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Elektrisches Programmsteuergerät
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Die Erfindung betrifft ein elektrisches Programmsteuergerät, vorzugsweise
zur Verabfolgung von sogenannten Mehrfachprogrammen, mit einem durch einen elektrischen
Kleinstmotor, insbesondere Kleinst-Synchronmotor, antreibbaren Programmträger, welcher
wffkrend des Programmablaufes Kontakte wechselnd beschaltet, die der Steuerung von
Befehlskombinationen an die Funktionselemente einer zu steuernden automatischen
Haushaltsinaschine dienen und welcher nach einer bestimmten durch ihn selbst für
eine Jede Programmphase eingestellten Zeitdauer oder nach Erfüllung einer vom Programmträger
voreingestellten physikalischen Zustandsbedingung um einen oder mehrere Bewegungsschritte
fortstellbar ist, wobei auf dem Programmträger mindestens ein sogenanntes Maximalprogramm
aufgebracht ist, aus welchem durch sogenannte Uberfahrvorgänge einzelne Programsphasei
ur Variation des Maximalprogrammes überfahrbar sind.
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Zweck der Erfindung ist es, die Anwendung automatisch gesteuerter
Haushaltsmaschinen, insbesondere Wasch-und Geschirrspülmaschinen bzw. Waschtrockner
zu fördern.
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Elektrische Programmsteuergeräte der vorgenannten Art sind bekannt.
So ist ein elektrisches Programmsteuergerät auf den Markt gelangt, bei dem der elektrische
Programmträger einerseits durch Abtastung vermittels Kontakten die Art der zu steuernden
Funktionselemente, andererseits durch die Abtastung eines kippbaren Rechens die
Dauer der Aufrechterhaltung dieses Betätigungszustandes bzw. dieser Programmphase
bestimmt. Während der Aufrechterhaltung einer Programmphase wird der die Zeitdauer
bestimmende Rechen durch ein Schöpfwerk intermittierend zurückgestellt, bis er in
eine feste oder durch den Programmträger bestimmte Endlage eingeschwenkt ist, in
welcher die Fortstellung des Programmträgers um einen weiteren Schritt veranlaßt
wird.
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Es sind auch Programmsteuergeräte bekannt, bei denen der als Nockenwalze
oder als tellerförmige Platte ausgebildete Programmträger ein sogenanntes Maximalprogramm
umfaßt. Das heißt, auf den Nockenscheiben bzw.
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Nockenbahnen des Programmträgers sind sämtliche, während eines Programmablaufes
überhaupt feststellbare Schaltzustände für die Betätigung von Funktionselementen
aufgebracht, und zwar in der Reihenfolge, in welcher sie während eines möglichen
Programmablaufes anfallen.
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Das heißt in einem solchen Programm sind auch solche Programmschaltzustände
bzw. Progrsmmphasen enthalten, die in dem einen oder anderen erwünschten abrufbaren
Programmablauf nicht erwünscht oder gar unzulässig sind.
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Hierbei hat man so verfahren, daß auswählbare Schaltmittel während
des Programmablaufes dem Programmträger übergeordnet werden, welche während eines
ausgewählten Programmablaufes veranlassen, daß dieJenigen Programmteile oder Programmphasen,
die nicht erwünscht oder unzulässig sind, im sogenannten Schnellgang überfahren,
d.h. aus dem eigentlichen Programmablauf eliminiert werden.
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Diese bekanntgewo rdenn Programmsteuergeräte umfassen Jedoch eine
größere Anzahl von Kontakten und insbesondere mechanische Kadraturen, welche die
vorgeschilderten internen Steuermaßnahmen im elektrischen Programmsteuergerät durchführen.
Diese Teile bedürfen der Justierung und Einstellung und bedingen überdies eine erhebliche
räumliche Ausladung des Programmsteuergerätes, welche für die Anordnung der elektrischen
Programmsteuergeräte in den zu steuernden automatischen Haushaltsmaschinen von Nachteil
sind.
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Auf Grund der unterschiedlichen Arten der bei verschiedenen automatischen
Haushaltsmaschinen zu steuernden Programmphasen bzw. Programmschaltzuständen, war
es bisher überdies erforderlich, für Jede automatische Haushaltsgeräteart eine besondere
Typenreihe von Programmsteuergeräten zu erstellen. Dies erwies sich sehr nachteilig
für die Lagerhaltung und Beschaffung von Ersatzteilen und bedingte außerdem durch
die anfallenden verhältnismäßig geringen Stückzahlen höhere Preise der Steuergeräte.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Programmsteuergerät
mit geringen Abmessungen, mit vergleichsweise nur wenigen betätigbaren und im wesentlichen
nur leistungsarm schaltenden Kontakten n schaffen, welche das ein und dasselbe Gerät
für eine größere Anzahl Typen eines automatischen Haushaltsgerätes einsetzbar ist
und ohne bedeutsame Änderungen in seinen wesentlichen Teilen auch für andere Arten
von automatisch zu steuernden Haushaltsmaschinen einsetzbar ist.
