DE2717888B2

DE2717888B2 - Verfahren zur digitalen Steuerung von elektrischen Kochstellen

Info

Publication number: DE2717888B2
Application number: DE19772717888
Authority: DE
Inventors: Klaus Fischer; Reinhard Dipl.-Ing. 6054 Rodgau Seyer; Hans-Eberhard Dipl.-Ing. 6078 Neu-Isenburg Siebert; Dieter Wierzchowski
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1977-04-22
Filing date: 1977-04-22
Publication date: 1980-04-24
Also published as: DE2717888C3; DE2717888A1; FR2388450A1; GB1598292A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur digitalen Steuerung von elektrischen Kochstellen, wobei digitale Wörter darstellende Zeitabschnitte mit vorgebbaren, ebenfalls digitale Wörter darstellenden Kochleistungskonstanten verglichen werden und die Kochstelle in Abhängigkeit von diesem Vergleich gesteuert wird.

Es sind bereits Elektroherde mit mehreren Kochstellen bekannt, bei denen die gewünschten Kochstufen mittels Handhaben eingestellt werden; die verschiedensten Kochstufen ergeben sich dabei durch eine Änderung des Anzapfungen aufweisenden Widerstandes der Kochstelle; die Anzahl der Kochstufen ist damit begrenzt. Ferner bewirken Netzspannungsschwankungen von ±10% und mehr aufgrund der quadratischen Abhängigkeit Leistungsänderungen von ±20% und mehr; eine Zeitprogrammierung ist nicht möglich, da bei konstanter Dauer die von der Kochstelle abgegebene Wärmeenergie im gleichen Verhältnis wie die Leistung schwankt; ein reproduzierbarer Kochprozeß erfordert dagegen eine definierte Wärmeenergieabgabe.

Es sind auch sogenannte Regelplatten mit mechanischen Sensoren bekannt, die die Temperatur rm Boden eines auf die Platte gestellten Topfes od. dgl. messen, die

ίο als Istwert einem Regler zugeführt wird. Schwierigkeiten treten bei der einwandfreien Temperaturmessung mittels des mechanischen Sensors auf. Durch Verschmutzungen oder Beschädigungen können leicht Fehlmessungen auftreten.

'5 Es ist eine digitale Steuereinrichtung für Kochstellen eines Elektroherdes bekannt, bei welcher ein digiteler Vergleich von ein einem Speicher abgelegten digitalen Temperatur- und Zeitwerten mit von einem Rampengenerator ausgegebenen digitalen Wörtern erfolgt, wobei der Rampengenerator von einem Taktgenerator gesteuert wird. Die Einrichtung ist nicht netzspannungsunabhängig, so daß bei Netzspannungsänderungen überproportionale Leistungsänderungen an den Kochstellen auftreten. Der Wechsel von der Ankochzeit- zur

•T> Fortkochleistungssteuerung muß manuell durch den Benutzer des Herdes erfolgen: es erfolgt ferner eine Energieregelung eier Kochstellen mittels Logikschaltkreisen, die über Funktions- und Datentasten einer Tastatur angesteuert werden (US-PS 38 19 906).

ίο Bei einer weheren Einrichtung zur Regelung der Temperatur eines Heizelementes ist diesem ein Wechselstromschalter (Triac) und ein analoger Stromsensor zugeordnet, dessen Wechselspannung einem Differenzverstärker zugeführt ist, welcher außerdem eine Referenz-Wechselspannurig erhält. Mittels weiterer Bauelemente der analogen Technik erfolgt ein Phasenvergleich der Wechselspannung des Differenzverstärkers mit der Ncizwechsclspannung (US-PS 39 24 102).

