DE3116618A1 - Periodische zustandswechsel-schaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische periodische Zustandswechsel-Schaltung, insbesondere ein System zur Steuerung des periodischen, intermittierenden Betriebs einer Anlage.

Es gibt zahlreiche Anwendungen für ein System zur Steuerung des intermittierenden (zeitweilig unterbrochenen) Betriebs
eines Gerätes oder einer Anlage, wobei der Betrieb ein hohes Maß an Steuergenauigkeit erfordert. Beispielsweise ist es beim "Einfahren" gewisser elektronischer Geräte
und Komponenten erwünscht, die Geräte für eine vorgegebene
Zeitdauer unter bestimmter Last und bestimmten Umgebungsbedingungen zu betreiben und die Geräte für eine weitere vorgegebene Zeitdauer abzuschalten. Durch die zahlreichen, aufeinanderfolgenden, periodisch wiederkehrenden "Ein-" und
"Aus-" Zustände kann das tatsächliche Betriebsverhalten des Gerätes während seines Einsatzes simuliert und die Lebensdauer des Gerätes oder sein Verhalten unter Betriebsbedingungen experimentell ermittelt werden.

Ein anderer Bereich, in dem UnterbrecherSteuerungen ausgesprochen nützlich sind, ist die Steuerung strömender Gasbohrlöcher (Gasquellen). Um eine strömende Gasquelle in gewissen geologischen Formationen zu erzeugen, muß die Technik des periodischen "Einschließens" des Bohrloches angewandt
werden. Das Bohrloch wird für eine vorher genau ausgewählte Zeitdauer geschlossen, damit sich genügend Druck innerhalb
des Bohrloches aufbauen kann, so daß nach dem anschließenden Öffnen des Bohrloches alle Fluide, die sich innerhalb des Bohrloches angesammelt haben, über das Förderleitungssystem ("Verkaufsleitung") ausgestoßen werden. Die Förderung durch das Bohrloch findet also nur periodisch während einer relativ kurzen Zeitdauer, beispielsweise 15 Minuten, statt, wäh-

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rend das Bohrloch während einer wesentlich größeren Zeitdauer, beispielsweise 4 Stunden, verschlossen bleibt. Die jeweilige optimale Einschluß- und Förderzeit zur Förderung der größtmöglichen Gasmenge aus einem vorgegebenen, strömenden (selbstfließenden)Bohrloch sind für jedes Bohrloch unterschiedlich und jeder Fall muß experimentell bestimmt werden. Diese Zeiten sind auch ziemlich kritisch. Falls ein Bohrloch nicht zu der für dieses bestimmte Bohrloch richtigen Zeit geschlossen wird, und sei es auch nur um wenige Minuten, kann dies zu einer vollständigen "Überlastung" des Bohrloches führen. Dies kann'das Einschließen für eine längere Zeitdauer, beispielsweise 48 Stunden, erforderlich machen, um wieder eine Förderung zu erhalten.

Intermittierend betriebene, strömende Gasquellen können manchmal unregelmäßige Förderdruckverläufe zeigen. In einem eben auf den "Ein"-Zustand umgeschalteten Bohrloch beginnt normalerweise der Druck zu fallen, wenn Gas ausströmt/ und er fällt solange, bis der "Aus-" Zyklus beginnt. Manchmal fällt der

2Ö Druck zunächst ab und steigt aufgrund des Strömungsverlauf':; im Bohrloch plötzlich wieder für eine kurze Zeit an, bevor er wieder abzufallen beginnt. In diesen Fällen wäre es wünschenswert, den Zeitablauf des "Ein-" Betriebszustandes auf "ünterbrechnung" zu stellen und das Zählen während der Zeitdauer des erhöhten Gasausbruches zu unterbrechen und die Förderzeit um einen Betrag zu erhöhen, der der in diesem Augenblick verfügbaren, überschüssigen Gasmenge entspricht. Wenn andererseits der ansteigende Druck während eines "Aus-" Zyklus plötzlich für eine gewisse Zeit abfällt, bevor er wieder in Rich- tung Förderdruck anzusteigen beginnt, ist es wünschenswert, den Zeitablauf des "Aus-" Zyklus auf "Unterbrechung" zu stellen, um den unregelmäßigen Druckabfall zu kompensieren.

Ein bekanntes System, das viele der wesentlichen Funktionen beim intermittierenden Betrieb einer Gasquelle durchführen kann, ist in der US-PS 4 150 721 beschrieben. Dieses System

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weist eine digitale Ausgabe und eine Reihe manuell betätigter Einstellschrauben zur Wahl der gewünschten "Ein-" und "Aus-" Zeiten zum zeitweiligen Unterbrechen des Bohrlochbetriebes auf. Obwohl dieses System eine Verbesserung gegenüber bekannten, mechanischen Unterbrechern darstellt, weist es dennoch zahlreiche Nachteile auf. Beispielsweise erfordert dieses System die Anwesenheit eines Bedieners vor Ort, um die mechanischen Schalter bei einer Änderung der Zykluszeiten von Hand umzustellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Unterbrecher bzw. eine periodische Zustandswechsel-Schaltung zu schaffen, die weitgehend automatisch und außerordentlich flexibel zu betreiben ist und/oder aus der Ferne bedient werden kann.

Der erfindungsgemäße periodische Unterbrecher stellt ein System zum periodischen (zyklischen) Unterbrechen des Betriebs eines Gerätes bzw. zum Hin- und Herschalten zwischen einem ersten Zustand und einem zweiten Zustand dar. Das System weist einen Zähler, einen Oszillator zum kontinuierlichen Vermindern des Zählerinhalts von einem vorgegebenen Wert gegen 0, und einen programmierbaren Speicher auf, der ein Paar frei wählbar adressierbarer Speicherplätze aufweist. Das System weist ferner Vorrichtungen zum Speichern eines ersten Zeitwertes, der mit der Zeitdauer des ersten Zustandes verknüpft ist, in einem ersten Speicherplatz im Speicher und eines zweiten Zeitwertes, der mit der Zeitdauer des zweiten Zustands verknüpft ist, in einem zweiten, Speicherplatz im Speicher sowie eine Wahlschaltung (Torschaltung) zum abwechselnden Laden des ersten und des zweiten Zeitwertes vom Speicher in den Zähler auf. Ferner weist das System Vorrichtungen auf, die dann ansprechen, wenn der Wert im Zähler null erreicht,und die die Betriebsweise des Gerätes von einem Zustand in den anderen Zustand überführen und die schaltung betätigen, um den mit demjenigen Zustand, in den das Gerät überführt wird, verknüpften Zeitwert vom Speicher in den Zähler zu laden.

Weiterhin weist das erfindungsgemäße System eine optische Anzeige und Vorrichtungen zum Verbinden der Anzeige mit dem Zähler oder dem Speicher auf,um wahlweise die Inhalte des Zählers, wenn dessen Wert geändert wird, oder während des Betriebs die Inhalte des Speichers anzuzeigen.

Der erfindungsgemäße Unterbrecher weist ein Motorventil-Alarmsystem auf, bei dem das Ausbleiben von Druck am Ausgang des Unterbrechers zum Motorventil nach einer vorgegebenen Zeitdauer zu einem Alarmzustand führt, bei dem der gesamte Unterbrecher abgeschaltet wird. Es sind auch mehrere äußere Signale vorgesehen, die auf des System einwirken und den gewünschten Betriebszustand des Unterbrechers indirekt steuern. Um die größtmögliche Flexibilität in den Ein- und Aus-Zeiten des Unterbrecherbetriebs zu ermöglichen, weist das erfindungsgemäße System Vorrichtungen zum Wechseln des Zeitbereichs auf, um die eingegebene Zeit entweder in Stunden/Minuten oder in Minuten/Sekunden anzugeben (anzupassen).

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht in einem System zum periodischen Unterbrechen des Betriebs einer fließenden Gasquelle bzw. dem Hin- und Herschalten zwischen dem Ein-Zustand und dem Aus-Zustand durch öffnen und Schließen eines Motorventils. Dieses System weist einen mehrstelligen Zähler auf, der wahlweise entweder im Aufwärts-Zählbetrieb (zum Programmieren) oder im Abwärts-Zählbetrieb (zum Zeitmessen)betrieben werden kann, einen Oszillator zum Betreiben des Zählers bei einer ausgewählten Frequenz und einen programmierbaren Speicher mit einem ersten Speicherplatz zum Abspeichern eines numerischen Zeitwertes, der mit der gewünschten Zeitdauer des Ein-Zustandes der fließenden Gasquelle verknüpft ist, und mit einem zweiten Speicherplatz zum Abspeichern eines numerischen Zeitwertes,

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der mit der gewünschten Zeitdauer des Aus-Zustandes der fließenden Gasquelle verknüpft ist. Das System weist weiterhin Vorrichtungen zum Programmieren des Speichers zum Abspeichern eines ausgewählten ersten Wertes im ersten Speicherplatz und eines ausgewählten zweiten Wertes im zweiten Speicherplatz, eine erste Wahlschaltung (Torschaltung) zum abwechselnden Laden der jeweiligen, im ersten bzw. zweiten Speicherplatz abgespeicherten Zeitwerte in den Zähler, und eine zweite Wahlschaltung (Torschaltung) auf, die den Abwärts-Zählbetrieb des Zählers schaltet. Eine dritte Wahlschaltung (Torschaltung) spricht an, wenn der Wert des Zählers null erreicht, und ändert den Zustand des Motorventils und betätigt die erste Wahlschaltung, um denjenigen Zeitwert in den Zähler einzulesen (zu laden),der mit dem Zustand verknüpft ist, in den das Motorventil überführt wird.

Die erfindungsgemäße Zustandswechsel-Schaltung kann auch derart ausgebildet sein, daß mehr als zwei Betriebszustände einer Anlage gesteuert werden können, also z. B. Zwischenzustände zwischen dem Ein- und dem Aus- Zustand. Weiterhin kann erfindungsgemäß der Aufwärts- und Abwärtszählbetrieb des Zählers umgekehrt werden, z.B. während der Zeitmessung eines Zustands aufwärts und während des Programmierens abwärts gezählt werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Zeichnung eines fließenden Gasbohrloches mit einem erfindungsgemäßen Unterbrecher,

Fig. 2 eine Vorderansicht der Anzeigetafel des erfindungsgemäßen Unterbrechers (Zustandswechsel-Schaltung), Fig. 3 ein schematisches Diagramm eines erfindungsgemäß verwendeten Ventilsystems mit Meßgerät-Ablesewähler,

Fig. 4 ein Blockdiagramm des erfindungsgemäßen Unterbrechers, Fig. 5 eine Darstellung der Art und Weise, in der die Fig. 6, 7, 8 und 9 zum Betrachten anzuordnen sind und

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Fig. 6, 7, 8 und 9 jeweils Teile eines logischen Diagramms

des erfindungsgemäßen Unterbrechers.

