DE4035190A1 - TIME SWITCHING DEVICE - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Zeitschaltgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a time switch according to the preamble of claim 1.
Gattungsgemäße Geräte sind etwa aus der EP-OS 02 54 525 oder aus der EP-OS 03 39 373 bekannt. Sie weisen zahlreiche auf ein Digital display einwirkende Schalter-Handhaben auf. Die dienen vor allem dazu, die interne Uhrzeit richtig einzustellen sowie gegebenenfalls über visuelle Benutzerführung bestimmte Schaltvorgänge abfragen bzw. zeitzugeordnet vorgeben oder ändern zu können. In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, daß nicht nur für den technischen Laien die Bedienung derartiger Geräte, trotz der visuellen Hilfsmittel, äußerst schwierig und deshalb fehleranfällig, ja sogar abschreckend ist, weshalb das theoretische Spektrum aller Betriebs- und Umschalt möglichkeiten im Einsatz solcher Geräte nie ausgenutzt werden kann. Es kommt hinzu, daß insbesondere unter rauhen Umweltgegebenheiten, wie etwa bei Einsatz des Gerätes in einem Heizungskeller oder in einem Werkraum, das Digitaldisplay störgefährdet ist, da die emp findlichen elektromechanischen Verbindungen zwischen der Anzeige-De kodierschaltung und dem Digitaldisplay durch Erschütterungen, Tem peratureinflüsse oder Fremdstoffablagerungen zu Unterbrechungen oder sonstigen Fehlfunktionen neigen. Auch ist der herstellungs technische Aufwand für die Ausbildung einer Anzeige-Dekodierung und für das elektrooptische Display einschließlich seiner Montage und der Aufwand für Einbau und Verdrahtungsanschluß der elektromechanischen Schalter in der Frontwand einer Steuerungs einrichtung, die häufig für den Service-Zugang als Tür beweglich sein muß, sehr hoch im Vergleich zum Wert der eigentlichen elek tronischen Takt- und Zählschaltungen zur Gewinnung von für Umschalt vorgänge abfragbaren Zeitpunkten. Ein gewisser weiterer Mangel am Markt befindlicher Geräte gattungsgemäßer Art ist unter Umständen darin zu sehen, daß diese zwar dafür ausgelegt sind, bei Netzausfall über Betrieb mit einer eingebauten Pufferbatterie eine Gangreserve aufzuweisen, daß aber ohne relativ aufwendige Zusatzschaltungen zur Betriebsbereitschaftsvorsorge der Überbrückungsbatterie diese häufig nicht funktionsbereit ist, wenn nach mehreren Jahren einmal ein Netzausfall stattfindet und deshalb auf die Reservebatterie zurückgegriffen werden soll. Ein reiner herkömmlicher Batteriebetrieb andererseits erfordert relativ häufigen Batterieaustausch, in der Regel mit der Notwendigkeit einer manuellen Neujustage der aktuellen Zeitanzeige, durch die der Bediener oft schon wieder überfordert ist.Generic devices are about from EP-OS 02 54 525 or EP-OS 03 39 373 known. Many point to a digital Display-acting switch handles. They serve above all to correctly set the internal time and, if necessary Query certain switching processes via visual user guidance or to be able to specify or change the time. In practice However, it has been shown that not only for the technical layperson the operation of such devices, despite the visual aids, extremely difficult and therefore prone to errors, even deterrent is why the theoretical spectrum of all operating and switching opportunities in the use of such devices can never be exploited. In addition, especially under harsh environmental conditions, such as when using the device in a boiler room or in a workshop, the digital display is at risk of interference because the emp sensitive electromechanical connections between the display De coding circuit and the digital display due to vibrations, tem influences of temperature or foreign matter deposits for interruptions or other malfunctions. Also is the manufacturing technical effort for training a Display decoding and for the electro-optical display included its assembly and the effort for installation and wiring connection the electromechanical switch in the front wall of a control facility that is often movable for service access as a door must be very high compared to the value of the actual elec tronic clock and counting circuits for obtaining switching events that can be queried. A certain further lack of Devices of the generic type on the market may be to be seen in the fact that these are designed to withstand a power failure a power reserve through operation with a built-in backup battery to show that but without relatively complex additional circuits to ensure operational readiness of the bypass battery is often not functional if once after several years a power failure takes place and therefore on the backup battery should be used. A purely conventional battery operation on the other hand, requires relatively frequent battery replacement, in which Usually with the need for manual readjustment of the current one Time display that often overwhelms the operator is.
