DE1087691B - Control and monitoring device made up of logical elements with automatic monitoring for internal faults, in particular as switching fault protection in use on switch actuation units for system display controls - Google Patents
Control and monitoring device made up of logical elements with automatic monitoring for internal faults, in particular as switching fault protection in use on switch actuation units for system display controlsInfo
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Description
In Anlagen, deren Betriebsüberwachung, Steuerung und Regelung mit besonders großer Sicherheit durchgeführt werden muß, weil falsche Schalthandlungen oder Betätigungen zu großen Gefahren für Mensch und Material führen können, so z. B. in Förderanlagen und Schaltanlagen, ist es erforderlich, die Vorrichtungen für die Überwachung der Steuerung und Regelung zusätzlich auf eigene innere Fehler zu überwachen. So kann z. B. ein innerer Fehler in einem Schaltfehlerschutz (Überwachungsvorrichtung) für Schaltanlagen dazu führen, daß der zugeordneten Schalterbetätigungseinheit, durch diesen inneren Fehler hervorgerufen, auch dann Freigebesignale zugeführt werden, wenn der wirkliche Schaltzustand dieses eigentlich verbietet. Bei falscher Betätigung der Bedienungsorgane der Schaltwarte durch-den Schaltwärter sind dann die Verriegelungsbedingungen nicht erfüllt, so daß eine falsche Schaltbehandlung ausgelöst wird, die zur Zerstörung der Anlage führen kann.In systems whose operational monitoring, control and regulation are carried out with a particularly high level of safety must be, because incorrect switching operations or actuations lead to great danger for people and material, such as B. in conveyor systems and switchgear, it is necessary to use the devices to monitor the control and regulation for own internal errors. So z. B. an internal fault in a switching fault protection (monitoring device) for Switchgear cause the associated switch actuation unit, due to this internal fault caused, enable signals are also supplied when the actual switching state of this actually forbids. In the event of incorrect operation of the controls in the control room by the control attendant if the interlocking conditions are not met, incorrect switching handling is triggered which can lead to the destruction of the system.
Die meisten der heutigen elektrischen Verriegelungssysteme haben den Nachteil, daß sie solche inneren Fehler, die zur unsicheren Seite hin liegen und eine Betätigung oder Schalthandlung falsch freigeben, ohne sich bemerkbar zu machen, nicht selbsttätig melden. Dies gilt sowohl für Ruhestrom- als auch Arbeits-Stromschaltungen. Im ersten Falle ist man zwar gegen die Einwirkung von Drahtbrüchen geschützt, doch macht sich z. B. in beiden Fällen nicht bemerkbar, wenn ein Kontakt durch Isolationsfehler der Leitungszuführungen kurzgeschlossen ist.Most of today's electrical locking systems have the disadvantage of having such internal Faults that are on the unsafe side and incorrectly enable an actuation or switching action, without to make yourself noticeable, do not report automatically. This applies to both closed-circuit and open-circuit circuits. In the first case one is protected against the effects of wire breaks, but makes z. B. not noticeable in both cases if a contact is caused by an insulation fault in the cable feeds is shorted.
Die neue Steuereinrichtung aus logischen Elementen mit selbsttätiger Überwachung auf innere Fehler beseitigt die vorgenannten Nachteile. Sie eignet sich besonders für den Schaltfehlerschutz und Schalterbetätigungseinheiten in Anlagenbildsteuerungen.The new control device made up of logical elements with automatic monitoring for internal errors eliminates the aforementioned disadvantages. It is particularly suitable for switching fault protection and switch actuation units in system display controls.
Die Lösung besteht darin, daß für die Steuereinrichtung zwei Kanäle, bestehend aus -logischen Elementen, vorgesehen sind, die so aufgebaut sind, daß an ihren beiden Ausgängen bei fehlerfreiem Zustand zueinander komplementäre Ausgangssignale anstehen und daß an die Ausgänge der Kanäle eine Überwachungseinheit angeschlossen ist, die beim Vorliegen nicht komplementärer Ausgangssignale, infolge innerer Fehler, ein Fehlersignal abgibt.The solution is that for the control device two channels, consisting of logic elements, are provided, which are constructed in such a way that at their two outputs in a fault-free state mutually complementary output signals are present and that a monitoring unit is connected to the outputs of the channels is connected, which in the presence of non-complementary output signals, as a result of internal Error, emits an error signal.
