DE2506827A1

DE2506827A1 - Verfahren und einrichtung zur steuerung einer vielzahl von befehlsempfaengervorrichtungen mit ein und derselben zentralvorrichtung

Info

Publication number: DE2506827A1
Application number: DE19752506827
Authority: DE
Inventors: Jean-Jacques Fauchez
Original assignee: Agence National de Valorisation de la Recherche ANVAR
Current assignee: Bpifrance Financement SA
Priority date: 1974-02-20
Filing date: 1975-02-18
Publication date: 1975-08-21
Also published as: FR2261674A1; US3964023A; FR2261674B1

Description

17.Februar 1975 P 5o16 - re -al

ANVAS AGENOE NATIONALE DE VALORISATION DE LA RECHERCHE REUILLYiSUR»SEINE (Frankreich)

Verfahren und Einrichtung zur Steuerung einer Vielzahl von Befehlsempfangervorrichtungen mit ein und derselben

Zentralvorrichtung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur Steuerung einer. Vielzahl von Befehlsempfangervorrichtungen mit ein und derselben Zentralvorrichtung, auch Befehlsgeber genannt, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. dem des Anspruchs 5·

— 2 —

509S34/0732

Diese Befehlsempfanger, die in großer Zahl vorhanden sein können, werden mit oder ohne örtlicher Gleichstellung mittels der Zentralvorrichtung, die dem allgemeinen "Geber-Empfänger-Schema" folgt, gespeist, ausgewählt und gesteuert, und sie steuern selbst beispielsweise Arbeitsorgane .

Die derzeit auf diesem technischen Gebiet verwendeten Verfahren bieten nicht die großen Variationsmöglichkeiten an, die unten noch weiter ausgeführt werden. Ferner setzen sie starke, schwerfällige Mittel in Betrieb, die beispielsweise eine Vielzahl von Leitern sehr hoher Verbindung oder komplexe und kostspielige Kodier- und Dekodiermittel notwendig machen und mit dem Pegel der Empfänger gespeist werden müssen. Dieser Stand dex* Technik ist u.a. durch die deutsche Patentschrift 91 ο 184 und die deutsche Patentanmeldung 1 763 534 gegeben.

Das Auftreten von statischen Leistungsumschaltern mit isolierter Ansteuerung, deren Steuerelement oft eine Photo-Koppelvorrichtung ist, die aus einer Photoemissions- oder Thermoemissions-Diode besteht, ermöglicht eine Änderung der bis zum heutigen Tage angewendeten Mittel.

Eine Aufgabe der vorliegenden -E-rfindung ist es, diese neuen Fortschritte im Rahmen von "Geber-Empfänger"-8ystemen für das folgende nutzbar zu machen:

- 3 609834/0732

Die Kosten für Verbindungen und Material zu reduzieren, eine große Wirksamkeit und eine große Punktions-Zuverlässigkeit zu erreichen und die Befehlsempfängervorrichtungen in minimalen Grenzen und mit maximaler Präzision zu steuern.

Insbesondere soll die Erfindung das spezielle o.g. Problem lösen, das folgende zahlreiche und ergänzende Aspekte besitzt:

Dabei sollen erstens mit der Hauptvorrichtung die folgenden Funktionen verwirklicht werden:

Speisung: Der Befehlsgeber soll die Speisung für die Empfänger oder Befehlsempfängervorrichtungen liefern, die teilweise die Leistungsschaltkreise der unabhängigen Befehlsempfängervorrichtungen in Betrieb setzen.

Verteilung: Der Befehlsgeber soll die Befehle über eine einzige Verbindung mit zwei Leitern an die Befehls empfang er vorrichtung en verteilen.

Zuteilung: Die Befehle sollen das gesteuerte Einwirken qualitativ oder quantitativ bestimmen, und zwar durch ihr Vorhandensein oder Nichtvorhandensein, ^e nach einer Periodizität mit zyklisch variablem Verhältnis.

5Q9834/0732

Synchronisation: Um mit den bestimmten Befehlen das Einwirken quantitativ oder qualitativ zu bestimmen, sollen sie sich Signalen überlagern, die mit variabler oder konstanter Phase und gegebenenfalls zyklisch variablem Verhältnis synchronisiert sind.

Auswahl : Es handelt sich darum, eine Wahl zwischen den

bevorrechtigten und nichtbevorrechtigten Befehlsempfängervorrichtungen zu bewirken.

Freiheitsgrade: Es soll vorgesehen sein, bestimmten Befehlsempfängervorrichtungen eine Möglichkeit der "Gleichstellung" zu belassen, und zwar durch örtliche Betätigung von Steuermitteln, die in bestimmten Grenzen durch den Befehlsgeber "erteilt" und "auferlegt" werden.

