisch erfolgen. Dabei treibt ein Motor zwei in entgegengesetzter Richtung sich drehende, lose auf je einer Welle angeordnete Zahnräder an. Diese können mit zwei l'iagnetkupplungen mit den zugeordneten Wellen verbunden v/erden. Am anderen Ende der Wellen sitzt je ein weiteres Zahnrad, von dem die Bewegung auf einen Rienen übertragen v/ird. Auf dem Riemen ist die die Köpfe tragende Pührung fest angeordnet. Mit dem Riemen wirkt außerdem eine Riemenscheibe auf der Welle eines Potentiometers zusammen. Letzteres liefert für jede Stellung der Führung einen anderen Widerstandswert. Das Potentiometer liegt in einem Zweig einer Brückenschaltung, deren Ausgangsspannung ein Maß für den Abstand der Magnetköpfe von der Istspur ist. Je nachdem, ob die Ausgangsspannung'¹.-positiv oder negativ ist, wird die eine oder andere Magnetkupplung angesteuert und der Riemen vorwärts oder rückwärts bewegt bis ^die Ausgangsspannung an der Brückenschaltung null ist (DAS 1 129 736). Nachteilig an dieser Anordnung ist, daß eine schnelle Positionierung der Magnetköpfe nicht möglich ist.

Es ist eine weitere Anordnung zur Positionierung der Magnotköpfo auf die Aufzeichnungsspuren eines Plattenspeichers bekannt geworden, bei der alle den Platten zugeordneten Köpfe gemeinschaftlich um eine zu der Plattenachse parallele Achse drehbar angeordnet sind. Zur Einstellung der Köpfe auf eine bestimmte Spur werden diese um einen bestimmten Winkel durch exzentrisch gelagerte Seilscheiben gedreht bis sie etwa die Sollspur erreicht haben. Eine der Speicherplättenseiton trägt Zeitspuren, die auf den gleichen Radien liegen wie die Informationsspuren. Die Zeitspuren bestehen aus zwei nebeneinander aufgezeichneten gegenphasigen Impulszügen. Die Magnetköpfe befinden sich in der richtigen Lage, wenn der die Zeitspur abtastende Magnetkopf zwischen den gegenphasig aufge-

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zeichneten Impulszügen liegt (DAS 1 074 887). Auch bei dieser Anordnung ist ein schnelles Positionieren der Magnetköpfe auf eine "bestimmte Spur nicht möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Plattenspeicher mit einer geregelten Einstellung der Schreit- und Leseköpfο auf die Aufsoichnungsspur anzugeben, bei dem die Einstellung möglichst schnell und möglichst genau erfolgt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zwei Regler vorgesehen sind, von denen jeder ein Ventil für Vorlauf und Rücklauf einstellt, daß durch den ersten Regler der Durchfluß des von ihn eingestellten Ventiles in Abhängigkeit von dem Betrag der Differenz der jeweiligen von den Schreib- und Leseköpfen erreichten Istspur und der Sollspur gesteuert wird (Grobeinstellung) , daß nach Beendigung der Grobeinstellung zur genauen Einstellung der Schreib- und Leselcöpfo auf die Sollspur durch den zweiten Regler der Durchfluß durch das von ihm eingestellte Ventil analog dem Abstand der Schreib- und Leseköpfe von der Sollspur gesteuert wird (Feineinstellung),

Der max. Durchfluß durch daß vom ersten Regler gesteuerte Ventil kann dabei größer gemacht werden als der max. Durchfluß des durch den zweiten Regler eingestellten Ventiles. Dadurch kann, je nachdem, welcher Regler tätig ist, die Bewegungsgcschwindigkeit der Schreib- und Abtastorgano bis zu sehr kleinen Werten variiert werden. Beide Regler können gleichzeitig wirksam sein. Dadurch wird die Einstellzoit verkleinert. Es ist auch möglich, daß nur der zweite Regler während der Grobeinstellung die Regelung der Schreib- und Leseköpfe übernimmt ο Dies ist besondere günstig, wenn der erste Regler ausfällt,

