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Anordnung zur Rernsteuerung von auf zweierlei Art impulsweise steuerbaren
Auswertegliedern Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Fernsteuerung von auf
zweierlei Art impulsweise steuerbaren, insbesondere durch Vorwärts-Rüokwärts-Zähler
gebildete Auswertegliedern, bei der eine Sende-, eine Ubertragungs- und eine Empfangseinrichtung
vorgesehen sind. Dabei kann das Auswerteglied z.B. durch ein Schrittschaltwerk gebildet
sein, das auf zweierlei Art, nämlich vorwärts oder rückwärts verstellt werden kann
und dabei ein Stellglied betätigt. Das Auswerteglied kann auch durch andere Vorwärts-Rückwärts-Zähler
gebildet sein. Ferner können auch Xelde- oder Anzeigeeinrichtungen dadurch auf zweierlei
Art angesteuert werden, daß bei der einen Steuerungsart eine erste Einrichtung,
bei der anderen Steuerungsart eine zweite Einrichtung die empfangenen Impulse z.B.
zum Zwecke einer getrennten Anzeige auswertet.
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Vorwärts-Rückwärts-Zähler werden insbesondere überall dort eingesetzt,
wo eine Größe schrittweise zu- oder abnehmen soll, z.B. beim Registrieren von Mengen
oder bei der Einstellung von Geräten. Elektrisch fortschaltbare Zähler können grundsätzlich
auf zwei Arten betätigt werdene 1. Eine Ansteuerleitung führt die Fortschalteimpulse
zu, eine zweite Leitung bestimmt, ob der Zähler vorwärts oder rückwärts zählen soll.
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2. Eine Ansteuerleitung führt die Vorwärtsschaltimpulse zu, eine andere
die P.ückwOrtaschaltimpulse
In beiden Fällen ist also der steuernde
Geber über zwei Leitungen, auf denen jeweils zwei Signalzustände (Impuls/ kein Impuls,
vorwärts/rückwärts) möglich sind, mit dem Zähler verbunden. Wenn der Geber und der
Zähler so weit voneinander getrennt sind, daß zur störungsfreien und rationellen
Ubertragung besondere Hilfsmittel, z.B. Leitungen mit Verstärkern, erforderlich
sind, wird man bemüht sein, mit nur einer Leitung auszukommen. Bei Leitungen, die
Gleichstrom übertragen können, ist es möglich, positive Stromimpulse für das Vorwärtszählen,
negative für das Rückwärts zählen zu verwenden. Leitungen mit Verstärkern erfordern
eine Ubertragung mit Tonfrequenzimpulsen, wie sie z.B. mit Einrichtungen der Wechselstromtelegrafie
(WT) durchgeführt werden kann. Bei der Verwendung von zwei Prequenzen (f1 und 2)
kann die eine für Impulse zum Vorwärts-, die andere für Impulse zum Rückwärtezählen
benutzt werden.
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Die beiden Ubertragungsverfahren verwenden jedoch drei Zustände auf
dem Übertragungsweg: +, 0, - oder t O, f2.
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In beiden Fällen ist der Zustand "0" dadurch charakterisiert, daß
die Leitung stromlos und damit besonders störanfällig ist. Störimpulse können also
in den Pausen die Zählereinstellung verfälschen. Um Störeinflüsse dieser Art zu
verhindern, ist es bekannt, Frequenzmodulation (FM) zur Übertragung zu benutzen.
Bei Wechselstromtelegrafie mit Frequenzmodulation (FM-WT) wird auch für den Zustand
"0" eine Frequenz übertragen. Einrichtungen mit drei Frequenzen sind jedoch nicht
handelsüblich, 80 daß man praktisch gezwungen ist, zwei WT-Kanäle zu verwenden.
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Das erfordert aber einen hohen Aufwand zur Übertragung der Steuerimpulse.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Anordnung der vorstehend
näher bezeichneten Art derart auezubilden, daß
bei der Übertragung
von der Sende- zur Empfangseinrichtung nur zwei Signalzustände auf ein und demselben
Weg übertragen zu werden brauchen.