Betrachtet man nun zweitens die Befehlsempfängervorrichtung, so muß man folgende Funktionen und Qualitäten erfüllen: In erster Linie soll der vom Befehlsgeber ausgesendete Befehl übertragen werden (mit evtl. Modifizierungen die sich durch die örtlichen Organe im Falle der "Gleichstellung" ergeben) zu den unten an der Befehlsempfängervorrichtung angeordneten Organen, die im allgemeinen Leistungsorgane sind, die von ihren Steuerschaltkreisen galvanisch getrennt sind. Die Befehlsempfängervorrichtung soll vom Befehlsgeber gespeist werden. Diese wird durch den letzteren ausgewählt

- 5 509834/0732

oder "blockiert. Sie kann mit Schaltkreisen ausgerüstet sein, die eine selbständige Durchführung in Funktion der örtlichen Gültigkeit oder Sperrung sichert. Diese letztere Funktion soll innerhalb der vom Befehlsgeber gesetzten Grenzen erfolgen. Diese Gültigkeit oder Sperrung, ebenso wie gegebenenfalls die vom Befehlsgeber kommenden Durchführung sbefehle können durch das Zulassen einer Möglichkeit der örtlichen Verzögerung, die fest oder variabel oder programmierbar (Zeitverzögerungsvorrichtung) sein kann, vervollständigt werden. Die Befehlsempfangervorrichtung kann mit einem örtlichen Speicher versehen sein, in welchem eingegeben ist, daß eine Operation bewirkt werden soll, die nicht durch einen Befehl des Befehlsgebers gesteuert ist, jedoch von diesem zugelassen ist, mit der Möglichkeit seiner Annullierung durch ein örtliches Einwirken oder durch den Befehlsgeber. Jede Befehlsempfangervorrichtung soll eine hohe Unempfindlichkeit gegenüber Geräuschen bzw. Brummen besitzen, wenig Energie verbrauchen, in weiten Temperaturbereichen funktionieren und nicht zu hohe Kosten bedingen. Der geringe Verbrauch jeder Befehlsempfangervorrichtung wird es möglich machen, eine große Anzahl von Befehlsempfängervorrichtungen mit ein und demselben Befehlsgeber zu steuern. Die Leitung zur Übertragung der Befehle soll keine ausschließenden engen Merkmale besitzen. Die Einrichtung soll so konzipiert sein, daß sie sich bequem an die Steuerung der statischen Organe durch Photo-Koppelvorrichtungen, Signalvorrichtungen, etc. anpassen kann.

- 6 609834/0732

Zusammenfassend soll also der Befehlsgeber als ein Organ angesehen werden, das einem System minimale und maximale Aktionen zuteilen und ausschließen kann, wobei die Befehlsempfängervorrichtungen innerhalb dieser Grenzen eine gewisse Anzahl von Freiheitsgraden besitzen. Der Befehlsgeber kann so wie eine Vorrichtung bestimmt sein, die die Zuteilungen, die Wahl und die Grenzen bestimmt bzw. zieht, die er abhängig von beispielsweise durch Meßfühler gelieferte äußere Informationen den Befehlsempfängervorrichtungen auferlegt.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale und hinsichtlich der Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens durch im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 5 angegebenen Merkmale gelöst.

Eine Spannung mit bestimmten Vorzeichen ermöglicht auf diese Weise alle Empfänger für gültig zu erklären, während eine Spannung mit entgegengesetztem Vorzeichen nur die "bevorrechtigten" Empfänger erregt.

Besonders günstig ist es, wenn wie es bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht ist, die Einrichtung nach Anspruch 7 ausgebildet ist.

Verschiedene Kontakte und äquivalente elektrische Schaltkreise können so eingesetzt sein, daß sie gegebenenfalls

- 7 -509834/0732

einen. Empfänger ausschalten, oder seine "Gleichstellung" bewirken. Dies wird dann erreicht, wenn die Einrichtung nach Anspruch 1o ausgebildet ist.

Um darüber hinaus eine Zeitverzögerung der Durchführungsbefehle des Befehlsgebers zu erhalten kann die erfindungsgemäße Einrichtung nach Anspruch 11 ausgebildet sein. Diese Zeitverzögerungsvorrichtung verringert die Risiken des elektrischen Rauschens und des Prellens der Kontakte.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele, auf die die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, beschrieben und erläutert wird. Es zeigen:

Fig. 1 den vereinfachten Aufbau einer Befehlsgeber-Befehlsempfänger—Anordnung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine detailliertere Darstellung eines möglichen Ausführungsbeispieles des Befehlsgebers,

Fig. 3 bis 5 mehrere mögliche Ausführungsbeispiele der Befehlsempfanger bzw. der Befehlsempfängervorrichtungen,

509834/0732

Fig. 6 eine detaillierte Darstellung eines vom Prinzip her in ^ig. 5 dargestellten Befehlsempfangers und

Fig. 7 ein Schaubild der vom Befehlsgeber ausgesendeten Signale, durch die die verschiedenen möglichen Wirkungen auf die Befehlsempfängervorrichtungen erläutert wird.

