DE2206203A1

DE2206203A1 - Einrichtung zur uebertragung von elektrischen signalen

Info

Publication number: DE2206203A1
Application number: DE19722206203
Authority: DE
Inventors: Albrecht Dipl Ing Boehl; Harald Bruns; Paul Hesser; Rolf Oettinger; Richard Dipl Ing Schleupen
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1972-02-10
Filing date: 1972-02-10
Publication date: 1973-08-16
Also published as: JPS4888395A; CH544685A; FR2171784A5

Description

25.1.1972 Ka/Kb

Anlage zur
Patentanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH₃ 7 Stuttgart 1 Einrichtung zur übertragung von elektrischen Signalen

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur übertragung von elektrischen Steuersignalen von einem zentralen Befehlsgerät zu 'wenigstens einem mobilen Fördermittel.

In der Fördertechnik müssen häufig Informationen von einem stationären zentralen Befehlsgerät zu mobilen Fördermitteln übertragen werden. Dazu ist es erforderlich, daß die Fördermittel ständig mit dem zentralen Befehlsgerät verbunden sind, so daß ein Signalaustausch zwischen dem Fördermittel und der Befehlsstation und umgekehrt möglich ist. Bei bekannten Einrichtungen wird diese ständige Verbindung über Schleppkabel hergestellt, die von den Fördermitteln nachgeschleppt werden. Diese Lösung ist jedoch häufig aufgrund der räumlichen Verhältnisse beispielsweise eines Lagers, in dem die Fördermittel eingesetzt sind, aufwendig und teuer und außerdem störanfällig.

309833/0687

Robert Bosch GmbH R. 747 Ka/Kb

Stuttgart

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur übertragung von elektrischen Steuersignalen zu schaffen, die einfach und ohne großen Aufwand und dennoch störsicher zu installieren ist, und die eine ständige Verbindung zwischen dem zentralen Befehlsgerät und den Fördermitteln sowie umgekehrt gewährleistet.

Diese Aufgabe kann dadurch gelöst v/erden, daß die Stromversorgung der Fördermittel in an sich bekannter Weise über Schleifleitungen erfolgt und daß zusätzlich wenigstens eine Schleifleitung zur Übermittlung von Steuersignalen und Sollwerten vom Befehlsgerät zu den Fördermitteln und zur Übermittlung von Istwerten von den Fördermitteln zu dem Befehlsgerät vorgesehen ist.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich in Verbindung mit den Unteransprüchen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles und aus den zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild der Einrichtung zur übertragung

der elektrischen Signale,
Fig. 2 in schematischer Darstellung eine Synchronisierein-

richtung_;
Fig. 3 in schematischer Darstellung einen Pegelumsetzer

der Einrichtung und
Fig. k Impulsdiagramme zur Erläuterung der Figuren 1 bis 3.

In Fig. 1 ist bei 10 ein zentrales Befehlsgerät angedeutet. Dieses zentrale Befehlsgerät weist eine Befehlseingabeeinrichtung 11 auf, die beispielsweise eine Stelleinrichtung ist, die. aber auch beispielsweise wie bei 12 angedeutet ein Zahlenspeicher sein kann. Es kann als Befehlseingabeeinrichtung aber

• - 3 309833/0687

Robert'Bosch GmbH- R. 7^7 Xa/Kb

Stuttgart 2206203

auch ein Prozeßrechner oder eine Lochkartenieseeinrichtung vorgesehen sein. Die Befehlseinrichtungen 11 und 12 sind über einen Zwischensneicher 13 mit einen Parallel-Serienwandler 14 verbunden, der wiederum mit einer, als Sender dienenden Pegelumsetzer 15 verbunden ist. Der Pegelumsetzer 15 ist weiterhin mit einer Synchronisiereinrichtung 16 verbunden, die an zwei Phasen des Versorgungsnetzes 17 angeschlossen ist.