In Erkenntnis dieser Gegebenheiten liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Zeitschaltgerät gattungsgemäßer Art derart auszulegen, daß es bei Einsparung an herstellungstechnischem Aufwand und bei Reduzierung störanfälliger Funktionskomponenten eine insbesondere auch für den Laien problemlose Bedienung für einen Betrieb im Rahmen der alltäglich vorkommenden Anforderungen eröffnet.The invention is based on the knowledge of these circumstances to design a time switch of the generic type in such a way that it saves on manufacturing costs and Reduction of functional components that are susceptible to faults in particular Easy operation for a layman, even for the layman of everyday requirements.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß das gattungsgemäße Zeitschaltgerät gemäß dem Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 ausgelegt ist.According to the invention, this object is essentially achieved by that the generic time switch according to the labeling part of claim 1 is designed.
Der Grundgedanke der erfindungsgemäßen Lösung beruht somit auf der Überlegung, jeglichen Aufwand für eine bedienerseitige Zeitjustage des Schaltgerätes zu erübrigen, wenn seine interne Uhr in Form des zeithaltend betriebenen Taktgebers mit der fertigungsseitigen Auslieferung bereits korrekt läuft und unabhängig vom Lager- oder Einbau-Zustand über die gesamte Zeitspanne der abzusehenden Betriebsbereitschaft unterbrechungsfrei zeitrichtig weiterläuft. Das ist durch autonomen Betrieb mittels einer Langzeit-Batterie wie etwa einer am Markt verfügbaren Lithium-Batterie erzielbar, die gegebenenfalls als Gang reserve bei Normalbetrieb des Zeitschaltgerätes aus einem Netz ge puffert sein kann. Damit erübrigt sich jeglicher Aufwand für die manuelle, gegebenenfalls visuell gestützte Ansteuerung des Dekodier registers über Einstellschalter, gegebenenfalls einschließlich des Aufwands für die bisher übliche visuelle Benutzerführung zur manuellen Zeitjustage. Da nun eine optische Zeitanzeige der ständig richtig laufenden internen Uhr des Schaltgerätes nicht mehr notwendig ist, kann auch auf eine komplexe elektrooptische Darbietung aktueller bzw. veränderbarer Schaltprogramme verzichtet werden. Sollte dennoch ein elektrooptisches Display vorhanden sein, kann es natürlich auch z. B. zur Anzeige von Zeitpunkten, Schaltstellungen und/oder aktuellen Meßwerten herangezogen werden; entscheidend ist, daß der Aufwand für Benutzereingriffe in den Zeitablauf entfällt. Nur eine relativ geringe, an den realen Erfordernissen der Praxis orientierte Anzahl von tageszyklisch oder wochenzyklisch fest vorgegebenen Zeitschalt programmen müssen zur Verfügung gestellt sein, für die aktuelle Zustandsanzeige genügen einfache Leuchtsignale. Zwischen diesen vorgegebenen Folgeprogrammen kann mittels eines Umschalters ausgewählt werden, der zur einfachen Orientierung mit einer üblichen symbolischen Darstellung der im ausgewählten Schaltprogramm gegebenen Ein- und Aus-Schaltpunkte bzw. Schaltzeiten gruppiert sein kann.The basic idea of the solution according to the invention is therefore based on Consideration, any effort for a time adjustment by the operator of the switchgear, if its internal clock in the form of time-operated clock with the production-side delivery is already running correctly and regardless of the storage or installation condition over the entire period of anticipated operational readiness continues on time without interruption. That is through autonomous Operation using a long-term battery such as one on the market available lithium battery achievable, possibly as a gear reserve during normal operation of the timer from a network can be buffered. This eliminates any effort for the manual, possibly visually supported control of the decoder registers via setting switches, including the Effort for the previously common visual user guidance for manual Time adjustment. Now there is an optical time display that is always correct running internal clock of the switching device is no longer necessary, can also respond to a complex electro-optical presentation or changeable switching programs are dispensed with. Should still an electro-optic display can of course also be present e.g. B. to display times, switching positions and / or current Measured values are used; the key is that the effort for user interventions in the passage of time. Just a relative small number, based on real-world requirements of fixed daily or weekly cycles programs must be provided for the current Status indicators are sufficient for simple light signals. Between these predetermined follow-up programs can be selected by means of a switch be used for easy orientation with a common symbolic Representation of the input and input given in the selected switching program Off switching points or switching times can be grouped.
