CN104813427B - 用于监控电流回路的运行的系统 - Google Patents

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Abstract

在一种用于监控由电流源(10)馈电并具有开关元件(11)的电流回路(2)的运行的系统中，评估单元(13)被安排在该电流回路(2)的输出端，该评估单元被设计成用于基于该电流回路(2)中流动的电流来标识该开关元件(11)的状态。进而，信号发生装置(20)被安排在该电流回路(2)中，该信号发生装置连接至该开关元件(11)并且被设计成用于生成动态信号，该动态信号表征该电流回路(2)中的该开关元件(11)的状态。

Description

用于监控电流回路的运行的系统
本发明涉及一种用于监控电流回路的功能的系统，并涉及一种用于这种电流回路的信号发生装置。
根据现有技术，本发明意义内的电流回路用于标识位于回路中的开关的状态。在正常运行过程中，对应于常规的双线安装技术而设计的回路使电流源来对流过它的电流进行馈电。通过相应地配置的评估单元来检测电流。电流一被中断，例如通过致动中断开关，就标识此电流中断。在这种电流回路的帮助下，例如，实现了所谓的紧急停止开关，该紧急停止开关可以由消防服务使用并且可以用于使对应于例如意大利的法规的应急照明无效。在此类电流回路的帮助下还进行了对总线相位监控器功能的测试，这些监控器用于监控一般电源并将电源故障传达给应急照明系统。
上述已知解决方案的一个缺点在于，对持久流动的直流电流的传输的干扰会导致对开关状态的错误解读。因此，例如，在墙壁内走向的线路内钻孔会中断电流回路并因此触发应急照明的意外关断。以同样的方式，短路还会导致未可靠且正确地标识开关的状态。
从网络技术中另外得知使用所谓的心跳信号。在这种情况下，当使用总线系统时，由每个连接装置经由总线定期地传输特定信令序列，从而保证对应装置的连续可接入性。这种系统披露于美国专利US 7590898B2中。然而，由于总线系统和复杂的消息格式是其先决条件，这种信令非常复杂。
本发明基于指定用于实现功能受监控电流回路的改进解决方案的目的，该解决方案使得能够以极低的复杂度进行位于电流回路中的开关元件的状态之间的可靠区分。
由如权利要求1所述的系统和如权利要求8所述的信号发生装置根据本发明实现该目的。本发明的有利发展是引用所述权利要求的从属权利要求的主题。
同样在根据本发明的系统中，电流回路由电流源馈电并具有开关元件，其中，评估单元被安排在该电流回路的输出端，该评估单元被设计成用于基于该电流回路中流动的电流来标识该开关元件的开关状态。根据本发明，进而信号发生装置现在被安排在该电流回路中，该信号发生装置连接至该开关并且被设计成用于生成动态信号，该动态信号表征该电流回路中的该开关元件的开关状态。
依据根据本发明的解决方案，因此对有待由附加元件转换成动态信号的开关元件的状态进行了规定，进而由评估单元对所述动态信号进行评估，但给出关于开关元件的清晰可靠信息并且还使得可以标识电流回路的功能中的故障。在这种情况下，由信号发生装置所生成的信号可以具体是脉冲信号，优选地借助该信号发生装置暂时地将回路电流短路的事实生成该脉冲信号。然后，可以将该信号发生装置设计成用于基于频率和/或相位和/或振幅和/或基于该信号的占空因数来表征该开关元件的状态。在这种情况下，该开关元件还可以是是多重开关，并且可以将该信号发生装置设计成用于通过修改该信号来表征这些开关状态中的每种单独状态。
根据本发明的解决方案的一个优点具体还在于，可以使用电流回路的大部分现有部件并且仅需要改进信号发生装置。该信号发生装置被优选地安排成特别接近该开关元件或与该开关元件形成单元。
下面将参照附图举例描述本发明，附图展示了本发明的有利的示例性实施例，并且在附图中：
图1示出了根据现有技术的电流回路；以及
图2示出了根据本发明的电流回路的示例性实施例。
首先，参照图1，将基于示例性电流回路对本发明所基于的问题进行解释。然后，通过图2，示出了根据本发明的解决方案的示例性实施例的设计和操作模式。
图1示出了示例性紧急停止开关系统1。该系统包含电流源10、开关11、光耦合器12和评估单元13，该评估单元在目前情况下被集成在电流源10中。电流源10在这种情况下经由第一线路14连接至开关11。开关11经由第二线路15连接至光耦合器12，所述光耦合器的输出连接至电流源10并且具体连接至评估单元13。
电流源10将直流电流外加至线路14中。直流电流流过开关11和线路15到达光耦合器12并从光耦合器返回电流源10和评估单元13。取决于开关11是打开还是闭合，使能或中断流过回路的持久电流。取决于开关状态，这导致光耦合器12的输出端处的稳态高或低信号，该信号由评估单元13检测，该评估单元取决于此信号标识开关11的状态。例如，通过致动开关11，在所谓的远程停止(remote stop)的意义上，则可以用有针对性的方式将应急照明取消激活。
然而，除了致动开关11之外，大量的进一步影响会中断流过回路的电流并且导致对开关状态的错误解读。因此，例如，对线路14、15之一的损害会导致电流的中断。这是不利的，因为某些功能因此而被无意地触发。以同样的方式，还会出现回路的短路，这进而导致了光耦合器12的输出端处的错误信号，即不表示开关11的状态的信号。
图2示出了根据本发明的电流回路2的示例性实施例。进而，设置电流源10，该电流源以例如10mA的直流电流为电流回路馈电，并且具有评估单元13，该评估单元检测并评估光耦合器12的输出信号。就这一点而言，根据本发明的解决方案因此与根据现有技术的电流回路等效，并且可以继续使用原有的元件和单元。
然而，另外，信号发生装置20现在被安排在电流回路中，直接在开关11处或至少在其附近。两个元件可以形成一个单元。在此处所展示的示例性实施例中，开关11是处于中断开关的形式。然而，开关还可以是处于按钮开关或常规开关(具体地还有多重开关)的形式。信号发生装置25在这种情况下连接至开关11的两极。另外，信号发生装置连接至两条线路14、15，并且经由所述线路分别连接至电流源10和光耦合器12。
电流源10再次向回路馈送电流，经由线路14将所述电流传送至信号发生装置20。所述信号发生装置现在标识开关装置11的开关状态并且从回路电流生成表征开关的开关状态的动态信号。信号发生装置20在这种情况下优选地仅从电流回路的电流汲取生成此信号所需的能量。可替代地，信号发生装置20还可以具有附加电源，然而未示出该附加电源。
信号发生装置20通过例如该信号以定义的节律短路电流回路来生成该信号，其中，频率和/或占空因数取决于开关11的状态。例如，在正常操作过程中，可以生成具有32Hz的频率的信号，同时另一方面，在致动开关的过程中，可以显著地增大频率(例如加倍)。以同样的方式或另外，还可以取决于开关的状态改变占空因数。
然后，评估单元13可以检查和评估光耦合器12的输出端处的所得信号，从而使得所述评估单元可以非常轻易地标识开关11的状态。
另外，评估单元13还可以标识电流回路中是否存在故障。这可以是线路14、15之一是否被损坏(即，中断)或存在短路的情况。在这种情况下，稳态信号再次出现在光耦合器的输出端，该稳态信号不能清晰地归因于信号发生装置20的活动并且相应地不能归因于未保证电流回路的可靠功能的信号。
在这种情况下，开关11或开关元件还可以被设计成使得其可以具有不仅仅两种状态。同样，在这种情况下，对有待由信号发生装置进行标识的可能的开关状态中的每一种并且对有待在电流回路中生成的相应信号进行了规定。因此，然后以不同的频率并且以不同的占空比因数修改回路中的电流，这些因数各自表征开关状态。
根据本发明的解决方案的实质性优点在于，很大程度上可能使用已设置的单元，并且仅需要用信号发生装置对电流回路进行改进。然而，仅在评估单元现在还对进入信号的动力学进行评估的程度上才需要对评估单元进行适配，这一般在软件的基础上可以非常轻易地发生。因此，优化整个系统时所涉及的复杂度极低。