Wie die Fig. 1 zeigt, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung ein zentrales Steuerorgan 1 auf, das im folgenden als "Befehlsgeber" bezeichnet wird, welches mit Vorrichtungen 2, 3, die im folgenden "Befehlsempfängervorrichtungen" genannt werden, durch eine einzige Verbindungsleitung 4, die aus zwei Leitern 5 und 6 zusammengesetzt ist, verbunden ist. Der Befehlsgeber 1 verarbeitet bei diesem Ausführungsbeispiel das Niveau der Signale bzw. die Signalpegel als Funktion der Zeit. Die Signale mit der bestimmten Amplitude U, die die vom Befehlsgeber 1 ausgesendeten Befehle bestimmt, durchlaufen die Leitung 4 in Richtung der Befehlsempfängervorrichtungen 2, 3. Jede Befehlsempfängervorrichtung enthält insbesondere einen Befehlsempfänger 7 und Ausführungsorgane 8. Die letzteren werden durch Energiekreise 9 gespeist, deren Kupplung mit dem betreffenden Empfänger 7 durch die gestrichelte Linie 1o angedeutet ist, wobei diese unterschiedlicher Art sein kann, nämlich

- 9 -509834/0732

elektrisch, mechanisch, optisch, thermisch etc.

Der Befehlsgeber 1 weist im wesentlichen, wie aus ersichtlich, eine Kodiervorrichtung 11 auf, die einem Programm 12 unterworfen ist. Von außen erhält er die Energieeinspeisung gemäß Pfeil 13 und Informationen gemäß Pfeil 14.

Die detailliertere Darstellung gemäß S¹Ig. 2 zeigt, daß der Befehlsgeber 1 des weiteren einen Modulator 15 und einen Aktion-Zeitdauer- (action/duree)Umformer 16 aufweist.

Die Kodiervorrichtung 11 ist äquivalent mit einer programmierbaren Spannungsquelle, die über eine Verbindung aus den beiden Leitern 5»6 Energie für eine große Anzahl von Befehlsempfängervorrichtungen liefern kann. Man kann in einfacher Weise einen Operations-Leistungeverstärker 17 oder einen äquivalenten Schaltkreis vorsehen, der technisch gesehen als "Summierer" mit Gegenkopplungen ausgebildet ist, um bis auf das Vorzeichen folgender Beziehung zu genügen:
U = ν + V1 + V2

Die Größen v, V1 und V2 sind au den in Fig. 2 bezeichneten Stellen verfügbar und sie können durch statische oder mechanische Umschaltungen eingeführt, werden. Dies wird

- 1o -

durch eine Umschaltung des Vorzeichens, die bei 18 bewirkt wird, vervollständigt. Durch diese Umachaltungen erhält man die Signalpegel U in den verschiedenen Fällen der Fig. 7·

Der Modulator 15, der zwei Εϊ-Gatter 19 und 2o aufweist, läßt die Modulation zu Zeiten des öig_naip_egels ü zu, um die Information der Größe der Aktion bzw. der Einwirkung zu übertragen, sei es durch Modulation-Zyklisch variablem Verhältnis, sei es durch Phasensteuerung.

Das Programm 12 hat einen Aufbau, der den Befehlsvorrichtungen angepaßt ist. Es kann eine einfache Zeituhr oder eine sehr komplexe Folgevorrichtung sein. Die äußeren Bedingungen werden dem Programm 12 überlagert und sind durch den Pfeil 21 symbolisiert.

Der Aktion-Zeitdauer-Umformer 16 empfängt die Informationen, wobei er die variablen äußeren Bedingungen gemäß Pfeil 22 umwandelt. Es kann sich um einen Spannungs-Zeitdauer-Umformer oder um einen äquivalenten Umformer handeln, wie er in zahlreichen Ausführungsbeispielen verwirklicht ist,

Die Art der Meßfühler und die "Verarbeitung der Signale, die die Größe der Aktion definieren, sind nicht Teil der Erfindung und sind in dieser Beschreibung nicht weiter ausgeführt.

- 11 -

Wie weiter oben angedeutet, enthalten die Befehlsempfangervorrichtangen 2 und 3 im wesentlichen einen Befehlsempfänger 7» der zwischen zwei Punkten 23 und 24 angeordnet "bzw. geschaltet ist. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist der Empfänger 7 der Befehlsempfängervorrichtung 2 direkt mit der Leitung 4 verbunden, während der Empfänger 7 der Befehlsempfängervorrichtung 3 mit der Leitung 4 über eine Diodenbrücke 25 verbunden ist und als weiter entfernt angesehen wird, was den grundsätzlichen funktioneilen Unterschied zwischen diesen beiden Empfängerarten bildet.

Die Fig. 3 fcis 6 sind detaillierte Schemata des inneren Aufbaus eines Empfängers 7» der zwischen den Punkten 23 und 24 angeschlossen ist. Diese Schaltkreise stellen einen zunehmenden Komplex dar, wobei aber jeder mindestens folgende in Reihe geschaltete Elemente aufweist:

eine Diode 26, die die mögliche Stromdurchgangsrichtung im Empfänger steuert,

eine Koppelvorrichtung 27, beispielsweise eine üst, ein Relais, eine Lampe etc.,

einen Strombegrenzer 28, beispielsweise einen Widerstand, e ine Konstantstromvorrichtung, etc., einen Spannungsübertrager (eine Zenerdiode 29) und einen Kontakt 3o.

ler Schaltkreis der Fig. 3 enthält keine weiteren Elemente.