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Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß die vom Programmträger
betätigbaren Kontakte wenigstens teilweise nach einem bestimmten Code system beschaltbar
und an den Dateneingang eines Mikrocomputers angeschaltet sind;
daß
die an den Dateneingang des Mikrocomputers über mittelten Daten von diesem verarbeitbar
sind und daß hierzu vom Mikrocomputer aus wenigstens einem elektronischein Speicher
dort abgelegten, den Daten entsprechende Steuerbefehle für die verschiedenen elektrischen
Funktionselemente der zu steuernden Haushaltsmaschine abrufbar sind; und daß zusammen
mit der Verabfolgung der Steuerbefehle Sollwerte von der betreffenden Programmphase
entsprechenden Kriterien festlegbar sind, welche durch Meßschaltungen mit vorliegenden
Istwerten vergleichbar sind und daß bei durch die Meßschaltungen festgestellter
und dem Mikrocomputer übermittelte Übereinstimmung von Soll- und Istwert vom Mikrocomputer
ein Signal an die elektromotorische Antriebsvorrichtung für die Fortstellung des
Programmträgers verabfolgt wird, welches bei dem damit einhergehenden Wechsel der
Schrittstellung des Programmträgers wieder endet, wonach der Programmträger die
Stillsetzung seiner Fortstellung bei Erreichen der neuen Schrittstellung selbst
über die Mikrocomputer steuert.
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Andere erfinderische Merkmale, die Weiterbildungen dieses Lösungsgedankens
zum Gegenstand haben, sind aus den PatentansprUchen entnehmbar.
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Durch das elektrische Programmsteuergerät nach der Erfindung ist eine
größere Anzahl von Vorteilen geboten.
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So ergibt sich eine vielseitige Anpassungsmöglichkeit an unterschiedlichste
Programmphasenkriterien, da deren Werte in einem elektronischen Speicher abgelegt
und von dort bedarfsweise abrufbar sind. Lediglich die die einzelnen Kriterien eines
bestimmten Steuerbefehl es bezeichnenden codierten Daten werden durch den Prograimirträger
dem Steuereingang des Mikrocomputers zugeführt und dadurch die Verabfolgung einer
dem erwünschten Programmablauf entsprechenden Befehlsfolge an die Funktionselemente
der zu steuernden automatischen Haushaltsmaschine veranlaßt.
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Eine besonders vorteilhafte Ausbildung des Mikrocomputersystemes nach
der Erfindung besteht darin, Steuermaßnahmen an leistungsverbrauchenden Funktionselementen
der Haushaltsmaschine durch vom Programmträger direkt betätigbare Kontakte zu vollziehen,
d.h. z.B. die Heizung oder den Antriebsmotor einer Waschmaschine o.ä. direkt durch
vom Programmträger betätigbare Leistungskontakte zu schalten, die Kriterien für
die Schaltung dieser Kontakte (Temperatur, Zeitdauer etc.) hingegen und die Steuerbefehle
für leistungsarme Funktionselemente (TUrsicherung etc.), Jedoch über den Mikrocomputer
direkt zu verabfolgen.
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Durch den Programmträger werden im elektronischen Speicher abgelegte
Steuerbefehle in direktem Zugriff wahlweise abrufbar und können somit zu einem bestimmten
Programm zusammengestellt werden. Durch bloßen Austausch des Programmträgers ist
ein und dasselbe Steuergerät nach der Erfindung über den an und für sich schon gebotenen
umfänglichen Anwendungsbereich hinaus auch noch bei anders gearteten automatischen
Haushaltsgeräten einsetzbar. Voraussetzung hierzu ist, daß sämtliche vorkommenden
Steuerbefehle in einem oder mehreren elektronischen Speichern des Mikrocomputers
abgelegt und von dort bedarfsweise abrufbar sind.
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In den beigegebenen Zeichnungen ist die Erfindung im einzelnen dargestellt.
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Es bedeuten: Fig. 1 eine Prinzipdarstellung des durch ein Mikrocomputersystemes
gebildeten elektrischen Programuteuergerätes nach der Erfindung.
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Fig. 2 die aufgelöste Darstellung eines Programmsteuergerätes nach
der Erfindung.
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In Fig. 1 ist das Mikrocomputersystem des elektrischen Programisteuergerätei
nach der Erfindung als Blockschaltbild dargestellt.
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Dieses besteht im wesentlichen aus dem Mikrocomputer 1, dem Schrittschaltwerk
2 und dem Wahlschalter 3.
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Dieser im wesentlichen aus diesen drei Baugruppen bestehenden Geräteanordnung
ist das zu steuernde automatische Haushaltsgerät 4 (Wasch-, Geschirrspül-oder Trockengerät
o.ä.) nachgeschaltet.
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Das Schrittschaltwerk 2 beinhaltet den scheiben- oder tellerförmigen
Programmträger 5, welcher von einem Kleinstmotor, insbesondere Kleinstsynchronmotor
6, über ein Übersetzungsgetriebe 7 peripher antreibbar ist.
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Vom Programmträger 5 werden einerseits flexible Kontakte 8 beaufschlagt,
welche auf einer gedruckten Leiterplatte 9 angeordnet sind. Die Kontakte 8 und die
gedruckte Leiterplatte 9 sind aus Fig. 2 ersichtlich. Die flexiblen Kontakte 8 werden
von einer Kontaktscheibe lo abgefühlt, welche vorzugsweise nach Art einer gedruckten
Schaltung hergestellt ist, mit dem Programmträger 5 verbunden und zusammen mit diesem
umlaufend beweglich ist. Die Kontaktscheibe lo weist eine den einzelnen Abtastbahnen
der flexiblen Kontakte 8 zugeordnete leitende Segmentstruktur II auf, wodurch die
Steuercodierung für den Mikrocomputereingang PC darstellbar ist. Gemeinsame innere
und äußere Bahnen dienen der gemeinsamen Stromzuführung über hierzu bestimmte flexible
Kontakte 8. Die flexiblen Kontakte 8 sind in Gruppen, Jeweils zueinander um 9o°
versetzt, auf der gedruckten Leiterplatte 9 angeordnet.