Claims (5)

1.一种用于监控电流回路(2)的功能的系统，该电流回路由一个电流源(10)馈电并具有一个开关元件(11)，其中，一个评估单元(13)被安排在该电流回路(2)的输出端，该评估单元被设计成用于基于该电流回路(2)中流动的电流来标识该开关元件(11)的状态，
其特征在于，
进而一个信号发生装置(20)被安排在该电流回路(2)中，所述信号发生装置连接至该开关元件(11)并且被设计成用于生成一个动态信号，该动态信号表征该电流回路(2)中的该开关元件(11)的状态，该信号发生装置(20)所生成的信号是一个脉冲信号，该信号发生装置(20)被设计成用于通过将回路电流短路来生成该信号，
其中该开关元件(11)是一个多重开关，并且该信号发生装置(20)被设计成用于通过修改该信号来表征这些开关状态中的每种单独状态。
2.如权利要求1所述的系统，
其特征在于，
该信号发生装置(20)被设计成用于基于频率和/或相位和/或振幅和/或基于该信号的占空因数来表征该开关元件(11)的状态。
3.如权利要求1至2之一所述的系统，
其特征在于，
该评估单元(13)被设计成用于基于频率和/或相位和/或振幅和/或基于该信号的占空因数来标识该电流回路(2)的一次中断、一次短路或干扰操作。
4.如权利要求1至2之一所述的系统，
其特征在于，
该信号发生装置(20)被安排成特别接近该开关元件(11)或与该开关元件(11)形成一个单元。
5.如权利要求3所述的系统，
其特征在于，
该信号发生装置(20)被安排成特别接近该开关元件(11)或与该开关元件(11)形成一个单元。
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