- 12 509834/0732

Der Schaltkreis der Pig, 4 jedoch enthält ferner einen zweiten Spannungsübertrager, der durch eine in Reihe mit der ersten Diode liegenden Zenerdiode 31 gebildet ist. Bin Kontakt 32 ist parallel zur Diode 31 angeordnet.

Der Stromkreis der 3Fig. 5 enthält da rüb er hi na us eine Verzögerungsvorrichtung 33, die zwischen zwei Punkten 34 und 35 eingefügt ist, und einen Speicher 36, der durch die Spannung U gespeist oder nicht gespeist sein kann, wie durch die gestrichelte linie 37^f dargestellt ist, die diese evtl. Speisung symbolisiert.

Die Fig. 6 zeigt denselben Schaltkreis wie die Pig. 5 und zwar die Koppelvorrichtung 27, die Verzögerungsvorrichtung 33 und den Speicher 36 im Detail.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Koppelvorrichtung 27 aus drei Photo-Koppelvorrichtungen 37, 38, 39 gebildet.

Die Verzögerungsvorrichtung 33 ist derart ausgebildet, daß die Verzögerung anfängt, wenn die Diode 26 leitet, und rückstellt, wenn diese Diode aufhört zu leiten. Diese Vorrichtung ist durch klassische Mittel eines Schaltkreises mit einem Widerstand 40 und einem Kondensator 41, der eine Zeitkonstante einführt, eines Elementes 42, wie einem Unijunctions-Transistor, einem Diac oder ähnlichem, und einem Speicher- oder "Gedächtnis"-Elemnet 43 ausgebildet, das einem am Ende der Verzögerung geschlossenen

509834/073 2

- 13 -

Eontakt gleich ist, also hier einem Thyristor. Das letztere Element wird über ein Widerstandselement 44 oder ein Element gespeist, das einen konstanten Strom liefert.

Der Speicherkreis 36 setzt sich hier aus einer Trenndiode 45, einem Thyristor 46 oder einem gleichwerten Speicherelement und einer Anordnung von Widerständen und Kondensatoren 47, 48, 49, 50, 51 zusammen, die eine sekundäre Rolle "besitzen (die Aufteilung der Potentiale und der Ströme für ein gutes funktionieren des Speichers zu sichern,) was einzig von der für den Speicher 36 gewählten Technologie und seiner Art der Auslösung abhängig ist. Die Trenndiode 45 dient dazu, den Speicher 36 unabhängig vom Kontakt 32 zu machen.

Die Funktion der Anordnung wird weiter unten beschrieben, wobei schon hier erwähnt sei, daß der Speicher vom Typ "Ein-Aus" ist und gegebenenfalls mittels eines Kontaktes 52 dem oder vom Schaltkreis zu- bzw. abgeschaltet werden kann. Wenn der Speicher 36 zugeschaltet bzw. in Betrieb genommen ist, ist er der Spannung U ausgesetzt und er funktioniert bei geschlossenem oder geöffnetem Kontakt je nach dem Zustand - Durchgang oder Sperre - des Thyristors 46. Der Zustand "ein" entspricht dem Pail, in welchem der Thyristor leitend ist und die Wirkung des Spannungsübertragers 31 eliminieren kann. Der Speicher 36 wird rückgestellt, sei es wenn die Spannung U zusammengebrochen.ist, sei es wenn sie mittels des Kontaktes 52 in den Zustand »»aus» gebracht ist. Die Steuerung des Zustandes "ein" kann mittels

509834/0732 - 14 -

verschiedener Schaltkreise 53, 54, 55 mit einem Kontakt oder einem Meßfühler 56 variablen Widerstandes erfolgen.

Der Speicher 36 kann durch einen Multivibrator mit zyklisch festem oder variablem Verhältnis, einem vorhandenen Meßfühler (mit Doppler-Effekt oder einem anderen) oder durch eine andere modulierende Vorrichtung ersetzt werden.

Die Diode 26 ist durch ein Element dargestellt, das allen oben genannten Empfängern 7 gleich ist, wobei zur Yervollständigung folgendes präzisiert werden muß:

a) In dem Falle, in dem ein Empfänger »Torrang¹¹ anzeigt, bzw. "bevorrechtigt" ist, d.h. mit der Diodenbrücke (Pig. 1) ausgestattet ist, kann die Diode 26 ein redundantes Merkmal besitzen und ggf. unterdrückt werden.

b) In dem !"alle, in dem der Empfänger durch eine Isst 27 gebildet ist, die ein Bauteil enthält, das sich wie eine Diode verhält, kann die Diode 26 vernachlässigt werden, und zwar so, daß die Merkmale des genannten Bauteils ein schwaches !Funktionieren erlauben, sowohl in direkter wie in inverser Richtung, und zwar in dem besonderen Pail wenn die Empfänger "kein Vorrang" anzeigen bzw, "nicht bevorrechtigt^ss sind.