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, ■

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Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbcispieles näher_:

erläutert. Dabei zeigen

Pig, 1 ein Prinzipschaltbild des Regelkreises,

Pig- 2 ein Diagramm, bei dem die Abhängigkeit der Geschwindigkeit der Schreib- und Leseköpfe von dem Abstand der Ist- zur Sdllspur aufgetragen ist.

mit

In Fig. 1 sind/10 ein Plattenstapel und mit 12 die Schreibund Leseköpfe bezeichnete Die Schreib- und Leseköpfe 12 sind auf einen Schlitten 14 befestigte Dieser Schlitten wird mit Hilfe eines hydraulischen Systems bewegte Das hydraulische System besteht aus einem Iank'16, der hydraulische Flüssigkeit enthält, einer Pumpe 18, einem Druckbegrenzungsventil 20, Ventilen 22, 24 und einem Zylinder 26, in dem der mit dem Schlitten 14 verbundene Kolben 28 läuft„ Jedes der beiden Ventile kann den Schlitten vorwärts bzw« rückwärts bewegen, indem sie entweder den Druck auf die Vörlaufloitung 32 und den Sumpf auf die Rücklaufleitung 30 bzw. den Druck auf die Rücklaufleitung 30 und den Sumpf auf dio Vorlaufleitung 32 schalten.

Um die Schreib- und Leseköpfe 12 au der Sollspur hinzuführen, ist es notwendig, den jeweiligen Standort der Schreibund Leseköpfe festzustellen. Das geschieht mit einem sog» Lagegeber 70. Dieser Lagegeber 70 gibt immer dann einen Impuls ab,wenn die Schreib- und Leseköpfe 12- eine Aufzeichnungsspur überfahren. Außerdem erzeugt er ein analoges Signal, das jeweils eine Nullstellc aufweist, v/eiin die Schreib- und Leseköpf ο 12■:.-,.';■" eine Aufzeichnungsspur überfahren» Der Lagegeber 70 kann z.B. ähnlich dem Linear-Inductosyn aufgebaut sein (Steinbuch, Taschenbuch der Nachrichtenverarboitung, 2- Auflage 1967, S. 1219). An der feststehenden Führung, der Schreibund Leseköpfe 12 ist ein elektrischer Leiter 7.2 mäanderförmig angeordnet. Der Mäander ist an eine Wechselstromquellc 74 angeschlossen. Er wird im weiteren als Sendemäander boneich--·¹ net. Im engen Abstand von diesem Sendemäander 72 ist auf dem

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Schlitten 14 ein weiterer mäanderförmiger Leiter 76 angebracht, der als Empfangsmäander dient= Die beiden Mäander sind zueinander derartig angeordnet, daß sie sich überdecken können. Wird der Sendemäander 72 an die Wechsolstroniquelle 74 gelegt und wird, der Empfangsmäander 76 gegenüber den Sendemäande?/ verschoben, so wird im Empfangsmäander 76 eine Spannung induziert, deren frequenz der der Wochcelspannungsquelle entspricht und deren Amplitudenscheitelworto eine annähernd sinusförmige Hüllkurve entsprechend dem Wechsel zwischen der max. und der min. Kopplung .zwischen den Mäandern beschreiben, wenn die "beiden Mäander mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit aneinander vorbeigeführt .werden. Die induzierte Spannung wird in einem Verstärker 78 verstärkt und ™ dann einem phasenkritischen Gleichrichter 80 zugeführt, der die sinusförmige Hüllkurvo als Ortsfunktion liefert. Der Ausgang des Verstärkers 78 ist außerdem mit einem Schwellwertdetoktor 82 verbunden, der immer dann einen Impuls liefert, wenn die Ausgangsspannung des Verstärkers 78 einen Nulldurchgang hato

Die geregelte Einstellung der Schreib- und leseköpfe 12 auf die gewünschte lotspur wird von zwei Reglern gesteuert. Die beiden Regler verwenden teilweise die gleichen Bauteile. Der erste Regler besteht aus einem lagegeber 70» einem Spurdifferenzgeber 50, einer Spurdekodierschaltung 52, einem Digital- || analog-Umsetzer 54 und einem Differenzverstärker 56. Die Ausgänge dos Differenzverstärkers 56 sind direkt mit dem Ventil 22 verbunden.