Fig. 1 zeigt schematisch eine fließende Gasquelle mit einem zur Erdoberfläche 12 emporragenden Bohrloch 11. Das Bohrloch 11 ist mit einer röhrenförmigen Verrohrung 13 ausgefüttert, die sich von der Erdoberfläche zu den geologischen Förderschichten erstreckt. Die Förderschichten, in die sich das Bohrloch und die Verrohrung erstrecken, sind aus porösem Fels und bilden· ein unter Druck stehendes Reservoir, das eine Mischung aus Gas, Öl und Wasser enthält. Die Verrohrurig 13 ist vorzugsweise entlang demjenigen Bereich des Bohrloches, an den die Förderschichten anstoßen, perforiert, um den Fluidaustausch zwischen der Schicht und dem Bohrloch zu.

ermöglichen. Eine Steigrohrtour 14 erstreckt sich axial entlang der Verrohrung 13 und endet mit einer Pufferfeder mit einem Steigrohr-Schlußstück 15. Ein Tauchkolben 16 ist innerhalb des Steigrohres 14 angeordnet und wird vom Schlußstück 15 am Verlassen des unteren Endes des Steigrohres gehindert. Sowohl das Steigrohr 14 als auch die Verrohrung 13 ragen vom Bohrlochkopf 17, der an der Oberfläche oberhalb des- Bohrloches angeordnet ist, in das Bohrloch hinein. Der Bohrlochkopf 17 trägt außerdem die in die Verrohrung 13 hineinragende Steigrohrtour 14. Der Gasdruck in der Ver-

²^ rohrung wird von einem Meßgerät 30 überwacht-, das innere, apf einen vorgegebenen Wert gesetzte Begrenzungsschalter aufweist, die über Leitungen 19 mit dem Unterbrecherregler 18 verbunden sind. Das obere Ende des Steigrohres 14 wird von einer Schmiervorrichtung 20 umschlossen, die den Tauchkolben 16 aufnimmt, wenn er sich in seiner höchsten Stellung befindet. Der Gasdruck in der Verrohrung 13 wird von einem Meßgerät 21 gemessen, das ebenfalls vorher eingestellte Begrenzungsschalter aufweist, die über Leitungen 22 mit dem

Unterbrecherregler 18 verbunden sind. 35

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Das Steigrohr 14 ist mit einem T-Stück 23 verbunden, das über ein Motorventil 24 zu einem Auslaßrohr 25 führt, das mit einem Flüssigkeits-Gas-Separator 26 verbunden ist. Der Druck im Auslaßrohr 25 wird von einem Durchflußmeßgerät 27 überwacht, das ebenfalls vorher eingestellte Begrenzungsschalter aufweist, die über Leitungen 28 mit dem Unterbrecherregler 18 verbunden sind. Mit dem Ausgang des Separators 26 ist eine Ausgangsleitung (Verkaufsleitung) 29 verbunden. Die Verkaufsleitung 29 weist eine Verjüngung 31 auf, über die ein Durchflußmesser 32 zum überwachen des Strömungsvolumens durch die Verkaufsleitung geschaltet ist. Der Durchflußmesser 32 kann ebenfalls vorher eingestellte Begrenzungsschalter aufweisen. Der Ausgangsdruck der Verkaufsleitung 29 wird von einem Meßgerät 33 überwacht, das obere und untere Begrenzungsschalter aufweist, die·über Leitungen 34 mit dem Unterbrecherregler 18 verbunden sind. Die innerhalb des Separators 26 gesammelte Flüssigkeit wird über eine Leitung 36 in einen Flüssigkeitsbehälter 35 überführt. Der Flüssigkeitspegel im Separator 26 wird von einem Pegelanzeiger 37 überwacht, der über Leitungen 38 mit dem Unterbrecherregler 18 verbunden ist, während der Flüssigkeitspegel im Flüss'igkeitsbehälter 35 von einem Anzeiger 39 überwacht wird, der über Leitungen 41 mit dem Unterbrecherregler 18 verbunden ist.

Beim Betrieb der fließenden Gasquelle von Figur 1 wird das Motorventil 24 für eine vorgewählte Zeitdauer geschlossen (Aus-Zeit), während der der Gasdruck innerhalb der Verrohrung 13 allmählich ansteigt, während Flüssigkeit, wie Öl und Salzwasser, ebenfalls in das Bohrloch einsickert und sich allmählich sammelt und das Flüssigkeitsniveau innerhalb der Verrohrung 13 ansteigt. Nach einer vorbestimmten Zeitdauer hat der Gasdruck innerhalb der Verrohrung einen ausgewählten Wert erreicht, und die angesammelte Flüssigkeit ist bis zu einem ausgewählten Niveau gestiegen, die beide mit den maximalen Förderparametern der Bohrung überein-

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stimmen. Dann wird das Motorventil 24 geöffnet und der Tauchkolben 16 wird zum oberen Ende des Steigrohres 14 in die Schmiervorrichtung 20 getrieben aufgrund der plötzlichen Gasströmung, die auch die angesammelte Flüssigkeit durch das Steigrohr hinauf, durch das T-Stück 23, durch das Motorventil 24 und durch das Auslaßrohr 25 in den Separator 26 treibt. Im Separator 26 wird der größte Teil des Fördergases von öl und Wasser abgeschieden, und das Gas wird durch die Verkaufsleitung 29 geführt, während das Wasser-Öl-Gemisch über die Leitung 36 aus dem Separator entfernt und in den Flüssigkeitsbehälter ^35 überführt wird. Das Steigrohr 14 weist unmittelbar unterhalb des T-Stücks 23 eine Auslösevorrichtung 52 auf, die dem Unterbrecherregler 18 über Leitungen 53 die Ankunft bzw. die Nähe des Tauchkolbens 16 anzeigt. Ein pneumatisch gesteuertes Gasversorgungsrohr 54 ist mit dem Bohrlochkopf 17 verbunden und führt durch einen Hochdruckregler 55, ein Filter 56 und einen Niederdruckregler 57 in den Unterbrecherregler 18. Dieses geregelte und gefilterte Abgas wird dazu verwendet, den zum Öffnen und Schließen des Motorventils 24 erforderlichen pneumatischen Betriebsdruck zu liefern. Der pneumatische Druck wird durch im Unterbrecherregler 18 angeordnete "Ein" und "Aus" Solenoid-Ventile über die Steuerleitung 58 an das Motorventil 24 geliefert.

Nach einer gewissen Zeitdauer der Förderströmung aus der Gasquelle nimmt die Gasdurchflußrate soweit ab, daß das"Einschließen" des Bohrloches erwünscht ist. Das Motorventil 24 wird dann geschlossen, damit sich der Druck innerhalb des Steigrohres über eine vorgewählte Zeitdauer wieder aufbauen kann. Der Unterbrecherregler 18 hat die Aufgabe, das Motorventil 24 zu öffnen und die vorgewählte Zeitdauer zu überwachen, während der das Motorventil geöffnet bleiben soll, und danach das Motorventil 24 für die vorgewählte Zeitdauer, während der das Bohrloch geschlossen sein soll, wieder zu schließen. Der Unterbrecherregler 18 steuert also den

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intermittierenden "Ein-" und "Aus-" Betriebszustand des Fördergassystems von Fig. 1.

Fig. 2 zeigt eine Vorderansicht der Kontrolltafel des Unterbrecherreglers 18. Die Schalttafel weist eine flache Frontplatte 42 auf, in die eine vierstellige Flüssigkristallanzeige 43 eingelassen ist. Zusätzlich zu den vier Stellen ist auf der Anzeige 43 Platz für eine Doppelpunktanzeige 44 und eine Dezimalpunktanzeige 45 vorgesehen. Der Gasdruck aus der fließenden Gasquelle wird zunächst geregelt und danach dazu verwendet, die pneumatische Kraft zum öffnen und Schließen des Motorventils 24 zu liefern (vgl. Fig. 1). Ein Druckmeßgerät 46 kann entweder zur Überwachung des Leitungsdrucks oder zum Regeln des Versorgungsdrucks verwendet werden. Das Betätigen des Drei-Weg-Kippventils 48 wählt die Funktion des · Druckmeßgerätes 46. Das Zwei-Weg-Kippventil 47 schaltet den Versorgungsdruck zum Solenoid-Ventil und damit den Unterbrecherregler ab. Auf der Schalttafel 42 ist auch ein Feld von sechs durch Berühren zu betätigenden Membranschaltern 49 angeordnet, die zum Programmieren und Betätigen des Unterbrecherreglers 18 verwendet werden. Hinter der Abdeckplatte 51 sind mehrere Batterien (Größe D) angeordnet, die die Versorgungsspannung für den Unterbrecherregler 18 liefern. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist die Anordnung der Komponenten auf der Frontplatte des Unterbrecherreglers derart vorgenommen, daß eine vollständige Abdichtung des Instrumentengehäuses und damit eine vollständig gasdichte Umhüllung gegeben ist.

In Fig. 3 ist die Schaltanordnung dargestellt, durch die das Druckmeßgerät 46 zur überwachung sowohl des Versorgungsdruckes als auch des Ausgangsdruckes des pneumatischen Betätigungssystems verwendet.wird. Die Gasversorgung vom Regler 57 mit einem Druck von etwa 25 bis 30 psi (etwa 175 bis 210 kPa) ist über eine Leitung 62 mit dem Dreiweg-Kippventil 61 zur ^⁵ wahlweisen Meßgerätanzeige verbunden. Die Versorgungsleitung des Reglers ist über ein Zweiweg-Kippventil 64 auch mit dem

Der Ausgang des Solenoidventils 6? ist über die Leitung 65 mit dem Kippventil 61 verbunden

Solenoidventil 63 verbunden ./Eine Ausgangsleitung 66 enthält auch einen normalerweise geschlossenen Druckschalter 67, der zur überwachung des Ausgangsdruckes des Solenoidventils mit dem Unterbrecherregler 18 rückverbunden ist. Wenn sich das Zweiweg-Kippventil 64 in der geschlossenen Stellung und das Dreiweg-Kippventil 61, wie gezeigt, in der äußersten linken Stellung befindet, ist das Solenoidventil 63 nicht in Betrieb, und das Druckmeßgerät 46 zeigt den Versorgungsdruck an. Wenn sich das Zweiweg-Kippventil bzw. Aus-Ein- Kippventil 64 in der Durchflußstellung befindet, zeigt das Meßgerät 46 immer noch den Versorgungsdruck an, wenn sich das Dreiweg-Kippventil 61 zur Wahl der Meßgeräteanzeige in seiner äußersten linken Stellung befindet. Wenn jedoch das Ventil in seine äußerste rechte Stellung bewegt wird, zeigt das Meßgerät 46 den Ausgangsleitungsdruck der pneumatischen Versorgungsleitung 66 an.

In Fig. 4 ist ein Blockdiagramm des erfindungsgemäßen elektronischen Unterbrechersystems dargestellt. Eine 12 Volt-Versorgungsbatterie 71 ist mit einem üblichen 5 Volt-Regler verbunden und liefert die Spannung für die gesamte Elektronik einschließlich des Moduls 73 mit der Steuerlogik und dem Interface (der Schnittstelle) mit den Kontrollschaltern 49.

Die 12 Volt-Batterie 71 ist über einen Strombegrenzungswiderstand 74 auch mit einer Solenoidventil-Dreifachschaltung 75 . verbunden, an der ein Speicher/Kippkondensator 76 anliegt.

Die Solenoidventil-Treiber-Schaltungen 75 liefern wahlweise

einen . «

du / Versorgungsstromstoß entweder an die Ein-Spule 77 oder an die Aus-Spule 78. Die Erregung der Ein-Spule 77 liefert den Steuergasdruck, um das Motorventil 24 (vgl. Fig. 1) zu betätigen, und, bei dieser Ausführungsform, zu öffnen. Die Erregung der Aus-Spule 78 liefert ebenfalls den Steuergasdruck, um die Stellung des Motorventils 24 zu ändern und, bei dieser Ausführungsform, das Motorventil zu schließen.