dies nicht so ist, ermöglicht die geeignete Wahl der Diode

509834/0732 - 15 -

26 und der zusätzlichen Elemente, Durchschläge der Bauteile der Last 27 zu vermeiden, wenn der Empfänger 7 mit einer Spannung IJ gespeist wird, dessen Vorzeichen demjenigen entgegengesetzt ist, das der Richtung der Stromleitung entspricht. Diese zusätzlichen Elemente sind im allgemeinen ein Widerstand, Dioden, etc., die derart angeordnet und verbunden sind, daß die Diodenverbindungen, die in der lest 27 enthalten sind, in inverser Richtung geschützt sind und daß ihre Funktion in direkter Richtung nicht gestört ist. Die Anordnung dieser Elemente ist nicht dargestellt, ihre Wahl und die ihrer Verbindungspunkte ist iDeil der laufenden technischen Praxis. Sie können im allgemeinen parallel zu dem zu schützenden Bauteil angeordnet sein.

In dem "besonderen Falle der 3?ig. 6 ist zu d-sm "bemerken, daß die Widerstände der Verzögerungsvorrichtung 33 ebenso wie der Widerstand 44 diese Zusatzrolle erfüllen.

Die Punktion der Anordnung ergibt sich aus der Untersuchung der verschiedenen elektrischen Schaltkreise, jedoch insgesamt aits dem SchauMld der 3?ig. 7, in welchem in Abhängigkeit von den: Zeit ^Mt" die Amplituden des Steuersignals U und die möglichen Wirkungen dieses Signals auf die Befehlsempfängervorrichtungen in einer verschiedenen Anzahl von Fällen angegeben sind.

Der Befehlsgeber 1 liefert über die Leitung 4 Signale, die periodisch sein können. In dem Falle, in dem diese Signale das

509834/0732 - 16 -

Bild einer variablen Energie darstellen, kann man sich auf dem zyklischen Verhältnis "vorhanden/nicht vohanden", das durch jede Periode definiert ist, hin und her bewegen, Diese Signale können auch die Synchronisation der Elemente in den Energiekreisen 9 sichern, wobei ihre Übertragung durch die Koppelvorrichtungen 27 erreicht werden.

Die in Präge stehenden Signale besitzen eine Amplitude, die entsprechend den gewünschten Auswirkungen und Beschränkungen variabel ist. Es werden hier die Werte v, Y1, V2, die oben in der Beschreibung des Befehlsgebers 1 erwähnt sind, eingeführt. Die Spannung U kann sich in verschiedenen Intervallen bewegen:

1. 0<U<v: Die Punktion ist "zufallsbedingt".

2. v<U-«.T1: Die Hilfsvorrichtungen der Befehlsem

pfängervorrichtungen werden gespeist.

5. 71-^U-=.72: Die Empfänger 7, die ein einsiges »Handikap» bzw. "Hemmnis" besitzen, können ihre Koppelvorrichtung? 27 angeregt haben. Man sagt hier, daß die Koppelvorrichtung "gehandikapt" bzw. "gehemmt" ist, wenn die Spannung U nicht ausreichend ist um die Koppelvorrichtung 27 anzuregen, sobald der Spannungsübertrager 29 eingeführt ist. V1 ist jetzt der Pegel von U, unterhalb dem die Koppelvorrichtung 27 im PaI-Ie des Übertragers 29 aus geschaltet ist.

509834/0732

- 17 -

4. V1 -^-V2 ^l TJ : Die Empfänger, die ein oder zwei "Hemmnisse"

"besitzen, können erregt sein. Das doppelte "Hemmnis" wird dadurch erhalten, daß zwei

Spannungsübertrager 29 und 31 in Betrieb gesetzt werden. V2 ist der Pegel von U, unterhalb dem die Koppelvorrichtung im Falle des Einführens der beiden Übertrager ausgeschaltet ist.

5. U=O: Dieser besondere Wert ermöglicht das Rückstellen

der Punktionen, insbesondere des Speichers 36, wie weiter oben erklärt ist.

Darüber hinaus ermöglicht das Vorzeichen von U zwei Zategorien von Empfängern zu unterscheiden, die "bevorrechtigt" und "nicht bevorrechtigt" genannt werden. Ein "nicht bevorrechtigter" Empfänger ist beispielsweise der in Hg, 1 linke Empfänger 2. Er kann nicht erregt sein, wenn die Spannung IJ ein vorbestimmtes Vorzeichen besitzt.

Ein "bevorrechtigter" Empfänger ist beispielsweise der in Pig. 1 rechte Empfänger 3· Die Diodenbrücke 25 ermöglicht seine Verbindung mit der leitung 4, welche Polarität der Spannung U sie auch haben mag.

Es wird hier noch detailierter wieder der Betrieb vom Gesichtspunkt des Verhaltens der Befehlserapfängervorrichtung aus betrachtet, ·.; wobei auf die vorgehend angeführten Beziehungen (1) Με (5) Bezug genommen wird.