Der zweite Regler setzt sich zusammen aus dem lagcr-geber 70, einem Umschalter 58 und einem Differenzverstärker 60, dessen Ausgänge mit dem Ventil 24 verbunden sind. Außerdem ist eine Steuerung 90 vorhanden, die Teil einer Datenverarbeitungsanlage sein kann»

Die Wirkungsweise des Regelsystems wird im folgenden beschrieben:

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tötfSS/U

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Zu Beginn des Regelvorganges wird von der Steuerung 90 die Differenzadresse, die die Differenz zwischen Soll- und Istspur angibt, in das Spurdifferenzregister.50 eingegeben. Außerdem wird in der Steuerung 90 festgestellt, ob diese Differenz positiv oder negativ ist. Jo nachdem, ob diese Differenz positiv oder negativ ioti, wird ein entsprechendes Signal gegeben und von dort über den Digitalanalog-Umsetzer 54 bzw. Umschalter.'? 58 und über die Differenzverstärker 56, 60 au den Ventilen 22, 24 gegeben. Es werden dann die Ventile auf Vor- bzw. Rücklauf geschaltet. Die Steuerleitung für Vorlauf wird mit V bezeichnet, die Steuerleitung für Rücklauf rait R. Der Inhalt des Spurdifferenzregisters 50 wird über die Spurdekodierschaltung 51 auf den Digitalanalog-Urasctzer 54 geleitet. Hier wird der ■ digitale Viert des Spurdifferenzregisters in eine analoges Spannungssignal umgewandelt, das den Differenzverstärker 56 ansteuert. Je nachdem, ob die Differenz im Spurdifferenaregister 50 negativ oder positiv ist, wird vom Ausgang des Differenzverstärkers 56 das Ventil 22 auf Vorlauf bzw. Rücklauf eingestellt. Durch die Zuleitungen 32 bzw. 30 wird nun Hydraulikflüssigkeit gepumpt. Diese Hydraulikflüssigkeit bewegt den Kolben 28 im Zylinder 26 und damit den Schlitten 14 und die Schreib- und Leseköpfe 12 in den Plattenstapel hinein bzw» aus dem Plattenstapel heraus. Dabei überfahren die Schreib- und Leseköpfe 12 die Aufzeichnungsspuren auf den Aufzeichnungsträgern. Jedesmal, wenn eine solche Aufzeichnungsspur überfahren wird, gibt der Lagegeber 70 einen Impuls ab, der dem Spurdifferenzregister 50 zugeführt wird. Der im Spurdifferenzregister 50 enthaltene Viert wird dann um eines, verringert. Mit Abnehmen der Differenz gibt der Digitalanalog-Wandler ein immer kleiner werdendes Signal ab, das über den Differenzverstärker 56 den Durchfluß durch das Ventil 22 verkleinert bis dieser schließlich, wenn das Spurdifferenzregister 50 auf Null heruntergezählt hat, gleichfalls Null wird.

In Abhängigkeit von <?der im Spurdifferenzregister 50 enthaltenen Differenz wird also die Geschwindigkeit der Schreib- und Lese-

