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Verfahren zum Speichern und Weiterverarbeiten digitaler Informationen für industrielle Steuerungen und Wegregelungen
Durch Anwendung der digitalen Wegregelung, die den Istwert einer Werkzeuganstellung selbsttätig und in dynamisch vorteilhafter Weise auf einen einstellbaren Sollwert bringt, kann die Wirtschaftlichkeit von
Fertigungsvorgängen beträchtlich verbessert werden. Zur Durchführung von Arbeitsvorgängen sind mehrere
Werkzeuganstellungen erforderlich. Zum Auswalzen einer Bramme sind z. B. etwa 20 Walzenanstellungen oder Stiche nötig, wobei die Bemessung im wesentlichen von dem zu walzenden Material und seiner Tem- peratur abhängt. Die einzelnen aufeinanderfolgenden Stiche werden zu einem Programm zusammenge- fasst, das den besonderen technologischen Erfahrungen entspricht.
Aus der grossen Zahl von möglichen
Programmen werden je Arbeitsschicht etwa 25 Programme benötigt, aus denen das jeweils erforderliche
Programm durch einfachen Tastendruck angewählt werden und in einer sehr kurzen Anstellzeit bereit stehen soll.'
Die zur Steuerung von Fertigungsvorgängen angewendeten Programmspeicher, z. B. die Kreuzschie- nenverteiler und die Schalterkombinationen aus Dekadenschaltern, haben eine für viele Zwecke nicht ausreichende Kapazität und eine zu lange Anstellzeit. Es ist deshalb die elektronische Speicherung von Informationen angewendet worden, z. B. geeignete Schaltungen aus Widerständen, Kondensatoren, Dioden und Transistoren, die in einzelneSteuerbausteine bzw. Baugruppen nach logischen Funktionen zusammengefasst sind.
Diese Speicher haben eineAnstellzeit, die wesentlich kürzer ist, sie können aber aus wirtschaftlichen Gründen die Speicherung der Programme einer ganzen Arbeitsschicht nicht übernehmen, da dabei der Aufwand an Steuerbausteinen zu gross werden würde.
Wird dagegen als Programmspeicher ein Magnetkernspeicher angewendet, so ergibt sich bei geringem Volumen eine grosse Speicherkapazität. Ein Magnetringkernspeicher z. B. hat gegenüber andern Speichern, z. B. dem Magnettrommelspeicher oder Magnetbandspeicher, den Vorzug ruhender Bauart und grosser Betriebssicherheit. Diese Vorteile werden mit verhältnismässig niedrigen Kosten erreicht.
Ein Magnetkernspeicher aus z. B. sechs Matrizen mit je 1260 Ferritkernen in einem Rahmen von etwa lÖcmkannsämtlicheProgramrne, diefüreineArbeitsschichtgebrauchtwerden, einschliesslich derer- fcrderlichenSteuersignale aufnehmen und hat dabei so geringe räumliche Abmessungen, dass er zusammen mit den Bauteilen für die Informationseingabe und -ausgabe bequem in einem Steuerschrank normaler Grösse untergebracht werden kann.
Die Wirtschaftlichkeit dieses Speichers lässt sich durch ein vorteilhaftes Steuerungsverfahren, auf welches sich die Erfindung bezieht, noch vergrössern.
Das sich in einzelne, zeitlich aufeinanderfolgende Schritte gliedernde Verfahren zum Speichern und Weiterverarbeiten digitaler Informationen für industrielle Steuerungen und Wegregelungen besteht erfindungsgemäss darin, dass die einzelnen, in Lochkarten gespeicherten Steuer- bzw. Regelprogramme zu- nächst in zwangloser Folge mittels eines Lochkartenlesegerätes eines durch Steuerglieder (z.