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Gemäß der Erfindung wird die Anordnung zur Fernsteuerung zur Lösung
dieser Aufgabe derart ausgebildet, daß die Sendeeinrichtung Impulse einer bestimmten
Schrittdauer erzeugt, deren zeitlicher Abstand mindestens die doppelte Schrittdauer
beträgt, und daß die Impulse zur Vorwärtsschaltung des Zählers mit einem ersten
und zur Rückwärtsschaltung mit einem zweiten Signalzustand auf ein und demselben
Übertragungsweg der Übertragungseinrichtung gegeben sind und daß die Empfangseinrichtung
zwei monostabile Kippstufen mit einer Kippzeit enthält, die länger als die Schrittdauer
und kürzer als der kürzeste zeitliche Abstand zweier Impulse ist. Dient dabei als
Übertragungseinrichtung ein Wechselstrom-Telegrafiesystem mit Frequenzmodulation
(FM-WT), 80 werden die Impulse für die eine Steuerungsart, insbesondere zum Vorwärtssählen,
mit der Frequenz f1 übertragen, während in den länger dauernden Pausen die Frequenz
f2 auf der Leitung liegt. Für die andere Steuerungsart, insbesondere zum Rückwärts
zählen, dienen in diesem Fall dagegen Impulse der Frequenz f2 und die Pausen werden
mit f1 wiedergegeben.
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Durch diese Maßnahmen ergibt sich der Vorteil, daß durch einfach realisierbare
Maßnahmen in der Sende- und in der Empfangseinrichtung eine sichere Übertragung
auf einem einzigen Weg mit nur zwei Signalzuständen, insbesondere auf nur einem
FM-WT-Kanal, möglich ist, 8o daß handelsübliche Übertragungseinrichtunge Verwendung
finden oder weitere Signalzustände zur Übertragung zusätzlicher Kriterien dienen
können.
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In weiterer Auagestaltung der Erfindung wird die Anordnung
derart
ausgebildet, daß in der Sendeeinrichtung von einem Geber gelieferte Impulse, insbesondere
Fortschalteimpulse, einer monostabilen Kippstufe zugeführt sindhund daß der Ausgang
dieser Kippstufe und ein die Art der Steuerung, insbesondere die Fortschaitrichtung,
bestimmender Ausgang des Gebers mit einer Verknüpfungßschaltung verbunden sind,
die derart aufgebaut ist, daß in ihrem Ausgang die zur Übertragung vorgesehenen
Signalzustände entstehen.
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In Weiterbildung der Erfindung wird die Anordnung derart ausgebildet,
daß von zwei in der Empfangseinrichtung enthaltenen monostabilen Kippstufe die eine
Kippstufe von den Anstiegsflanken, die andere Kippetufe von den Abfallflanken des
übertragenen Signals angestoßen wird, und daß die Ausgänge beider Kippstufe mit
zwei, je einen differenzierenden Eingang enthaltenden UXD-Gliedern über Kreuz verbunden
sind, so daß an dem Ausgang des einen UND-Gliedes Impulse zur Steuerung in der einen
Art, insbesondere zum Vorwärts schalten, und an dem Ausgang des anderen UND-Gliedes
Impulse zur Steuerung in der anderen Art, insbesondere zum Rückwärtsschalten, des
Zählers entstehen.
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Dabei wird die Anordnung zweckmäßigerweise derart ausgebildet, daß
die Ausgänge der UiD-Glieder der Empfangseinrichtung einerseits mit einem ODER-Glied
verbunden sind, dessen Ausgang über ein Verzögerungsglied ebensolche Impulse, insbesondere
Fortschaltimpulse, liefert, wie sie der Geber sendeseitig geliefert hat und daß
die Ausgänge der UND-Glieder andererseits mit den Eingängen einer bistabilen Kippstufe
verbunden sind, an deren eines Ausgang ein Signal entsteht, das die Art der Steuerung,
insbesondere die Fortschaltrichtung, bestimmt.
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Es kann sich ferner als zweckmäßig erweisen, die Anordnung derart
auszubilden, daß die Sendeeinrichtung eine weitere
monostabile Kippstufe
enthält, die bewirkt, daß eine Impulsfolge durch einen, mehrere Schrittdauern umfassenden,
Anfangsimpuls eingeleitet ist und daß die Empfangseinrichtung ein Sperrglied enthält,
das eine Auswertung von übertragenen Impulsen erst zuläßt, wenn zuvor ein Anfangsimpuls
empfanden wurde, und daß das Sperrglied die Auswertung von empfangenen Impulsen
ver@inder@, wenn nach dem letzten ausgewerteten Impuls eine bestimmte Wartezeit
ohne Impulse verstrichen ist, Dabei ergibt sich ein besonders weitgehender Schutz
vor Steuerimpulsen auf dem Übertragungsweg. Inabesondere läßt sich dabei verhindern,
daß in längeren Ruhezeiten auftretende Störimpulse einen ferngesteuerten Zähler
verstellen können, Die Erfindung wird anhand des in der Figur t dargestellten Ausführungsbeispieles
sowie anhand des in Fig 2 gezeigten Impulsdiagrammes näher erläutert, E8 zeigen
Fig. 1 oben die Sende-, unten die Empfangseinrichtung einer Anordnung nach dar Erfindung
und Fig. 2 das zugehörige Diagramm der Signalbilder an den gleich bezeichneten Punkten
der Fig. 1.