In ihrer bevorzugten Ausführungsform wird die Steuereinrichtung so aufgebaut, daß beide Kanäle an ein gleiches Signal führende Eingangsklemmen angeschlossen sind und die Schaltung des zweiten Kanals gegenüber dem ersten um eine Signalumkehrstufe erweitert ist. Eine weitere Lösung besteht darin, für die Steuereinrichtung zwei Eingänge vorzusehen, einer zur Speisung des ersten und ein weiterer zur Speisung des zweiten Kanals, wobei der zweite Eingang komplementäre Eingangssignale zum ersten Eingang führt.In its preferred embodiment, the control device is constructed so that both channels on input terminals carrying the same signal are connected and the circuit of the second channel compared to the first is expanded by a signal reversing stage. Another solution is for the Control device to provide two inputs, one for feeding the first and another for feeding of the second channel, the second input carrying complementary input signals to the first input.
Steuer- und überwachungseinrichtung aus logischen Elementen mit selbsttätigerControl and monitoring device made up of logical elements with automatic
überwachung auf innere Fehler, insbesondere als Schaltfehlerschutz in Anwendung auf Schalterbetätigungseinheiten für AnlagenbildsteuerungenMonitoring for internal faults, especially as switching fault protection in use on switch actuation units for system display controls
Anmelder:Applicant:
Siemens-SchuckertwerkeSiemens-Schuckertwerke
Aktiengesellschaft,Corporation,
Berlin und Erlangen,Berlin and Erlangen,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50
Rolf Hahn, Erlangen, ist als Erfinder genannt wordenRolf Hahn, Erlangen, has been named as the inventor
Bei dieser Lösung ist der zweite Kanal invers zum ersten aufgebaut.In this solution, the second channel is constructed inversely to the first.
Zur näheren Erläuterung wird auf die Zeichnung verwiesen; es zeigtFor a more detailed explanation, reference is made to the drawing; it shows
Fig. 1 schematisch einen Schaltfehlerschutz bekannter Ausführung,Fig. 1 schematically a switching fault protection known design,
Fig. 2 ein Schemaschaltbild der neuen Steuereinrichtung für den Schaltfehlerschutz einer Schaltbetätigungseinlieit, 2 is a schematic circuit diagram of the new control device for the switching fault protection of a switching actuation unit,
Fig. 3 ein Beispiel für einen Schaltfehlerschutz nach Fig. 2,FIG. 3 shows an example of a switching fault protection according to FIG. 2,
Fig. 4 ein erweitertes Schaltbild des Schaltfehlerschutzes nach Fig. 2 mit komplementären Eingangssignalen. FIG. 4 shows an expanded circuit diagram of the switching fault protection according to FIG. 2 with complementary input signals.
In Fig. 1 ist ein bekannter Schaltfehlerschutz zur Schaltfehlerüberwachung eines Trenners dargestellt. Er besteht aus zwei Und-Gattern 1, 2 mit je zwei Eingängen α, b, c, d und einem Oder-Gatter 3, dessen zwei Eingänge I, m an die Ausgänge der beiden Und-Gatter 1, 2 angeschlossen sind. Der Ausgang des Oder-Gatters gibt ein Freigabesignal für den zugeordneten Trenner. Entsteht z. B. in einem Und-Gatter ein Fehler, so kann ein Freigabesignal anstehen, obwohl der Trenner nicht betätigt werden darf. Diese Schutzvorrichtung genügt somit nicht den gestellten Bedingungen.In Fig. 1 a known switching fault protection for switching fault monitoring of a disconnector is shown. It consists of two AND gates 1, 2 each with two inputs α, b, c, d and an OR gate 3, whose two inputs I, m are connected to the outputs of the two AND gates 1, 2. The output of the OR gate gives a release signal for the assigned isolator. Is created z. If, for example, an error occurs in an AND gate, a release signal can be present, although the isolator must not be operated. This protective device therefore does not meet the requirements.
"Die in Fig. 2 dargestellte Schaltung nach der Erfindung dient zur Vorgabe eines Freigabesignals und eines zusätzlichen Sperrsignals für einen Schalter"The circuit shown in Fig. 2 according to the invention is used to specify a release signal and an additional blocking signal for a switch
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einer Schaltanlage, ist · aber; frei yon den Nachteilen des bekannten Schaltfehlerschutzes. Sie enthält zwei Kanäle 4, 5 aus Gatterkombinationen mit jeweils gleicher Zahl von Eingängen. Am Ausgang des Kanals 4 steht das Freigabesignal für den zugeordneten Schalter an, am Ausgang 5 das Sperrsignal.a switchgear, is · but; free from the disadvantages the well-known switching fault protection. It contains two channels 4, 5 from combinations of gates, each with the same Number of inputs. The release signal for the assigned switch is at the output of channel 4 on, the locking signal at output 5.