B. Tasten) eines Programmauswahlregisters abfragbaren Magnetkernspeichers als Pufferspeicher eingegeben und in diesem gespeichert werden und dass zu beliebiger Zeit danach durch Anwahl des Auswahlregisters eine oder mehrere gewünschte Programmfolgen für die Arbeitsgänge aus der Vielzahl der gespeicherten Programme zusammengesetzt werden, wobei nach Eingabe der Sollprogrammfolge in das Auswahlregister ein dem
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Speicher und dem Register zugeordnetes Vergleichsgatter bei Koinzidenz der im Speicher und Register stehenden Zahlen zur Abgabe eines Steuersignals veranlasst wird, das diese Zahlen einem Leseregister weitergibt, dessen Informationsinhalt an die Steuer- bzw. Regelorgane weitergeleitet und ausserdem in den Speicher zurückgegeben wird.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung dargestellt. An Hand der Beispiele werden weitere Vorteile hervorgehoben : Fig. 1 zeigt eine Lochkarte der üblichen Abmessungen mit eingelochtem Programm, Fig. 2 das Blockschaltbild der Programmspeicherung, Fig. 3 die Programmspeicherung im Blickschaltbild einer Wegregelung.
Die Lochkarte kann mit einem üblichen Locher programmiert und die gelochten Informationen können mit einem Lesegerät in den Speicher gegeben werden. Vorteile bietet ein Locher, der selbst mit einer Leseeinrichtung ausgerüstet ist und schnelles Duplizieren von programmierten Karten ermöglicht. Die Karte wird in dem gut lesbarer "1 aus 10"-Code gelocht, jede Spalte hat also 10 Stellen 0 - 9 für die zu lochende Zahl und zwei weitere Stellen 11 und 12 für Steuerinformationen zur Verfügung. Jede Karte hat 80 Spalten. An der Spitze steht die Nummer des Programms, in Fig. 1 ist dies die dreistellige Zahl 153.
In der gleichen Spalte mit der letzten Stelle (3) ist ein Steuerimpuls 11 gelocht.
Die Steuerung der Walzen- bzw. Werkzeuganstellung bzw. Stichhöhe beginnt zur Erzielung einer befriedigenden Genauigkeit mit einer vierstelligen Zahl, z. B. 2100, die von Stich zu Stich kleiner wird ; es folgen die Zahlen 1780,1530, 1320,1150, 1000, 880, 770,670, 570,480, 400, 330, 270, 220, 170.
130, 90 und 65. Diese Zahlen für die Sollwerte der Stiche liegen auf einer stetig abfallenden Kurve, die z. B. nach einer Hyperbel oder Parabel verlaufen kann. In der gleichen Spalte mit der letzten Stelle jeder Zahl ist ein Steuerimpuls 12 gelocht. Die Steuermarken 11 und 12 dienen zur Verriegelung. Diese Art der Karten-Programmierung weist zwei wesentliche Besonderheiten auf. Es wird bei kleineren als vierstelligen Zahlen keine Null vor der ersten Stelle gelocht, und der Steuerimpuls wird in derselben Spalte wie die letzte Stelle jeder Zahl gelocht. Auf diese Weise reichen die vorhandenen 80 Spalten der Karte auch für Programme mit grösserer Stichanzahl noch aus. Die Informationen der in das Lesegerät gesteckten Programmkarten werden bei Drücken der Lesetaste des Gerätes nacheinander in den Programmspeicher geschrieben, wobei das Lesegerät den Schreibtakt freigibt.
Zwischen das Lochkarten-Lesegerät L und den Magnetringkernspeicher M ist ein Codewandler C eingeschaltet, der die Impulse im "1 aus 10"-Code in Impulse des für digitale Steuerungen bzw. Wegregelungen vorteilhaften"Aiken"-Code umwandelt. Die Fig. 2 zeigt links vom Magnetringkernspeicher M das Lochkarten-Lesegerät L und den Codewandler C, rechts das Programm-Auswahlregister PR und das Vergleichsgatter V. In das Auswahlregister PR wird die Nummer des gewünschten Programms getastet.