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Eine Oszillator-Zeit-Basis 79 wird von einem Kristall 81 gesteuert und liefert die Oszillations- und Zeitgeberimpulse über die Schaltwege 82 und 83 an die Steuerlogik 73 und von dieser zurück. Zwei Bereichswahlschalter 84 und 85 werden zur Wahl der Zeitbereiche sowohl für den Ein- als auch für den Aus-Zyklus verwendet. Es kann also für die beiden vom Unterbrecher 18 gesteuerten Ein- und Aus-Zeitzyklen entweder ein Stunden/Minuten-Bereich oder ein Minuten/Sekunden-Bereich gewählt werden. Die Oszillator-Zeit-Basis 79 ist weiterhin mit einem vierstelligen Aufwärts/Abwährts-Zähler verbunden, der über die Leitung 87 und 88 mit der Steuerlogik 73 in Verbindung steht. Der Zähler 86 kann über einen Datenbus 91 wahlweise derart geschaltet werden, daß er entweder Dateninformation an den programmierbaren Speicher 89 übermittelt oder von diesem empfängt. Der Bus 91 ist weiterhin über einen wahlweise betriebenen Businverter (Buswandler) mit einem Anzeige-Decoder/Treiber 93 verbunden. Der Businverter 92 wird lediglich benötigt, um Informationen direkt vom Speicher 89 und nicht vom Zähler 86 anzeigen zu lassen, und wird von der Steuerlogik 73 über die Leitung 90 angesteuert. Der Decoder/Treiber 93 steuert die vierstellige Anzeige 43 über den Bus 94. Der Zähler 86, der Speicher 89 und der Anzeige-Decoder/Treiber 93 sind zusätzlich untereinander über einen Zeichentaktbus ... (taktweise arbeitenden Bus) 95 miteinander verbunden, um Daten taktweise hin- und herschieben zu können. Das Feld der membranartigen Kontrollschalter 49 ist über einen Datenbus 96 mit dem Modul 73, das die Kontrollschalter-Schnittstelle und die Steuerlogik enthält, verbunden. Weiterhin sind in Fig. 4 mehrere externe Eingaben 97 vorgesehen, die über die Signalaufbereitungsschaltung 98 gekoppelt und über den Datenbus 99 mit der Steuerlogik 73 verbunden sind.

Durch die Kontrollschalter (Steuerschalter) 49 kann eine entweder in Stunden/Minuten oder in Minuten/Sekunden gewählte "Ein"-Zeit über die Steuerlogik 73 in den Speicher 89 eingegeben werden, so daß ein vorgewählter Wert der "Ein"-Zeit

im Speicher 89 abgespeichert ist. Ebenso kann eine vorgewählte "Aus"-Zeit, ebenfalls entweder in Stunden/Minuten oder in Minuten/Sekunden, über die Steuerlogik 73 in den Speicher 89 eingelesen werden. Die Programmierung der Einschaltzeit wird dadurch vorgenommen, daß zunächst ein bestimmter Programmschalter des Feldes 49 berührt und danach der "Ein"-Zeitschalter solange betätigt wird, bis der Zähler 86 soweit hochgelaufen ist, daß die gewünschte Einschaltzeit auf der Anzeige dargestellt ist. Während dieses Vorgangs ist der Zähler 86 mit dem Speicher 89 verbunden und die gewünschte Zeit wird automatisch gespeichert. Die Programmierung der Ausschaltzeit wird ebenfalls dadurch vorgenommen, daß zunächst der Programmschalter und danach der "Aus"-Zeitschalter solange betätigt wird, bis der Zähler 86 soweit hochgelaufen ist, daß die gewünschte Ausschaltzeit auf der Anzeige dargestellt ist. Nach Beendigung der Programmierung wird der Stopp/Laden-Schalter gedrückt und zunächst über einen "Periodenwechsel "-Schalter entweder die "Ein"-Zeit oder die "Aus"-Zeit gewählt. Nach dem Drücken eines Startknopfes auf dem Feld 49 nimmt das System den zunächst (ursprünglich) gewählten Zustand ein und beginnt zu zählen. Dies erfolgt dadurch, daß , beispielsweise die Information über die Einschaltzeit vom Speicher 89 in den Zähler 86 geladen und dann abwärts bis O gezählt wird. Wenn die Zählrate O erreicht, schickt die Steuerlogik 73 ein Signal an die Solenoid-Ventil-Treiber 75, die das Motorventil in den "Aus"-Zustand überführen. Danach wird die Information über die Ausschaltzeit vom Speicher 89 in den Zähler 86 geladen, und das Abwärtszählen (der Countdown -beginnt für den^"Aus"-Zyklus. Wenn die Zählrate erreicht, schickt die Steuerlogik ein Signal an die Solenoidventil-Treiber 75, die den Zustand des Motorventils auf "Ein" ändern, worauf der Zyklus wiederholt wird. Die Information des Zählers 86 bzw. seine aktuelle Stellung wird während des Countdowns laufend auf der Anzeige 43 angezeigt.

Das Drücken eines Zykluswechselschalters im Feld 49 bewirkt, daß der Unterbrecher von jedem beliebigen Zustand, in dem

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er sich zu diesem Zeitpunkt befindet, zugleich in den ent-

daß wieder gegengesetzten Zustand umschaltet, und/der Zähler/mit der mit diesem Zustand verknüpften Zeit geladen/ Ebenso bewirkt das Drücken eines Stopschalters im Feld 49, daß das System zu zählen aufhört, ohne den Zykluszustand 2u ändern. Im Feld 97 sind weitere Eingaben, wie obere und untere Druckbegrenzungsschalter und ein Zustandsprüfschalter für das Motorventil, enthalten, und werden über- den Bus 99 in die Steuerlogik 73 eingelesen, so daß diese externen Parameter von der Steuerlogik 73 während des 'Betriebs berücksichtigt werden. Wenn beispielsweise nach Ablauf von 32 Sekunden nach einem Signal kein Steuerdruck vorliegt, führt das Ausbleiben der Motorventilsteuerung zu einem sofortigen Abschalten des gesamten Systems und zu einem Alarmzustand.

In Fig. 5 ist die Art und Weise dargestellt, in der die Fig. 6, 7,8 und 9 angeordnet werden sollen, damit sie ein schematisches Diagramm der erfindungsgemäßen elektronischen Unterbrechersteuerung ergeben, deren.Blockdiagramm in Fig. 4 dargestellt ist.

Die Oszillator/Zeit-Basis 79 von Fig. 6 weist einen Kristall-• gesteuerten Oszillator 81 mit einem Kristall 100 auf, der über einem Invertierverstärker 101 und einem Rückkopplungswiderstand 102 liegt. Ein Kondensator 103 liegt vom Eingang des Verstärkers 101 an Erde, während ein Kondensator 104 vom Ausgang des Verstärkers an Erde liegt. Der Ausgang des kristallgesteuerten Oszillators 81 ist mit dem Taktsignaleingang eines ersten Ripple-Zählers (primäres Zählsystem mit mehreren in Serie geschalteten Flip-Flops) 105 verbunden. Die Ausgangsfrequenz des Oszillators 81 beträgt vorzugsweise

etwa 32,768 kHz, wodurch ein 64 Hz-Signal am Q -Ausgang des

14 Ripple-Zählers 105 erzeugt wird. Der Q -Ausgang des Zählers 105 ist mit dem Taktimpulseingang eines zweiten Ripple-Zählers 106 verbunden. Der Zähler 105 kann beispielsweise ein RCA-Modell 4020 Zähler sein, während der Zähler 106 bei-

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spielsweise ein RCA-Modell CD4O24 Zähler sein kann. Das Q¹-Ausgangssignal des Zählers 106 weist eine Frequenz von 1 Hz auf und ist mit einem Eingang eines UND-Gatters 107, einem Eingang eines NICHT-UND (NAND)-Gatters 108 und einem

4 5 6 Eingang eines UND-Gatters 109 verbunden. Die Q , Q , Q und Q -Ausgänge des Zählers 106 sind mit den vier Eingängen des NICHT-UND-Gatters 120 verbunden. Der Ausgang des NICHT-UND Gatters 120 ist über einen Inverter 11O mit einem Eingang eines ODER-Gatters 111 verbunden, dessen Ausgang mit dem Reset-(Rücksetz-)Eingang.des Zählers 106 verbunden ist. Der andere Eingang des ODER-Gatters 111 ist mit dem Reset-Eingang des Zählers 105 verbunden, sowie mit der TRF1-Leitung des Übergangs-Flip-Flops 112, des Ein-Aus-Flip-Flops 113 und der Unterbrechungs-Steuerungs-Flip-Flops 114 und 115.

Der Ausgang des Inverters 110 ist weiterhin mit einem Eingang des ODER-Gatters 116 verbunden, dessen anderer Eingang mit dem Ausgang des UND-Gatters 107 verbunden ist. Der andere Eingang des UND-Gatters 107 ist mit dem Ausgang eines ODER-Gatters 117 verbunden, dessen einer Eingang über einen Widerstand 118 mit einem ersten Bereichswahlschalter 84 und dessen anderer Eingang über einen Widerstand 119 mit einem zweiten Bereichswahlschalter 85 verbunden ist. Die andere Seite des Bereichswahlschalters 84 ist mit der T_E. Leitung, die vom Ein-Aus-Flip-Flop 113, vom Unterbrechungssteuerungs-Flip-Flop 114 und vom Ein-Aus-überwachungs-Flip-Flop 121 herführt, sowie der Sole.noidventil-Treiberschältung

75 verbunden/ Die andere Seite des Bereichswählschalters 85 7m y

ist mit der T„. ^Leitung, die vom Ein-Aus-Flip-Flop 113,

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vom Unterbrechungs-Steuerungs-Flip-Flop 115 und vom Ein-Aus-Überwachungs-Flip-Flop 122 herführt, sowie der Soienoidventil-Treiberschaltung 75 verbunden. Wenn der Wahlschalter 84 sich in der geöffneten Stellung, befindet, wird die EinZeit des Unterbrechers in Stunden und Minuten auf der Anzeige 43 angegeben, und wenn der Schalter 84 geschlossen ist, wird die Ein-Zeit des Unterbrechers in Minuten und Sekunden angegeben. Wenn der Bereichswahlschalter 85 geöffnet ist, wird die Aus-Zeit des Unterbrechers in Stunden und Minuten

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angegeben, während, wenn der Schalter 85 geschlossen ist, die Aus-Zeit des Systems in Minuten und Sekunden angegeben wird. Der Ausgang des ODER-Gatters 116 ist mit einem Ausgang eines UND-Gatters 123 verbunden, dessen anderer Eingang mit dem Ausgang eines NICHT-ODER-(NOR-)Gatters 124 verbunden ist. Der Ausgang des UND-Gatters 123 ist mit einem Eingang eines ODER-Gatters 125 verbunden, dessen anderer Eingang mit dem Ausgang eines UND-Gatters 126 verbunden ist, dessen beide Eingänge mit den Ausgängen des ODER-Gatters 127 bzw. des UND-Gatters 128 verbunden sind. Ein Eingang des UND-Gatters 128 ist mit der PRGM-Leitung verbunden, während der andere mit der READ-(LSEN-)Leitung verbunden ist.

Der Ausgang des UND-Gatters 128 ist über einen Widerstand 129 und eine Diode 131 mit dem Eingang eines Inverters 132 verbunden, dessen Ausgang mit dem Eingang eines ODER-Gatters 127 verbunden ist, dessen anderer Eingang mit dem 64 Hz-Sig-

nal von Q des Zählers 105 verbunden ist. Ein Zeit-Kondensator 133 liegt über dem Eingang des Inverters 132. Der Ausgang des ODER-Gatters. 125 bildet die CLK-Leitung, die mit dem Taktimpulseingang des Zählers 86 verbunden ist, und diesem, wie nachstehend erläutert, Impulse mit einer von drei wählbaren Impulsraten,entweder 1 Hz, 1 pro Minute oder 64 Hz, liefert. Ein Eingang des NICHT-Oder-Gatters 124 ist mit der PAUSE-Leitung vom ODER-Gatter 134 verbunden, das zum PAUSE-(Unterbrechungs-)Steuersystem 135 gehört, während am anderen Eingang des NICHT-ODER-Gatters 124 die STOP-Leitung vom STOP-Flip-Flop 136 liegt.