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Der Baustein des Mikrocomputers 12 ist ebenfalls auf der gedruckten
Leiterplatte 9 montiert und mit seinen Anschlüssen mit Leiterbahnen derselben entsprechend
elektrisch verbunden.
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Auf der entgegengesetzten Seite weist der Programmträger 5 konzentrische
Nockenbahnen 13 auf, welche von Arbeitskontakten des Kontaktträgers 14 abtastbar
sind. Die Arbeitskontakte durchstoßen mit ihren Anschlüssen 15 den Boden 16 des
Kontaktträgers 14 und werden dort über Steckverbinder, welche nicht dargestellt
sind, mit Funktionselementen (z.B. Heizwiderstand, Ventile, Pumpen Motoren, Gehäusemotoren
etc.) des zu steuernden Haushaltsgerätes 4 verbunden.
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In Fig. 2 ist auch der Kleinst-Synchronmotor 6 und das unter einer
Abdeckkappe 17 angeordnete Übersetzungsgetriebe 7 ersichtlich, über welchem der
Kleinst-Synchronmotor 6 angeordnet ist.
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In Fig. 1 ist dargestellt, daß die Anschlüsse 15 des Kontaktträgers
14 (in Fig. 1 nicht dargestellt) als Ausgangsleitungen 15a - 15e nach merkbar leistungsverbrauchenden
Funktionselementen (Heizung, Ventile, Puipen-Motoren, Schleudermotor) geführt sind.
Das heißt, diese Funktionselemente des Haushaltsgerätes 4 werden über vom Programmträger
5 unmittelbar betätigbare Arbeits- oder
Leistungskontakte, die
in dem Kontaktträger 15 angeordnet sind, gesteuert.
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Von der Kontaktscheibe 10 des Programmträgers 5 werden z.B. 9 Kontakte
betätigt, welche eine 9-Bit-Struktur an den Codierungseingang PC des Mikrocomputers
1 verabfolgen. Dieses Codierungssignal wird von dem Mikrocomputer 1 übernommen und
führt zum Abruf der dieser Codierung entsprechenden Programmphasenkriterien, z.B.
Zeitdauer, Temperatur, Laugenstand etc. aus einem elektronischen Speicher des Mikrocomputers,
insbesondere einem Festwertspeicher (ROM).
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Es sei z.B. angenommen, daß für die bestehende Programmphase ein Zeitkriterium
auf Grund der von der Kontaktscheibe lo des Programmträgers 5 eingegebenen Codierung
aus dem elektronischen Speicher, insbesondere Festwertspeicher abgerufen sei. Es
wird nun vom Mikrocomputer eine digitale Markierung, die diesem Zeitwert entspricht,
festgelegt und gleichzeitig ein elektronischer Zähler eingeschaltet.
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Beide Digitalwerte, nämlich die vom Mikrocomputer 1 aus dem Festwertspeicher
abgerufene Zeitmarkierung und die Markierung des Zählers werden durch einen elektronischen
Komporator des Mikrocomputers 1 verglichen und bei Übereinstimmung wird über den
Ausgang TM des Mikrocomputers der Kleinst-Synchronmotor 6 bestromt.
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Dadurch bewegt sich über das Übersetzungsgetriebe 7 der Programmträger
5 und damit auch dessen Kontaktscheibe 10 um einen Schritt weiter. Über einen Schrittsteuerkontakt
EK wird die Aufrechterhaltung dieser Antriebsbewegung des Kleinat-Synchronmotors
6 auch dann noch über den Mikrocomputer 1 aufrechterhalten, wenn durch die Fortbewegung
des Programmträgers 5 und damit der Kontaktscheibe lo die Steuercodierung am Mikrocomputer-Eingang
PC geändert ist, und zwar solange, bis der Programmträger 5 seine nächste Schrittposition
sicher erreicht hat.
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Während der Fortbewegung des Programmträgers 5 wird vom Mikrocomputer
1 gleichzeitig über den Ausgang PD innerhalb des zu steuernden Haushaltsgerätes
4 ein sogenannter Unterbrecherkontakt 24 geöffnet, der für die Dauer seiner Betätigung
den Stromzufluß zu einem wesentlichen Teil der Funktionselemente des zu steuernden
Haushaltsgerätes 4 unterbricht, um mit der Fortstellung des ProgrammtrAgers 5 verbundene
Schaltvorgänge in ihrer Wirkung zu unterbinden und damit den Geräusch- und Punkstörpegel
des gesteuerten Haushaltsgerätes 4 zu nivellieren.