Mit der Ausgangsklemme des Kanals 4 ist ferner ein Eingang eines Und-Gatters 6 und ein Eingang eines Oder-Gatters 7 verbunden. Der zweite Eingang des Und-Gatters 6 und der zweite Eingang des Oder-Gatters 7 ist mit dem Ausgang des Kanals 5 verbunden. Der Ausgang des Und-Gatters 6 ist direkt und der Ausgang des Oder-Gatters 7 unter Zwischenschaltung einer Umkehrstufe 8 mit je einem Eingang eines Oder-Gatters 16 mit zwei Eingängen verbunden. Der Ausgang des Oder-Gatters 16 führt zu einer Fehlermeldevorrichtung. The output terminal of channel 4 is also an input of an AND gate 6 and an input an OR gate 7 connected. The second input of the AND gate 6 and the second input of the OR gate 7 is connected to the output of channel 5. The output of the AND gate 6 is direct and the output of the OR gate 7 with the interposition of an inverter 8 with one input each OR gate 16 connected to two inputs. The output of the OR gate 16 leads to an error reporting device.
In Fig. 3 ist die vorher prinzipiell beschriebene Vorrichtung im einzelnen als Beispiel einer Ausführung dargestellt. Die gleichen Schaltungselemente erhalten gleiche Bezugszeichen. Der Kanal 4 enthält zwei Und-Gatter 9., 10 mit je zwei Eingängen, deren Ausgänge an die beiden Eingänge des Oder-Gatters 11 angeschlossen sind. Der Ausgang des Oder-Gatters 11 führt als Freigabesignal zum Ausgang des Kanals 4. Entsprechend ist auch der Kanal 5 mit zwei Und-Gattern 12, 13 und einem Oder-Gatter 14 aufgebaut. Der Ausgang des Oder-Gatters 14 ist noch mit einer Umkehrstufe 15 verbunden, die ihrerseits zum Ausgang des Kanals 5 führt und das Sperrsignal liefert.In Fig. 3 the device previously described in principle is shown in detail as an example of an embodiment shown. The same circuit elements are given the same reference numerals. Channel 4 contains two AND gates 9, 10 each with two inputs, the outputs of which are connected to the two inputs of the OR gate 11 are. The output of the OR gate 11 leads as an enable signal to the output of channel 4. Correspondingly Channel 5 is also constructed with two AND gates 12, 13 and one OR gate 14. The exit of the OR gate 14 is still connected to an inverter 15, which in turn leads to the output of the Channel 5 leads and supplies the locking signal.
Die Wirkungsweise der Schaltung nach den Fig. 2 und 3 wird wie folgt beschrieben, wobei für das Ausführungsbeispiel die Verriegelung des Trennschalters V eines Abzweiges mit Doppelsammelschiene gewählt wurde.The mode of operation of the circuit according to FIGS. 2 and 3 is described as follows, the locking of the disconnector V of a branch with a double busbar being selected for the exemplary embodiment.
An den jeweils vier Eingängen der Kanäle 4 und 5 liegen gleiche Signale an, so z. B. am Eingang α das Signal »der Leistungsschalter ist aus«, am Eingang b »der Trennschalter der zweiten Sammelschiene ist aus«, am Eingang c »beide Sammelschienen sind gekuppelt«, am Eingang d »der Trenner der zweiten Sammelschiene ist ein«. Die entsprechenden Signale liegen auch an den Eingängen a', b', c', d' des Kanals 5 an. An den Und-Gattern 9, 10, 12, 13 steht somit ein Ausgangssignal an, wenn jeweils beide Eingänge besetzt sind. Diese Ausgangssignale werden den zugeordneten Oder-Gattern 11 bzw. 14 zugeführt. Steht am Oder-Gatter 11 an einem der beiden Eingänge ein Signal an, so wird ein Freigabesignal für den zugeordneten Trenner gegeben. Zugleich steht dann 'auch am Ausgang des Oder-Gatters 14 ein Signal an. Am Ausgang der Umkehrstufe 15 wird dann das vorher vorhandene Sperrsignal Null und in diesem Zustand eine Schalthandlung durch die nachgeschaltete Schalterbetätigungseinheit freigegeben.The same signals are present at the four inputs of channels 4 and 5, e.g. B. at input α the signal "the circuit breaker is off", at input b "the disconnector of the second busbar is off", at input c "both busbars are coupled", at input d "the disconnector of the second busbar is on". The corresponding signals are also present at the inputs a ', b', c ', d' of the channel 5. An output signal is therefore present at the AND gates 9, 10, 12, 13 when both inputs are occupied. These output signals are fed to the assigned OR gates 11 and 14, respectively. If there is a signal at one of the two inputs at the OR gate 11, an enable signal is given for the associated isolator. At the same time, a signal is then also present at the output of the OR gate 14. At the output of the reversing stage 15, the previously present blocking signal zero and, in this state, a switching action is released by the switch actuating unit connected downstream.