Wenn der Oszillator 81 mit 32,768 KHz läuft, erzeugt der Q -

14 Ausgang des Zählers 105 ein 64 Hz-Signal, während der Q Ausgang ein 0,5 Hz-Signal erzeugt. Der Q -Ausgang des Zählers 106 erzeugt ein 1 Hz-Signal, während die Ausgänge über die Leitungen Q⁴, Q⁵, Q⁶ und Q⁷ in das NICHT-UND-Gatter 120 schließlich ein Ausgangssignal von 60 Hz erzeugen, das über den Inverter 110 und das ODER-Gatter 111 gekoppelt wird, um

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den Zähler 106 zurückzusetzen. Somit wird ein Signal mit einer Frequenz von 1 pro Minute (0,0l66 Hz) an einem der Eingänge des ODER-Gatters 116 angelegt. Wenn die PRGM-Leitung hoch ist, wenn also eine Spannung anliegt, wird einer der Eingänge des UND-Gatters 128 angeregt. Wenn die READ-Leitung hoch ist, wird der andere Eingang des UND-Gatters 128 angeregt. Die PRGM-Leitung ist hoch, sobald der Programmschalter 195 des Feldes 49 betätigt wird, das Programm-Relais 137 betätigt und das System durch Hochzählen des Zählers 86 auf die Eingabe der Information über die Einschaltest . zeit oder Ausschaltzeit vorbereitet/ Die READ-Leitung ist immer dann hoch, wenn entweder der Ein-Schalter 193 oder dor Aus-Schalter 194 des Feldes 49 betätigt ist. Der Ausgang des UND-Gatters 128 ist nur hoch, wenn sowohl PRGM als auch READ hoch sind. Wenn der Ausgang des Gatters 128 hoch ist, wird ein Signal mit einer Frequenz von 64 Hz über die CLK-Leitung des ODER-Gatters 125 in den CLK-Eingang des Zählers 86 eingekoppelt, und zwar nach der Zeitverzögerung durch den RC-Kreis 129, 133. Ein periodisches Berühren des Ein-Knopfes oder des Aus-Knopfes vergrößert also den hohen CLK-Eingang des Zählers 86 um eine Einheit (Minuten oder Sekunden) pro Berührung. Wenn jedoch die READ-Leitung dadurch, daß der Ein- oder Aus-Schalter gedrückt gehalten wird, langer als . 1 Sekunde betätigt wird, schwingt der RC-Kreis mit dem Widerstand 129 und dem Kondensator 133 aus und legt das Ausgangssignal an den Inverter 132, wodurch das 64 Hz-Signal als Taktimpuls über das ODER-Gatter 127, das UND-Gatter 126 und das ODER-Gatter 125 an den Zähler 86 gelegt wird. Die Abklingzelt des RC-Kreises mit dem Widerstand 129 und dem Kondensator 133 beträgt etwa 1 Sekunde, so daß durch unterbrochenes Berühren entweder des Ein- oder des Ausschalters während des Programmierens der Zählerinhalt jeweils um eine Einheit erhöht werden kann. Wenn jedoch der Zählerinhalt schneller erhöht werden soll (der Zähler schneller vorwärts zählen soll), bewirkt das Niederdrücken entweder des Ein- oder Ausschalters für mehr als 1 Se-

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BAD ORIGINAL

künde, daß der Zählerinhalt mit einer Rate von 64 Hz zunimmt. Wenn entweder an der STOP-Leitung oder an der PAUSE-Leitung, die mit den jeweiligen Eingängen des NICHT-ODER-Gatters verbunden sind, ein Signal anliegt, wird der Ausgang des UND-Gatters 123 außer Kraft gesetzt, so daß keine Taktimpulse von der Oszillator/Zeit-Basis 79 an den Zähler 86 geliefert werden.

Die vier Leitungen A, B, C und D des binär codierten, dezimalen Eingang/Ausgang-Tores {I/O-Tores) 152 des Zählers 86 sind über den Datenbus 91 mit dem A, B, C und D Eingang des Speichers 89 verbunden. Als Speicher 89 kann beispielsweise ein Modell 74C89 64 bit-Speicher, wie von National Semiconducter Corporation hergestellt, verwendet werden.

Eine der Eigenschaften des Speichers 89 besteht darin, daß der Ausgang des Speichers invertiert wird, beispielsweise zu ABCD. Wenn Information vom Speicher 89 zur

Anzeige an den Anzeige Decoder/Treiber 93 geliefert wird, muß die Information zunächst durch einen Businverter 92 geführt werden. Wenn jedoch Information direkt vom Ausgangstor 152 des Zählers 86 an den Anzeige Decoder/Treiber 93 überführt wird,wird der Businverter 92 außer Kraft gesetzt. Die vier binär codierten, dezimalen Leitungen ABCD sind vom I/O-Tor 152 des Zählers 86 über den Datenbus 91 sowohl mit dem Eingang 155 als auch mit dem Ausgang 1-56 des Speichers 89 und über den Businverter 92 mit dem Eingang des Anzeige-Decoder/Treibers 93 verbunden. Der Businverter 92 weist vier Exclusiv- ODER-Gatter 138_f 139, 141 und 142 auf. Ein Eingang von jedem der Exclusiv-ODER-Gatter ist über einen Inverter 143 mit dem Eingang des NICHT-UND-Gatters 215 verbunden. Während des Zählens des Systems wird der abnehmende Inhalt des Zählers 86 direkt auf der Anzeige 43 angezeigt. Während des Zählens ist die READ-Leitung niedrig,-wodurch der Ausgang des NICHT-UND-Gatters 215 hoch und dadurch der Ausgang des Inverters 143 niedrig wird, was jedes der ODER-Gatter 138 bis 142 unwirksam macht. Dadurch wird auch der Businver-

• .1 If

ter 92 unwirksam gemacht (außer Kraft gesetzt) und invertiert nicht, wenn Information direkt vom Zähler 86 an den Anzeige-Decoder/Treiber 93 geliefert wird. Wenn jedoch während des Zählbetriebs der Zähler 86, wie vorstehend beschrie-

5. ben, abwärts zählt und der Ein- oder Aus-Zeitschalter betätigt wird, .wird der Ausgang 156 des Speichers 89 über den Gußinverter 92 an den Anzelge-Deeoder/Treiber 93 angekoppelt, da dann die READ-Leitung hoch ist und der Ausgang des Inverters 143 ebenfalls hoch ist.

Während aller Betriebsfunktionen des Systems, außer beim Programmieren und wenn die Ein- oder Aus-Zyklusschalter während des Zählens betätigt werden, bleibt die READ-Leitung niedrig und der Businverter 92 ist unwirksam, so daß die Daten direkt vom Ausgang 152 des Zählers 86 zum Anzeige-DeGoder/Treiber 93 transferiert werden. Der Zähler 86 enthält weiterhin vier Zeichen-Taktleitungen (Strobe-Leitungen) DS1, DS2, DS3 und DS4, die jeweils über Inverter 143, 144, 145 und 146 mit den Zeichen-Takteingängen DS1 ■? DS2, DS3 und DS4 des Anzelge.-Deooder/Treibers 93 verbunden sind. Auf diese Weise wird die Information in den Zähler 86 eingetaktet und aus diesem abgetastet. Der Zähler 86 weist weiterhin einen CLR-Eingang auf, mit dem der Zählerinhalt gelöscht wird, einen ÜP/DN (Auf/Ab)-Eingang, der regelt, ob der Zähler aufwärts oder abwärts zählt, und eine LC-Leitung, die das Laden des Zählers 86 vom Speicher 89 regelt. Die LC-Leitung ist mit der TRF2-Leitung des Transfer 2 Flip-Flop 148 verbunden. Der Ö-Ausgang des Zählers 86 ist mit einem Eingang eines NICHT-ODER-Gatters 149 verbunden, dessen Ausgang über ein ODER-Gatter 151 mit dem Dateneingang des Transfer 2 Flip-Flop 148 verbunden ist. Der andere Eingang des NICHT-ODER-Gatters 149 ist mit der TRF1-Leitung vom Ein-Aus-Flip-Flop 113 und vom Transfer 1 Flip-Flop 112 verbunden. Der O-Ausgang des Zählers erzeugt immer dann eine Signalanzeige, wenn der Zähler nach dem Abwärtszählen O erreicht.

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Der Zähler 86 weist einen dreistufigen Eingang auf. Der LC (load command, Ladebefehl)-Eingang kann entweder hoch (+5V) oder niedrig (OV) sein oder einen Zwischenwert (+2,5V) einnehmen. Der LC-Eingang des Zählers 86 befindet sich normalerweise beim Zwischenwert (2,5V). Wenn die LC-Leitung hochgezogen wird, werden die am BCD I/O-Tor 152 anstehenden Daten in den Zähler 86 geladen. Wenn die LC-Leitung heruntergezogen wird, zählt der Zähler 86 in seiner normalen Betriebsweise weiter, aber das Ausgangstor 152 wird unwirksam gemacht, so daß der Zählerinhalt nicht mehr angezeigt wird. Durch dieses Merkmal des Zählers kann der Datenbus 91 von der Anzeige des Zählerinhalts entlastet werden, so daß er zur Anzeige von Daten aus dem Speicher verwendet werden kann, während der Zähler weiter zählt, oder auch für andere Zwecke.

je nach dem, welcher der Schalter 84 und 85 geschlossen ist, beträgt die CLK-Eingabe des Zählers 86 entweder eine Eingabe pro Minute oder eine Eingabe pro Sekunde.

Wenn 'der Zähler von einer programmierten Zeit abwärts zählt und 0 erreicht, wird die Ö-Leitung niedrig und macht damit einen Eingang des NICHT-ODER-Gatters 149 ebenfalls niedrig. Der andere Eingang des NICHT-ODER-Gatters 149, die TRF1-Leitung, ist bereits niedrig, so daß ein Ausgangssignal durch das NICHT-ODER-G.atter 151 erzeugt wird, und den Transfer 2 Flip-Flop 148 aktiviert/ so daß nach dem darauffolgenden Eintreffen eines DS4 Zeichentakt-Signals der Transfer 2 Flip-Flop 148 getaktet (hoch) wird. Das (Hoch)-Setzen des Transfer 2 Flip-Flops macht die TRF2-Leitung hoch,, die ihrerseits den Transfer 1 Flip-Flop 112 (hoch) setzt, wodurch die TRF1-Leitung hoch wird.,Wenn TRF2 hoch geht, wird dieses Signal an die LC-Leitung des Zählers 86 angelegt und die Daten werden vom Speicher 89 in den Zähler 86 geladen. Ein über das ODER-Gatter 153 geführtes Signal auf der PRGM-Leitung oder der EMG-Leitung sperrt die Transfer 1 und Transfer 2 Flip-Flops sowohl im Programm- als auch im Alarmzustand. Wenn die TRF2-Leitung vom Transfer 2 Flip-Flop

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148 hoch geht, wird der Ausgang des NICHT-ODER-Gatters 149 niedrig und entfernt das Signal vom Dateneingang des Transfer 2 Relais, so daß nach dem darauffolgenden Eintreffen eines DS4 Zeichen-Taktimpulses das Transfer 2 Relais 148 zurückgesetzt wird. Das Zurücksetzen des Transfer 2 Relais 148 beseitigt den Hoch-Zustand der Dateneingabe des Transfer 1 Relais 112, so daß es danach beim nächsten Eintreffen eines DS4 Zeichen-Taktimpulses zurückgesetzt wird. Wenn die TRF2-Leitung niedrig wird, wird die Ö-Leitung wieder hochgetastet, wodurch ein (unendlich) periodisch wiederkehrender Übertragungszyklus verhindert wird.