So ist ein Zeitschaltgerät geschaffen, das mit minimalem schaltungs technischem und bedienungstechnischem Aufwand eine hinsichtlich der Betriebsbereitschaft und der Auswahl zwischen vorgegebenen Schalt programmen anwendungsorientiert-optimale Funktion mit ständiger zeitrichtiger Betriebsbereitschaft liefert, um beispielsweise den Arbeitspunkt von Heiz- oder von Kühl-Aggregaten umzuschalten bzw. derartige Aggregate im zeitabhängigen Start-Stopp-Betrieb einzu setzen. Von der in der jeweiligen Umschalter-Programmauswahlstellung gelieferten zeitabhängigen Folge von Einschalt- und Ausschalt-Steuer signalen kann über die Temperatursteuerung hinaus auch jeder sonstige elektrisch schaltbare Verbraucher betrieben werden, wie etwa zur tageszeitabhängigen Scharfschaltung von Gelände- oder Gebäude-Über wachungs- und Sicherungseinrichtungen oder zum tageszeitabhängigen Betrieb von Beleuchtungsanlagen.In this way, a timer is created with minimal circuitry technical and operational effort in terms of the operational readiness and the choice between predefined switching programs application-oriented optimal function with constant provides timely operational readiness, for example to the Switching the operating point of heating or cooling units or such units in time-dependent start-stop operation put. From that in the respective switch program selection position delivered time-dependent sequence of switch-on and switch-off tax Anyone can send signals in addition to temperature control electrically switchable consumers are operated, such as arming of terrain or building overtime depending on the time of day security and security devices or for time of day Operation of lighting systems.
Wenn man für bestimmte Wochentage wie etwa am Wochenende zeitlich abweichende Schaltfolgen wünscht, braucht nur bei der Programmauswahl eine weitere Umschaltstellung mit entsprechend geänderter Abfrage des Zeitdekodierregisters vorgesehen zu werden. Sommer-Winter-Zeit umstellungen innerhalb des fest vorgegebenen Wochentags-Schaltzyklus können intern über einen als ewiger Kalender programmierten Lesespei cher sichergestellt werden, der zum vorgegebenen fraglichen Zeitpunkt nach Maßgabe der einstündigen Zeitverschiebung in die Ansteuerung oder in die Auswertung des Dekodierregisters eingreift. Für nicht tägliche oder wöchentliche, sondern kalendarische Schaltfolgezyklen ist der Kalendariumsspeicher entsprechend umfangreicher vorzugeben.If you are on time for certain days of the week such as weekends different switching sequences is only required when selecting a program another switchover position with the query changed accordingly of the time decoding register. Summer-winter time changeover within the fixed weekday switching cycle can be read internally via a reading memory programmed as a perpetual calendar be ensured at the specified time in question according to the one-hour time difference in the control or intervenes in the evaluation of the decoding register. For not daily or weekly, but calendar switching sequence cycles the calendar memory is to be specified accordingly more extensively.
Zusätzliche Alternativen und Weiterbildungen sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich, auch unter Berücksichtigung der Darlegungen in der Zusammenfassung, aus nachstehender Beschrei bung eines in der Zeichnung unter Beschränkung auf das Wesentliche stark abstrahiert skizzierten bevorzugten schaltungstechnischen Realisierungsbeispiels zur erfindungsgemäßen Lösung. Die einzige Figur der Zeichnung veranschaulicht nach Art eines Blockschaltbildes die Funktion des extrem preiswerten da stark vereinfachten Schaltge rätes nach vorliegender Erfindung.Additional alternatives and further training as well as further features and advantages of the invention result, also taking into account the explanations in the summary, from the description below Practice one in the drawing, limiting it to the essentials highly abstracted sketched preferred circuitry Realization example for the solution according to the invention. The only Figure of the drawing illustrates in the manner of a block diagram the function of the extremely low-cost, highly simplified Schaltge advises according to the present invention.