509834/0732

- 18 -

θ X¹

Beziehung (1): Es folgt keine Einwirkung auf die Koppel"? or richtung 27 und es kann ferner die Spannung U die evtl. Hilfsvorrichtungen des Empfängers (die Verzögerungsvorrichtung 33, der Speicher 36) nicht richtig speisen.

Beziehung (2): Der Empfänger ist »gehemmt», die Koppelvorrichtung 27 ist nicht erregt. Währenddessen können die genannten Hilfsvorrichtungen normal gespeist sein.

Beziehung (3)ϊ Wenn die Kontakte 30 und 32 geschlossen sind,

ist die Koppelvorrichtung 27 erregt, sobald ein einziges "Hemmnis" durch die Zenerdiode 29 eingeführt ist. Im lalle der Fig* 3 sichert der Kontakt 50 allein die Erregung der Koppelvorrichtung oder ihre Eichterregung. Dieser Kontakt wird "Kontakt zur Vorrangsteuerung" genannt und sein Öffnen entspricht

beispielsweise

einer Schwelle mit einer "begrenzten maximalen Höhe. Dabei kann es sich wohlbemerkt um einen echten mechanischen Kontakt oder um einen äquivalenten elektrischen Schaltkreis handeln.

Im lalle der Pig. 4 ist die Erregung der Koppelvorrichtung ferner durch den zweiten Steuerkontakt 32 gesteuert, welcher ebenfalls ein mechanischer Kontakt oder ein äquivalenter elektrischer Schaltkreis sein kann, der die Senerdiode 31 eliminieren kann.

Im Falle der Fig. 5 besteht die Rolle des Speichers 36 darin, dae zweite durch die Zenerdxode 31 gelieferte »Hemmnis" auszuschalten und nun das Verhalten der Befehlsempfangervorrichtung

509834/0732

- 19 -

auf dasjenige der Pig. 3 zurückzuführen, wo allein der Kontakt 30 der Vorrangsteuerung dazwischen ist. Die Befehlsempfängervorrichtung für die durch die örtliche Wirkung ein oder mehrere "Hemmnisse" ausgeschaltet wurden, wird."gleichgestellt" genannt.

Beziehung (4): Wie auch immer die Stellung des Kontaktes 32

und des Speichers 36 sein mag, das Schließen des Kontaktes 30 "bewirkt das Erregen der Koppelvorrichtung 27.

Beziehung (5): Die Rückkehr der Spannung TJ auf 0 "bedingt,das

allgemeine Rückstellen der Hilfsvorrichtungen des Empfängeis

Im SchauMld der Pig. 7 zeigt die linie A die Einwirkungen auf dio Befehlsempfängervorrichtungen, die nur durch die Zenerdiode 29 "gehemmt" sind, die in den "betrachteten Ausführungsbeispieler; stets vorhanden ist. Die linie B zeigt die möglichen Einwirkur.gen auf die Befehls empfänger vorrichtungen, die "in zweifacher Weise gehemmt" sind. Die linie C. gibt die Möglichkeiten der "Gleichstellung" an, welche dann existieren, wenn die Hilfsvorrichtungen gespeist sind (Bedingung: TJ v). Die linie D, die sich aus den linien A und G herleitet, zeigt die Einwirkungs-Möglichkeiten mit "Gleichstellung". Man stellt fest, daß diese Möglichkeiten größer sind als diejenigen der linie B, deren Ergebnisse man erreicht, wenn das zweite "Hemmnis" eliminiert ist.

509834/0732

- 20 -

Schließlich zeigt die Idnie S die Möglichkeiten der Rückstellung der Hilfsvorrichtungen entsprechend dem Wert U=O.

Einen "besonderen Punkt "betrifft das Rückstellen der Verzögerungsvorrichtung 33. Ohne das Vorhandensein des Elementes 44 (Pig. 6) würde das Rückstellen jedesmal erfolgen, wenn die Koppelvorrichtung 27 aufhört, leitend zu sein. Mit dem Einführen dieses wahlweisen Elementes erhält man die Verzögerung aufrecht, wenn die Koppelvorrichtung aufhört, leitend zu sein und das Rückstellen findet jedesmal statt,.wenn die Differenz des die Verzögerungsvorrichtung 33 speisenden Potentials ungenügend ist, was verschiedenen lallen entspricht: Hemmnis, nicht ausreichende Spannung U, Öffnen des Schaltkreises.

Infolgedessen muß man neben den "bevorrechtigten und nicht "bevorrechtigten, zwischen den nicht gehemmten, den gehemmten und doppelt gehemmten Befehlsempfängervorrichtungen unterscheiden, die mittels des Befehlsge"bers durch den einfachen Signalpegel U für gültig erklärt werden. Man kann ferner das doppelte Hemmnis örtlich auf ein einfaches Hemmnis durch Einwirken auf den Kontakt 32 oder den Speicher 36 ("Gleichstellung") zurückführen. Diese "Gieichsteilung" kann seihst unterdrückt sein, sei es örtlich durch Einwirken auf den "Aus»-Kontakt 52, sei es durch Befehl des Befehlsgefcers 1, der das Rückstellen dadurch "bewirkt, daß das Signal U durch den Wert 0 geht.