Aus diesen Versorgungsnetz 17 wird auch ein Antriebsmotor 18 eines mobilen Fordemittels 19 gesOeist. Ebenfalls mit dem Netz 17 ist eine zweite Synchronisiereinrichtung 20 verbunden. Diese Synchronisiereinrichtung 20 ist auf dem mobilen Fördermittel 19 angeordnet und beeinflußt eine Koinzidenzschaltung 25, die über Schleifer 21 und 22 mit Schleifbahnen 23 und 24 Verbindung hat, die von dem Pegelumsetzer 15 ausgehen. Der Ausgang der Koinzidenzschaltung 25 ist mit einem Serienparallelwandler 26 verbunden, der wie durch Pfeile schematisch angedeutet mit den einzelnen Stellgliedern und Steuerorganen des Fördermittels verbunden ist.

Die prinzipielle Wirkungsweise dieser Anordnung ist folgende: Mit der Befehlseingabeeinrichtung 11 bzw. 12 werden bestimmte Sollwerte in das zentrale Befehlsgerrit eingegeben und in dem Zwischenspeicher zunächst gespeichert. Die in dem Zwischenspeicher 13 gespeicherten Werte vier den dann dem Parallel-Serienwandler zugeführt, der aus den gleichzeitig anstehenden Vierten des Zwischenspeichers 13 eine Impulsfolge erzeugt, die dem Pegelumsetzer 15 zugeführt wird. Der Pegelumsetzer 15 wird ebenso wie die Koinzidenzschaltung 25 des mobilen Fördermittels von einer ersten Synchronisiereinrichtung 16 bzw. einer zweiten Synchronisiereinrichtung 20 synchronisiert. Dadurch wird gewährleistet, daß übertragungsfehler weitgehend ausgeschlossen werden.

309833/0687 Bad

Ml

Robert Bosch GmbH R. 7^7 Ka/Kb

Die Koinzidenzschaltung gibt entsprechend den Impulsen des Pegelunisetzers 15 Signale an den Serien-Parallelwandler 26 weiter, der die nacheinander erscheinenden Impulse des Pegelumsetzers 15 bzw. der Koinzidenzschaltung 25 wieder in parallel ^anstehende Steuersignale umwandelt.

Im folgenden sollen einzelne Bestandteile der Einrichtung zur übertragung der elektrischen Signale näher erläutert werden.

In Fig. 2 ist in scheir.atischer Darstellung die Synchronisiereinrichtung 16 des zentralen Befehlsgerätes dargestellt, die in wesentlichen auch der Synchronisiereinrichtung 20 des mobilen Fördermittels 19 entspricht. Ein Trenntransformator 27 ist mit seiner Sekundärwicklung mit zwei Dioden 28 und 29 verbunden, deren Anoden zusammer.geschaltet sind. Die Kathode der Diode 23 · ist neben dem einen Wicklungsende der Sekundärspule des. Trenntransformators 27 mit einem Widerstand 30 verbunden, der wiederum über eine Diode 31 ^i t einem Widerstand 32 Verbindung hat. Symmetrisch zu dieser Anordnung ist die Kathode der Diode"29, die mit dem anderen Ende der Sekundärwicklung des Transformators 27 Verbindung hat, über einen Widerstand 33 mit einer Diode 34 verbunden, deren Kathode zu einem Widerstand 35 führt, der wiederum mit dem Widerstand 32 zusaonengeschaltet ist. Der Verbindungspunkt der Widerstände 32 und 35 der mit den Verbindungspunkt der Anoden der Dioden 28 und 29 gemeinsam ist, bildet den symmetrischen Bezugspunkt für die folgende Schaltung. An den Verbindungspunkt der Diode 31 und des Widerstandes 32 ist der Eingang eines ersten Schmitt-Triggers 36 angeschlossen, und parallel dazu ist mit dem Verbindungspunkt der Kathode der Diode 3^ und des Widerstandes 35 der Eingang eines zweiten Schmitt-Triggers 37 verbunden. Die Ausgänge der beiden Schmitt-Trigger 36 und 37 sind mit je einem Eingang einer ODER-Schaltung 33 verbunden, deren Ausgang mit einer monostabllen Kippstufe 39 Verbindung hat.