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Während der beschriebenen vorhergegangenen Programmphase, die zeitlich
gesteuert war, kann beispielsweise von dem Mikrocomputer 1 an die Funktionselemente
des zu steuernden Haushaltagerites 4 der Arbeitabefehl verabfolgt worden sein,
"in
einem Schongang waschenn. Diese Befehlsverabfolgung erfolgt über die Ausgänge RR
(Reversierrichtung) und RD (Reversierdauer). Der eine Ausgang RR des Mikrocomputers
1 steuert also die Richtung, welche die Arbeitstrommel des zu steuernden Haushaltsgerätes
4 während des Reversiervorganges einzuschlagen hat und der andere Ausgang RD steuert
die zeitliche Dauer der Waschtrommelbewegungen und ihrer Pausen. Über die beiden
Ausgänge RR, RD wird also ähnlich wie bei einem herkömmlichen Programmsteuergerät
ein Nebenprogramm verabfolgt, dessen Zyklen von erheblich kürzerer Dauer sind, als
die Programmphasen des eigentlichen Programmsteuergerätes. Je nach Art des eingestellten
Programmes, kann nun das der Steuerung des Reversiervorganges dienende Nebenprogramm
in einem erheblichen Umfang variiert werden, so daß eine besonders gute Anpassung
des Bearbeitungaprogrammes an das Bearbeitungsgut bzw. an den Jeweiligen Stand des
ablaufenden Programmes besonders gut möglich ist. Mit Rücksicht auf die nicht unbeachtliche
Leistung, die zur Steuerung des Reversiermotors 23 zu schalten ist, erfolgt die
Steuerung des Reversiermotors 23 über 2 Relais 26 und 27, welche zweckmäßig als
Kleinst-Relais ausgebildet sind und vorteilhaft ebenfalls auf der gedruckten Leiterplatte
9 des elektrischen Schrittschaltwerkes 2 aufgebracht sind. Dasselbe gilt übrigens
auch für die Betätigung des Unt erbrecherkontaktes 24, welcher ebenfalls Teil eines
Kleinst-Relais 25 ist, das über den Ausgang PD steuerbar ist und zweckmäßig ebenfalls
auf der gedruckten Leiterplatte 9 des Shhrittschaltwerkes angeordnet ist.
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Während der Betriebsdauer des zu steuernden Haushaltsgerätes 4 wird
vom Mikrocomputer 1 über dessen Ausgang TU der TUrverriegelungsmagnet 28 des Haushaltsgerätes
4 bestromt gehalten, so daß während des gesamten Programmablaufes die Tür des zu
steuernden Haushaltsgerätes 4 gegen unbefugtes Öffnen gesichert ist.
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Der TUrverriegelungsmagnet 28 wird stets dann eingeschaltet, d.h.
die Gerätetür blockiert, wenn a) von der Flüssigkeitsflotte das sogenannte untere
Sicherheitsniveau Nmin erreicht ist oder b) vom Drehzahlgeber 28 über den Eingang
TG an den Mikrocomputer 1 ein Spannungssignal verabfolgt wird.
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Der Drehzahlgeber 28 ist mit einer proportional zur Drehbewegung der
Arbeitstrommel des Haushaltsgerätes 4 beweglichen Antriebswelle verbunden und erzeugt
an seinem Ausgang dann ein Signal, wenn diese Welle bewegt wird.
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Wie bereits vorstehend dargelegt, wird dem Mikrocomputer 1 über dessen
Eingang PC eine ein 9-Bit-Wort umfassende Steuercodierung angeboten, welche von
den flexiblen Kontakten 8 der gedruckten Leiterplatte 9 vermittels der Kontaktscheibe
10 am Programmträger 5 verabfolgt wird.
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Hierbei sind die Kontakte 8 bzw. ist die von diesen verabfolgte Codierung
nach Bit-Gruppen unterteilt, die Jeweils nach bestimmten Eingabekriterien vom Programmträger
5 bzw. dessen Kontaktscheibe 10 codiert beschaltbar sind.
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So kann das 9-Bit-Wort am Eingang PC, z.B. die folgende Struktur zeigen:
a) Bit 1 und Bit 2: Temperatur- oder Niveaucode b) Bit 3, Bit 4 und Bit 5: Reversiercode
c) Bit 6 - Bit 9: Zeitcode Hierbei ergeben sich: für a) 4 Codierungsmöglichkeiten
für b) 8 Codierungsmöglichkeiten für c) 16 Codierungsmöglichkeiten Zu a) Durch Bit
1 + Bit 2 sind also 4 verschiedene Temperaturen oder Flottenniveaus steuerbar, z.B.
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Arbeitstemperaturen T1 (150), T2 (300), T3 (600) T4 (900) Flottenniveaus
Nmin = unteres Sicherheitsniveau N1 = Arbeitsniveau 1 N2 s Arbeitsniveau 2 Nmax
- oberes Sicherheitsniveau.
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Es können zweckmäßig die folgenden Reversierzeiten R zur Verabfolgung
durch den Mikrocomputer 1 über dessen Ausgänge RR, RD vorgesehen sein: Ro = keine
Reversierung R1 = 13,5 sec Rechts-/Linkslauf - 1,5 sec Pause R2 = 9,0 sec Rechts-/Linkslauf
- 6,o sec Pause R3 = 1,5 sec Rechts-/Linkslauf -13,5 sec Pause R4 = 11,o sec Rechts-/Linkslauf
-120 sec Pause und weitere Werte für R5 bis R7.
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Zu c) Die durch die 4-Bit-Gruppe (Bit 6 - Bit 9) der Zeitcodierung
gegebenen Möglichkeiten sind: Zo = keine Schrittzeit Z1 = lo sec Z2 - 30 sec Z3
= 1 min Z4 = 1,5 min bis Z1c = 7,5 min Z14 21,5 min.
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Z15 = Codierung ftir Sonderzwecke.
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Zwischen den einzelnen Bit-Gruppen, d.h. den Bits, welche der Zeitcodierung
zugeordnet sind (Bit 6 - Bit 9) und den Bits, welche die Temperatur- oder Niveauwerte
bestimmen (Bit 1, Bit2 ), ergeben sich Verkntipfungs- oder Kupplungamöglichkeiten
derart,
daß abhängig von den Werten der der Zeitcodierung zugeordneten Bits (Bit 6 - Bit
9) die den Temperatur- oder Niveauwerten zugeordneten Bits (Bit 1, Bit 2), entweder
einem Temperatur- (T1 - T4) oder einem Niveauwert (Nmin - Nmax.) zugeordnet sind.