Der Speieher 89 funktioniert derart, daß wenn die Speicheraktivierleitung . M , und die Schreibaktivierleitung WE, Ί5 nach unten gezogen (niedrig gemacht) werden und eine Adresse über die vier bit Adresseneingabe 154 an den Speicher gegeben wird, der Speicher in dieser Adresse diejenigen Daten speichert, die am Speichereingangstor 155 erscheinen. Der Speicher 89 wird dadurch gelesen, daß M niedrig geschaltet wird, während W E hoch gelassen wird, wobei eine Adresse an der Leitung 154 steht. An den Ausgangsleitungen 156 wird ein invertierter Ausgang ABCD erzeugt. Der Speicher 89 wird über die Zeichen-Taktsignale auf den Leitungen DS2, DS3, DS4 und durch das T -Signal adressiert. Die Speicherkontrolle (-steuerung) erfolgt zwischen jedem der Zeichen-Taktsignale vom Zähler durch die Kontrollschaltung (Steuerschaltung) 157. Dieser Schaltkreis weist ein NICHT-UND-Gatter 158 mit vier Eingängen auf, dessen vier Eingänge mit den Leitungen DS4, DS3, DS2 bzw. DS1 vom Zähler 86 verbunden sind. Der Ausgang des NICHT-ÜND-Gatters 158 ist zeitweise über einen Kondensator 162 und einen Widerstand 163 kapazitiv mit den Eingängen der NICHT-ÜND-Gatter 159 und

gekoppelt und zeitweise über einen Transistor L.C.-gekoppelt (Drosselkupplung). Die Basis des Transistors 164 ist über einen Widerstand 165 mit der PRGM-Leitung gekoppelt und damit ebenfalls mit dem UP/DN (Auf/Ab)-Eingang

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■j des Zählers verbunden. Die PRGM-Leitung ist weiter mit dem anderen Eingang des NICHT-UND-Gatters 161 verbunden, während der andere Eingang des NICHT-UND-Gatters 159 mit dem Ausgang des Transfer 1 Flip-Flops 112 über ein ODER-Gatter 161 ver-

₅' bunden ist, dessen anderer Eingang mit der REÄD-Leitung verbunden, ist. Die Funktion der Speicherkontrollschaltung 157 besteht darin, M und W E -Signale in Form sehr kurzer

"Xl X. Xl

Impulse während der Übertragungszyklen und M -Impulse mit

eil

voller Impulsweite während der Speicheranzeige Funktionen zu liefern.

Der Anzeige-Decoder/Treiber 93 in Figur 7 ist ein Treiber mit BCD-Sieben-Segment-Flüssigkristallanzeige. Beispielsweise arbeitet ein Decoder/Treiber, Modell 7211 IPL, Hersteller Intersill Corporation zufriedenstellend. Der Anzeige-Decoder /Treiber 193 erhält Eingabe im BCD-Format über den mit einem mit Vier-bit-E.ingang 168 verbundenen Datenbus 91. Die Daten für die am wenigsten signifikante (bedeutsame) Ziffer (Zeichen) 171 der Anzeige 43 werden über einen Bus mit sieben Leitungen transportiert. Die Dateninformationen für das Segment mit der nächst-signifikanten Ziffer 173 werden über einen Bus 174 mit sieben Leitungen transportiert. Die Daten für die signifikanteste«Ziffer 175 werden über einen Bus 176 transportiert, während die Daten für die zweit signifikanteste Ziffer 177 über einen Bus 178 transportiert werden. Der Anzeige-Decoder/Treiber 93 weist weiterhin einen Taktsignal-Eingang 179 für die Zeichen (Ziffer)-Taktsignale DS1, DS2, DS3 und DS4 auf, so daß die Information zwischen dem Dateneingang 168 und den· Bussen 172, 174, 176 und 178 in der richtigen Reihenfolge abgetastet (getaktet) wird. Der Anzeige-Decoder/Treiber 93 weist einen eigenen Rückwandplatinen (back plane) Oszillator auf, dessen Feinabstimmung über einen Kondensator 181 erfolgt. Das Rückwandplatinen - Oszillatorsignal ist vom Treiber 93 aus mit einem Eingang eines Exclusiv-ODER-Gatters 182 verbunden, dessen anderer Eingang als X-Leitung mit dem Ausgang des ODER-Gatters 183 (vgl. Fig. 8) verbunden

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ist und mit einem Alarmfall, wie einem Ausfall des Motorventils verknüpft ist. Somit liegt ein Ausgangssignal des Exclusiv-ODER-Gatters 182 am b.p._(Rückwandplatinen-) Eingang der Anzeige 43 an und invertiert die Phase der Rückwandplatinen -Frequenz, so daß alle Ziffern der Anzeige simultan blinken und damit eine Alarmsituation, wie einen Ausfall der Motorventilsteuerung oder zu niedrige Batteriespannung, anzeigen. Der Ausgang des Exclusiv-ODER-Gatters ist derart geschaltet, daß er den Dezimalpunkt 45 mit der Frequenz des Rückwandplatinen -Oszillators erleuchtet und aufblinken läßt, wenn das System sich im Ein-Zeitzyklus befindet. Ein Eingang des Exclusiv-ODER-Gatters 185 ist mit dem Ausgang des Exclusiv-ODER-Gatters 182 verbunden, während der andere mit der T -Leitung verbunden ist. Der Ausgang des · Exclusiv-ODER-Gatters 186 ist derart geschaltet, daß er den Doppelpunkt 44 beleuchtet. Einer seiner Eingänge ist mit der Frequenz des Rückwandplatinen -Oszillators und der andere mit dem Ausgang des NICHT-UND-Gatters 108 verbunden, so daß der Doppelpunkt 44 bei allen Betriebsbedingungen außer der STOP-Bedingung des Systems, in der der Doppelpunkt 44 konstant beleuchtet ist, mit einer Frequenz von 1 Hz blinkt. Das NICHT-UND-Gatter 108 wird an einem Eingang von einem 1 Hz-. Signal von der Oszillator-Zeitbasis 79 und am anderen Eingang von einem STOP-Signal betätigt. Ein Signal vom NICHT-UND-Gatter 108 auf der Y-Leitung treibt den Eingang des Exclusiv-ODER-Gatters 186 und steuert damit die Funktion des Doppelpunktes 44.

Die membranartigen, berührungsempfindlichen Steuerschalter 49 von Fig. 9 haben folgende Funktionen:

Der Schalter links außen ist ein Start/Wiederaufnähmeschalter 191, der nächste Schalter ist ein Zykluswechselschalter .192, der nächste ist ein "Ein"-Zeitschalter 193, der nächste ein "Aus-". Zeitschalter 194, der nächste ein Programmschalter

195 und der Schalter rechts außen ein Stop/Laden-Schalter 196. Jeder Schalter ist über einen Widerstand 197 mit der

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positiven 5 Volt-Spannungsquelle und über einen Kondensator 198 mit Erde verbunden. Der Startschalter 191 ist weiterhin mit dem Eingang eines Inverters 201 verbunden, dessen Ausgang die START-Leitung ist, die mit Takteingang des STOP-Flip-Flops 136, dem Reset-Eingang des Motorventilausfall-Flip-Flops 202 und mit einer Seite des variablen Potentiometers 203 verbunden ist. Wenn das System angehalten wird, erzeugt ein niedriges Signal (O-Signal),das vom Schalter 191 am Eingang des Inverters 201 anliegt, ein hohes Signal (1-Signal) am Takteingang des STOP-Flip-Flop 136 und setzt damit den STOP hoch und die STOP-Leitung niedrig. Das hohe Signal am Ausgang des Inverters 201, der START-Leitung, liegt am Reset- .{Rücksetz-) Eingang des Relais-Flip-Flops 202, das auf einen Ausfall der Motorventilsteuerung anspricht. Dadurch wird dieser Flip-Flop zurückgesetzt, falls das System zuvor als Folge eines Ausfalls der Motorventilsteuerung gestoppt wurde und dadurch das Relais 202 gesperrt wurde. Das Potentiometer 203 ist die Einstellung für die Auslösung der Anzeige, daß die Batterie schwach ist, so daß, wenn die'START-Leitung hoch ist, sie auch diese Anzeige, daß die Batterie schwach ist, am Ausgang des Inverters 204 löscht, falls das System aus diesem Grunde vorher gestoppt wurde. Falls einer der Eingänge des ODER-Gatters 205, entweder vom Flip-Flop 202 für den Ausfall der Motorventilsteuerung oder vom Inverter 204, tief ist, wird der Ausgang dieses ODER-Gatters auf die EMG-Leitung hoch, das System wird gestoppt und ein Alarmzustand auf der Anzeige erzeugt-.

Das Drücken des Zykluswechselschalters 192 macht den Eingang des Inverters 206 tief, so daß dessen Ausgang hoch ist, und den Wechsel-Flip-Flop 207 taktet. Der Dateneingang des Flip-Flops 207 ist mit der EMG-Leitung verbunden, so daß der Flip-Flop 207 außer Betrieb gesetzt wird, falls sich das System in einem Alarmzustand befindet. Falls hier noch kein Alarmzustand existiert, erzeugt ein hohes Signal auf der Taktleitung zum Flip-Flop 207 ein hohes Signal auf der CHG-Leitung,

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die rait einem Eingang des ODER-Gatters 151 {vgl. Fig. 6} und mit dem Reset-Eingang des Ein/Aus-Überwachungs-Flip-Flops 121 und 122 verbunden ist. Das am Eingang des ODER-Gatters 151 anliegende CHG-Signal betätigt den Transfer 2 Relais-Flip-Flop 148 und den Transfer 1 Flip-Flop 112 bewirkt einen Wechsel von einem Ein-Zyklus zu einem Aus-Zyklus oder umgekehrt. Wenn die CHG-Leitung hoch ist, werden auch die beiden Ein/Aus-Überwachungs-Flip-Flops 121 und 122 zurückgesetzt (niedrig gesetzt) , falls sie zuvor hoch waren. Όαι> Schließen des "Ein-". Zeitschalters 193 macht den Eingang des Inverters 208 niedrig, dessen Ausgang mit einem Eingang des ÖDER-G.atters 209 verbunden ist, dessen Ausgang mit einem Eingang des UND-Gatters 210 verbunden ist. Der Ausgang des UND-Gatters . 110 ist die READ-Leitung, die an einen Eingang des ODER-G.atters 211 gekoppelt ist, dessen Ausgang mit einem Eingang des UND-Gatters 212 verbunden· ist. Der Ausgang des UND-Gatters 212 ist mit einem ODER-Gatter 213 verbunden und erzeugt T -Signal, wenn dieser'Ausgang hoch ist, und ein T —Signal an die D-Leitung des Adressiereingangs 154 des Speichers 89, wenn dieser Ausgang niedrig ist. Ein niedriges Signal am Eingang des Inverters 208 erzeugt weiterhin ein hohes Signal an einem der Eingänge des UND-Gatters 210 über das ODER-Gatter 209. Wenn das System nicht im tibertragungsbetrieb ist, wenn also die TRF1-Leitung hoch ist, wird ein hohes READ-S.ignal über das ODER-Gatter 211 in den Eingang des UND-Gatters 212 eingekoppelt, so daß, falls der andere Eingang des UND-Gatters 212 (aufgrund des Setzens des Flip-Flop 214) ebenfalls hoch ist, ein hohes Signal auf die T_ -Leitung gekoppelt wird, das den Dezimalpunkt 45 der Anzeige 43 über das Exclusiv- ODER-Gatter 185 beleuchtet. Ein hohes Signal auf der READ-Leitung vom UND-Gatter 210 wird an den READ-Eingang des UND-Gatters 128, auf einen Eingang eines NICHT-UND-Gatters 215 und über den Inverter 143 als I-Leitung auf den Businverter 92 gekoppelt. Wenn das System im Zählbetrieb ist und der "Ein"-Zeitschalter betätigt wird, ist die I-Leitung hoch, der Businverter 92 wird inaktiviert

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und erlaubt die direkte Anzeige der Daten aus dem Speicher 89 auf der Anzeige 43. Wenn das System im Programmbetrieb ist und der "Ein"-Zeitschalter betätigt wird, ist die I-Leitung niedrig, der Inverter 92 wird außer Kraft gesetzt und die Daten direkt vom Zähler 86 angezeigt. Wenn das T -Signal hoch ist, wird es vom Inverter 217 invertiert, wodurch T niedrig wird und eine 0 auf der "D"-Adresse auf der Speicheradressierung 154 ,des Speichers 89 erzeugt wird, wodurch der erste mit einem numerischen "Ein"-Zeitwert ver— knüpfte Speicherplatz im Speicher adressiert wird.