309833/0687 - 5 -

Robert Bosch GmbH 'R. 747 Ka/Kb

Stuttgart

Au-Serdem ist der Ausgang des Schmitt-Triggers 36 an einen ersten Eingang einer U'ID-Schaltung 40 angeschlossen, an deren zweiten Eingang der Ausgang der monostabilen Kippschaltung 39 angeschlossen ist. Ebenfalls symmetrisch zu dieser Anordnung ist der Ausgang des zweiten Schmitt-Triggers 37 mit einem ersten Eingang einer UND-Schaltung 41 verbunden, während der Ausgang der mono3tabilen Kippstufe 39 mit einem zweiten Ein/rang der UND-Schaltung 41 verbunden ist. Die beiden Ausgänge der UMD-Schaltungen 40 und Ml sind über eine ODER-Schaltung 45 mit dem Eingang einer bistabilen Kippstufe 42 verbunden₃ deren erster Ausgang auf einen dritten Eingang der UND-Schaltung und deren zweiter Ausgang auf einen dritten Eingang der UND-Schaltung 4l zurückgeführt ist.

Wenn der Trenntransformator 27 an zwei Phasen des Versorgungsnetzes 17 angeschlossen ist, dann liegt an der Primärwicklung und damit auch an der Sekundärwicklung des Trenntransformators 27 eine Spannung an, die dem stark ausgezogenen Kurvenzug des Impulsbildes a gemäß Fig. 4 entspricht. Dabei ist die Spannung symmetrisch zu dem an dem Verbindungspunkt der Viider-.stände 32 und 35 anliegenden BezugSOOtential. An dem Eingang des Schmitt-Triggers 3d werden deshalb die positiven Halbwellen der Metzsoannung auftreten und an dem Eingang des Schmitt-Triggers 37 vrerden die negativen Kalbwellen der Netzspannung anliegen. Dies ergibt an den Ausgängen der Schmitt-Trigger 36 und 37 eine Rechteckimpulsfolge, deren Impulse um l80° zueinander versetzt sind. Diese Impulse, die auf die monostabile Kippschaltung 39 gegeben werden, rufen am Ausgang der monostabilen Kippschaltung 39 eine Impulsfolge hervor, bei der die Impulsbreite der Sinzelimpulse durch den instabilen Zustand der monostabilen Kippstufe 39 bestimmt sind. Die Ausgangsimpulse der monostabilen Kippschaltung die an den Eingängen der UND-Schaltungen 40 und 41 anliegen, bestimmen deshalb die Zeit, für die die UND-Schaltungen 40

- 6 -309833/0687

Robert Bosch GmbH · R. 747 Ka/Kb

Stuttgart 2206203

und ill geöffnet werden, wenn Impulse von den Ausgängen der Schmitt-Trigger 3d bzw. 37 an den entsprechenden Eingängen der UND-Schaltungen ¹JO und 4i eintreffen. An den Ausgängen der UND-Schaltungen 40 und 41, d.h. an den Ausgangsklemmen 43 bzw. 44 treten deshalb Impulsfolgen auf, die abhängig von der Phasenlage der Metzspannung sind. Damit sichergestellt ist, daß keine Fehler bei Synchronisierung bzw. übertragung der Signale auftreten, ist durch den bistabilen Multivibrator 42 dafür gesorgt, daß auf jeden Ausgangsimpuls der einen UND- . Schaltung 40 bzw. 41 ein Ausgangsimpuls der anderen UND-Schaltung 4l bzw. 40 folgen muß, falls dies nicht der Fall ist, werden weitere Ausgangsimpulse der einen oder der anderen UND-Schaltung 40 bzw. 4l unterdrückt.

Die übertragung der einzelnen Signale erfolgt nun so, daß bei Impulsen an der Ausgangsklemiue 43 L-Signale übertragen v/erden können und daß bei Impulsen an der Ausgangskleirr.ie 44 0-Signale'übertragen werden können. Dieses bedeutet, daß entsprechend dem Impulsbild b in Fig. 4 bei Koinzidenz der über die Schleifbahnen 21 und 24 von dem zentralen Befehlsgerät 10 zu dem mobilen Fördermittel gelangenden Impulse mit den Ausgangssignalen an den Ausgangsklemmen 43 und 44 eine eindeutige Aussage über das übermittelte Signal gemacht werden kann, d.h. daß mit Sicherheit festgestellt werden kann, ob ein L- oder ein O-Signal übertragen wurde.

