DE2045840A1

DE2045840A1 - Eingabegerat fur Kodesignale

Info

Publication number: DE2045840A1
Application number: DE19702045840
Authority: DE
Inventors: Tadamitsu Mitaka Tokio Iritani (Japan) P
Original assignee: Yokogawa Electric Works Ltd
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1969-09-26
Filing date: 1970-09-16
Publication date: 1971-04-01
Also published as: DE2045840C3; GB1298260A; US3626406A; NL7014081A; DE2045840B2

Description

,?Τν t 20A5840

Dr. Ing. H. Negendank

Dipl. Ing. H. Hauck

Dipl. Phys. W. Schmitz

8 MUndMM tS, Mo»ri9)r.23

Tel. 53Θ0586

Yokogawa Electric Works Limited

32, 9, 2-chome, Naka-cho
Musashino City

Tokyo/ Japan 15. Sept. 197o

Anwaltsakte M-I318

Eingabegerät für Kodesignale

Die Erfindung betrifft ein Eingabegerät für Kodesignale zur Einschreibung von Signalen, die durch das öffnen und Schließen eines Kontaktes erzeugt werden, in eine Datenverarbeitungsanlage wie z.B. in einen elektronischen Computer.

Um das durch die Betätigung eines an einem Meßpunkt angeordneten Kontaktes erzeugte Signal in eine elektronische Rechenanlage bzw. derenSteuerung einschreiben zu können, muß am Meßpunkt eine Gleichspannungisolierung zwischen der Rechenanlage und dem Kontakt vorgesehen sein. Aus diesem Grunde werden allgemein Kodesignale in einen Computer über einen Schalttransistor eingegeben, der durch Gleichspannungen an- und ausgeschaltet wird, welche den durch das am Meßpunkt angeordnete Gerät erzeugten Kodesignale entsprechen. Diese Schaltungsanordnung ist jedoch kompliziert, und ihre Betriebssicherheit ist gering.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein neuartiges Eingabegerät für Kodesignale von einfachem Aufbau, verbesserter Betrieba-

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sicherheit und geringen Fertigungskosten zur Verwendung für eine Rechenanlage zu schaffen.

Erfindungsgemäß ist ein Eingabegerät für Kodesignale mit einem Meßsender oder Kodesignalgenerator wie z.B. einem zum Gerät gehörenden elektrischen Schalter an einem entfernten Meßpunkt vorgesehen, mit einem zwischen den .Kodesignalgenerator und die Rechenanlage geschalteten Topfwandler, einer im Verbindungskreis zwischen der Primärwicklung des Topfwandlers und des Signalgenerators liegenden Diode sowie einem parallel zur Primärwicklung geschalteten Kondensator zur Speicherung des Schaltzustandes des Kodesignals, wobei die Polarität der Diode in Abhängigkeit von der am Kondensator liegenden Spannung gewählt wird, um das Kodesignal in die Rechenanlage einzuschreiben. Normalerweise liegt ein Impuls zur Aufladung des Kondensators auf einen bestimmten Wert an der Sekundärwicklung des Topfwandlers an. Wenn der am Meßpunkt angeordnete Schalter oder Kodesignalgenerator geschlossen wird, so wird der Kondensator durch den Schalter kurzgeschlossen, um die öekundärseitige Impedanz des Topfwandlers herabzusetzen, wodurch ein Signal erzeugt wird, das dem durch den Schalte erzeugten Kodesignal entspricht.

Die Erfindung ist nachstehend» anhand der Zechnungen näher erläutert. Alle in der Beschreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. In den Zeichnungen ist: >

Fig. 1 ein Stromlaufplan eines Ausführungsbeispiels des erfindungpgemäßen Eingabegeräte· für Kodesignale, ~

- — d —

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Fig. 2 der Stromlaufplan eines anderen Ausführungsbexspiels der Erfindung,

Fig. 3 das Kurvenbild einer Gruppe von Wellenformen zur Erklärung der Funktion des in Fig. 1 gezeigten Geräts,

Fig. ti ein Kurvenbild mit einer Gruppe von Wellenformen zur Erklärung der Funktion des in Fig. 2 gezeigten Gerätes.