Das Drücken des "Aus-" Zeitschalters 194 macht den Eingang des Inverters 216 niedrig, so daß ein hohes Signal in den Eingang des ODER-Gatters 209 eingekoppelt wird und ebenfalls ein hohes Signal auf der READ-Leitung als Ausgang des UND-Gatters 210 erzeugt wird. Das hohe Signal auf dem Ausgang des Inverters 216 setzt weiterhin den Flip-Flop 214, so daß dessen Ausgang, der an einem Eingang des UND-Gatters

212 anliegt, niedrig ist. Deshalb erzeugt der niedrige Ausgang des UND-Gatters 212, der am Eingang des ODER-Gatters

213 anliegt, ein niedriges Signal auf der T -Leitung und

über den Inverter 217 ein hohes Signal auf der T -Leitung. · on

Wenn das T -Signal hoch ist, liegt eine 1 an der "D"-Adresse der Speicheradressierung 154 des Speichers 89 an und adressiert den zweiten Speicherplatz im Speicher, der mit einem numerischen "Aus-" Zeitwert verknüpft ist. Ein hohes Signal auf der READ-Leitung wird über den Inverter 143 eingekoppelt und erzeugt ein hohes Signal auf der I-Leitung und setzt den Businverter 92 außer Kraft, so daß der Ausgang des Speichers 89 direkt auf der Anzeige 43 angezeigt wird. Wenn das System im Programmierbetrieb ist und der "Aus"-Zeitschalter betätigt wird, ist die I-Leitung niedrig und deaktiviert den Inverter 92, so daß die Daten direkt vom

Zähler 86 der Anzeige erscheinen.
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Der Ausgang des Programmschalters 195 ist auf einen Eingang eines NICHT-ODER-G.atters 217 geschaltet, dessen anderer Eingang mit der EMG-Leitung verbunden ist. Der Ausgang des NICHT-ODER-Gatters 217 ist mit einem Eingang eines ODER-Gatters 218 verbunden, dessen Ausgang über einen Inverter 219 auf der CLR-Leitung liegt. Der Ausgang des NICHT-ODER Gatters 217 ist weiterhin mit dem Eingang zum Setzen eines Programm-Flip-Flops 137 verbunden. Der PRGM-Leitungsausgang des Flip-Flop 137 ist mit einem Eingang des ODER-Gatters 211, einem Eingang des ODER-Gatters 153, einem Eingang des UND-Gatters 128, dem ÜP/DN (Auf/Ab)-Eingang des Zählers 86, dem Widerstand 165 und einem Eingang des NICHT-UND-Gatters 161 verbunden, der PRGM-Ausgang des Programm-Flip-Flop 137 ist mit dem Dateneingang des STOP-Flip-Flop 136 und mit

Ί5 einem Eingang eines NICHT-UND-Gatters 215 verbunden. Der andere Eingang des NICHT-UND-Gatters 217 kommt von der EMG-Leitung, so daß im Falle eines Alarmzustands keine Programmierung durchgeführt werden kann. Der Flip-Flop 214 ist ein READ-ON-(Lesen/Ein-) Flip-Flop, der durch Betätigen des "Aus-" Schalters 149 gesetzt und durch Betätigen des "Ein-" Schalters 193 zurückgesetzt wird. Somit kann das System, wie gewünscht, sowohl im Einschaltzyklus als auch im Ausschaltzyklus durch Betätigen des geeigneten Schalters programmiert werden. Beim Programmieren kann, sobald der Programmschalter mit 195 gedrückt ist, entweder der "Ein-" Zeitzyklus oder der "Aus-"Zeitzyklus adressiert werden. Die Einschaltzeit wird durch Drücken des Schalters 193 und Zurücksetzen des Flip-Flop 124 adressiert, wodurch ein hohes Ausgangssignal an der T -Leitung erzeugt, die Dezimalstel-

™ Ie 45 beleuchtet und der geeignete Abschnitt des Speichers 89 aufgrund des "O"-Signals (niedrig) auf der D-Leitung der Speicheradresse 154 adressiert wird. Der Ausschaltzeitzyklus wird durch Drücken des Schalters 194 adressiert, durch den der Flip-Flop 214 gesetzt wird, so daß ein hohes Sig-

Or

nal auf der T —Leitung erzeugt wird und ein "T"-Signal (hoch) an der "D"-Leitung der Speicheradresse 154 anliegt,

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so daß der andere Abschnitt des Speichers 89 adressiert und die Dezimalstelle 45 nicht beleuchtet wird.

Programmieren
5

Beim Programmieren des Systems werden die Bereichswahlschalter 84 und 85 derart gesetzt, wie es für die jeweiligen Einschalt- und Ausschaltzeiten gewünscht wird. Ein vorgegebener Wert wird folgendermaßen in dem Zähler 86 und dem Speicher 89 geladen: Das Drücken des Programmschalters setzt den STOP-Flip-Flop 136 und macht die PRGM-Leitung hoch, die die UP/DN-(Auf/Ab-)Leitung des Zählers 86 schaltet , so daß der Zähler aufwärts zählt. Vorausgesetzt, daß zunächst die Einschaltzeit programmiert werden soll, liegt jedes Mal, wenn der "Ein-" Zeitschalter 193 gedrückt wird, ein hohes Signal am ODER-Gatter 209 und am UND-Gatter 210 und erzeugt ein hohes Signal am Ausgang der READ-Leitung, das zusammen mit dem hohen Signal auf der J PRGM-Leitung ein hohes Signal am Ausgang des UND-Gatters

! ²⁰ 128 erzeugt '(vgl. Fig. 6). Das hohe Signal am Ausgang des UND-Gatters 128 liegt an einem Eingang des UND-Gatters an, dessen anderer Eingang ein hohes Signal vom Ausgang des ODER-Gatters 127 erhält, so daß ein hohes Signal an einem Eingang des Takt- ODER-Gatters 125 anliegt, wodurch die CLK-Leitung des Zählers bei jedem Druck auf den "Ein-" Zeitschalter 193 um einen Schritt erhöht wird. Durch das hohe Signal auf der T_Qn-Leitung liegt ein niedriges Signal (O-Signal) am "D"-Eingang der Speicheradressierung 154 des Speichers 89, und der Wert des Zählers 86 wird gleichzeitig in den •^!0 UinschaLüzclt-Abiichnltt äo.r. SpeLchnrs 89 geladen. Falln dor Zähler schneller als um jeweils einen Schritt pro Druck auf den "Ein-" Zeitschalter 193 erhöht werden soll, wird der Schalter ständig niedergedrückt gehalten. Wenn der Ausgang des UND-Gatters 128 länger als 1 Sekunde, der Abklingzeit des RC-Gliedes 129/133, hoch ist, liegt ein 64 Hz-Signal über dem ODER-Gatter 127, dem UND-Gatter 126 und dem CLK- ODER-

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Gatter 125 und erhöht den Zähler- und Speicherinhalt um 64 Schritte pro Sekunde.

Beim Programmieren der Einschaltzeit wird dann der "Aus-" Zeitschalter 194 gedrückt, wodurch ein hohes Signal auf der T -Leitung erzeugt und ein hohes Signal ("1") am "D"-Eingang der Adressierung 154 des Speichers 89 anliegt, wodurch der Wert für die Ausschaltzeit in den "Aus-" Zeit-Abschnitt des Speichers 89 geladen wird. Immer, wenn der Aus-Schaltzeitschalter 194 berührt wird, werden der Zähler 86 und der Speicher 89 gleichzeitig erhöht. Wenn der Zähler 86 schneller als um einen Schritt pro Berührung erhöht werden soll, wird der Schalter 194 länger als 1 Sekunde ständig niedergedrückt und der Zähler wird, wie nachstehend beschrieben, mit einer Rate (Frequenz) von 64 Hz erhöht.

ManuelIe Zykluswechsel

Die Zeitwerte sowohl für die Einschaltzeit als auch für die Ausschaltzeit sind in die geeigneten Abschnitte des Speichers 89 geladen. Um den Unterbrecher-Zeitäblauf des Systems zu starten, muß bestimmt werden, ob mit einem Einschaltzyklus oder einem Ausschaltzyklus begonnen werden soll. Falls beim letzten Programmieren der Ausschaltzyklus vorlag und der Betrieb mit dem Einschaltzyklus begonnen werden soll, erzeugt', das Drücken des Zykluswechsel-Schalters einen hohen Ausgang auf der CNG-Leitung vom Wechsel-Relais auf einen Eingang des ODER-Gatters 151 und bewirkt einen Zustandswechsel im Transfer 2 Relais 148 und im Transfer 1 Relais 112,die vom Ausschaltzyklus in den Einschaltzyklus wechseln. Weiter wird der Zähler 86 mit den programmierten Daten, die im Speicher abgespeichert sind und dem Einschaltzeitzyklus entsprechen, geladen. Bei einer Transfer-Operation (im Übertragungsbetrieb) erzeugendieÜbertragungs-Relais 148 und 112 ein TRF1-Signal über das ODER-Gatter 166 durch das NICHT-UND-Gatter 159 und ziehen die Speicherfreiga-

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be M nach unten (niedrig), so daß Daten aus den Ausgängen 156 des Speichers 89 ausgegeben und in die Eingänge 152 des Zählers mit dem Auftreten jedes der Zeichen-Taktsignale DS1 bis DS4 eingetaktet werden. Der Zähler 86 weist einen eigenen internen Oszillator auf, der, wenn der Zähler in Betrieb ist, die Taktsignale in der Reihenfolge der Zeichentakte DS4, DS3, DS2 und Dsl liefert. Sobald die Daten in den Zähler 86 geladen sind, werden die Transfer-Flip-Flops 112 und 148 zurückgesetzt. Die UP/DN-Leitung des Zählers ist normalerweise niedrig, so daß der Zähler außer beim Programmieren normalerweise von einem gegebenen Wert abwärts zählt.

Zykluszeit und automatischer Zyklenwechsel .

Sobald die gewünschte Zykluszeit in den Zähler 86 geladen ist, wird der Start-Wiederaufnahme-Schalter 191 gedruckt, der den STOP-F.lip-Flop 136 zurücksetzt, und der Zähler beginnt vom vorgegebenen Zeitwert rückwärts auf O zu zählen. Wenn der Zähler 0 erreicht, erscheint ein niedriges Signal auf der Ö-Leitung des Zählers 186, das über das NICHT-ODER-Gatter 149 und das ODER-Gatter 151 übertragen wird, wodurch eine weitere Übertragungs-Operation durchgeführt und der Zustand des Transfer 2-Relais 148 und des Transfer 1-Relais geändert wird. Das .hohe Signal auf der TRF1-Leitung ist mit dem Taktsignaleingang des Ein/Aus-Flip-Flop 113 verbunden und ändert dessen Zustand. Der T -Ausgang des Flip-Flop 113 ist mit der Basis eines Transistors 222 über einen Kupplungskondensator 223 und einen Zweigwxderstand 224 verbunden. Ein hohes Eingangssignal auf der T -Leitung wird über den Transistor 222 eingekoppelt und betreibt einen Transistor 225, der einen Strompfad für das Ein-Solenoid 77 liefert und dieses Solenoid betreibt. Das Ein-Solenoid 77 liefert den Druck zum Betrieb des Motorventils 24 (vgl. Fig. 1). Umgekehrt wird ein hohes Signal auf der T -Leitung des Ein/Aus-Flip-Flop 113 über einen Kondensator 226 und einen Widerstand 227 an die Basis eines Transistors 228 gekoppelt, der

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- 37 mit der Basis eines Transistors 229 verbunden ist. Wenn die

T - Leitung hoch ist, liefert der Transistor 229 einen on

Strompfad für das Aus-Solenoid 78, das das Motorventil 24 schließt (vgl. Fig. 1). Im gleichen Augenblick, in dem der Ein/Aus-Flip-Flop 113 von einem Zustand in einen anderen schaltet, schaltet er somit gleichzeitig die Solenoide 77 und 78 in den gewünschten Zustand.