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köpfe 12 heruntergeschaltet; Diese Abhängigkeit v/ird mit Hilfe der Spurdekodierung und dos Digitalanalog-Wandlers hardwareinäßig programmiert, es v/ird Brerasprogramm genannt. Die Abhängigkeit zwischen Geschwindigkeit ν und Spurdiffefcnz s ist in Pig. 2 dargestellt. Man ersieht aus dem Diagramm, daß die Geschwindigkeit stufenweise mit kleinerwordender Spurdifferenz verringert wird. Die Anzahl der Stufen wird durch die Differenz bestimmt, die im Spurdifforenzregister 50 enthalten ist. Ist die Spurdifferenz Z₀ B. 10', dann v/ird 10 mal dor Inhalt des Spurdifferenzregistors geändert, es entstehen 10 Stufen, in denen die Geschwindigkeit heruntergeregelt v/ird. Un die Anzahl dieser Stufen begrenzen zu können, ist die Spurdekodierschaltung 52 eingefügt worden. Durch sie kann das Bremsprogramn derart festgelegt werden, daß bis zu einer bestimmten Wegdifferenz der Schlitten 14 mit konstanter Geschwindigkeit läuft und, wenn dieser Wert unterschritten wird, die Geschwindigkeit in Stufen heruntergeregolt wird.

Ist der Wert, der im Spurdifferenaregister 50 steht, Hull geworden, dann ist die Regelung durch den ersten Regler beendet. Die■ Regelung durch den . ersten Regler v/ird Grobeinstellung genannt. Bs handelt sich dabei um eine wegabhängige Geschwindigkeitsregelung.

Die. genaue Einstellung der Schreib- und Leseköpfe 12 auf die Sollspur v/ird von dem zweiten Regler durchgeführt. Ist der Inhalt des Spurdifferenzregisters 50 Hull, dann schaltet der DigitalanalogrUmschalter 58 den zweiten/ Regler ein. Die Regelung erfolgt nun analog, d.h. der Differenzverstärker 60 verändert den Durchfluß des von ihm gesteuerten Yentiles 24 nicht in Stufen, sondern stetig. Die Regelung erfolgt entsprechend der von dem phasenkritischen Gleichrichter 80 abgegebenen sinusförmigen Ortsfunktion. Solange die Schreib- und Leseköpfe 12 nicht direkt über der Istspur stehen, hat die Ortsfunktion einen von Null verschiedenen Araplitudenwert. Entsprechend diesem Amplitudenwert stellt der zweite Regler die Geschwindigkeit

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des Schlittens 14 ein. Der Amplitudenv/ert ist also >.. ■·. Maß für den Abstand der Schreib- und Lesekotpfe 12 γόη der .Sollspur. Jg mehr die Schreib- und Leseköpfe 12 sieh der Soll-, spur nähern, um so kleiner "wird der Amplitudenuert, um so kleiner wird auch die von den Differenzverstärker 60 abgegebene Spannung, um so.geringer wird auch der Durchfluß durch das von ihm gesteuerte Ventil. Jede Nullstolle der Ortsfunktion entspricht einer von den Schreib-· und leseköpfen bestrichenen Aufzeichnungsspur. Jo nachdem, ob die Absolutadresse der Aufzeichnungsspur, die in einem Spuradressenregister 94 steht, gerade oder ungerade ist, würde dem Differensverstärker 60 zur Regelung der Schreib- und Leseköpfe 12 auf die Sollspur eine positive Steigung der Ortsfunktion oder eine negative Steigung der Ortsfunktion als Spannung zugeführt werden, was im zweiten Pail eine Instabilität der Regelung verursachen würde. Um dies zu verhindern, wird, veranlaßt von dem Spuradressenregister 94, die Polarität der Ortsfunktion in dem phasenkritischen Gleichrichter 80 (s. Leitung 92) umgekehrt, was einer Phasenverschiebung von 180 entspricht. Dadurch wird gewährleistet, daß dem Differenzverstärker 60 immer positive Steigungswerte der Ortsfunktion zugeführt werdeny gleichgültig, ob der Inhalt des Spuradrossenrogisters 94 gerade oder ungerade ist. Stehen die Schreibund Loseköpfe 12 direkt über der angesteuerten Istspur, dann ist die Ortsfunktion Null; es liegt keine Spannung am Differenzverstärker 60. Der Regolvorgang ist beendet»* Die Regelung?!« der Schreib- und Leseköpfe 12 durch den zweiten Regler wird Feineinstellung genannt. Es handelt sich um eine Wegregelung„

Um die Zeit für die Grobeinstellung zu verringern, können während der Grolleinstellung die beiden Ventile gleichzeitig arbeiten. Dabei wird das zweite Ventil durch den Digitalanalog-Umsetzer auf Digitalbotrieb geschaltet und voll aufgesteuerte Erst, wenn die Grobeinstellung beendet ist, wird das zweite Ventil clurch den Digitalanalog- Umschalter 50 auf die analoge Ortsfunktion umgeschaltet. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn

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dei"¹ erste Regler ausfällt. Dann kann der zweite Regler allein die Regelung der Schreib- und leseköpfe übernehmen.