509834/0732

- 21 -

Eine ergänzende Möglichkeit ergibt sich durch die Verzögerungsvorrichtung 33, die den Schaltkreis nach einer Zeit A t durchlässig "bzw. leitend macht, wenn die Spannung ü, die Eontakte 30 und 32, etc. die Bedingungen zum Erregen der Koppelvorrichtung 27 erfüllen. Man führt ferner so eine örtliche Möglichkeit zur zusätzlichen Steuerung der Verringerung der Einwirkung ein. Diese Verzögerung ermöglicht das Ausmerzen des Prellens der Kontakte und vermehrt ihre Unempfindlichkeit gegenüber Geräuschen "bzw. Brummen.

Die vorstehend beschriebene Erfindung wird u.a. zum Heizen von Industrie- und Sonderräumen verwendet. ;

Der Befehlsgeber 1 bestimmt dank seinem zentralen Programm 12

mittlere
und dem Modulator 16 die/maximale aufgenommene und verwendete Energie, so daß gewisse Grenzen nicht unnütz überschritten werden.

Zeitliche Abschnitte, die durch den Pegel der Programme bestimmt sind, ermöglichen folgendes:

1) Zu Spitzenbelastungszeiten werden die bevorrechtigten und nicht bevorrechtigten Heizelemente in Betrieb gesetzt. Die Kontakte 30 sind beispielsweise thermostatische Kontakte, die die Raumheizung stillegen, wenn dort die Grenztemperatur von 20° 0 überschritten wird.

509834/0732

- 22 -

2) Zu Zeiten der Ruhe "bzw. der geringeren Belastung werden nur

bestimmte Räume gespeist; die "nicht bevorrechtigten", wie Gänge, Küchen, Büros, Ateliers, etc. sind ausgeschaltet. Die Heizelemente, die gespeist bleiben, werden um eine erste Schwelle von beispielsweise 15° 0, mittels des Kontaktes 32 geregelt. Man kann so die Heizung in den Zimmern etc. aufrechterhalten. Darüber hinaus kann man während der Ruhezeit, wenn ein oder mehrere Benutzer wachbleiben wollen, ein Aufheizen auf 20° 0 ermöglichen, wenn der betreffende Empfänger mit einer "Gleichstel-Iungs"-Vorrichtung versehen ist. Ein Einwirken auf den Speicher· 36 mittels einer manuellen Steuerung löscht die Regelung um die erste Schwelle, um diese mittels des Kontaktes 30 nur um die zweite Schwelle auszuführen. Das löschen dieser vom Befehlsgeber 1 kommenden Tätigkeit kann ein Stoppen dieser Funktionsweise bedeuten.

Der Speicher 36 kann bei dieser speziellen Anwendung durch einen vorhandenen Meßfühler ersetzt werden, beispielsweise einem solchen mit Doppler- oder kapazitivem oder opto-elektronisehern Effekt, der die .Gleichstellung des Empfängers bewirkt, wenn ihm dies durch den Befehlsgeber ermöglicht ist, soweit eine Bewegung in einem gegebenen Ort vorhanden ist. Im übrigen kann im allgemeinen Jeder Meßfühler, der von Spannung U gespeist oder nicht gespeist ist, den Speicher 36 ersetzen.

509 8 34/0 73 2 -23-

Das Verfahren zur Steuerung gemäß der Erfindung paßt insbesondere für elektrische Heizungen, die beispielsweise durch statische Relais gesteuert werden und für eine mit einem lluid betriebene Zentralheizung, die durch Einwirken auf Tentile, Klappen oder andere Regler der Durchflußleistung (bei einer Heizung durch Umwälzung von Flüssigkeiten oder Gasen) gesteuert wird. Die geringen Kosten der Empfänger bewirken hier eine schnelle Amortisation der Installation.

Wie sich von selbst ergibt, ist die Beschreibung nicht auf ein" einziges der verwirklichten Ausführungsbeispiele und auf die einzige Anwendung dieser Einrichtung beschränkt, die an Hand von nicht einschränkend wirkenden Beispielen beschrieben ist, sondern sie umfaßt darüber hinaus alle Varianten, die durch äquivalente Mittel den Betrieb desselben Verfahrens ermöglichen. Das gilt für alle beschriebenen und dargestellten elektrischen Schaltkreise, wobei der Erfindungsgedanke nicht verlassen wird, wenn das eine oder andere Bauteil durch ein anderes Bauteil, das dieselbe Punktion im Hinblick auf dasselbe Ergebnis erfüllt, ersetzt wird.