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Sinngemäß wäre auch eine Verknüpfung bzw. Kopplung innerhalb des 9
Bit umfassenden Steuercodes zwischen den der Reversierung zugeordneten Bits (Bit
3 - Bit 5) und der der Temperatur- oder dem Niveau zugeordneten Bit-Gruppe (Bit
1, Bit 2) denkbar und möglich.
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Für den Mikrocomputer wird eine Gleichstrom-Kleinspannungsversorgung
benötigt. Diese liegt in der Größenordnung von einigen Volt, z.B. 8,5 V. Das hierzu
erforderliche Netzspeisegerät wird zweckmäßig mit dem elektrischen Programmsteuergerät
nach der Erfindung baulich vereinigt, vorzugsweise sogar mit seinen Bauelementen
auf der gedruckten Leiterplatte aufgebracht, wobei diese mit Leiterbahnen derselben
verbunden sind. Die Schaltung des Netzspeisegerätes umfaßt zweckmäßig einige Stabilisierungsglieder,
um die Versorguugsspannung möglichst unabhängig von den BetriebsverMltnissen des
Mikrocomputers zu gestalten.
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Bei der Definition des erfinderischen Lösungsgedankens wurde dargelegt,
daß zusammen mit der Verabfolgung der
Steuerbefehle Sollwerte der
der betreffenden Programmphase entsprechenden Kriterien festlegbar sein sollen.
Bei der vorhergehenden Beschreibung des Ablaufes einer Programmphase, war dieser
Sollwert eine Zeitdauer, nach deren Ablauf, welche ebenfalls durch den Mikrocomputer
1 festgestellt wurde, die Einleitung der Fortstellung des Programmträgers 5 durch
die elektromotorische Antriebsvorrichtung (Schrittschaltwerk 2) über den Mikrocomputer
1 vorgenommen wurde, wobei diese Antriebsbedingung solange unterhalten wurde, bis
die Erreichung der nächsten Schrittstellung durch den Programmträger 5 über dessen
Schrittsteuerkontakt und den Eingang EK gemeldet wurde.
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Handelt es sich bei dem angesprochenen Sollwert hingegen um einen
Temperaturwert, so hat der Mikroprozessor 1 hierzu den entsprechenden Temperatursensor
30/1 - 30/4 über die Ausgänge T1 - T4 anzuwählen. Dies erfolgt ebenfalls auf Grund
der von dem Programmträger 5 bzw.
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dessen Kontaktscheibe lo an den Steuereingang PC übermittelte Steuercodierung.
Gleichzeitig mit der Verabfolgung dieser Steuercodierung durch die Kontaktscheibe
lo wird vom Programmträger 5 durch eine seingSteuerbahnen 13 der Arbeitskontakt
des Kontaktträgers 14 betätigt, dessen Anschluß (15a) an den Heizwiderstand 18 des
zu steuernden Haushaltsgerätes 4 angeschlossen ist.
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Dieser wird nun bestromt und bewirkt die Aufheizung der Flotte.
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Sobald der von dem Mikrocomputer 1 ausgewählte (T1 - T4) Temperaturwert
erreicht ist, wird die Übereinstimmung zwischen dem geforderten Sollwert und dem
Istwert der Flottentemperatur über den Eingang Te an den Mikrocomputer 1 gemeldet.
Dieser bewirkt alsdann die Fortstellung des Programmträgers 5 über seinen Ausgang
TM in die neue Programmphase. Bei der Fortstellung des Programmträgers 5 wird dann
der Heizvorgang durch öffnen des entsprechenden Arbeitskontaktes im Kontaktträger
14 beendet.
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Ähnliche Arbeitsbedingungen ergeben sich bei einer Flotteneinlaufsteuerung.
Durch den Programmträger 5 wird über den Eingang der Steuercodierung PC die Art
des in Frage kommenden Niveaus festgelegt und die tatsächliche Flottenhöhe über
die Eingänge Nmin, N1, N2, Nmax. abgefragt. Gleichzeitig wird vom Programmträger
5 derJenige Arbeitskontakt im Kontaktträger 15 geschlossen, dessen Anschluß über
die Zuleitung 15b mit dem Zulaufventil 19 verbunden ist. Das Zulaufventil 19 wird
bestromt und öffnet und es fließt solange Frischwasser aus der vorgesehenen Wasserversorgung
in das Haushaltsgerät 4 ein, bis der Istwert der dieser Programmphase entsprechenden
Flottenhöhe an dem angewShlten Niveaueingang (Nmin bis Nmax.) als mit dem Sollwert
übereinstimmend dem Mikrocomputer 1 gemeldet wurde.
Hierzu sind
Flottenkontakte 32/1 - 32/2 vorgesehen, welche bei der Ihnen zukommenden Flottenhöhe
schließen und die für die Eingänge Nmin - Nmax. das Zustandekommen der geforderten
Sollflotte an den Mikrocomputer 1 melden.
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Dadurch wird der Programmträger 5 fortgestellt und die Steuercodierung
am Eingang PC geändert, sowie das Zulaufventil 19 wieder abgeschaltet und damit
geschlossen.
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Erfolgt hingegen die Einstellung der Programmphase "Abpumpen" am Ende
eines Waschganges oder am Ende einer Spülphase, so erfolgt zweckmäßig eine Steuerung
dieses Vorganges auf Zeitdauer, um aus dem Arbeits- oder Waschgut nach und nach
noch abfließendes Abwasser ebenfalls noch nachträglich abpumpen zu können.