Die max. £urchflußmengo durch das vom zweiten Regler gesteuerte Ventil-24'ist klein gegenüber der max. Durchflußmengo des von den ersten Regler gesteuerten Ventilcs 22. Deswegen kann es während der Grobeinstellung ganz geöffnet werden , es benötigt kein Brerasprogramm bei Erreichen der Sollspur.

5 Patentansprüche
2 Figuren

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Claims

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1. Plattenspeicher rait einer geregelten Einstellung der Schreib- und Leseköpfo auf die Aufzeichnungsspuren der Aufzeichnungsträger, bei dem die Bewegung der Schreib- und LesckÖpfe: durch einen linearen Hydraulikmotor erfolgt, wobei der Durchfluß der Hydraulikflüssigkeit zu den Zylinderkammern dos Hydraulikmotors durch Ventile stetig veränderlichen Durchflusses gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß zv/ei Regler vorgesehen sind, von denen jeder ein Ventil für Vorlauf und Rücklauf einstellt, daß durch den ersten Regler der Durchfluß des von ihm eingestellten ™ Ventiles in Abhängigkeit von dem Betrag der Differenz der

jeweiligen von den Schreib- und Leseköpfen erreichten Istspur und der Sollspur gesteuert wird (Grobeinstellung), daß nach Beendigung der Grobeinstellung zur genauen Einstellung der Schreib- und Leseküpfe auf die Sollspur durch den zweiten Regler der Durchfluß durch von ihm eingestellte Ventile analog den Abstand dox' Schreib- und Abtastorgane von der Sollspur gesteuert wird (Feineinstellung).

2. Plattenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Regler aus einem Lagegeber (70), der jedesmal einen Impuls abgibt, wenn die Schreib- und Leseköpfe eine Aufzeichnungsspur überfahren, aus einem Spurdifferenzregister (50), in dem der Betrag der Differenz der Sollspur und der von den Schreib- und Abtastorganen überfahrenen Istspur enthalten ist, aus einem Digitalanalog-Umsetzer (54) und aus einen Differenzverstärker (56) besteht, dessen Ausgangsspannung \. sich stufenweise entsprechend dem Inhalt des Spurdifferensregisters (50) Mndortt und der mit dem Ventil (22) verbunden ist.

3. Plattenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Regler aus dem Lagegeber (70), der ein sinusförmiges Signal abgibt, das immer dann eine Nullstellc hat,

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Unterlagen (Art. 7 § l Abs. 2 Kr. l Satt 3 des Ändemngaeee. v. 4.9.1 »F7J

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v/enn die Schreib- und Lesoköpfc eine Aufzeichnungsspur überfahren, aus einem Digitalanalog-Umsehalter (58), der nach der Grobeinstellung zur Peineinstellung auf den zv/citen Regler umschaltet und aus einem zv/eiten Differenzverstärker (60) besteht, durch dessen Ausgangsspannung das von zv/eiten Regler gesteuerte Ventil (24) eingestellt i/Ird.

4. Plattenspeicher nach Anspruch 3,dadurch gekennzeichnet, daß das dem nv/eiten Regler zugeordnete Ventil (24) während der Grobeinstellung ganz geöffnet ist und ausgangsseitig dem vom ersten Regler gesteuerten Ventil (22) parallelgeschaltet 13t.

5. Plattenspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der max. Durchfluß durch das vom ersten Regler eingestellte Ventil (22) größer ist als der max, Durchfluß dou./durchden zv/oiten Regler (24) eingestellten Ventiles.

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