■»η Es ist ferner eine Einrichtung bekannt, bei welcher das Heizelement von einem analogen Spannungs-Slrom-Umsetzer gespeist wird, welcher von einem analogen Komparator gesteuert wird; aus dem analogen Spannungsabfall des Heizelementes und der Spannung des Komparators wird eine die aktuelle Temperatur des Heizelementes darstellende Spannung gebildet, die mittels des Komparators mit einer Referenz-Wechselspannung verglichen wird (US- PS 38 69 597).
Zur Temperaturregelung eines Heizelementes ist

so auch eine tempcraturempfindlichc analoge Brückenschaltung bekannt, deren einer Zweig das Heizelement ^:st und die mittels einer Dreieckspannung getaktet wird (US-PS35 86 829).

Auch aus der Zeitschrift »elcktrotechnik« 58, H. 7, 1976, Seiten 28 bis 30, sind t.iktgesteuerte Leistungsregelungen bekannt.

Bei einem weiteren Temperaturregler für Heizelemente ist ein temperaturempfindlicher Analog-Digital-Umsetzer mit einem analogen Temperatur-Sensor-Oszillator vorgesehen, dessen Werte digital umgesetzt werden; die digitalen Istwerte werden mittels eines digitalen Komparators mit digitalen Sollwerten verglichen (US-PS 37 75 591).

Schließlich ist auch eine Bczugspunktpotential-Kompensationsschaltung bei einer Phasensteuerschaltung bekannt, die für einen Betrieb bei 60 Hz Netzfrequenz als auch 50 Hz Netzfrequenz geeignet sein soll, ohne daß durch die sich dadurch verändernde Kosinuswellen-

form die Schalt-Bezugspunktspannung geändert wird. Eine Änderung soll auch bei schwankender Speisespannung vermieden werden. Bei der Phasensteuersehaltung wird der Kosinuswellenform oder davon abgeleiteten Sägezahnwellenform eine Gleich-Steuerspannung überlagert und die resultierende Wellenform wird mit einer konstanten Bezugs-Gleich-Spannung vergleichen. Bei Koinzidenz wird ein Signal erzeugt Um Änderungen des Bezugspunktes dieses Signals bei Änderungen der Wechselstromspeisespannung zu vermeiden, wird die Bezugs-Gleichspannung entsprechend verändert (DE-OS 23 64 483).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, durch das nicht angezapfte Kochstellen bei mäßigem technischen Aufwand unabhängig von Netzspannungsschwankungen eine mittlere konstante Leistung bei großem Variationsbereich abgeben sollen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zeitabschnitte aufeinanderfolgend aus der Netzspannung abgeleitet sind und mit Ankochzeitkonstanten und danach mit FortkochleistungMionstanten vergleichen werden.

Der durch die Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß allein die die Kochstelle(n) speisende Netzspannung zu deren Steuerung herangezogen ist und damit besondere Temperaturfühler und Regler entbehrlich sind.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert Es zeigt

Fig. 1 ein Signaldiagramm über den Steuerablauf einer Kochstelle in der Ankochphase und in der anschließenden Fortkochphase,

Fig. 2 ein Signaldiagramm über den Steuerablauf einer Kochstelle in der Ankochphase bei schwankender Netzspannung,

Fig. 3 ein Signaldiagramm über den Steuerablauf einer Kochstelle in der anschließenden Fortkochphase bei schwankender Netzspannung,

Fig.4 die prinzipielle Ausbildung einer digitalen Leistungssteuerung für eine Kochstelle,

Fig. 5 die Ausbildung der digitalen Leistungssteuerung für vier Kochstellen,

F i g. 6 die Ausbildung der digitalen Kochstufeneingabe.

In der F i g. 1 ist mit L//vdie den Elektroherd speisende Phasenspannung angedeutet, die mit bekannten Mitteln (Übertrager, Vollweggleichrichtung, Siebkette) in eine proportionale Gleichspannung umgewandelt ist, die zur Steuerung der Kochstelle herangezogen wird. An dieser Phasenspannung (beispielsweise S) liegt über einen elektronischen Leistungsschalter (Triac) auch die Kochstelle 10 (Fig.4), die bei Inbetriebnahme zum Zeitpunkt fo eingeschaltet ist.

