DE1815977C - Schaltungsanordnung für digitale Steuerungen, insbesondere von Spritzgießmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für digitale Steuerungen, insbesondere von Spritzgießmaschinen, mit einem zwei Transistoren aufweisenden bistabilen Multivibrator, wobei die Basis eines jeden Transistors am Abgriff eines Widerstandes aufweisenden Spannungsteilers liegt, der am Kollektor des jeweils anderen Transistors angeschlossen ist.

Derartige Schaltungsanordnungen weisen eine gewisse Empfindlichkeit gegen Störimpulse, die von gleicher oder größerer Dauer als die Steuerimpulse sind, auf, wodurch unerwünschte Steuerungen ausgelöst werden können. Os ist daher das Bestreben, die Schaltzeit des bistabilen Multivibrators so zu verlängern, daü sie jedenfalls größer ist als die maximale Dauer cIlt Störimpulsc.

Hs ist bekannt, die beiden Eingänge des bistabilen Multivibrators mit Widerständen und Kondensatoren in Gestalt von /if'-Cilictlcrn zu verseilen, durch die die Impulse, also auch die Störimpulse, gedämpft werden. Diese Lösung ist jedoch dann nicht mehr vertretbar, wenn ·— wie dies bei Maschinensteuerungen vielfach der Fall ist — der bistabile Multivibrator mehrere Steuersignale (Oder-Bedingungen) an einem einzigen Eingang verarbeiten muß. Die dann notwendige Anzahl von Widerständen und Kondensatoren ergibt einen erheblichen Kosten- und Platzaufwand.

Es ist eine Lösung denkbar, bei der ein einziger, parallel zur B.asis des jeweiligen Transistors des bistabilen Multivibrators liegender Dämpfungskondensator vorgesehen wird. Da dieser Kondensator wegen der geringen Basisspannung von weniger als 1 V nur im untersten Teil seiner exponentiell verlaufenden Ladekurve benutzt wird und zudem die Verzögerungszeit für das Eintreffen der Steuerimpule am Konden- sator auf Grund der bestehenden Anzahl der Oder-Bedingungen stark schwankt, muß seine Kapazität und damit sein Volumen entsprechend groß sein, so daß auch diese Lösung nicht annehmbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein

Verzögerungsglied einen solchen Ort zu finden, der eine einfache und platzsparende Ausführung — selbst bei zahlreichen Oder-Bedingungen — gestattet.

Dies wird bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß der zwi-

»5 sehen der Basis des einen Transistors und dem Kollektor des anderen Transistors liegende WiderstEnd in zwei Teilwiderstände aufgeteilt wird, deren Verbindungsstelle über einen Kondensator an den mit den Emittern der Transistoren verbundenen Pol der Betriebsspannungsquelle angeschlossen wird.

Diese Maßnahme benötigt lediglich einfache, kleine und kostensparende Einbauteile. Das Verzögerungsglied ist nunmehr in den bistabilen Multivibrator hineinverlegt. Dabei kann die erfmdungsgemäße Maßnähme lediglich bei einem der Transistoren des

bistabilen Multivibrators oder — was üblich sein dürfte — bei beiden Transistoren angewendet werden.

Der zwischen der Verbindungsstelle und dem KoI-lektor liegende Teilwiderstand muß nicht unbedingt als ohmscher Widerstand ausgebildet sein, sondern kann vorteilhafterweise ais Diode ausgebildet werden, wodurch das Zeitverhalten des bistabilen Multivibrators verbessert wird. Wenn beispielsweise nach etwa 15 msec infolge der beabsichtigten Schaltverzögerung der bistabile Multivibrator an seinem Ausgang eine positive Spannung abgibt, bedarf es normalerweise, d. h. ohne Diode, noch weiterer 5 msec, um ein sicheres Kippen des bistabilen Multivibrators zu erreichen, so daß für den Steuerimpuls eine Dauer von etwa 20 msec notwendig ist. Bei Verwendung einer Diode — wie angegeben — kann die Zeit von 5 msec erheblich vermindert werden, z. B. um eine Zehnerpotenz.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen an vier Ausfuhrungsbeispielen dargestellt. Hierbei zeigt

Fig. 1 eine Schaltungsanordnung in der Grundausführung mit zwei ohmschen Widerständen,

Fig. 2 und 3 zwei mögliche Ausbildungen der Stcuereingänge, und zwar über ohmsche Widerstände und über Dioden,

Fig. 4 eine Variante mit drei ohmschen Widerständen,

Fig. 5 eine Schaltungsanordnung mit einer Diode an Stelle eines ohmschen Widerstandes und

Fig. 6 eine Schaltungsanordnung unter Vorschaltung eines monostabilen Multivibrators ohne Rückkopplüngsglied.