509834/0732

- Ansprüche -

Claims

Patentansprüche

1.) Verfahren zur Steuerung einer Vielzahl von Befehlsempfängervorrichtungen mit ein und derselben Zentralvorrichtung, hei dem im wesentlichen spannungskodierte Befehle mit der Zentralvorrichtung oder einem Befehlsgeber über wenigstens eine bifilare Verbindungsleitung ausgesendet werden, die zu verschiedenen Befehlsempfängervorrichtungen führt, welche die Verarbeitung der vom Befehlsgeber kommenden Signale mittels einer Koppelvorrichtung sichert, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorzeichen der Spannung, die das vom Befehlsgeber (1) kommende Signal bildet, ermöglicht, daß bestimmte als vorberechtigt vorbestimmte Befehlsempfängervorrichtungen (2,3) selektiv erregt werden, während gleichzeitig die Größe bzw. Amplitude des Signals ermöglicht, dass bestimmte Befehlsempfängervorrichtungen (2,3)j die bei vorgegebenen Bedingungen gehemmt sind, nicht angesteuert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bestimmte Befehlsempfängervorrichtungen (2,3) der gehemmten Befehlsempfängervorrichtungen den anderen gleichgestellt werden können, d.h., daß ihr Hemmnis oder eines ihrer Hemmnisse durch örtliches Einwirken eliminiert werden kann.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein vom Befehlsgeber (1) kommender Befehl oder ein örtliches Einwirken die Gleichstellung einer Befehlsempfängervorrichtung (2,3) unterdrücken kann.

509834/0732 - ₂ - ·

4-. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß in einer oder mehreren Befehlsempfängervorrichtungen (2,3) die Ausführungsbefehle des Befehlsgebers (1) verzögert werden.

5· Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgende Elemente in Kombination aufweist:

a) Einen Befehlsgeber (1), der eine Kodiervorrichtung (11) aufweist, die aus einer Spannungsquelle gebildet ist, welche sowohl hinsichtlich des Pegels als auch des Vorzeichens als auch der zeitlichen Lage als auch der Dauer programmierbar ist,

b) wenigstens eine zu den verschiedenen Befehlsempfängervorrichtungen (2,3) führende bifilare Verbindungsleitung (4), um diesen die vom Befehlsgeber (1) kommenden Signale und die notwendige Energie zur Speisung der durch die Koppelvorrichtungen (27) gebildeten Lasten zuzuführen und

c) eine Vielzahl von Befehlsempfängervorrichtungen (2,3)» von denen jede den eigentlichen Empfänger (7) aufweist, der über die Verbindungsleitung (4) gespeist wird, und Ausführungsorgane, die von getrennten Energiekreisen gespeist und von dem Empfänger (7) über die Koppelvorrichtung (27) gesteuert werden, wobei die Koppelvorrichtung (27) elektrisch, mechanisch, optisch oder thermisch sein kann und wobei die Empfänger (7) der bevorrechtigten Befehlsempfänge rvorrichtungen (2,3) über eine Diodenbrücke (25) gespeist sind, welche die Erregung der Koppelvorrichtung (27)5 ermöglicht, unabhängig vom Vorzeichen der das vom

Befehlsgeber (l) kommende Signal bildenden Spannung.

6. Einrichtung nach Anspruch 5₅ dadurch gekennzeichnet,

daß der Befehlsgeber (1) über seine einem Programm (12)

hinaus unterworfene Kodiervorrichtung (11) einen Aktion-Zeitdauer-Umwandler (16), der i&e die veränderlichen äußeren Bedingungen darstellende*! Informationen umwandelt, und einen Modulator (15) aufweist, der die übertragung der die Größe der Steuerung darstellenden Information ermöglicht.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gehemmten Empfänger (7) .wenigstens einen mit ihrer Koppelvorrichtung (27) in Reihe geschalteten Spannungsübertrager, beispielsweise eine Zener-Diode (29, 31) oder ähnliches aufweisen.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein örtlicher Steuerkontakt (30,32) oder ein äquivalenter Schaltkreis parallel zum Spannungsübertrager (29,31) vorgesehen ist, der die Erregung oder Mchterregung der Koppe!vorrichtung (27) ermöglicht.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein örtlicher Steuerkontakt oder ein äquivalenter Schaltkreis, (36) vorgesehen ist, der einem Spannungsübertrager (31) zugeordnet ist, welcher die Unterdrückung des betreffenden Hemmnisses oder die Gleichstellung ermöglicht.

IG. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kontakt (52) oder ein äquivalenter Schaltkreis zur Gleichstellung vorgesehen ist, der einem Speicher (36) zum Rückstellen durch Speisung mit der Spannung O "bei Steuerung mittels vorübergehender oder aufrechterhaltender Einwirkung zugeordnet ist, wobei das Steuerorgan ein Meßfühler (56), beispielsweise ein vorhandener Detektor sein kann«

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einem Empfänger (7) eine Verzögerungsvorrichtung (33) vorgesehen ist, die beispielsweise durch einen beigegebenen Unijunction-Transistor (42) und einen Thyristor (43) oder einem äquivalenten Schaltkreis gebildet ist, um diese rückzustellen, wenn der Strom oder die Spannung an seinen Klemmen unter den minimalen Wert fällt.

509834/0732

Leerseite