Die Gleichspannung wird zyklisch abgetastet und in aufeinanderfolgende, digitale Wörter dartsellende Zeitabschnitte umgesetzt. Zur Erzeugung dieser Zeitabschnitte kann ein taktgesteuerter Rückwärts-Zähler 4 verwendet werden, der zyklisch von einem durch die Größe der Spannung Un bestimmten Zählstand nach Null läuft und bei Nullstand ein Signal Zausgibt. Wie aus dem Diagramm ersichtlich, nimmt der Zähler 4 zu den Zeiten fo, fi, h usw. einen der Spannung Un entsprechenden Zählstand ein, zählt abwärts und gibt bei Zählstand Null das Signal Zaus, stellt sich danach wieder auf einen der Spannung Un entsprechenden Zählstand, zählt wieder abwärts usf.

Die Impulse Z des Rückwärts-Zählers 4 wirken auf einen Vorwärts-Zähler 6, der bei jedem Impuls Z seinen Zählstand um I erhöht, wie aus dem Signaldiagramm ersichtlich. Die mittels dieses Zählers 6 gebildeten digitalen Wörter werden nun mit vorgebbaren, ebenfalls digitale Wörter darstellenden Ankochzeitkonstanten verglichen, wie eine dieser Konstanten im Diagramm mit N dargestellt ist. Koinzidieren die verglichenen Wörter von Vorwärts-Zähler 6 und Ankochzeitkonstante N im Zeitpunkt fo, so wird die bisher mit maximaler Leistung betriebene Kochstelle 10 ausgeschaltet.

Damit ist die Ankochphase beendet und es folgt selbsttätig die Fortkochphase.

Für diese werden die ebenfalls durch einen Rückwärts-Zähler 15 in Abhängigkeit von der Spannung Un gebildeten Zeitabschnitte ti bis fio. fio bis fu. fi2 bis tu usw. herangezogen.

Die digitale Wörter darstellenden Zählstände dieses Zählers Ci werden mit einer vorgebbaren, als digitales

2u Wort dargestellten Fortkochleis' .,lgskonstanten F verglichen und bei Koinzidenz der vei grchenen Wörter wird die zum Zeitpunkt h ausgeschaltete Kochstelle 10 zum Zeitpunkt /9 (Koinzidenz der Wörter) eingeschaltet, bleibt dies, bis zum Zeitpunkt fio der Rückwärts-Zähler

>5 15 seinen Zählstand Null und wieder einen von der Spannung Un abhängigen hohen Zählstand einnimmt und darauf wieder abwärts zählt; zum Zeitpunkt in besteht wiederum Koinzidenz der Wörter des Zählers 15 und der Fortkochleistungskonstante F. so daß die

jo Kochstelle 10 eingeschaltet wird, dies bis zum Zeitpunkt /12 bleibt und ausgeschaltet wird, wenn der Zähler 15 praktisch zum gleichen Zeitpunkt einen neuen Höchststand einnimmt; mit der Koinzidenz der Wörter des Zählers 15 und der Konstanten Fwird die Kochstelle 10

Vi zum Zeitpunkt tu wieder eingeschaltet und zum Zeitpunkt tu ausgeschaltet usf.

Da die Fortkochphase der Ankochphase folgt, kann der für die Ankochphase verwendete Zrhler 4 nach Ablauf der Ankochphase prinzipiell auch für die

•40 Fortkochphase verwendet werden.

Wie einleitend erwähnt, ergeben sich bei Netzspannungsschwankungen entsprechende Schwankungen der Kochguttemperatur. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist eine Netzspannungskompensation erreicht, durch die die von der Kochstelle abgegebene mittlere Leistung von Netzspannungsschwankungen nicht beeinflußt wird, wie anhand der Fig. 2 und J näher erläutert wird.

Im Diagramm nach der Fig. 2 ist angenommen, daß in der Ankochphase Netzspannungsschwankungen auftreten.