Das dargestellte Zeitschaltgerät 31 weist in üblicher Weise einen intern autark aus einem Netz 30 oder aus einer Puffer-Batterie 32 betriebenen, vorzugsweise quartzstabilisierten, Taktgeber 33 als zeithaltende Schaltung auf. Diese liefert mit fester Folgefrequenz Zählimpulse 34 an ein Dekodierregister 35, das in üblicher Weise als Serienschaltung von Zählstufen oder, bei geeigneter Eingangsim pulsfrequenz, unmittelbar als Schieberegister ausgelegt sein kann. Die einzelnen Registerausgänge 36 schalten bei einer jeweils zugeordneten Anzahl von Eingangs-Zählimpulsen 34 vorübergehend auf einen definier ten Signalpegel (etwa auf High-Signal) um. Bestimmte Ausgänge 36 sind zur Pegel-Abfrage verdrahtet und auf einen Programm-Umschalter 37 geführt. Mittels dessen Handhabe 38 ist eine manuelle Auswahl zwischen den unterschiedlichen, fest vorgegebenen Schaltpunktfolgen möglich, um entsprechende Steuersignale 39 beispielsweise an die Laststeuerung 40 eines aus dem stationären Starkstromnetz 30 gespei sten Gerätes 41 zu liefern.The timer 31 shown has in the usual way an internally self-sufficient, preferably quartz-stabilized, clock generator 33 operated from a network 30 or from a buffer battery 32 as a time-keeping circuit. This delivers with a fixed repetition frequency counting pulses 34 to a decoding register 35 , which can be designed in the usual way as a series connection of counting stages or, with a suitable input pulse frequency, directly as a shift register. The individual register outputs 36 temporarily switch to a defined signal level (for example a high signal) with an assigned number of input counting pulses 34 . Certain outputs 36 are wired for level interrogation and are routed to a program switch 37 . By means of the handle 38 , a manual selection between the different, predetermined switching point sequences is possible in order to supply corresponding control signals 39, for example to the load control 40 of a device 41 fed from the stationary power grid 30 .
Die Batterie 32 zum zeithaltenden Betrieb des Schaltgerätes 31 ist für Langzeit-Versorgung in der Größenordnung von mindestens 10 Jahren dimensioniert, wofür vorzugsweise eine handelsübliche Lithium-Bat terie 32 Einsatz findet. Das Schaltgerät 31 wird herstellerseitig nach der Fertigungs- und Funktions-Schlußkontrolle durch Einsetzen dieser Langzeit-Batterie 32 gestartet. Daraufhin wird das Register 35 z. B. über einen im Zuge der Ausgangsprüfung extern zugänglichen Justiereingang 42 auf den aktuell gegebenen Zeitpunkt gesetzt, bei spielsweise durch Einspeisen einer höherfrequenten Folge von Korrek turimpulsen 43 zum Hochzählen des Registers 35 aus seiner fertigungs bedingten Nullstellung bis auf den aktuell gegebenen Zeitpunkt. Von nun an läuft die Zeithaltung im Schaltgerät 31 autark und ohne irgendwelche externen Einflußerfordernisse zeitrichtig weiter, so lange die Kapazität der Langzeitbatterie 32 noch nicht erschöpft ist, auf die mittels einer Steuerschaltung 29 zum Pufferbetrieb umgeschaltet ist, solange das Zeitschaltgerät nicht aus einem Netz 30 betrieben wird. Jedoch kann auch ein Synchronisierschalter 48 vorgesehen sein, der, etwa alle paar Jahre einmal vom Betriebsservice zu einer bestimmten Stunde des Tages (etwa 9.00 Uhr) betätigt, durch einfachen Tastendruck die zeitabhängige Schaltfolgensteuerung auf diesem vorgegebenen Tages-Zeitwert justiert, um auch preiswerte, weniger zeitgenau arbeitende Taktgeber 33 einsetzen zu können, die sonst im Laufe der Jahre zu einer zu großen Zeitabweichung führen könnten.The battery 32 for timed operation of the switching device 31 is dimensioned for long-term supply in the order of at least 10 years, for which a commercially available lithium battery 32 is preferably used. The switching device 31 is started by the manufacturer after the production and functional final check by inserting this long-term battery 32 . Then the register 35 z. B. via an externally accessible adjustment input 42 in the course of the exit test to the currently given point in time, for example by feeding in a higher-frequency sequence of correction pulses 43 for counting up the register 35 from its production-related zero position to the currently given point in time. From now on, the time keeping