Die Ausgangssignale der beiden Kanäle 4 und 5 sind komplementär. Wenn das eine Signal Eins ist, muß das andere Null sein, und umgekehrt. Jeder Fehler in einem der Kanäle muß sich in einer Störung dieses Wechselspieles bemerkbar machen. Erfindungsgemäß werden die Ausgnäge darauf hin überwacht, daß beide nie gleichzeitig Null und nie gleichzeitig Eins sind. Hierzu dient eine Überwachungseinrichtung, bestehend aus den Gattern 6, 7, 8 und 16, wie sie in Fig. 2 bereits dargestellt wurde.The output signals of the two channels 4 and 5 are complementary. If one signal is one, the other must be zero and vice versa. Every error in one of the channels must become noticeable in a disturbance of this interplay. According to the invention, the outputs are monitored to ensure that both are never zero at the same time and never one at the same time. A monitoring device consisting of gates 6, 7, 8 and 16, as already shown in FIG. 2, is used for this purpose.
Sind auf Grund eines inneren Fehlers beide Ausgangssignale Eins, so liefert das Und-Gatter 6 einen Ausgang und damit über das Oder-Gatter 16 selbsttätig ein Fehlersignal. Die Ausführung einer Schalthandlung über die zugeordnete Betätigungseinheit wird dann gesperrt. Das gleiche tritt ein, wenn beide Signale Null sind. Die beiden Eingänge des Oder-Gatters 7 und der Eingang der Umkehrstufe 8 sind dann nicht besetzt, so daß diese jetzt ein Fehlersignal über das Oder-Gatter 16 liefert. Ein innerer Fehler kann sich hier nur dann gefahrbringend auswirken, wenn beide Kanäle durch gleiche Fehler gleichzeitig im gleichen Sinne gestört werden.If both output signals are one due to an internal error, the AND gate 6 supplies one Output and thus automatically an error signal via the OR gate 16. The execution of a switching action It is then blocked via the assigned actuation unit. The same thing happens when both Signals are zero. The two inputs of the OR gate 7 and the input of the inverter 8 are then not occupied, so that it now supplies an error signal via the OR gate 16. An internal mistake can only have a dangerous effect here if both channels are caused by the same error at the same time be disturbed in the same sense.
Die Fig. 4 unterscheidet sich von den SchaltungenFig. 4 differs from the circuits
ίο nach den Fig. 2 und 3 dadurch, daß der Kanal 5 gesonderte Eingangssignale erhält, die den Eingangssignalen der entsprechenden Eingänge des Kanals 4 komplementär sind. Der Kanal 5 ist invers zum Kanal 4 aufgebaut und besteht aus zwei Oder-Gattern 17 und 18 mit je zwei Eingängen. Den Oder-Gattern 17 und 18 ist ein Und-Gatter 19 nachgeschaltet. Der Ausgang des Und-Gatters entspricht dem Ausgang der Umkehrstufe 15 in Fig. 3. Der übrige Aufbau der Schaltung ist der gleiche wie der nach den Fig. 2ίο according to FIGS. 2 and 3 in that the channel 5 is separate Receives input signals that correspond to the input signals of the corresponding inputs of channel 4 are complementary. Channel 5 is constructed inversely to channel 4 and consists of two OR gates 17 and 18 with two entrances each. The OR gates 17 and 18 are followed by an AND gate 19. Of the The output of the AND gate corresponds to the output of the inverter 15 in FIG The circuit is the same as that of FIG. 2
ao und 3. Gleiche Schaltungselemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.ao and 3. The same circuit elements are provided with the same reference numerals.