In a ist mit Un die Nenn-Wechselspannung (220 V ~) bezeichnet, die wie in Fig. 1 in eine proportionale Gleichspannung umgesetzt ist; mit U-, ist eine erhöhte und mit U2 eine vprringerte Netzspannunp angedeutet, entsprechend erhöhter oder verringerter Gleichspannung; in b ist die Ankoch-Energie JiAIf aufgetragen, wobei die gestrichelte Linie 100 den Verlauf einer nich» schwankenden NJzspannung und die Linie 101 einen

ho Verlauf, der dem der Netzspannung in a entspricht; mit der strichpunktierten Linie ist die vorgebbare Ankochzeitkonstante /V bezeichnet, bei der angenommen sei, daß ein Wert 20' gewählt sei; aus c ist die Erzeugung der digitale Wörter darstellende Zeitabschnitte ersichtlich;

b5 in d ist die Sumrie vcn bei nicht schwankender Netzspannung gebildeter Zeitabschnitte und in e die Summe von bei schwankender Netzspannung gebildeter Zeitabschnitte mit Bezug auf die vorgegebene

Ankoch/eitkonstanlc N dargestellt; in f ist die zeitlich unterschiedliche Ausschaltung der Kochstelle 10 dargestellt.

Wie ersichtlich, ist die Kochstelle 10 zum Zeitpunkt to mit maximaler Leistung eingeschaltet und es würden bei ^r> konstanter Netzspannung und entsprechend abgeleiteter Gleichspannung Un im Zeitraum fo bis U durch den Riickwärts-Zähler 4 gleichbleibend zwanzig Zeitabschnitte f' bis 20' geschaffen, wie sie in d dargestellt sind; der Zähler würde bis zum zwanzigsten Zeitabschnitt ι» stets den gleichen hohen Zählstand einnehmen, wie er in c mit 102 bezeichnet ist; zum Zeitpunkt U würde das dern Zeitabschnitt 20' zugeordnete digitale Wort mit der vorgegebenen Ankochzeitkonstanten /V koinzidieren, wie aus b ersichtlich ist, und damit die Kochstelle ι ■> ausgeschaltet werden.

Schwankt nun jedoch die Netzspannung, wie in a angedeutet, so werden im Zeitraum fo bis Λ acht Zeitabschnitte bestimmter Dauer erzeugt, die durch die gerade vorliegende Nennspannung bestimmt ist; kurz 2n vor dem Zeitpunkt /ι ist die Netzspannung gestiegen und damit auch die abgeleitete Gleichspannung von Un auf U\; für den Zeitraum t\ bis tj, in dem die Spannung U] sich nicht ändert, werden nun zehn Zeitabschnitte 9" bis 18" erzeugt (Fig. 2e), die gegenüber den vorherge- r> henden Zeitabschnitten eine kürzere Zeitdauer haben; im gleichen Zeitraum wurden bei Vorliegen einer konstanten Netzspannung Un nur sechs Zeitabschnitte 8' bis 14' erzeugt, wie d zu entnehmen ist; kurz vor dem Zeitpunkt /j ist eine Spannungsabsenkung Ui aufgetre- i< > ten. womit zwei Zeitabschnitte 19", 20" erzeugt werden, die gegenüber den im Zeitraum ta bis t\ (Nennspannung //,v) erzeugten Zeitabschnitten 1" bis 8" eine größere Zeitdauer haben; der Zeitabschnitt 20" ist bereits zum Zeitpunkt ij erreicht und damit besteht Koinzidenz der ü digitalen Wörter dieses Zeitabschnittes und der Ankochzeitkonstanten N (20', 20") und die Kochstelle 10 wird ausgeschaltet. Diese gibt also trotz schwankender Netzspannung eine konstante Ankoch-Energie ab.

Wie bereits vorstehend erwähnt, schließt sich an die -»o Ankochphase selbsttätig die Fortkochphase an. In F i g. 3 ist angenommen, daß auch in dieser Fortkochphase Netzspannungsschwankungen auftreten.