Das in Fig. 1 gezeigte bevorzugte Ausführungsbeispxel der Erfindung besitzt eine Anzahl von Schaltern S₁, S₂ und S , die zur Erzeugung von Kodesignalen an Meßpunkten angeordnet sind. Parallel zu den durch die Schalter S₁, S-...S^ gesteuerten Signalleitungen liegen die Kondensatoren C₁, C„...C , wobei die Signalleitungen über die Dioden D., D₇... D mit den Primärwicklungen der Topfwandler T₁, T^...T verbunden sind. Je eine Klemme der Sekundärwicklungen der Topfwandler T₁, Τ₂·.·Τ ist an eine Eingangsklemme der UND-Tore G₁, G₃...G_n sowie an die gemeinsame Ausgangsklemme des Inverters IV angeschlossen. Die anderen Klemmer der Sekundärwicklungen der Topfwandler sind an einen Pol einer Gleichspannungsquelle geführt, deren andere Klemmen an Masse liegen. Die Eingangsklemme/ für die Anzeigesignale INR ist mit den anderen Eingangsklemmen der UND-Tore G₁, G₃...G_n sowie mit einer Eingangsklemme des ODER-Tores G_Q verbunden. Der Ausgang des Oszillators OS ist an die andere Eingangsklemme des ODER-Tores G_Q geführt, dessen Ausgangssignal der Eingangsklemme des Inverters IV eingespeist wird. Die Ausgangsklemmen der UND-Tore sind mit den Ausgangsklemmen 0', 0-...0 für die Kodesignale verbunden.

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Die Arbeitsweise des in Fig. 1 gezeigten Eingabegeräts für Kodesignale ist wie folgt:

Die Kontakte der an den Meföpunkten angeordneten Schalter S., S S zur Erzeugung der Kodesignale werden entsprechend dem an die Rechenanlage zu übertragenden Kodesignalen gesteuert. Der Impulsgenerator OS erzeugt das in Fig. 3b gezeigte Impulssignal von ' einer bestimmten Frequenz, das der Eingangsklemme des Inverters ; über das ODER-Tor G_Q eingespeist wird. Zur Anzeige des Schaltzustandes der Kontakte der Schalter S₁, S^.. .S_nan den Meßpunkten und zur Einsehreibung dieses Zustandes in die Rechenanlage liegt , ein Anzeigesignal nach Fig. 3c an der entsprechenden Eingangs- , klemme INR an, das der Eingangsklemme des Inverters IV aufgeprägt wird, der das in Fig. 3b gezeigte Ausgangssignal des Oszillators OS sowie das an der Eingangsklemme INR anliegende Signal nach Fig. 3c invertiert, um ein Signal von der Wellenform der Fig. 3d zu erzeugen. Dieses Signal gelangt über die Widerstände R₁, R-...R an eine der Klemmen der Sekundärwicklungen des Topfwandlers T₁, T-...T . Als Folge werden dem Ausgangssignal des Inverters IV entsprechende Wechselspannungssignale in den Primärwicklungen der entsprechenden Topfwandler induziert und dann durch die Dioden D₁, D₂-..D zur Aufladung der Kondensatoren C₁, C₂... C gleichgerichtet.

Wenn die Schalter

₃.