F ι g. 1 enthalt die Grundschaltung eines bistabilen angeschlossenen Verbindungsstelle 21 bzw. 22 nun Multivibrators nut npn-Transistoren 1 und 2, Wider- in zwei Einzelwiderstände 55 und 56 bzw. 57 und 58 ständen 3 bis 8, Eingängen 9 und 10, Einstell- und aufgeteilt, wobei deren Verbindungspunkt 59 bzw. 60 Rückstelleingang für die Steuerimpulse, Ausgängen im Gegensatz zur Schaltung nach Fig. 1 den Steuer- 11 und 12 und Anschlüssen 13 und 14 für eine Be- 5 impulseingang61 bzw. 62 darstellt, der nach Fig.4 triebsspannungsquelle. Erfindungsgemäß sind die über einen Transistor 63 bzw. 64 erfolgt und der Widerstände 4 und 6 am Abgriff der Spannungsteiler über einen Widerstand 65 bzw.. 66 nu> dem negativen 3/4 und 5/6 in zwei Teilwiderständen 15 und 16 Betriebsspannungspol 13'verbunden ist.
bzw. 18 und 19 unterteilt, deren Verbindungsstelle Die Vorschaltung der Transistoren 63 und 64 vor 21 bzw. 22 über einen Kondensator 17 bzw. 20 an io die Steuereingänge des bistabilen Multivibrators erden Minuspol 13 der Betriebsspannungsquelle ange- möglicht eine Erhöhung der Oder-Bedingungen unterschlossen ist. Verwendung von normalen Widerständen (vgl.

Die Steuerung arbeitet folgendermaßen: Die Fig. 2).

O-Stellung des bistabilen Multivibrators sei so fest- Die O-Stellung des bistabilen Multivibrators sei so

gelegt, daß der Transistor 1 stromlos und der Tran- 15 festgelegt, daß der Transistor 1 über die Wider-

sistor 2 durchgesteuert ist. Damit der bistabile Multi- stände 8, 56, 55 und 15 durchgesteuert ist, während

vibrator beim Einschalten die definierte Schaltstellung der andere Transistor des bistabilen Multivibrators,

einnimmt, werden die Widerstandes, 5, 15, 16, 18 der Transistor2, gesperrt ist. Auch die Transistoren

und 19 sowie die Kondensatoren 17 und 20 so aus- 63 und 64 sind stromlos.

gelegt, daß die Basisspannung des Transistors 2 ao Sobald der Transistor 63 eine bestimmte Zeit über

schneller ansteigt als die des Transistors 1. den Einstelleingang 72 angesteuert wird, kippt der

Die Schaltung ist ferner so ausgelegt, daß, sobald bistabile Multivibrator in seine »Ein^-Steilung. Mit

ik-r Transistor 2 durchgesteuert ist, der Kondensator einem positiven Impuls von entsprechender Dauer

Yt über die Widerstände 15 und 16 entladen, aber wird er über den Rückstelleingang 73 wieder in seine

der Kondensator 20 über die Widerstände 7 und 19 as O-Stellung gebracht.

auf seinen Endwert aufgeladen wird. Die Spannung Auch die Fig. 5 zeigt im wesentlichen die Grund-

am Ausgang 11 beträgt fast 0 Volt. Am Ausgang 12 schaltung nach Fig. 1 mit den Transistoren 1 und 2,

liegt etwa die Betriebsspannung, d. h. ungefähr iie wobei jedoch die in F i g. 1 dargestellten ohmschen