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In diesem Falle wird durch die vom Programmträger 5 verabfolgte Steuercodierung
für den Eingang PC des Mikrocomputers 1 eine Zeitdauer für die Betätigung des Pumpenmotors
20 festgelegt und gleichzeitig durch eine Nockenbahn 13 des Programmträgers 5 derJenige
Arbeitskontakt im Kontaktträger 14 geschlossen, welcher über seinen Anschluß und
die Zuleitung 15c den Pumpenmotor 20 bestromt (Fig. 1).
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Der Pumpvorgang durch den Pumpenmotor 20 wird solange weitergeführt,
bis die vom Programmträger 5 bzw. dessen Kontaktscheibe 10 angewählte bzw. festgelegte
Zeitdauer durch einen elektronischell Zähler abgezählt
und durch
einen Komperator die Ubereinstimmung zwischen eingestelltem Sollwert und dem festgestellten
Istwert an den Mikrocomputer 1 intern gemeldet wurde. Dann wird auch hier über den
Ausgang TM des Mikrocomputers 1 die Fortstellung des Programmträgers 5 über das
Schrittschaltwerk 2 um einen weiteren Schritt veranlaßt.
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Der Programmträger 5 umfaßt 52 Schrittstellungen, wobei die Schrittposition
oder Schrittstellung 52 als Ruhestellung des Programmträgers 5 dient. Zur Steuerung
des Einganges EK des Mikrocomputers 1 ist an dem Programmträger 5 ein nicht dargestellter
sogenannter Schrittendkontakt vorgesehen, welcher vorteilhaft durch eine periphere
Nockenbahn 13 des Programmträgers 5 betätigbar ist. Der Schrittendkontakt ist zweckmäßig
als ein hebelbetätigter Kontakt ausgebildet, d.h. ein Steuerhebel fühlt die Peripherie
des Programmträgers 5 ab und betätigt seinerseits durch seine Auslegung die er durch
die Fortbewegung des Programmträgers 5 erfährt, den Schrittkontakt.
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In der Fig. 2 ist die den Schrittendkontakt betätigende, periphere
Nockenbahn des Programmträgers 5, nicht ersichtlich hinter der Außenverzahnung (7)
liegend, mit 13a bezeichnet.
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Der Schrittendkontakt selbst ist - als an und für sich bereits bekannt
- nicht dargestellt.
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Der Programmträger 5 ist mit einer nach außen, d.h.
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aus dem Programmsteuergerät herausführenden Stellwelle 35 versehen
(Fig. 1), die bedarfsweise mit einem Stellknopf bestUckt werden kann. Dadurch ist
ein direkter manueller eingriff in den Programmablauf des Prograimsteuergerätes
und damit des gesteuerten Haushaltsgerätes möglich.
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In Fig. 2 ist die Stellwelle 35 nicht dargestellt. Es sind dort die
Führungsbohrungen für die Stellwelle 35 in dem Programmträger 5 und in der gedruckten
Leiterplatte 9 mit 35a bzw. 35b bezeichnet.
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Durch den zugeordneten Wahlschalter 3 ist die Art des Programmablaufes
vorherbestimmbar. Dies geschieht durch die sogenannte Uberfahrtechnik, d.h. auf
dem Programmträger 5 bzw. der Kontaktscheibe 10 sind alle nur möglichen Programmphasen
nach ihrer möglichen Aufeinanderfolge geordnet, und zwar getrennt nach Programmschaltzustand
(Nockenbahn 13) und nach Programmphasenkriterien (Zeit, Temperatur, Niveau etc.)
(Kontaktscheibe 1o) abgelegt. Der Programmträger 5 umfaßt also auf seinen Nockenbahnen
13 und auf seiner Kontaktscheibe 10 ein sogenanntes Maximalprogramm.
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Hierbei sind selbstverständlich auch Programmphasen steuerbar, bei
denen der Programmschaltzustand nicht durch die Nockenbahnen 13 und Arbeitskontakte
des Kontaktkörpers 14 steuerbar sind, sondern der Programmschaltzustand der betreffenden
ProgrnmmphaHe unmittelbar über Ausgänge,
z.B. TU, PD; RR, RD des
Mikrocomputers bestimmt wird.
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In diesem Falle bestimmt die von der Kontaktscheibe 10 an den Eingang
PC des Mikrocomputers verabfolgte Steuercodierung allein den Programmschaltzustand
und die Kriterien der Programmphase, ein Arbeitskontakt des Kontaktträgers 14 ist
hierbei nicht betätigt.
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Zur Programmwahl wird nun das auf dem Programmträger 5 (+ Kontaktscheibe
lo) abgelegte, sogenannte Maximalprogramm durch Überfahren oder Eliminieren einzelner
oder Gruppen von Programmphasen variiert. Hierzu ist ein Positionszähler vorgesehen,
welcher bei einem Jeden vom Programmträger 5 durchlaufenden Schritt um eine Einheit
fortstellbar ist, bei einer vollen Umdrehung des Programmträgers 5 bei angenommen
52 Schrittsegmenten desselben, also auch um 52 Zählschritte fortstellbar ist.
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Dem Positionszähler ist ein Decoder nachgeordnet, welcher die ansteigenden
Adressen eines weiteren elektronischen Speichers, insbesondere wieder Festwertspeichers,
ausliest. Diese Adressen führen zu Zeilen des insbesondere Festwertspeichers auf
dem Wort- oder Bit-Listen abgelegt sind.