öffnen, so werden die Kondensatoren

C₁, C₃...C um eine bestimmte den Scheitelwert des Ausgangssignalfe des Inverters IV entsprechende Spannung Vc (Fig. 3a) aufgeladen, ;

i während die Kondensatoren durch die Schalter kurzgeschlossen J

werden, wenn diese geschlossen sind, so daß sie nicht aufgeladen j

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werden. Wenn die Schalter offen sind, so werden auf diese Weise die Dioden D₁, D₂...D durch die Spannung Vc der Kondensatoren C₁J C₀...C in Sperrichtung betrieben und bleiben damit abge- . schaltet, um die Kreise über die Primärwicklungen der Topfwandler

T^, T₀...T zu öffnen. Dadurch erhöht sich die sekundärseitige 1 2 η

Impedanz der Topfwandler. Da in der Primärwicklung kein Strom fließt, entsteht an den Widerständen R₁, R₉...R keinSpannungs-

J» £ Il

abfall, so daß an den Ausgangsklemmen O₁, ⁰ ₂*'*°n ^ke^ⁿ Ausgangssignal erscheint (linke Hälfte der Fig. 3e), selbst wenn das in Fig. 3c gezeigte Signal der Eingangsklemme INR für die Anzeige signale aufgeprägt wird. Wenn andererseits die Schalter S₁, S₀. S geschlossen sind, werden die Kondensatoren C₁, C₂-..C kurzgeschlossen, und ihre Klemmenspannung ist gleich Null, so daß die Dioden D₁, D₂...D durchgesteuert sind und die Primärwicklung der Topfwandler kurzschließen. Daher werden die Sekundärwicklungen auf einer niedrigen Impedanz gehalten, so daß an den Verbindungspunkten zwischen den Sekundärwicklungen und den entsprechenden Widerständen R₁, R₉... R der Pegel der Spannung V der Gleichspannungsquelle E anliegt. Gelangt ein Signal nach Fig. 3c an die Klemme INR für Anzeigesignale, so werden unter diesen Bedingungen die Tore G₁, G₂...G durchgesteuert und zeigen die an den Verbindungspunkten anliegende Spannung V, die über die Tore G₁, G₂...G_n S^efuhrt wird, an den Ausgangsklemmen an, wie im rechten Teil der Fig. 3e dargestellt. Auf diese Weise werden die durch den Anschalt- bzw. Abschaltzustand der an den Meßpunkten angeordneten Schalter S₁, S₃...S dargestellten Kodesignale an den Ausgangsklemmen O₁, O₀.»·0 durch das der Klemme INR aufgeprägte Anzeigesignal (Fig. 3c) als Signale (siehe Fig.3e!

angezeigt, die dem Anschalt- bzw. Abschaltzustand der Schalter entsprechen ι -

0₂·..0

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Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß,bei dem erfindungsgemäßen Eingabegerät für Kodesignale ein Impuls normalerweise der Sekundärwicklung eines Transformators aufgeprägt wird, um eine Gleichspannungsisolierung zwischen dem an einem Meßpunkt angeordneten und das Kodesignal erzeugenden Schalter und einer Rechenanlage zu schaffen, und die Wechselspannungskomponente des Impulses wird durch eine Diode auf der Primärseite des Topfwandleifs gleichgerichtet, um einen Kondensator aufzuladen, der als Gleichspannungsquelle für die Vorspannung der Diode dient. Durch diese Anordnung wird der Einbau einer Gleichspannungsquelle am Meßpunkt vermieden. Wenn ferner eine Anzahl von Schaltern zur Erzeugung des Kodesignals verwendet wird, so äind diese vollständig vonein- j ander getrennt. Im Vergleich zu herkömmlichen Geräten wird nicht nur der Aufbau sehr vereinfacht, sondern auch die Betriebssicherheit stark verbessert und die Herstellungskosten werden herabgesetzt. Damit eignet sich das erfindungsgemäße Eingabegerät für Kodesignale für viele Anwendungen, bei denen in Abhängigkeit vom Anschalt- bzw. Abschaltzustand der Schalter erzeugte Kodesignale in Rechenanlagen eingegeben werden müssen.