Für die übertragung der einzelnen Imoulse von dem zentralen Befehlsgerät 10 zu dem mobilen Fördermittel ist der in Fig. 3 im schematischer Darstellung gezeigte Pegelumsetzer 15 vorgesehen, der entsprechend den in dem Zwischenspeicher gespeicherten Werten und der durch den Parallell-Serienwandler 14 gewonnenen Impulsfolge elektrische Signale auf die Schleifbahnen 23 und und damit zu der Koinzidenzschaltung des mobilen Fördermittels

- 7 -309833/0667

Robert. Bosch GmbH . " R. 747 Ka/Kb

Stuttgart

gibt. Der Pegelumsetzer 15, der auch als Sender des zentralen Befehlsgeräts bezeichnet werden kann, v/eist einen Transformator 46 auf, an dessen Sekundärwicklung eine Graetzbrüeke 47 zur Gleichrichtung der Ausgangswechselspannung des Transformators 46 angeschlossen ist. Zwischen den. Plus- und Minusanschluß der Graetzbrücke 47 ist über einen Kaltleiterwiderstand 48 die Schaltstrecke eines Thyristors 49 geschaltet.

Die Anode des Thyristors 49 ist dabei mit einer der Schleifbahnen 23 bzw. 24 verbunden. An die Steuerelektrode des Thyristors 49 ist über einen Verstärker 50 eine Ansteuerschaltung 51-angeschlossen, die mit der ersten Synchronisiereinrichtung 16 und dem Parallel-Serienwandler 14 des zentralen Befehlsgerätes 10 Verbindung hat.

Wenn kein Signal von dem Parallel-Serienwandler 14 zu der Ansteuersehaltung 51 gelangt, dann ist der Thyristor ständig . durchgeschaltet. Fig. 4 c zeigt die Anodenspannung an dem Thyristor 49. Gelangen dagegen Signale an die Steuerelektrode des Thyristors 49> dann wird dieser Thyristor 49 kurzzeitig gesperrt. Das Senden von L-Signalen erfolgt dabei nach einem Taktimpuls an der Ausgangsklenme 43 in Fig. 2 und das Senden von O-Signalen erfolgt nach einem Taktimpuls an der Ausgangsklemme 44 der Schalteinrichtung nach Pig. 2. Die Steuerspannungen an der Steuerelektrode des Thyristors 49 sind in Fig. 4 d und e angedeutet.

Sbenso wie die Sollviertübertragung bzw. die übertragung von Steuerbefehlen erfolgt die Istwertübertragung von den mobilen Fördermitteln 19 zu dem zentralen Befehlsgerät 10. Dabei werden zunächst die entsprechend aufbereiteten Istwerte in ein Parallel-Serienregister gegeben und über einen Pegelumsetzer über die Schleifleitung zu dem zentralen Befehlsgerät 10 geleitet. Hier wird die ankommende Impulsfolge auf einen Serien-Parallelwandler gegeben, so daß die übertragenen Werte

- 8 -309833/0887

Robert Bosch GmbH R.

Stuttgart

gleichzeitig zur Verfügung stehen. Da diese Einrichtung zur übertragung der Istwerte von dem mobilen Fördermitteln zu dem zatralen Befehlsgerät grundsätzlich gleich ist,wie die beschriebene Anordnung zur übertragung der Sollwerte von dem zentralen 3efehlsgerät 10 zu den mobilen Fördermitteln,kann auf eine zeichnerische Darstellung und genauere Erläuterung verzichtet werden.

9 -

309833/0687

Claims

Robert Bosch GmbH R. 7^7 Ka/Kb

Stuttgart

Ansprüche

' 1. !Einrichtung zur übertragung von elektrischen Steuersignalen von einem zentralen Befehlsgerät zu wenigstens einem mobilen Fördermittel, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgung der Fördermittel (19) in an sich bekannter V/eise über Schleifleitungen (17) erfolgt und das zusätzlich wenigstens eine Schleifleitung (23 !2¹O zur Übermittlung von Steuersignalen und Sollwerten von Befehlsgerät (10) zu den Fördermitteln (19) und zur Übermittlung von Istwerten von den Fördermitteln (19) zu dem Befehlsgerät (10) vorgesehen ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zentrale Befehlsgerät (10) eine Befehlseingabeeinrichtung (11j12) ein Parallel-Serienwandler (13)> einen mit der der Signalübertragung dienenden Schleifleitung (23 ^2¹O verbundenen, als Sender dienenden Pegelumsetzer (15) und eine durch die Netzspannung ausgelöste erste Synchronisiereinrichtung (lo) aufweist und daß den mobilen Fördermitteln (19) je eine mit der Schleifleitung (23,2¹I) verbundene Koinzidenzschaltung (2-5) und eine durch die Netzspannung ausgelöste zweite Synchronisiereinrichtung (20) zugeordnet ist.
3· Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisiereinrichtungen (1β,20) je einen Trenn-