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Diese Wort- oder Bit-Listen bestimmen, welche Schritte des Programmablaufes
(1 - 52) in einem bestimmten ausgewählten Programmablauf zu Uberfahren bzw. zu eliminieren
sind.
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Zur DurchfUhrung der Prograsmwshl werden vom Wahl schalter 3 Eingängen
W1, W2, W3 und W4 des Mikrocomputers 1 codiert beschaltet, so daß über die 4 Eingänge
24 -1 = 15 Programme steuerbar sind, wenn man davon ausgeht, daß eine Position des
Wahlschalters 3 die AUS-Position darstellt. Durch den Mikrocomputer 1 wird die Wahlschaltercodierung
in die gezielte Auswahl einer Wort- oder Bit-Liste umgesetzt, welche dann für die
Art der Programmvariation des vom Prograniträger 5 geiührten Mbximalprogrammes maßgebend
ist.
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Auf dem vom Positionszähler ausgelesenen Festwertspeicher können natürlich
eine weit größere Anzahl von Wort- oder Bit-Listen abgelegt sein. Diese weiteren
Listen dienen Jedoch zur Variation anderer Maximalprogramme, deren PrOgraimphasenkriterien
- z.B. Zeitdauer, Temperatur, Niveau - und als Programmschaltzustände die Art der
zu schaltenden Ausgänge des Mikrocomputers ebenfalls auf dem durch die Steuercodierung
am Eingang PC ansprechbaren eigentlichen Programmspeicher abgelegt und von dort
durch den Mikrocomputer auf Grund der von einem anderen Programmträger 5 verabfolgten
Steuercodierung am Eingang PC abrut- und verabfolgbar sind.
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Hat das Programmsteuergerät nach der Erfindung seinen Programmablauf
vollendet und ist der Programmträger 5 in seine Ruhe- oder Position eingefahren
(52), so wird gleichzeitig der Positionszähler auf 0 gestellt.
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Dies erfolgt stets dann, wenn die Steuercodierung, die dieser Position
(52) entspricht, an den Eingang PC des Mikrocomputers verabfolgt wird.
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Es wird zweckmäßig ein solcher Aufbau gewählt, daß der Programmwahlschalter
3 baulich mit dem Programmsteuergerät vereinigt ist und insbesondere die Anschlüsse
des Programmwahlschalters 3 über Leiterbahnen der gedruckten Leiterplatte 9 mit
den Eingängen W1 - W4 des Mikrocomputers verbunden sind.
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Die Anzahl der Ausgangsleitungen des Programmwahlschalters 3 ist nicht
auf 4 Leitungen beschränkt. Bei einer entsprechend großen Anzahl von zu steuernden
Programmen kann die Anzahl der Ausgangsleitungen und die Anzahl der W-Eingänge des
Mikrocomputers, z.B. auf 6 oder 8 erhöht werden, d.h.
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es wird vom Programmwahlschalter 3 dem Mikrocomputer 1 ein 6-Bit-
oder 8-Bit-Signal zur Programmwahl angeboten.
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Sind auf den Zeilen des die Uberfahrvorgänge steuernden elektrischen
Speichers Wortlisten abgelegt, so wird zweckmäßig die Auslesung entsprechend des
Zählstandes des Positionszählers durch einen Schiebe- oder
Spaltenzähler
und durch einen Linien oder Zeilenzähler bewirkt. So können z.B. auf 13 Zeilen oder
Linien des Festwertspeichers Je 4 Bit, insgesamt also 4 x 13 - 52 Bit abgelegt sein.
Diese Speicherkonfiguration wäre durch den Positionszähler zunächst nach Bit oder
Spalten und dann nach Linien oder Zeilen abzutasten bzw. auszulesen.
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Dies ist nur möglich, wenn zunächst die Bits durch einen sogenannten
Schiebezähler und die Linien durch einen sogenannten Linienzähler ausgelesen werden.
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Das Auslesen der Bits in den Wortlisten erfolgt also zunächst über
das einzelne Wort einer Linie oder Zeile, erst dann wird die letztere umgeschaltet.
Diese Umschaltung wird intern durch den Mikrocomputer vorgenommen.
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Der innere Programmablauf des Mikrocomputers 1 besteht aus einer Mehrzahl
von abzuwickelnden Unterprogrammen, welche Je nach den verschiedenen Ausgangsbedingungen
eines zu verabfolgenden Programmes nacheinander durch den Mikroprozessor in einer
bestimmten Folge abrufbar sind.
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Folgende Unterprogramme sind bei dem Mikrocomputer 1 des Programmsteuergerätes
nach der Erfindung vorgesehen: 1 Netz-EIN-Programm 2 Arbeitsprogramm 3 Notprogramm
4 Zeitzähluntnsprogramm
5 Überfahrstreckenprogramm 6 Synchronisationsprogramm
7 Schrittwechselprogramm 8 Sicherheitsprogramm 9 Schrittpositions-O-Programm 10
Stopp-Programm Die wesentlichen Verknüpfungen der vorgenannten Unterprogramme, so,
wie diese bei Programmabläufen des Programmsteuergerätes nach der Erfindung auftreten
können, ist in dem nachfolgenden Diagramm dargestellt. Hierbei werden nur solche
Zusammenhänge aufgezeigt, welche für die Haushaltsgeräte in technischen Besonderheiten
von Bedeutung sind.
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Diese einzelnen Unterprogramme des Mikrocomputers werden von diesem
Je nach der Programmphasen relevanten Situation nach und nach abgerufen und auch
ggf. mehrfach wiederholt, bis der Programmablauf in ein weiteres, nachfolgendes
Unterprogramm übergeleitet wird.