In der kontaktlosen Steuerung ist ein Taktgeber vorgesehen, bestehend aus einem Generator und einer Binärstufe. Dieser Takt wird beim Drücken der Starttaste eingeschaltet ; damit werden die einzelnen Stellen des Magnetringkernspeichers abgefragt, bis der Takt an derjenigen Stelle angekommen ist, die mit der angewählten Programmnummer übereinstimmt. Bei Koinzidenz zwischen den gewählten und den eingeschriebenen Ziffern wird der Lesetakt abgeschaltet. Mit dem Koinzidenzsignal kann auch gleichzeitig der erste Stich abrufbereit angestellt werden.
Durch Druck auf eine Starttaste"Vorrücken"wandert die Steuerzahl für den anstehenden Stich aus dem an den Ausgang des Speichers M geschalteten Leseregisters LR in die digitale Wegregelung DW. Die geleseneninformationen werdensomit an diedigitaleWegregelungDW weitergeleitet und ausserdem rückwärts in das Lese-Schreibregistec LR des Magnetringspeichers M wieder eingeschrieben. Von den sechs Matrizen des Magnetringspeichers M nehmen vier Matrizen die Kennzahlen für den Stich, die übrigen zwei die Steuersignale 11 und 12 der Lochkarte auf. Der Speicherblock ist dabei so geschaltet, dass die Zeichen in Reihe, die Informationselemente eines Zeichens parallel ein-und ausgespeichert werden können.
Statt des im Speicher M anstehenden Stiches kann jederzeit ein von Hand eingetasteter Stich oder ein Stich aus einem ändern Programm in die Regelung gegeben werden oder ein anstehenderstich übersprungen, also ausgelassen werden, wie dies z. B. bei Probewalzungen mitunter erforderlich ist.
Fig. 3 zeigt die Programmspeicherung im Blockschaltbild der Wegregelung. Vom Steuerpult P gehen Verbindungskabel zumSpeicherschrank M, zumDigital-Analcgschrank DA und zum Motor B. Der Digital- Analogschrank DA, der den Sollwert-Istwert-Differenzzähler, den Digital-Analogwandler, die Regler und die Gittersteuersätze enthält, ist über den Stromrichterschrank St mit dem Motor B bzw. mit dem an den Motor angebauten Impulsgeber verbunden. Das Steuerpult P steht ausserdem noch mit dem Steuerschrank Sch für Stromrichter-Trafo und -Drossel in Verbindung.
Der als Geschwindigkeitsumsetzer arbeitende Magnetringspeicher wird vor Arbeitsbeginn program-
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miert. Während des Arbeitsvorganges tritt in der durch den Speicher erfolgenden Steuerung keine mecha- nische Bewegung irgendwelcher Bauteile auf. Die Anwahl und der Abruf der gespeicherten Informationen geschieht durch Tastendruck.
In der Lochkarten-Kartei können beliebig viele Programme vorrätig gehalten werden. Die K arten wer- den nur zum Programmieren des Magnetringspeichers benutzt, der als Zwischenspeicher oder Pufferspeicher die Programme für eine volle Arbeitsschicht aufnimmt. Die Lochkarten bleiben ein Hilfsmittel der Arbeitsvorbereitung. Das in ihnen gespeicherte und auf den Pufferspeicher übertragene Programm braucht vom Steuerpult aus nur durch Befehlstasten angestellt zu werden.
Statt Lochkarten können auch Lochstreifen zur Programmierung des Pufferspeichers verwendet werden.
Über eine Fernschreibverbindung können dann von zentraler Stelle aus die Papierstreifen gelocht werden, die am Fertigungsort zum Programmieren des Pufferspeichers abgetastet werden. Der Lochstreifen-Abta- ster hat im Vergleich mit dem Lochkarten-Abtastgerät den Vorteil eines geringeren Preises.
Viele Betriebe benutzen bereits die Lochkartentechnik für die Betriebsorganisation oder sind an das Fernschreibnetz angeschlossen. Das Programmieren des Pufferspeichers kann also mit bereits vorhandenen Geräten durchgeführt werden. Die Programmspeicherung mit Magnetringspeichern ist eir weiterer wesentlicher Schritt auf dem Wege zu einer möglichst vollkommenen Automatisierung von Herstellungsverfahren.