Beide Solenoid-Treiber-Transistoren 229 und 225 sind mit ihren Emittern mit einer +12 Volt-Spannungsquelle verbunden und schalten mit einer Periode in der Größenordnung von 5Ö ms zur Versorgung der Solenoide. Kurz nach dem Schalten kehren die betroffenen Kondensatoren 223 und 226 in einen vollständig geladenen Zustand zurück und stabilisieren den aktivierten Treiber wieder.

Am Ende des Einschaltzyklus" und nach dem Schalten des Transfer 2-Flip-Flops 148, so daß TRF2 in einem hohen Zustand ist, wird die LC-Leitung des Zählers 86 ebenfalls hoch, so daß der Zähler 86 zum erneuten Laden mit im Speicher 89 gespeicherten Daten, die dem "Aus-" Zeitzyklus entsprechen, bereit ist. Ein hohes Signal auf der T -Leitung vom Ein/Aus-Flip-Flop 113 ist mit einem Eingang des NICHT-ODER-Gatters 2 31 verbunden, das ein niedriges Signal am Eingang des ODER-Gatters 213 erzeugt. Das hohe Signal am Ausgang des Inverters 217 beleuchtet die Dezimalstelle 45 über das Exclusiv-ODER-Gatter 185, und setzt eine "1" auf die "D"-Leitung des Adressierers 154, so daß der richtige Abschnitt des Speichers 189 ,adressiert wird und die Ausschalt-Zykluszeit aus dem Speicher 89 über das Eingangs/Ausgangstor 152 in dem Zähler 86 geladen wird. Die Daten über die Ausschaltzykluszeit ,aus dem Speicher 89 werden synchron mit dem Auftreten der Taktsignale aus dem internen Oszillator des Zählers 86 in den Zähler 86 geladen. Wenn die Daten vom Speicher 89 in den Zähler 86 eingetaktet werden, liegen die Zeichen-Taktsignale ebenfalls an den Eingängen der vier

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- 38 -

Eingangsgatter. Die Transfer 2 und Transfer 1 Flip-Flops 148 und 112 werden mit dem zweiten bzw. dritten Auftreten des DS4-Zeichen-Taktsignals wieder zurückgesetzt. Der erste DS4-Zeichen-Taktimpuls setzt die Flip-Flops 112 und 148 für die Zähler-Ladeoperation.

Die Transfer 1 und Transfer 2 Flip-Flops 148 und 112 sind nur für den kurzen Zeitraum des Übergangs zwischen dem Ende eines Zählvorgangs und dem Laden von Information in den Zähler vor Beginn eines zweiten Zählvorgangs eingeschaltet. Die Transfer-Flip-Flops werden unmittelbar nach dem Laden der Information abgekoppelt, bis zu einem nachfolgenden Countdown (Zählvorgang) und einer Ruckstell-Operation. Der Transfer 1 Flip-Flop 112 arbeitet beim Zurücksetzen nach dem Transfer 2 Flip-Flop 148, so daß ein hohes Signal auf der TRF1-Leitung das NICHT-ODER-Gatter 149 in Betrieb hält, bis das Laden der Daten abgeschlossen ist. Beim Auftreten des zweiten DS4-Zeichen-Taktimpulses nach dem Ladevorgang wird der Transfer 2-Flip-Flop 148 zurückgesetzt, wodurch beim darauffolgenden dritten Auftreten eines DS4-Zeichen-Taktimpulses auch der Transfer 1-Flip-Flop 112 zurückgesetzt werden kann.

STOP
25

Der Ausgang des Stop/Laden-Schalters 196 ist mit einem Eingang eines Exclusiv- ODER-Gatters 220 verbunden, dessen anderer Eingang mit einer positiven 5 V-Quelle verbunden ist, um als Inverter zu wirken. Der Ausgang des

Exclusiv- ODER-Gatters 220 ist mit einem Eingang eines JDDER-Gatters 221 verbunden, dessen anderer Eingang mit dem Ausgang eines ODER-Gatters 218 verbunden ist. Der Ausgang des ODER-Gatters 221 ist mit dem Reset- (Rückstell-). Eingang des STOP Flip-Flop 136 verbunden. Ein hohes Signal auf dem Ausgang des Exclusiv-ODER-Gatters 220 setzt einerseits den Programm-Flip-Flop 137 zurück und erzeugt damit ein hohes

3116613

Signal auf das PRGM-Leitung, andererseits passiert das Hoch auf dem Ausgang des Gatters 220 durch das ODER-Gatter 221 und setzt den STOP-Flip-Flop 136, da PRGM hoch ist. Das Setzen des STOP-Flip-Flop 136 liefert ein hohes Signal auf der STOP-Leitung, das am Eingang des NICHT-ODER-Gatters anliegt und den Durchgang von Signalen von der Zeitbasis zum Taktsignaleingang des Zählers 86 sperrt und damit das System von einem weiteren Betrieb abhält.

überlagerung (Vorrang) externer Signale

Nachfolgend ist angenommen, daß das System sich im "Aus-" Zyklus befindet, und ein Ereignis, wie das Schließen eines Schalters 97A, das beispielsweise den richtigen Druck in der Verrohrung anzeigt, in Form eines Hi LMT-Signals durch einen Inverter 232 mit Obergrenze zu einem UND-Gatter 233 durchläuft. Solange, wie ein CLR-Signal anliegt, solange also tatsächlich kein STOP oder kein Programmierschritt vorliegt, passiert das Signal über das UND-Gatter 233, setzt den Ein/Aus-Flip-Flop 113, erzeugt ein hohes Signal auf der T -Leitung und schaltet das System "Ein". Ähnlich wird das Auftreten einer Bedingung, bei der das System eine Untergrenze seines Betriebszustandes erreicht, vom Schalter 97B über den Inverter 234 an einen Eingang eines ODER-Gatters 235 durchgeschaltet. Wenn ein hohes Signal auf der EMG-Leitung liegt, das eine Alarmbedingung anzeigt, oder wenn ein solches Signal vom Inverter 234 kommt, wird der Ein/Aus-Flip-Flop 113 vom Ausgang des ODER-Gatters 235 zurückgesetzt und schaltet das System auf "Aus".

Unterbrechungssteuerung

Der Ausgang des Obergrenzen-Inverters 232 ist mit einem Eingang des UND-Gatters 301 des Unterbrechungssteuerungs-Flip- °° Flop 114 verbunden. Der Ausgang des Untergrenzen-Inverters 234 ist mit einem Eingang eines UND-Gatters 302 verbunden, des-

sen anderer Eingang mit dem Ausgang des Unterbrechungs-Steuerungs-Flip-Flop 115 verbunden ist. Wenn ein Hi LIM-Signal erscheint/ nach dem das System in den "Ein-Zyklus eingetreten ist, verweilt, die Unterbrechungs-(Pausen-) Bedingung solange wie dieses Hi LIM-Signal im Ein-Zyklus vorliegt. Wenn ein Lo LIM-Signal nach dem Eintritt des Systems in einen "Aus"-Zyklus erscheint, verweilt die Unterbrechungsbedingung solange, wie dieses Lo LIM-Signal im "Aus"-Zyklus vorliegt.
10

Wenn das T -Signal hoch ist, wird der Unterbrechungs-Steuerungs-Flip-Flop 114 nach dem Auftreten eines Hi LIM-Signals hochgetastet. Ein hohes Signal wird am Ausgang des UND-Gatters 301 erzeugt als Antwort auf das Hi LIM-Signal und das hohe Ausgangssignal des Unterbrechungs-Steuerungs-Flip-Flop 114, das als hohes Unterbrechungssignal über das ODER-Gatter 134 ausgekoppelt wird und den abwärts zählenden Zähler 86 unterbricht. Die Unterbrechung der "Pause" dauert fort bis zur Beendigung des Hi LIM-Signals. Wenn das T ' -Signal hoch ist, wird der Unterbrechungssteuerungs-Flip-Flop 115 nach dem Auftreten eines Lo LMT-Signals hochgetastet. Am Ausgang des UND-Gatters 302 wird ein hohes Signal erzeugt als Antwort auf das Lo LIM-Signal und das hohe Ausgangssignal des Unterbrechungssteuerungs-Flip-Flop 115, das über das ODER-Gatter 134 als hohes "Pause"-Signal eingekoppelt wird.

Ausfall des Motorventils

Der Motorventil-Programmschalter 300 ist mit einem Signalanpassungskreis 98 verbunden, der einen Widerstand 236, einen Kondensator 237 und einen Inverter 238 aufweist. Die Funktion dieses Schaltkreises besteht darin, das Ausgangssignal des Schalters 300 zu "säubern", so daß ein sehr sauberes Eingangssignal an die Elektronik des Systems geliefert wird. Der Motorventil-Programmschalter 300 weist einen normalerweise geschlossenen Druckschalter auf, der den Ausgangsdruck des Reg-

Γ - 41 -

lers überwacht, so daß, falls innerhalb 32 Sekunden nach der Erregung des "Ein"-Solenoids der Schalter 300 nicht auf Grund eines Ansteigens des Reglerausgangsdrucks öffnet, der geschlossene
/ Schalter 300 ein hohes Signal auf den Datenexngang des Motor-

ventilausfall-Flip-Flops 202 setzt. Der andere Eingang des UND-Gatters 241 ist über den Kondensator 242 und einen Widerstand 243 mit'der T -Leitung verbunden. Nach dem Ablauf von

on

32 Sekunden nach dem Beginn eines "Ein"-Zeitzyklus wird ein Signal an den Eingang des UND-Gatters 241 gelegt und taktet (schaltet) das Motorventil-Ausfallrelais 202. Das den Ausfall der Motorventilsteuerung anzeigende Signal wird vom Flip-Flop 202 an einen Eingang eines UND-Gatters 109 gekoppelt, dessen anderer Eingang mit einem 1-Sekunden-Signal

vom Q -Ausgang des Zählers 106 verbunden ist. Ein hohes Signal vom UND-Gatter 109 wird durch das ODER-Gatter 183 gekoppelt und erregt das Exclusiv-ODER-Gatter 182, das die Rückwandplatinen -Zyklusfrequenz mit einer Rate von 1 Zyklus pro Sekunde abwechselnd invertiert und nicht invertiert und bewirkt, daß die Anzeige 43 als Alarmanzeige an- und ausgeht.

Das den Ausfall der Motorventilsteuerung anzeigende Relais 202 kann nur durch Drücken des Startschalters 191 zurückgesetzt werden.

Sowohl die Kontrollschalter 49 als auch die Kombination

aus Anzeige und Anzeige-Decoder/Treiber können an einem entfernten Ort angeordnet sein, und die Daten können von den Elementen des Systems über Übertragungsleitungen an die Steuerung geliefert und von dieser empfangen werden. Die 12 Leitungen, die den Schaltkreis von Fig. 7 mit dem übri-

gen System verbinden, und die Schalterausgangsleitungen von Fig. 9 können das System aus der Ferne programmieren, betreiben und überwachen (Remote-Betrieb). Somit können, aufgrund der vollkommen flexiblen, elektronischen Steuerungen

des erfindungsgemäßen Unterbrechers, mehrere von einer zentra-35

len Rechenanlage oder einer zentralen Überwachungseinheit gesteuerte Unterbrecher betrieben werden.