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Bei einem Jeden Anlegen bzw. Einschalten von Betriebsspannung an die
Steuerung nach der Erfindung, müssen alle elektrischen Speicher des Mikrocomputers
1 (Register, RAM-Zellen etc.) auf 0 gesetzt werden.
S3 |
i l-S |
. 7 11 IIPS -A/ 7 |
tfg |
- ArtXX5prO9r . S eot |
/ Pw /Vr2 . Pr re . X |
lls -}V,.3 |
CE D =-Nrs |
||Stz tweCM 11 w1=11 |
5TO |
Danach erfolgt über die Steuercodierung und den PC-Eingang des
Mikrocomputers 1 die Abfrage, ob die Steueranordnung den Code für die Startposition
des Programmträgers 5 verabfolgt. Ist dies nicht der Fall, so muß zunächst ein sogenannter
Start-Positionslauf eingeleitet werden, welcher den Programmträger in die Start-
oder O-Position weiterstellt und der dem Programm 6 entspricht.
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Gleichzeitig mit der schrittweisen Fortbewegung des Programmträgers
5 nach der O-Stellung zu, wird bei Jedem Schrittwechsel der Positionszähler, welcher
für die Auslesung des die Überfahrvorgänge steuernden Festwertspeichers zuständig
ist, um einen Zählschritt fortgestellt. Nach Erreichen der O-Stellung (52) durch
den Programmträger 5 wird der nunmehr erreichte Zählstand des Positionszählers eingelesen
und über eine Subtraktionsstufe die Differenz zwischen Zählstand des Positionszählers
und dem Wert 52 gebildet.
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Ist diese ermittelte Differenz von 0 verschieden, so wird der Positionszähler
gelöscht und ein Überfahrprogramm eingeleitet, das dem Unterprogramm 5 (Uberfahrstrecken-Programm)
entspricht. Der Programmträger 5 wird nun solange weitergestellt und mit einem Jeden
Schritt desselben auch der Positionszähler in seinem Zählstand um eine Einheit erhöht,
bis die Differenz zwischen dem vorherigen Zählstand des Positionszählers, d.h. vor
dem Löschen,und dem Wert 52 (Gesamtzahl der Schritte des Programmträgers 5 für eine
volle Umdrehung) abgearbeitet ist.
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Auf diese Weise wird erzielt, daß trotz verlorengegangener Zähl- und
Speicherstände des Mikrocomputers 1, welche bei Stromausfällen stets vorkommen,
nach einem Jeden Wiedereinschalten der Netzspannung der Positionszähler wieder auf
den Zählstand gesteuert wird, den er vor dem Netzausfall inne hatte. Erst dann kann
das eigentliche Arbeitsprogramm der Steuerung eingeleitet werden. Dies hat den Vorteil,
daß trotz durch den Netzausfall verlorengegangener Zählstände nach dem Wiedereinschalten
der Netzspannung das Arbeitsprogramm genau an der Stelle fortgesetzt werden kann,
an welcher es zuvor auf Grund des Spannungsausfalles zwangsläufig unterbrochen werden
mußte.
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Der Schritt 51 des Programmträgers 5 dient stets als sogenannter Abpumpschritt.
Dieser Schritt ist zunächst niveaugesteuert, d.h. der Abpumpvorgang wird zunächst
solange fortgesetzt, bis durch die Niveaugeber ein Laugen- oder Flottenstand kleiner
als Nmin gemeldet ist.
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Ist dies Jedoch aus irgendeinem Grunde nicht möglich -es kann z.B.
sein, daß der Abpumpschlauch verstopft oder das Flügelrad der Pumpe blockiert ist
- so wird eine diesem Arbeitsschritt überlagerte zeitliche Steuerung wirksam, welche
nach einem Zeitraum von lo oder 15 min die Weiterführung des Programmträgers 5 in
den nächsten, der Position des Programmträgers 5 entsprechenden Schaltschlitt einleitet,
wodurch
der Programmablauf beendet und sowohl das Programmsteuergerät selbst als auch das
zu steuernde Haushaltsgerät 4 abgeschaltet werden.
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Es wäre selbstverständlich möglich, den Speicherstand der flüchtigen
Speicherglieder des Mikrocomputers 1 bei Netzspannungsausfällen dadurch zu wahren,
daß eine Speisung des Mikrocomputers 1 entweder dauernd oder nur vorübergehend entweder
durch gepufferte Sammler oder aber durch Trockenbatterien erfolgt. Erstere sind
Jedoch teuer bzw. bedürfen eines zusätzlichen Aufwandes für die Pufferschaltung
und letztere bedürfen von Zeit zu Zeit einer Erneuerung. Die hier vorgeschlagene
Lösung hingegen erlaubt es, die erforderlichen elektronischen Schaltungseinheiten
gemäB einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung in den Mikrocomputer 1 mit
zu integrieren, so daß kein Mehraufwand entsteht und Jegliche Wartung entfallen
kann.
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Ebenso wie die bisherigen Kriterien ist auch das Kriterium "Unwucht"
mit in die Steuerung durch den Mikrocomputer 1 einbezogen. Hierzu ist an der zu
steuernden Haushaltsmaschine 4 ein sogenannter Unwuchtgeber 31 vorgesehen, welcher
an den Eingang UN des Mikrocomputers 1 geführt ist. Er bewirkt beim Schleudern auftretender
unzulässiger Schwerpunktsverlagerungen innerhalb der Waschtrommel eine Abschaltung
entweder dieser Programmphase oder des gesamten Programmablaufes.
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L e e r s e i t e