Liegt die Spannung Un vor, so nimmt der die Zeitabschnitte bildende Zähler 15 einen bestimmten Höchst-Zählstand 103 ein und zählt von diesem abwärts; vorgegeben ist die Fortkochleistungskonstante F als digitales Wort; bei Übereinstimmung der Wörter von Zähler 15 und Konstante F zum Zeitpunkt t\ wird die Kochstelle 10 eingeschaltet; nimmt der Zähler 15 zum so Zeitpunkt fc seinen gleichen Höchststand 103 ein (keine Änderung von Un). so wird die Kochstelle 10 abgeschaltet; besteht zum Zeitpunkt f₃ wieder Koinzidenz zwischen den beiden digitalen Wörtern, so wird die Kochstelle 10 wieder eingeschaltet, und wenn der Zähler 15 zum Zeitpunkt u wieder seinen gleichen Höchststand 103 einnimmt, ausgeschaltet usw.

Die Kochstelle 10 wird also von Stromtakten konstanter Dauer t' und bestimmter Periodendauer T angesteuert.

Zum Zeitpunkt fs erhöht sich die Spannung von Un auf Uy, der Zähler 15 nimmt davon unbeeinflußt erst noch zum Zeitpunkt U, seinen Nullstand und sofort danach einen neuen, höheren Zählstand 104 ein; damit erhöht sich aber auch die Zeitdauer bis zur Erreichung der Koinzidenz der beiden digitalen Wörter, die zum Zeitpunkt f7 vorliegt in dem die Kochstelle 10 eingeschaltet wird; zum Zeitpunkt fe nimmt der Zähler 15 wieder den Höchststand 104 ein und die Kochstelle 10 wird abgeschaltet; wie ersichtlich, hat der Stromtakt h die gleiche Zeitdauer l" wie die vorhergegangenen Stromtakte /Ί; zum Zeitpunkt ti besteht wieder Koinzidenz der beiden digitalen Wörter und die Kochstelle 10 wird eingeschaltet; zum Zeitpunkt t\o nimmt der Zähler 15 seinen Höchststand 104 ein und die Kochstelle 10 wird ausgeschaltet; zum Zeitpunkt in verringert sich die Spannung Un auf Ur, der Zähler 15 läuft unbeeinflußt auf seinen Zählstand Null zu; zum Zeitpunkt fi2 besteht Übereinstimmung der beiden digitalen Wörter und damit wird die Kochstelle 10 wieder eingeschaltet; zum Zeitpunkt in nimmt der Zähler 15 seinen Zählstand Null und sofort danach einen neuen Höchststand 105 ein, der kleiner als der »Nenn«-Höchststand 103 ist; wie dem Diagramm zu entnehmen ist, ist die Periodendauer Fdcr Stromtaktc h gegenüber der Periodendauer Γ der Stromtakte /1 durch die erhöhte Netzspannung U\ vergrößert worden.

Die ab Zeitpunkt 1\\ abgesenkte Spannung lh bewirkt, daß der Zähler 15 einen entsprechend verringerten Höchststand 105 einnimmt; damit wird die Koinzidenz der beiden zu vergleichenden digitalen Wörter schneller erreicht; Koinzidenz besteht wieder zum Zeitpunkt /h, so daß die Kochstelle 10 eingeschaltet wird; zum Zeitpunkt fts nimmt der Zähler 15 wieder den Höchststand 105 ein und die Kochstelle 10 wird ausgeschaltet usw. Die Zeitdauer f'"der Stromtakte /Ί stimmt mit der der vorhergehenden Stromtakte /Ί. h überein; die Periodendauer T" dieser Stromtakte /j ist jedoch entsprechend der AbsenKung der Netzspannung erniedrigt.

Die F i g. 4 zeigt eine digitale Steuereinrichtung für eine Kochstelle.