309833/0687

- ίο -

Robert Bosch GmbH R. 7*i7Ka/Kb

Stuttgart

transformator (27) aufweisen, deren Ausgang mit je einer Impulsformerstufe mit symmetrischen Bezugspunkt verbunden ist, wobei die zu diesem Bezugspunkt positive Soannungshalbv/elle der Netzspannung an einen ersten Schwellwertschalter (36) der Impulsformerstufe und die zu diesem Bezugspunkt negative Soannungshalbwelle der Netzspannung an einen zweiten Schwellwertschalter (37) der Impuls formersfcufe angelegt ist und wobei jeder der Schwellwertschalter (36,37) eine Rur Frequenz der Netzspannung synchrone Impulsfolge auslöst,
4. Einrichtung nach einem der Ansprache 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellviertschalter (36,37) mit je einem Eingang einer logischen oob.'-ilteivirichrung (38) verbunden sind, deren Ausgang an eine monoslabile Kippstufe (39) angeschlossen ist, die von der Phasenlage der Netzspannung abhängige Taktimpulse liefert.
5· Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis ^fl, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der monostabilen Kippstufe (39) mit zwei logischen Schalteinrichtungen (40,41) verbunden sind, die außerdem mit je einen der Schwellwertschalter (36,37) Verbindung haben und von denen die erste logische Schalteinrichtung (Ί0) bei positiver Halbwelle der Netzspannung und die zweite' logische Schalteinrichtung (Al) bei negativer Halbwelle der Netzspannung für Ausgangssignale der monostabilen Kippstufe

(39) durchlässig ist.

309833/0687 - 11 -

Robert Bosch GmbH · R. 7^7 Ka/Kb

Stuttgart
6. Einrichtung nach einein der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß den logischen Schalteinrichtungen (UO,Ul) eine
Überwachungsschalteinrichtung (42) nachgresehaltet ist» die
den Wechsel zwischen Ausgangsiinpulsen der ersten und der
zweiten logischen Schalteinrichtung (40,Ml) überwacht.
7· Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktimpulse der ersten Synchronisiereinrichtung (16) und die Signale der Befehlseingabeeinrichtung (11,12)
an den Pegelumsetzer (15) angelegt sind und, insbesondere
über einen Verstärker (50), einen steuerbaren Halbleiterschalter (49) in seinen leitenden bzw. nichtleitenden Zustand steuern, wobei der steuerbare Halbleiterschalter (49) mit der Schleifleitung (23 bzw. 2*0 zur Übermittlung von Steuersignalen verbunden ist.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Schleifleitung (23 bzw. 24) zur Übermittlung von Steuersignalen verbundene Koinzidenzschaltung (25) des mobilen Fördermittels (19) mit der zweiten Synchronisiereinrichtung (20) verbunden ist, wobei die Koinzidenzschaltung (25) für Steuersignale durchlässig ist, wenn ein entsprechendes Signal der zweiten Synchronisiereinrichtung (20) an der
Koinzidenzschaltung (25) anliegt.

- 12 -

309833/0687

Robert Bosch GmbH * R. 7^7 Ka/Kb

Stuttgart
9. Einrichtung nach einen der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Koinzidenzschaltung (25) mit einen Serien-Parallelwandler (26) verbunden ist, der die über die Schleifleitung (23 bzw. 2*J) und die Koinzidenzschaltung (25) ankommenden Signale zur Weiterverarbeitung auf dem mobilen Fördermittel (19) aufbereitet.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß zur Istwertübertragung über die Schleifleitung (23 bzv/. 24) bzw. eine zusätzliche Schleifleitung diese Schleifleitung auf dem mobilen Fördermittel (19) über einen Parallel-Serienumsetzer mit Istwertgebern verbunden ist.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung von Fehlern bei der übertragung der Steuersignale, Istwerte und Sollwerte diesen Werten entsprechende Prüfsignale zugeordnet sind.

309833/0687

Leerseite