Spannung an den Anschlüssen 13/14, an. Widerstände 16 und 19 hier als Dioden 51 und 52 Wenn nun der Eingang 9 einen Steuerimpuls er- 30 ausgebildet sind, die zusammen mit den ohmschen

halt, wird der Ausgang 12 sofort spannungslos, wobei Widerständen 15 und 18 die Widerstände 4 und 6

der Kondensator 20 über die Widerstände 19 und 18 ergeben. Diese gestatten bei Verwendung der Kon-

eiitladen wird. Nach einer bestimmten Zeit wird da- densatoren 17 und 20 mit der gleichen Kapazität wie

durch der Transistor2 stromlos; der Ausgang 11 nach Fig. 1 eine längere Verzögerungszeit für das

liefert eine positive Spannung. Über die Widerstände 35 Kippen des bistabilen Multivibrators sowie eine

15 und 16 fließt zum weiteren Ansteuern des Tran- schnelle Wiederbereitschaft. Es ist somit möglich,

sistors 1 ein Steuerstrom, wobei zugleich der Kon- längere Störimpulse als Gefahrenquelle für Fehl-

densator 17 aufgeladen wird. schaltungen auszuscheiden.

Die Rückstellung des bistabilen Multivibrators in Den beiden Steuereingängen des bistabilen Multivi-

seine »Aus«-Stellung erfolgt sinngemäß über einen 40 brators nach F i g. 5 sind ein Kondensator 75 bzw. 76,

Steuerimpuls auf den Rückstelleingang 10. ein Spannungsteiler mit den Widerständen 77 und 78

Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 ist die bzw. 79 und 80 und eine Diode81 bzw. 82 vorge-Anzahl der auf die Eingänge 9 und 10 wirkenden schaltet. Bei dieser Schaltung genügt bereits ein geOder-Bedingungen bei Verwendung von normalen ringer Potentialanstieg am Einstelleingang 83 oder Eingangswiderständen begrenzt, z. B. auf fünf Oder- 45 am Rückstelleingang 84, um einen Basisstrom über Bedingungen, wie F i g. 2 zeigt, wobei die Steuer- die Diode 81 bzw. 82 zu erzeugen. Da am Widerimpulse über Leitungen 23 bis 27 und über Ein- stand 78 bzw. 80 eine Spannung anliegt, die fast die gangswiderstände 28 bis 32 auf den bistabilen Multi- Durchlaßspannung der Diode 81 bzw. 82 erreiche, vibrator BM nach F i g. 1 einwirken, und zwar über ergibt schon eine geringe Kapazität des Kondensators die Eingänge 9 und 10. 50 75 bzw. 76 eine lange Ansteuerzeit der Transistoren 1

Bei einer größeren Anzahl von Eingangswider- und 2.

ständen wird das Zeitverhalten des bistabilen Multi- Die Schaltungsanordnung nach F i g. 5 spricht auf

vibrators so unterschiedlich, daß es für einige An- eine Spannungsänderung an den Eingängen 83 und

wcndungsfälle nicht mehr tragbar ist. In diesem 84 an; es liegt somit eine sogenannte dynamische

Falle hilft man sich dadurch, daß man statt der nor- 55 Ansteuerung vor, bei der das Löschsignal auch wäh-

malen Eingangswiderstände Dioden mit einem ge- rend des Anstehens des Ansteuersignals die Steue-

meinsamen normalen Widerstand vorsieht. Eine rungsänderung bewirkt. Demgegenüber zeigen die

solche Anordnung zeigt Fig. 3. In jeder der Steuer- Fig. 1 und 4 Anordnungen, die normale Anstctie-

leitungen 35 bis 42 ist eine der Dioden 43 bis 50 mit rungcn voraussetzen (d. h. Löschsignal erst nach An-

einem nachgeschalteten gemeinsamen Widerstand 51 60 steuersignal).

bzw. 52 vorgesehen. Der bistabile Multivibrator BM Die Schaltungsanordnung nach Fig. (1 gestattet

und die Eingänge 9 und 10 entsprechen der Schal- ebenfalls eine dynamische Ansteuerung der P.instell-

tungsanordming nach Fig. 1. In dieser Ausführung eingänge und normaler Ansteuerung der Riickstell-

ist die Anzahl der Steucrleitungen praktisch unbc- eingänge, aber auch eine große Anzahl um über

grenzt; es ergibt sich ein konstantes Zeitverhalten. 65 Widerstände einlaufende Oder-Bedinguivgen. Rechts

F i g. 4 zeigt im Prinzip dieselbe Schaltung wie der mit 85 bezeichneten gestrichelten Linie ist die

Fig. 1. Jedoch ist der Widerstand 16 bzw. 19 nach Grundschaltung nach Fig. 1 mit den Transistoren 1

Fig. 1 oberhalb der an den Kondensator 17 bzw. 20 und 2 dargestellt. Links dieser Linie ist ein mono-

stabiler Multivibrator 93, jedoch ohne Rückkopplungsglied, gezeichnet.