Ein Analog-Digital-Wandler 1 erhält eine beispielsweise aus der Phasenspannung S abgeleitete Meß-Gleichspannung U und setzt diese in ein digitales Wort um. das einem Rechenwerk 2 zugeführt wird: dieses gibt ein digitales Wort aus, das der Funktion (Ui- Un)2 = 2AU entspricht, wobei U/ der gemessene Wert der von der Netzspannung abgeleiteten Gleichspannung und Un ein dem Nennwert (220 V) der Wechselspannung entsprechende digitales Wort ist.

Zur Erzeugung der Ankochzeit wird die im Rechenwerk 2 mit 2 multiplizierte Spannungsdifferenz in einem nachgeschalteten Rechenwerk 3 von einer Us entsprechenden Konstanten subtrahiert und das Ergebnis mit einer Konstanten k multipliziert: das so gebildete Wort k (Un—2AU) wird einem voreinstellbaren und getakteten Rückwärts-Zähler 4 zugeführt, der von dem durch das digitale Wort eingestellten Zählstand <.uf Null zählt, wie bereits anhand der Fig. 1 und 2 erläutert wurde. Bei jedem Zählstand Null gibt der Zähler 4 über einen steuerbaren Schalter 5 ein Signal Z an einen nachgeschalteten Vorwärts-Zähler 6, dessen Zählgeschwindigkeit vom Zähler 4 und den diesem eingegebenen Werten Jt (U_N-2AU) bestimmt ist. In die Ankochzeit geht damit entsprechend dem quadratischen Zusammenhang zwischen Netzspannung und abgegebener Leistung die proportionale Abweichung vom Nennwert doppelt in die Berechnung der Ankochzeit ein.

Nach jedem Nullstand wird über Leitung V die Voreinstellung des Zählers 4 aktiviert und das vom Rechenwerk 3 anstehende digitale Wort k(U_n-2AU)'m den Zähler 4 übernommen; der Zähler selbst gibt über Leitung M ein signal zur Abfrage des digitalen Meßwertes. Die vom Vorwärts-Zähler 6 als digitales

Wort ausgegebene Ankochzeit wird einem Vergleicher 7 zugeführt, der ferner aus einem Programmspeicher 8 über einen Schalter 9 wählbare Ankochzeitkonstanten N erhält: solange· der Wert des Zählers 6 kleiner als die vorgegebene Ankochzeitkonstante N ist, gibt der ί Vergleicher 7 über die Leitung 11 an eine elektronische Schaltersteuerung 12 ein binäres Signal solcher Wer'^keit (L), daß die Kochstelle 10 an die Netzwechselspar.nung gelegt wird; koinzidieren die beiden verglichenen Wörter von Zähler 6 und Speicher 8, so i< > tritt an der Leitung 13 des Vergleichers 7 ein binäres Signal solcher Wertigkeit (L) auf, daß die Kochstelle IO über die Schaltersteuerung 12 von der Wechselspannung abgeschaltet wird, der Schalter 5 geöffnet und ein Schalter 5' geschlossen wird, womit die Ankochzeit- r> Steuerung A abgeschaltet und auf die Forlkochleistungs-Steuerung Sumgcschaltet ist.

Das Rechenwerk 3, die Zähler 4, 6 und der

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die Ankochzeitsteuerung A für die Kochstelle 10. :n

Die Fortkochleistungssteuerung B besteht aus einem Rechenwerk 14, das einen Wert k(U\+2AU) als Digitales Wort bildet, das als Voreinstellung einem taktbaren Rückwärts-Zähler 15 zugeführt wird, der abwärts zählt, wie auch den Diagrammen nach den >i Fig. I und 3 zu entnehmen ist; die digitalen Wörter gelangen an einen Vergleicher 16, dem außerdem über einen Schalter 9' wählbare Fortkochleistungskonstanten Feines Speichers 17 zugeführt sind.