in the switching device 31 continues autonomously and without any external influence requirements, as long as the capacity of the long-term battery 32 has not yet been exhausted, to which the control circuit 29 switches to buffer operation as long as the time switching device is not operated from a network 30 becomes. However, a synchronizing switch 48 can also be provided, which, operated about once every few years by the operating service at a specific hour of the day (around 9:00 a.m.), adjusts the time-dependent switching sequence control to this predefined daily time value by a simple button press, in order to make it less expensive To be able to use timed clocks 33 , which could otherwise lead to too great a time deviation over the years.
Ein dem Tages-Übertrag 44 des Registers 35 nachgeschaltetes Kalen darium 45 nach Art eines programmierten Lesespeichers kann dafür vorgesehen sein, zum jeweils zutreffenden Zeitpunkt eine Wechselin formation 46 auszugeben, um in der aktuellen Registerstellung die jeweilige Zeitverschiebung des Sommer-Winter-Zeitwechsels zu berück sichtigen. Eine solche Wechselinformation 46 kann etwa in der Ausgabe von Korrekturimpulsen 43 für die Weiterschaltung des Registers 35 um eine Stunde oder um 23 Stunden bestehen, um im täglichen oder wöchentlichen Zyklus der Schaltfolgen die Zeitverschiebung zu berück sichtigen. So ist sichergestellt, daß die Register-Ausgänge 36 über die normale Funktionszeitspanne eines derartigen Schaltgerätes 31 ohne das Erfordernis irgendwelcher nutzerseitiger Bedienungs-Eingriffe stets die aktuell gegebene Zeit abgreifen lassen.A Kalen darium 45 downstream of the daily transfer 44 of the register 35 in the manner of a programmed read-only memory can be provided for outputting a change information 46 at the appropriate point in time in order to take into account the respective time shift of the summer-winter time change in the current register position . Such change information 46 can consist, for example, in the output of correction pulses 43 for advancing the register 35 by one hour or by 23 hours in order to take into account the time difference in the daily or weekly cycle of the switching sequences. This ensures that the register outputs 36 can always be tapped over the normal operating time of such a switching device 31 without the need for any operator intervention.
Die einzige bedienerseitige Eingriffsmöglichkeit, der manuell betätig bare Programmumschalter 37, ist für Auswahl unterschiedlich vorgegebe ner Schaltfolge-Sequenzen vorgesehen. Im dargestellten Beispielsfalle werden seine Steuersignalgeber 47 zu bestimmten Zeitpunkten oder dauernd auf Signalausgabe gesetzt (I) bzw. rückgesetzt (0). So ist der Steuersignalgeber 47 in der dargestellten obersten (z. B. sonntags bis donnerstags anzuwählenden) Schaltstellung von 6 Uhr bis 21 Uhr, aber für freitags und samstags in der nächstniedrigeren Schaltstellung dagegen von 8 Uhr bis 23 Uhr gesetzt. In der dritten Schaltstellung ist er ständig und in der untersten Schaltstellung nie gesetzt. Im gesetzten Zustand wird über den Umschalter 37 das Steuersignal 39 (beispielsweise wieder High-Pontential) ausgegeben. Statt des dargestellten täglichen Steuerzyklus kann aber über zusätzliche Dekodierabfrage der Tages-Überträge 44 auch eine wochentägliche Schaltstellungskodierung erfolgen.The only operator intervention, the manually operable program switch 37 , is provided for the selection of different predetermined sequence sequences. In the example shown, its control signal generators 47 are set (I) or reset (0) at certain points in time or continuously to signal output. Thus, the control signal generator 47 (Sundays to be selected for. Example, to Thursday) in the illustrated top shift position 6:00 to 21:00, but is set for Friday and Saturday in the next lower shift position on the other hand 8:00 to 23:00. In the third switch position it is set continuously and never in the lowest switch position. In the set state, the control signal 39 (for example high pontential again) is output via the changeover switch 37 . Instead of the daily control cycle shown, an additional decoding query of the daily transmissions 44 can also be used to encode the switching positions on a weekly basis.