Die Transistoren 86 und 87 des monostabilen Multivibrators 93 bilden ein weiteres Zeitglied. Wird der Transistor 86 über den Einstelleingang 88 dynamisch angesteuert, läuft eine von einem Kondensator 89 und einem Widerstand 90 bestimmte Ansteuerzeit für den rechts der Linie 85 befindlichen bistabilen Multivibrator, während der der Transistor 87 gesperrt ist. Vor Ablauf dieser Zeit, aber noch während der Sperrzeit des Transistors 87 kippt der bistabile Multivibrator in seine »Ein«-Stellung, da der Transistor 1 über Widerstände 92 und 94 unmittelbar angesteuert wird. Wenn die Ansteuerung über den Einstelleingang 88 kurzer als die Kippzeit des bistabilen Multivibrators ist, erfolgt keine Änderung des Schaltzustandes.

Der Vorteil der Vorschaltung des monostabilen Multivibrators 93 ohne Rückkopplungsglied vor den bistabilen Multivibrator besteht darin, daß die Wiederbereitschaftszeit, d. h. die früheste Möglichkeit für eine Rückstellung auf Grund eines Rückstellsignals, auf die Zeitspanne herabgesetzt wird, die durch den verzögerten bistabilen Multivibrator gegeben ist. Falls diese z. B. 20 msec und die Verzögerungszeit auf Grund des monostabilen Multivibrators ebenfalls 20 msec ist, läßt sich die Rückstellung bereits nach 20 msec vollziehen, selbst wenn der Ein- stellimpuls eine Dauer von SO msec aufweist, was bei einer Vielzahl von Oder-Bedingungen, die über unterschiedliche Eingangswiderstände eingegeben werden (vgl. Fig. 2), ohne weiteres möglich ist. Ohne den monostabilen Multivibrator 93 könnte das Rück- Stellsignal erst nach 50 msec wirksam werden. Oder anders ausgedrückt: Der monostabile Multivibrator 93 gestattet selbst bei Verwendung einer Vielzahl von Steuereingängen über Eingangswiderstände nach F i g. 2 eine große Steuerimpulsfolge.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (4)

1. Patentansprüche:

   L Schaltungsanordnung für digitale Steuerungen, insbesondere von Spritzgießmaschinen, mit einem zwei Transistoren aufweisenden bistabilen Multivibrator, wobei die Basis eines jeden Transistors am Abgriff eines Widerstände aufweisenden Spannungsteilers liegt, der am Kollektor des jeweils anderen Transistors angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen der Basis des einen Transistors (1 bzw. 2) und dem Kollektor des anderen Transistors (2 bzw. 1) liegende Widerstand (4; 6) in zwei Teilwiderstände (15 und 16; 18 und 19; 15 und 51; 18 und 52; 15 und 55/56; 18 und 57/58) aufgeteilt ist, deren Verbindungsstelle (21; 22) über einen Kondensator (17; 20) an den mit den Emittern der Transistoren verbundenen Pol (13) der Betriebsspannungsquelle angeschlossen ist.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen der Verbindungsstelle (21; 22) und dem Kollektor des jeweils anderen Transistors (2 bzw. 1) liegende Teilwiderstand als Diode (51, 52) ausgebildet ist (Fig. 5).
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen der Verbindungsstelle (21; 22) und dem Kollektor des jeweils anderen Transistors (2 bzw. 1) liegende Teilwiderstand in zwei weitere Einzelwiderstände (55 und 56; 57 und 58) aufgeteilt ist,' zwischen denen der Kollektor eines im Impulseingang (72; 73) liegenden Transistors (63; 64) angeschlossen ist (Fig. 4).
4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Impulseingang (88) zur Basis des einen Transistors (1) des bistabilen Multivibrators ein monostabiler Multivibrator (93), jedoch ohne Rückkopplungsglied, vorgeschaltet ist (F i g. 6).