Nach jedem Zählstand Null des Rückwärls-Zählers 15 jo wird 'iber die Leitung V die Voreinstellung desselben aktiviert und dieser übernimmt das anstehende Wort k(Us +2AU) des Rechenwerkes 14; der Zähler selbst gibt über Leitung Wein Signal an den Wandler 1 zur Abfrage des digitalen Meßwertes. _t-,

Der Vergleicher 16 gibt stets dann über die Leitung 18 ein die Kochstelle 10 einschaltendes, binäres Signal (L) an die Schaltersteuerung 12, wenn das vom Zähler 15 ausgegebene digitale Wort gleich oder kleiner als das digitale Wort der gewählten Fortkochleistungskonstan- w te Fist und der Vergleicher 16 gibt stets dann über die Leitung 19 ein die Kochstelle 10 ausschaltendes Signal (L) an die Schaltersteuerung 12, wenn das vom Zähler 15 ausgegebene digitale Wort größer als das digitale Wort der gewählten Fortkochleistungskonstante Fist.

Die Fig.5 zeigt eine Leistungssteuerung für beispielsweise vier Kochstellen 10, 20, 30 und 40, die aus Gründen einer gleichmäßigen Belastung des Netzes auf zwei Phasen aufgeteilt sind.

Für die Kochstellen 10, 20 ist ein gemeinsamer Analog-Digital-Wandler 1 und ein gemeinsames Rechenwerk 2 verwendet; für beide Kochstellen 10,20 sind gemeinsam die Rechenwerke 3, 14 und die Zähler 4,15 nach der F i g. 4 vorgesehen; jeder Kochstelle 10, 20 ist ferner je ein steuerbarer elektronischer Schalter 5, 5' und 5", 5'", je ein Zähler 6 und 6' und je zwei Vergleicher 7,16 und T, 16' zugeordnet, die ihre Signale an jeweils eine Schaltersteuerung 12,12' geben.

Die Kochstelle 10 wird durch die Steuerungen A, B und die Kochstelle 20 durch die Steuerungen Λ 1, Öl betrieben.

Den Kochstellen 30, 40 sind ein mit der Phase T verbundener Analog-Digital-Wandler 1,7, ein Rechenwerk 2a und mit den Ankochzeitsteuerungen A, A 1 und Fortkochleistungssteuerungen B. B 1 übereinstimmende Steuerungen A 2, 52 und A 3, S3 zugeordnet.

Wie bereits vorstehend angedeutet, können die nach Ablauf der Ankochphase freiwerdenden Elemente der Ankochzeitsteuerungen sinngemäß in der Fortkochlcistungssteuerung verwendet werden (Zeitmultiplcxstcuerung).

Die F i g. 6 zeigt die Kochstufeneingabe. Für den Bedienenden ist eine Tastatur 50 vorgesehen, die aus einem Eingabe-Tastenschalterfeld 51 mit den Ziffern 0 bis 9 und vier Funktionstastenschaltern 52 bis 55 für die vier Kochstellen 10, 20, 30 und 40 nach F i g. 5 besteht; das Symbol dieser Schalter 52 bis 55 zeigt die jeweilige

I^ U»U I13 [L IIU UUIUII UIIIUII 3UII VTd I /.Uli I UIIIVI Π 11.

Den Funktionstastenschaltern 52 bis 55 sind .Speicherfreigabe-Schaltkreise 102 bis 105 zugeordnet, die vor Kochstufenspeichern 202 bis 205 angeordnet sind, denen die Konstantenspeicher 8, 17 für die Ankoch/.citen und die Fortkochleistungen nach den Fig. 4 und 5 nachgeschaltet sind.

Nachstehend wird die Wirkungsweise der Kochstufeneingabe näher erläutert.

Jede Kochstelle 10, 20, 30 oder 40 kann durch neun verschiedene Leistungsstufen angesteuert werden, die einen Leistungsbereich von 1 : 25 überstreichen.

Die Eingabe einer Kochstufe erfolgt durch Drücken einer der Funktionstasten 52 bis 55 und anschließender Eingabe der gewünschten Kochstufe durch drücken Drücken einer der Tasten 1 bis 9 des Eingabefeldes 51; durch Eingabe einer Null wird eine gewählte Kochstufe ausgeschaltet.