Fig. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Eingabegerätes für Kodesignale. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Gleichspannung,8quellen E., E„...E an die Eingangsklemmen der entsprechenden Schalter S₁, S-...S geführt und bilden somit Generatoren für Signalpegel, die mit an entfernten Punkten aufgebauten Maschinen und Geräten verbunden sind. Diese Schalter sind wie in Fig. 1 über die Dioden D₁, D-...D und die Kondensatoren C₁, C₂...C_n an die Primärwicklungen der Topfwandler T₁, T-. T_n angeschlossen. Je eine Klemme der Sekundärwicklungen der

- 7 -i

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Topfwandler ist gemeinsam an die Eingangsklemme V einer Gleichspannungsquelle angeschlossen, während die anderen Klemmen an je eine Eingangsklemme der UND-Tore G., G„,..G sowie über die Widerstände R₁, R₂...R an die Ausgangsklemme des Inverters IV geführt sind. Die Eingangsklemme INR für Anzeigesignale ist mit den entsprechenden Eingangsklemmen der UND-Tore G₁, G₉...G sowie mit der Eingangsklemme des Inverters IV verbunden. Die Ausgangsklemme der UND-Tore G₁, G₃...G sind an die Ausgangsklemmen O₁,

O₀...0 geführt.
ι. η

Das inFig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel der Erfindung arbeitet wie folgt:

Die Kontakte der mit entfernt angeordneten Maschinen und Geräten verbundenen Schalter S₁, S„...S zur Erzeugung von Kodesignalen öffnen oder Schließen in Abhängigkeit von den an die Rechenanlage zu übertragenden Kode signale: a Im geschlossenen Zustand (eingeschaltet) übertragen diese Schalter¹ die Spannung V der Gleichspannungsquellen E₁, E₂...E über die entsprechenden Übertragungsleitungen, während in geöffnetem Zustand (ausgeschaltet) diese Übertragungsleitungen durch die Schalter kurzgeschlossen werden. Somit werden durch die Ein- und Ausschaltvorgänge der Schalter S₁, S-...S die in Fig. 4a gezeigten Kodesignale übertragen.

Wenn die Schalter S₁, S-...S geschlossen (eingeschaltet) sind, so werden die Kondensatoren C₁, ^C2***^Cn ^{durcil d}^^e Gleichspannungsquellen aufgeladen, wogegen diese Kondensatoren bei geöffneten (ausgeschalteten) Schaltern kurzgeschlossen sind, so daß sie sich nicht aufladen. Auf diese Weise werden die Kondensatoren

C₁, C₂...C_n auf eine den Kodesignalen entsprechende Spannung

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aufgeladen (siehe Fig. ^b). Zum Einschreiben dieser Schaltzustände der auf diese Weise erzeugten Kodesignale in die Rechenanlage wird das in Fig. Hc gezeigte Schreibsignal der Eingangsklemme INR eingespeist. Dieses Signal wird im Inverter IV invertiert, dessen Ausgangssignal die Wellenform der Fig. Ud besitzt, und das an eine Klemme der Sekundärwicklungen des TopfWandlers über die Widerstände R₁, R₂... R geführt wird. Dadurch werden in den Primärwicklungen der Topfwandler Impulssignale induziert, welche die Dioden in Abhängigkeit vom Lagezustand der Kondensatoren C₁, C₂...C ansteuern oder abschalten.