Die Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 4 unterscheidet sich von der nach den Fig. 2 und 3 dadurch, daß an den Eingängen a', b', c', d' des Kanals 5 die inversen Signale zu den entsprechenden Eingängen a, b, c, d des Kanals 4 anstehen. Also steht entsprechend dem vorerwähnten Beispiel am Eingänge' das Signal an »der Leistungsschalter ist nicht aus«, am Eingang V »der Trenner der zweiten Sammelschiene ist nicht aus«, am Eingänge' »die Kupplung zwischen den beiden Sammelschienen ist aus« und am Eingang d' »der Trennschalter der zweiten Sammelschiene ist nicht ein«. Entsteht ein innerer Fehler in einem der beiden Kanäle, so muß sich dieser durch eine Störung des Wechselspiels der Ausgangssignale, wie zu Fig. 3 erläutert, bemerkbar machen und eine Fehlermeldung veranlassen. Ein innerer Fehler kann sich hier nur dann gefahrbringend auswirken, wenn er in dem anderen Kanal zum gleichen Zeitpunkt komplementär auftritt.The mode of operation of the circuit according to FIG. 4 differs from that according to FIGS. 2 and 3 in that at the inputs a ', b', c ', d' of the channel 5 the inverse signals to the corresponding inputs a, b, c, d of channel 4 are pending. So, according to the example mentioned above, at the input 'the signal "the circuit breaker is not off", at input V "the disconnector of the second busbar is not off", at the input "" the coupling between the two busbars is off "and at the input d ' "the circuit breaker of the second busbar is not on". If an internal error arises in one of the two channels, this must be made noticeable by a disturbance in the interplay of the output signals, as explained in relation to FIG. 3, and cause an error message. An internal error can only have a dangerous effect here if it occurs complementarily in the other channel at the same time.
Die an Hand der Fig. 2 bis 4 beschriebene Steuereinrichtung ist nicht auf Schaltwarten beschränkt, sondern sie kann in verschiedenster Weise abgewandelt werden und dann für andere Steuer- und Regelungsaufgaben Verwendung finden.The control device described with reference to FIGS. 2 to 4 is not limited to control rooms, but it can be modified in various ways and then for other control and regulation tasks Find use.
Der besondere Vorteil der neuen Einrichtung besteht darin, daß sie in ihrer bevorzugten Ausführungsform mit ruhenden, logischen Elementen aufgebaut ist, nur geringen Raum beansprucht und ein hohes Maß an Betriebssicherheit der Anlage gewährleistet.The particular advantage of the new device is that in its preferred embodiment is built up with static, logical elements, takes up little space and a lot The degree of operational safety of the system is guaranteed.
Claims (3)
USA.-Patentschriften Nr. 2 861 744.Considered publications:
U.S. Patent No. 2,861,744.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DES64872A DE1087691B (en) | 1959-09-11 | 1959-09-11 | Control and monitoring device made up of logical elements with automatic monitoring for internal faults, in particular as switching fault protection in use on switch actuation units for system display controls |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DES64872A DE1087691B (en) | 1959-09-11 | 1959-09-11 | Control and monitoring device made up of logical elements with automatic monitoring for internal faults, in particular as switching fault protection in use on switch actuation units for system display controls |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1087691B true DE1087691B (en) | 1960-08-25 |
Family
ID=7497553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DES64872A Pending DE1087691B (en) | 1959-09-11 | 1959-09-11 | Control and monitoring device made up of logical elements with automatic monitoring for internal faults, in particular as switching fault protection in use on switch actuation units for system display controls |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1087691B (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1138148B (en) * | 1960-09-30 | 1962-10-18 | Siemens Ag | Circuit arrangement for operational monitoring of components |
| DE1163204B (en) * | 1961-11-01 | 1964-02-13 | Licentia Gmbh | Telecontrol system |
| DE2711416C2 (en) * | 1977-03-16 | 1982-12-09 | Werner Turck Gmbh & Co Kg, 5884 Halver | Arrangement for displaying the switching status of the switches |
| FR2512564A1 (en) * | 1981-09-10 | 1983-03-11 | Bosch Gmbh Robert | SAFETY DEVICE FOR AN ELECTRICAL MANEUVER APPARATUS |
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| US2861744A (en) * | 1955-06-01 | 1958-11-25 | Rca Corp | Verification system |
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1959
- 1959-09-11 DE DES64872A patent/DE1087691B/en active Pending
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