Claims (15)

vossius-Vossius.-:t.A:UOUN'|:*R:-..i^ ^unemann · rauh PATENTANWÄLTE SIEBERTSTRASSE Λ ■ SOOO MÜNCHEN 86 · PHONE: (OBS) 474O75 CABLE: BENZOLPATENT MÖNCHEN -TELEX 5-29 4-5 3 VOPAT D U.Z.: R 117 27- APril 1981 Case: 967-2222 G OTIS ENGINEERING CORPORATION Dallas, Texas,.V.St.A. " Periodische Züstandswechsel-s chaltung Patentansprüche

1.1 Periodische Zustandswechsel-Schaltung, insbesondere zum periodischen Unterbrechen oder Umschalten des Betriebs einer Anlage zwischen einem ersten und einem zweiten Zustand, gekennzeichnet durch

(a) einen Zähler (86),

(b) einen Oszillator (79, 81) zum kontinuierlichen Verringern des Zählerinhalts von einem bestimmten Wert gegen o,

(c) einen programmierbaren Speicher (89) mit mindestens zwei wahlweise adressierbaren Speicherplätzen,

(d) eine Eingabeschaltung zum Abspeichern eines ersten,

mit der Zeitdauer des .ersten Zustandes verknüpften Zeitwertes im ersten Speicherplatz des Speichers (89) und zum Abspeichern eines zweiten, mit der Zeitdauer des zweiten Zustandes verknüpften Zeitwertes im zweiten Speicherplatz des Speichers (89),

(e) eine Torschaltung zum abwechselnden oder wahlweisen Laden

des ersten und zweiten Zeitwertes vom Speicher (89) in den Zähler (86) und

(f) eine Zykluswechselschaltung, die beim Erreichen des Wertes O durch den Zählerinhalt den Betriebszustand der Anlage vom einen Zustand in den anderen Zustand wechselt und die Torschaltung betätigt, um den mit dem neuen Betriebszustand verknüpften Zeitwert vom Speicher (89) in den Zähler (86) zu laden.

2. Schaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch (a) eine optische Anzeige (43) und

(b) eine übertragungsschaltung (91, 93, 95) zum Verbinden der Anzeige (43) mit dem Zähler (86) zur Anzeige des sich ändernden ZählerInhalts.

3. Schaltung nach einem der -Ansprüche 1 oder 2, dadurch

gekennzeichnet, daß der Zähler (86) bidirektionell ist und " die Eingabeschaltung folgende Bestandteile aufweist:

(a) einen Programmschalter (195),

(b) einen ersten Zustandsschalter (193)',

(c) einen zweiten Zustandsschalter (194) ,

(d) eine Programmier schaltung, die beim Betätigen .des

Programmschalters (195) den Zähler (86)

in den Aufwärts-Zählbetrieb schaltet, den Zählerinhalt löscht und den Oszillator (79, 81) unterbricht, (e) eine erste Einleseschaltung, die beim Betätigen des Programmschalters (195) und des ersten Zustandsschalters (193) den ersten Speicherplatz des Speichers (89) mit dem Zähler (86) verbindet, um kontinuierlich den Zählerinhalt empfangen und abspeichern zu können,

(f) eine erste Aufwärts-Zählschaltung die beim Betätigen des ersten Zustandsschalters (193) den

Zählerinhalt erhöht,

(g) eine zweite Einleseschaltung, die beim Betätigen des Programmschalters (195) und des zweiten Zustandsschal-

ters (194) den zweiten Speicherplatz des

Speichers (89) mit dem Zähler (86) verbindet, um konti-

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nuierlich den Zählerinhalt empfangen und abspeichern zu können, und

(h) eine zweite Aufwärts-Zählschaltung, die beim Betätigen des zweiten Zustandsschalters (194) den Speicherinhalt erhöht.

4. Schaltung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch

(a) einen Startschalter (191),

(b) eine Startschaltung, die beim Betätigen des Startschalters (191) und entweder des ersten Zustandsschalters (193) oder des zweiten Zustandsschalters (194)

den Zähler (86) in den Abwärts-Zählbetrieb schaltet, den Zeitwert vom entsprechenden ersten oder zweiten Speicherplatz des Speichers (89) in den Zähler (86) lädt und die Oszillator-Unterbrechungsschaltung sperrt.

5. Schaltung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Aufwärts-Zählschaltung folgende Bestandteile aufweisen:

(a) einen zweiten, mit einer ausgewählten Frequenz laufenden Oszillator (81, 105),

(b) Einrichtungen, die bei jedem Betätigen des ersten

oder zweiten Zustandsschalters (193, 194) den Zähler-

inhalt um eine Einheit erhöhen, und

(c) Einrichtungen, die beim Betätigen dieser Schalter (193, 194) über eine vorgegebene Mindestzeit hinaus den zweiten Oszillator (81, 105) mit dem Zähler (86) verbinden und den Zählerinhalt mit der ausgewählten Fr e-

quenz des zweiten Oszillators (81, 105) erhöhen.

6. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch

(a) einen Zykluswechsel-Schalter (192), 35

(b) eine Wechselschaltung, die beim Betätigen des Zyklus-

■ wechsel-Schalters (192) den Betriebszustand der Anlage von einem Zustand in■den anderen Zustand umschaltet und

die Torschaltung betätigt, die den mit dem neuen Betriebszustand der Anlage verknüpften Zeitwert vom Speicher (89) in den Zähler (86) lädt.

7. Schaltung nach einem der Ansprüche T bis 6, gekennzeichnet durch

(a) einen Stopschalter (196) ,

(b) eine Stopschaltung, die beim Betätigen des Stopschalters

(196) den Oszillator (79, 81) unterbricht. 10

8. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch

eine Unterbrechungsschaltung (97, 98, 300), die bei einer Fehlfunktion der Anlage den Betriebszustand ändert und den Oszillator (79, 81) unterbricht.

9. Schaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, gekennzeichnet durch eine Alarm-Torschaltung, die auf den Betriebszustand der Anlage anspricht und Elemente (44,45,46)

der optischen Anzeige (43) anregt, die den Betriebszustand der Anlage anzeigen.

10. Schaltung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch

gekennzeichnet, daß die Schalter (191 bis 196) durch Berüh-25

rung betätigte Membranschalter sind.

11. System zum periodischen Umschalten des Betriebszustandes einer strömenden Gasquelle zwischen einem Einschaltzustand und einem Ausschaltzustand durch öffnen und

Schließen eines Motorventils (24) ,gekennzeichnet durch

(a) einen mehrstelligen, wahlweise aufwärts oder abwärts zählenden Zähler (86),

(b) einen Oszillator (79, 81), der den Zähler (86) mit einer ausgewählten Frequenz betreibt,

(c) einen programmierbaren Speicher (89) mit einem ersten

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Speicherplatz zum Äbspeicher eines mit der gewünschten Einschaltdauer der strömenden Gasquelle verknüpften numerischen Zeitwertes und einem zweiten Speicherplatz zum Abspeichern eines mit der gewünschten Ausschaltdauer der strömenden Gasquelle verknüpften numerischen Zeitwertes,

(d) eine Eingabeschaltung zum Abspeichern eines vorgegebenen ersten Zeitwertes im ersten Speicherplatz und eines vorgegebenen zweiten Zeitwertes im zweiten Speicherplatz des Speichers (89),

(e) eine Einlese-Tprschaltung zum abwechselnden oder wahlweisen Laden der im ersten und im aweiten Speicherplatz des Speichers (89) abgespeicherten Zeitwerte in den Zähler (86),

(f) eine Start-Tprschaltung, die den Zähler (86) in den Abwarts-Zählbetrieb schaltet und

(g) eine Zykluswechsel-Torschaltung, die beim Erreichen des Wertes 0 durch den Zählerinhalt den Betriebszustand des Motorventils (24) umschaltet und die Einlese-Torschal-

- tung betätigt, um den mit dem neuen Betriebszustand des Motorventils (24) verknüpften Zeitwert in den Zähler (86) zu laden.

12. System nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch

(a) eine mehrstellige optische Anzeige (43) und

(b) eine Anzeigeschaltung (91, 93, 95) zum wahlweisen Verbinden der Anzeige (43) entweder mit dem Zähler (86) oder mit dem Speicher (89) zur Anzeige der darin befindlichen, sich ändernden „numerischen Werte.

13. System nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabeschaltung folgende Bestandteile aufweist:

(a) einen durch Berührung betätigbarenProgrammschalter (195)

(b) einen durch Berührung betätLgbarenEin-Schalter (193) , ·

(c) einen durch Berührung betätigbaren Aus-Schalter (194),

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(d) eine Programmier-Torschaltung, die beim Betätigen des Programmschalters (195) die Start-Torschaltung sperrt und den Oszillator (79, 81) unterbricht,

(e) eine erste Einleseschaltung, die nach dem Betätigen des Programmschalters (195) und beim Betätigen des Ein-Schalters (193) den Speicherinhalt löscht und den ersten Speicherplatz des Speichers (89) mit dem Zähler (86) und der optischen Anzeige (43) verbindet, um den Speicherinhalt kontinuierlich empfangen, abspeichern und anzeigen zu können,

(f) eine erste Aufwärts-Zählschaltung, die beim Betätigen des Ein-Schalters (193) den Zählerinhalt solange erhöht, bis der ausgewählte erste, mit der gewünschten Einschaltdauer des Motorventils (24) verknüpfte numerische Zeitwert auf der Anzeige (43) erscheint,

(g) eine zweite Einleseschaltung, die nach dem Betätigen des Programmschalters (195) und beim Betätigen des Aus-Schalters (194) den Speicherinhalt löscht und den zweiten Speicherplatz des Speichers (89) mit dem Speicher

(86) und der optischen Anzeige (43) verbindet, um den

Zählerinhalt kontinuierlich empfangen, abspeichern und anzeigen zu können, und
(h) eine zweite Aufwärts-Zählschaltung, die beim.Betätigen des Aus-Schalters (194) den Zählerinhalt solange, erhöht,

bis der ausgewählte, mit der gewünschten Ausschaltdauer des Motorventils (94) verknüpfte numerische Zeitwert auf der Anzeige (43) erscheint.

14. System nach einem der Ansprüche 11 bis 13, gekennzeich-

net durch

(a) eine Drucküberwachungsvorrichtung (97 A,B,300) zur Überwachung des Gasdrucks der Motorventilsteuerung und

(b) eine Alarmschaltung (98, 99, 73) die bei einem Fehlverhalten des Ausgangs- Gasdruckes den Betriebszustand

des Motorventils (24) ändert, den Oszillator (79, 81) unterbricht und ein optisches Signal zur Anzeige dieses Fehlverhaltens erzeugt.

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15. System nach einem der Ansprüche 11 bis 14, gekennzeichnet durch

(a) Druckschalter (97) zur überwachung des Gasdrucks in der Bohrloch-Verrohrung (13), die ein oberes bzw. unteres Grenzsignal erzeugen, wenn der Ausgangsdruck einen vorgegebenen oberen bzw. unteren Grenzwert erreicht,

(b) eine erste Unterbrechungsschaltung, die im Einschaltzustand des Motorventils (24) anspricht, wenn das obere Grenzsignal nacheinander aufhört und wieder erzeugt wird, und den Oszillator (79, 81) solange unterbricht, bis das obere Grenzsignal erneut aufhört, und

(c) eine zweite Unterbrechungsscha¹tung, die im Ausschaltzustand des Motorventils (24) anspricht, wenn das untere Grenzsignal nacheinander aufhört und wieder erzeugt wird, und den Oszillator (79, 81) solange unterbricht, bis das

untere Grenzsignal erneut aufhört.

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