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Die Sendesinrichtung besteht aus einem Geber 1 mit einer Handkurbel
2, der über zwei Leitungen 3 und 4 mit elektronischen Gliedern 5, 7, 8 und 9 verbunden
ist, dis das zu übertragende Signal erzeugen. Diesas wird über ein Gerät 11, z.B.
einen WT-Sender, auf die Leitung 1@ gegeben und von dieser durch en Gerät 13, z.B.
einem WT-Empfänger, aufgenommen. Das übertragene Signal ist an zwei Kippstufe 15
und 16 geführt, deren Ausgänge über die Verknüpfungsglieder 19 und 20 Fortschaltimp@les
für den Zähler abgeben: Auf einer Leitung 21 zum Vorwärtssteuern, auf der @eitung
22 zum Rückwärtssteuern. Durch einem Zusatz aus den Gliedern
23,
24 und 25 können auch au9 einer Leitung 26 alle Fortschaltimpulse gesammelt werden
und auf der anderen Leitung 2@ wird das Signal für dir Fortschaltrichtung abgegeben.
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Die vom Geber 1 am Ausgang 3 gelieferten Fortschaltimpulse können
beispielsweise durch einen von der Kurbel 2 angetriebenen Wechselstromgenerator
erzeugt sein, dem eine bistabile Kippstufe mit Differenzierglied nachgeschaltet
is+. Das Signal für die Fortschaltrichtung am Ausgang 4 kann von einem Kontakt geliefert
werden, den eines von der Kurbelachse durch Reibung mitgenommene. Nockenscheibe
betätigt.
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Nach Fig. 2 sollen die ersten vier Fortschaltimpulse an Leitung 3
entsprechend dem Richtungssignal an Leitung 4 den Zähler vorwärstsschalten, die
nächsten fünf sollen rückwärts und die restlichen zwei wieder vorwärts wirksam werden.
Auf die dichteste Folge bei den ersten drei Impulsen folgt bei Drehrichtungsumkehr
wegen der verwendeten Handkurbel eine Verlangsamung.
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Jeder Fortschaltimpuls stößt die monostabile Kippstufe 5 an, die an
ihrem Ausgang 6 einen Impuls von der kürzesten übertragbaren Schrittdauer - bei
einer 100-Baud-WT also 10 ms - abgibt. Die abgegebenen Impulse werden über eine
Verknüpfungsschaltung mit dem Signal gemischt, das die Fortschaltrichtung bestimmt.
Die Impulse an 6 durchlaufen das UND-Glied 7, solange das Richtungssignal an Leitung
4 das Vorwärtszählen bestimmt. Sie werden über das ODER-Glied 9 an de Ausgang 10
der Sendeeinrichtung gelegt.
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Wenn das Richtungssignal seinen Zustand ändert, wird das Glied 7 gesperrt
und das NICHT-UND-Glied 8 durchlässig.
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Die vom Ausgang 6 kommenden Impulse werden dabei über das Glied 8
und das nachgeschaltete ODER-Glied 9 nunmehr
als "Lücken" an den
Ausgang 10 der Sendeeinrichtung gelegt.
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Auf dem Übertragungsweg 11 - 12 - 13 sind also die Impulse konstanter
Dauer durch merklich längere Pausen getrennt.
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Der jeweilige Signalzustand der kurzen Impulse bestimmt die Fortschaltrichtung.
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Bei einwandfreier Übertragung liegt am Eingang 14 der Empfangs einrichtung
das gleiche Signalbild wie am Ausgang 10. Die Anstiegsflanken dieses Signale stoßen
die monostabile Kippstufe 15 an, die an ihrem Ausgang 17 das Signal mit Impulsen
liefert, die länger als die hermittelten Impulse, aber kürzer als die kürzesten
Pausen sind, im gezeigten Falle z.3. die doppelte Schrittdauer aufweisen. Die Abfallflanken
des Signals am Eingang 14 stoßen die weitere monostabile Kippstufe 16 an, die an
ihrem Ausgang 18 ebensolange Impulse wie die Kippstufe 15 erzeugt.
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Ein Vergleich der Signale an den Ausgängen 17 und 18 zeigt, daß bei
Impulsen in Vorwärtsrichtung die Anstiegsflanken am Ausgang 18 in den "1"-Zustand
am Ausgang 17 fallen.