Soll beispielsweise die linke hintere Kochstelle eines Herdes eingeschaltet werden, so wird kurzzeitig der Tastenschalter 52 gedrückt, wodurch der Schaltkreis 102 geschlossen wird; alle anderen Schaltkreise 103 bis 105 sind geöffnet; alle Schaltkreise sind mit dem Eingabefeld 51 verbunden, über das nunmehr durch Drücken eines der gewünschten Kochstufe entsprechenden Tastenschalters 1 bis 9 ein entsprechendes digitales Wort in den Kochstufenspeicher 202 gelangt, das den Konstantenspeichern 8, 17 als Adresse zur Verfügung gestellt wird, die die unter dieser Adresse stehenden Konstanten Nund Ffür die Ankochzeit und für die Fortkochleistung als digitale Wörter an die Vergleicher 7 und 16 geben.

Ist ein Funktionstastenschalter 52 bis 55 gewählt und über das Eingabefeld 51 die Kochstufenwahl getätigt, so öffnet der Schaltkreis 102 wieder selbsttätig; ebenso würde der Schalterkreis 102 öffnen, wenn einer der Tastenschalter 53 bis 55 betätigt würde.

Da im Zeitmultiplexbetrieb gearbeitet werden kann, wie bereits vorstehend erwähnt, sind auch die Konstantenspeicher 8 und 17 je nur einmal vorhanden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I. Verfahren zur digitalen Steuerung von elektrischen Kochstellen, wobei digitale Wörter darstellende Zeitabschnitte mit vorgebbaren, ebenfalls digitale Wörter darstellenden Kochleistungskonstanten verglichen werden und die Kochstelle in Abhängigkeit von diesem Vergleich gesteuert wird, d a durch gekennzeichnet, daß die Zeitabschnitte aufeinanderfolgend aus der Netzspannung abgeleitet sind und mit Ankochzeitkonstanten und danach mit Fortkochleistungskonstanten verglichen werden.

Z Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Ankochzeit die Differenz (AU) zwischen der digital umgesetzten Ist-Wechselspannung (Ui) und der Nenn-Wechselspannung (Un) in Beziehung gesetzt wird mit vorgebbanin digitalen Ankochzeitkonstanten (N).

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Fortkochleistung die Differenz (AU) zwischen der digital umgesetzten Ist-Wechselspannung (Ui) und der Nenn-Wechselspannung (Un) in Beziehung gesetzt wird mit vorgebbaren, digitalen Fortkochleistungskonstanten (F).

4. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Netzspannung (U) umsetzende. Analog-Digital-Wandler (1) vorgesehen ist, dem ein die Funktion (Ui- Un)2 bildendes Rechenwerk (2) nachgeschaltet ist (L'/ Netzspannung-Istwert; Un Netzspannu^r*-Nennwert), dessen digitales Ergebnis für die Erzeugung der Ankochzeit einem die Funktion jt(L//v-2.dLtybildenden Rechenwerkes (3) zugeführt ist, dessen Ergebnis einem voreinstellbaren, taktbaren Rückwärts-Zählcr (4) zugeführt wird, der in Abhängigkeil vom Ergebnis I((Un—2AU) die Zählgeschwindigkeit eines Vorwärts-Zählers (6) bestimmt, dessen Zählstand mittels eines Vergleichers (7) mit den vorgebbaren Ankochzeitenkonstanten (N) verglichen wird und daß zur Erzeugung der Fortkochleistung das Ergebnis 2AU des Rechenwerkes (2) einem weiteren, k(U\+2AU) bildenden Rechenwerk (14) zugeführt wird, welches das Ergebnis an einen voreinstellbaren und taktbaren Rückwärts-Zähler (15) gibt, dessen Zählstand mittels eines Vcrgleichers (16) mit den vorgebbaren Fortkochleistungskonstanten ^verglichen wird.