Das zeit- und schalterstellungsabhängig erscheinende Steuersignal 39 bewirkt über die Laststeuerung 40, z. B. ein Schütz, das Ein- und Aus-Schalten bzw. das Umschalten des Betriebes des Verbrauchers 41. Bei diesem handelt es sich beispielsweise um ein Fluid-Umwälzag gregat zum Lüften bzw. Temperieren von Gegenständen oder Räumen. Beim hier sogenannten Verbraucher 41 kann es sich aber auch um einen Thermostaten handeln, der mittels des Steuersignales 39 auf unterschiedliche Solltemperaturen eingestellt wird. In diesem Falle kann die Funktion des Umschalters 37 dafür dienen, z. B. eine Raum temperatur-Nachtabsenkung freitags und samstags erst später (um 23 Uhr) einsetzen zu lassen, als nach dem Wochenende (sonntags bis donnerstags schon um 21 Uhr); während z. B. eine zusätzliche Tages übertrags-Abfrage des Zeitdekodierregisters 35 mittels der Steuer signalgeber 47 wochenzyklisch freitags und samstags eine spätere Temperaturanhebung als an den übrigen Tagen der Woche auslösen läßt. Wenn die vorgegebenen Zeitschaltpunkte aktuell nicht befriedigen, dann kann die zeitabhängige Steuerung durch Auswahl einer der beiden unteren dargestellten Umschaltstellungen ersetzt werden.The control signal 39 , which appears as a function of time and switch position, effects via the load control 40 , for. B. a contactor, switching on and off or switching the operation of the consumer 41st This is, for example, a fluid circulation unit for ventilating or tempering objects or rooms. The so-called consumer 41 here can also be a thermostat, which is set to different target temperatures by means of the control signal 39 . In this case, the function of the switch 37 can serve, for. B. Let the room temperature night setback set in later on Fridays and Saturdays (at 11 p.m.) than after the weekend (Sunday to Thursday at 9 p.m.); while e.g. B. can trigger an additional daily transfer query of the time decoding register 35 by means of the control signal generator 47 weekly cyclically on Fridays and Saturdays a later temperature rise than on the other days of the week. If the specified time switching points are currently unsatisfactory, the time-dependent control can be replaced by selecting one of the two switching positions shown below.
So ist eine einerseits stets zeitrichtig arbeitende und anderer seits doch denkbar einfach bedienbare Zeitsteuerung mit Auswahl zwischen unterschiedlichen vorgegebenen täglichen oder wöchentlichen Schaltfolgeprogrammen möglich, ohne daß es des apparativen Aufwandes einer Dekodiersteuerung für eine visuelle digitale Zeitanzeige mit der störanfälligen Vielfachverdrahtung zum Dekodierregister 35 und zu Einstellschaltern bedarf; denn abgesehen von der feststehenden Information über die Ein- und Aus-Schaltpunkte in der jeweiligen Programm-Stellung bedarf es für den Anwender dieses Gerätes 31 kei nerlei visueller Darbietungen zur Benutzerführung für irgendwelche Umschalt- oder Justagevorgänge.Thus, on the one hand, a time control that always works in the correct time and, on the other hand, is extremely easy to use, with a choice between different predetermined daily or weekly switching sequence programs, is possible without requiring the equipment of a decoding control for a visual digital time display with the fault-prone multiple wiring to the decoding register 35 and setting switches ; because apart from the fixed information about the on and off switching points in the respective program position, the user of this device 31 does not require any visual presentations for user guidance for any switching or adjustment processes.
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