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Dementsprechend gibt das UND-Glied 19, dessen einer Eingang am Ausgang
17 und dessen anderer, differenzierender Eingang am Ausgang 18 liegt, an seinem
Ausgang 21 vorwärts schaltende Impulse ab. Nach der Richtungsumkehr fsllen die Anstiegsflanken
am Ausgang 17 in den "1"-Zustand am Ausgang 18 und das UhD-Glied 20, dessen einer
Bingang am Ausgang 18 und dessen anderer, differenzierender Eingang am Ausgang 17
liegt, liefert an seinem Ausgang 22 die rückwärts schaltenden Impulse.
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Besteht die Forderung, daß die Empfangseinrichtung - ebenso wie der
Geber 1 - an einem Ausgang Fortschaltimpulse und an einem anderen das Richtungssignal
liefern soll, so wird an den Ausgängen 21 und 22 ein Zusatz angeschlossen. Die bistabile
Kippstufe 25 wird von den vorwärts schaltenden Impulsen in die eine, von den rückwärts
schaltenden in
die andere Lage gestellt. Sie gibt damit an ihrem
Ausgang 27 das Richtungssignal ab. Das ODER-Glied 23 faßt die an den Ausgängen 21
und 22 liegenden Impulse zusammen una gibt sie durch das Zeitglied 24 verzögert
am Ausgang 26 ab. Das beispielsweise aus einer monostabilen Kippstufe bestehende
Zeitglied verhindert, daß ein Portschaltimpuls am Ausgang 26 mit der Änderung des
Signalzustandes am anderen Ausgang 27 zusammenfällt und dadurch vom angeschlossenen
Zähler nicht richtig verarbeitet werden kann.
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Wenn die Sicherheit gegen Störimpulse trotz der Verwendung besonders
schützender Übertragungsverfahren (z.B. FM) nicht ausreicht, kann sendeseitig ein
besonderer Anfangsimpuls erzeugt werden, der mehrere Schrittdauern lang ist.
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Er wird empfangsseitig so ausgewertet, daß er ein Sperrglied ausschaltet
und dadurch das Verarbeiten der folgenden Fortschaltimpulse möglich macht. Das Sperrglied
wird wieder wirksam, wenn während einer bestimmten Wartezeit keine Impulse mehr
eintreffen. Es verhindert, daß in längeren Ruhezeiten auftretende Störimpulse den
Zähler verstellen können.
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Zu diesem Zweck gibt der Geber 1 dann einen Anstoßimpuls an eine weitere,
in der Figur nicht näher dargestellte monostabile Kippstufe, wenn die Kurbel 2 nach
Ablauf einer längeren Wartezeit wieder bewegt wird. Die Kippzeit dieser Kippstufe
dauert mehrere Schritte lang, z.B. 10, und ihr Ausgang ist zusammen mit dem Ausgang
6 der Kippetufe 5 über ein ODER-Glied an die in der Grundschaltung mit dem Ausgang
6 verbundenen Eingänge der Glieder 7 und 8 gelegt.
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Die Empfangseinrichtung enthält in diesem Fall eine in der Figur ebenfalls
nicht näher dargestellte zusätzliche monostabile Kippstufe mit etwas kürzerer Kippzeit,
z.B. acht Schritte lang, die über einen Differenziereingang, der
jede
Zustandsänderung in einen Auslöseimpuls verwandelt, an den Eingang 14 gelegt ist.
Der Ausgang dieser Kippstufe ist mit einem Auswertteil verbunden, der nur dann einen
Entsperrimpuls abgibt, wenn das Signal am Eingang 14 während der Kippzeit seinen
Zustand beibehält. Das ist nur bei einem Anfangsimpuls, nicht aber bei Störimpulsen
der Fall. Der Entsperrimpuls stellt einen Speicher ein, der die Betätigung der Kippstufen
15'und 16 zuläßt.
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Wenn sich der Signalzustand am Eingang 14 während einer bestimmten
Wartezeit von z.B. 10 5 nicht mehr geändert hat - wenn also keine Fortschaltimpulse
mehr eintreffen -wird der Speicher gelöscht und die Kippstufe 15 und 16 sind blockiert.
Nun auftretende Störimpulse können den angeschlossenen Zähler nicht verstellen.
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Die gezeigte Anordnung macht Geräte für einen zweiten Übertragungsweg
entbehrlich und erfordert gegenüber diesen nur sehr wenig Aufwand, so daß eine beachtliche
Kosten-und Raumersparnis erzielt wird. Dabei bleibt die maximale Übermittlungsgeschwindigkeit
durchaus erhalten, wenn in beiden Fällen die gleiche Frequenzbandbreite - z.B. ein
100-Baud-Kanal statt zwei 50-Baud-EanEle = 240 Hz Bandbreite - ausgenutzt wird.
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5 Patentansprüche 2 Figuren