Wenn, wie vorstehend beschrieben, dfe Schalter S₁, ^so*"^S _n angeschaltet bleiben, so werden die Kondensatoren C₁, C₂...C durch die Gleichspannungsquellen E₁, E-...E auf die konstante Spannung V aufgeladen (Fig. 4a), während bei einer Unterbrechung der Schalter S₁, S-...S die Kondensatoren C₁, C₂...C kurzgeschlossen werden, so daß ihre Klemmenspannung Null ist. Solange die Schalter S₁, S-...S eingeschaltet sind, werden daher die Dioden D₁, D₂-.. D durch die an den Kondensatoren anliegenden Spannungen V in Sperrichtung betrieben, so daß sie abgeschaltet bleiben und die Primärkreise der Topfwandler nicht schließen. Dadurch entsteht eine hohe Impedanz in den Sekundärwicklungen der Topfwandler, und da in den Primärwicklungen kein Strom fließt, gelangen hohe negative Spannungen t₁ (Fig. He) an die Widerstände R₁, R^,...R_n· Selbst wenn das in Fig. Hc gezeigte Signal der Klemme INR für das Anzeigesignal aufgeprägt wird, entsteht somit kein Impulssignal an den Ausgangsklemmen O₁, O₂...0 , wie bei t₁ der Fig.4f gezeigt. Wenn umgekehrt die Schalter S , S ...S geöffnet bzw. ausgeschaltet sind, so verursacht eine Impulsspannung an der

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Sekundärwicklung der Topfwandler eine Durchsteuerung der Dioden D₁, D₂-..D_n, wodurch die Primärwicklungen der Topfwandler kurzgeschlossen werden, da die Kondensatoren C₁, C₂««-C kurzgeschlossen sind_;und ihre Nullspannung Null ist. Somit bleibt in den Sekundärwicklungen dieser Topfwandler eine niedrige Impedanz", und an den Verbindungspunkten zwischen den unteren Klemmen der Sekunda: wicklungen und den Widerständen R.,, R-...R liegt im wesentlichen die Spannung der Gleichspannungseingangsklemme an (siehe t„ der Fig. 4e). Wenn unter diesen Bedingungen das in Fig. 4c gezeigte Signal einer Eingangsklemme der UND-Tore G₁, G ...G über die Eingangsklemme INR für das Anzeigesignal aufgeprägt wird, wird die Spannung Vc an diesen Verbindungspunkten über die UND-Tore G., G„. G an den Ausgangsklemmen 0., O₂...0 angezeigt (t« der Fig. ^f).

Auf diese Weise werden die durch an entfernten Meßpunkten angeordneten Schalter erzeugten Kodesignale als Ausgangssignale der Fig. 4e an den Ausgangsklemmen angezeigt.

Außer den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind noch andere möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

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Claims

Patentansprüche

(l/ Gerät zum Einschreiben eines durch einen an einem Meßpunkt angeordneten Signalgenerator erzeugten Signals in eine Rechenanlage, dadurch gekennzeichnet, daß ein Topfwandler (T₁, T₂... T) zwischen den Kodesxgnalgeneratpr (S₁, S₃...S_n) und die Rechenanlage geschaltet ist, daß eine in Reihe geschaltete Diode (D₁, D₃...D_R) und ein parallel geschalteter Kondensator (C₁, C₂...C ) in dem Kreis liegen, der die Primärwicklung des Topfwandlers und den Signalgenerator verbindet, daß weiterhin zur Aufladung des Kondensators über die Diode ein Impuls an die Sekundärwxcklung des Topfwandlers angelegt wird, und schließlich daß sich der Kondensator entlädt, wenn der Kodesig nalgenerator die sekundärseitige Impedanz des Topfwandlers verringert, um ein an die Reihenanlage abzugebendes Ausgangssignal zu erzeugen.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Inverter (IV) das Impulssignal invertiert, welches dann über den Widerstand (R₁, R-...R) einer Klemme der Sekundärwxcklung

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des Topfwandlers (T₁, T₃...T_n) eingespeist wird, daß eine Gleich spannung an die andere Klemme der Sekundärwicklung angelegt wird und schließlich daß ein UND-Tor (G₁, G₂...6 ) vorgesehen ist, welches in Abhängigkeit von dem Impulseignal und der an der einen Klemme der Sekundärwicklung anliegenden Spannung ein Ausgangssignal erzeugt, wenn der Kodesignalgenerator (S₁, S₂...S.) angeschaltet ist.

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