DD160016A1 - Anordnung zur fehlerermittlung in kabeln und verdrahtungen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung findet Anwendung in allen Bereichen der Elektrotechnik, in denen Kabel und Verdrahtungen auf Verdrahtungsfehler untersucht werden. Mit der erfindungsgemaessen Loesung wird erreicht, dass die Ueberpruefung der Verdrahtungen ohne Unterbrechung erfolgt. Die Fehler werden klar und nur einmal dargestellt. Es werden mit der Anordnung nicht nur die Verbindungen auf Richtigkeit ueberprueft, sondern auch die zwischen den Verbindungen liegenden Trennungen ermittelt. Alle moeglichen Verbindungen werden kontrolliert und mittels Soll- und Ist-Verdrahtungsdarstellung verglichen. Durch Aufeinanderlegen der Soll- und Ist-Verdrahtung im Euler-Vennschen-Diagramm werden die fehlenden und unzulaessigen Verbindungen ermittelt. Moegliche Anwendungsgebiete sind Kabel- und Verdrahtungspruefung auf Fehler in Kabeln, Schaltschrankverdrahtungen und Rechnerrueckverdrahtungen aller Art.

Description

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Volker Deckert

Leonharö-~Frank~*Str«,' 30 Reiner Volkmar'

Lärchenberg 12

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Fehlerermittlung in Kabeln und Verdrahtungen« Die zu prüfenden Kabel bzw«. Verdrahtungen bestellen aus zahlreichen Adern, die die Kontaktpunkte entsprechend der Bauanleitung verbinden« Weiterhin besteht die Möglichkeit_? Rückverdrahtungen von Rechenanlagen, Verdrahtungen von Schaltschränken und ähnliches au überprüfen« ' ·

Es' werden mit dieser Anordnung alle vorkommenden Verdrahtüngs·· . fehl'er. errüitt.elto ..·..... ... ,. ...· - '. ·. ... ·· ..

Bekannte technische Lösungen benutsen zwecks Abfrage κum Anlegen' der Spannungs~ bzw« Stromquelle an die 'Kontaktpuiikte des Kabels bzw» der Verdrahtung und. zum Abtasten zwecks

Ansteuerung eines Indikators Dreh- oder Hebdrehwähler. Des weiteren werden MOS-Bauelemente zur Abfrage angewendet, jedoch mit dem Nachteil, daß ein definierter Prüfstrom nicht möglich ist»

Es ist das Prinzip der Auswertung bekannt, daß während der Abfrage nach jedem Schritt das Kabel bzw. die Verdrahtung mit einem funktionstüchtigen Kabel oder einem äquivalenten Gebilde auf die Zustände "Verbindung" oder "keine Verbindung" verglichen wird. Bei Auftreten eines Fehlers hält das Prüfgerät an und der Fehler wird angezeigt oder ausgedruckt und muß von Hand näher bestimmt und beseitigt werden. Dieses hat den Nachteil, daß bei Fehlerstopp die Prüfanordnung während der Reparatur des Prüflings blockiert ist. Im Falle des Ausdruckens aller Fehler ohne Fehlerstopp kann es dazu kommen, daß ein Fehler mehrfach ausgedruckt wird, was zu einer ungenauen Fehlerangabe führt.

In der DAS I665 708 ist eine Unterdrückung von mehrfachen Fehlerausdrucken beschrieben, ohne jedoch alle Möglichkeiten zu erfassen. )

Existiert in einer Mehrfachverbindung z. B. zum Beginn der Prüfung eine nicht erlaubte Trennung, so werden alle nachfolgenden Verbindungen ebenfalls als nicht vorhanden ausgedruckt. In nachfolgenden Prüfzyklen erscheint die so fehlerbehaftete Verbindung sogar als unzulässig.

Ziel der Erfindung

Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird das Ziel erreicht, daß Kabel., Rückverdrahtungen usw. ohne-. Fehlerstopp geprüft werden können* Die vorhandenen Fehler können protokolliert werden* .Es" wird·· jeder .Fehler' klar." und'· nur einmal ".dargestellte Des weiteren kann festgestellt werden, in welchem Widerstandsbereich eine Widerstandsart"eine Verbindung hat, ob Wackelkontakte vorhanden sind und ob Halbleiter (Diodencharakter) in Verbindungen auftreten«, .. .· '"

Darlesung_ des Wesens der Erfindung

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Die Erfindung beschreibt eine Anordnung zum vollständigen Prü~

fen von Kabeln und Verdrahtung-en auf

~ Verdrahtungsfehler (zuviel oder zuwenig Verbindungen) ~ hochohmige und komplexe Fehler (gewollte oder ungewollte hochohmige Verbindungen)

- WackeIkontakte (zeitweise Verbindungen)

- Verbindungen mit Halbleitereigenschaften (Diodencharakter)

und zura klaren Auflisten der Fehler und/oder einer Ist-Verarah tungslis te _β

Es werden nicht nur die Verbindungen auf Richtigkeit über-= prüft, sondern auch die zwischen den Verbindungen liegenden Trennungen«.

Um eine vollständige Aussage über die Richtigkeit bzw* die Fehlerhaftigkeit eines Kabels oder einer Verdrahtung (Prüfling) machen zu können, müssen alle möglichen Verbindungen kontrolliert werden« Dazu wird mit Hilfe einer gesteuerten Spannungsanlegeeinrichtung die PrüfSpannung an die Meßpunkte einzeln angelegt und mit Hilfe der Kontrolleinrichtung entweder die Meßpunkte einzeln, in einem Indikatorstromkreis eingeschaltet und das Ergebnis der Prüfung der Steuerung gemeldet 5 oder wenn jedem Meßpunkt mindestens ein Indikator zugeordnet ist, werden diese Informationen der Steuerung züge führte Die Indikatoren wirken als Schwellwertschalter« Eine Möglichkeit der Realisierimg besteht.darin_s daß über einen, in den Indikator-Stromkreis geschalteten Widerstand der Spannungsabfall mit Hilfe eines Optokopplers direkt oder verstärkt' an einen Schwellwertschalter übertragen wird* Während der. Abfrage des Prüflings wird die Ist»Verdrahtung ••als· schematisc'he·.: Darstellung- von der.; Steuerung in 'einen. Speicher übertragen- (Ist-Verdrah'tungsdarstellung)«? Da bei Kpntrolle des Heßpunktes, an dem gerade Spannung anliegt, immer die Meldung "Verbindung" von dem entsprechenden Indikator erfolgen muß, kann dies zur·¹ Se Ib st testung der Prüfanordnung während ' der Abfrage genutzt werden«. Die . Soll-Verärahtnngs™ darstellung wird durch Abfrage eines Musters oder auf Grundlage einer Verdrahtungsliste gewonnene

231222 6

Eine günstige Möglichkeit der schematischen Darstellung der Verdrahtung im Speicher (Verdrahtungsdarstellung) sowohl für Soll, als auch für Ist wird mit Hilfe eines adressierbaren Speichers mit Sofortzugriff realisiert. Dazu .werden Bereiche festgelegt, innerhalb denen jede Speicherzelle bzw. Speicherplatz einem Meßpunkt zugeordnet ist. Alle Speicherzellen bzw« Speicherplätze, deren zugeordnete Meßpunkte über das Kabel . oder der Verdrahtung verbunden sind, erhalten die gleiche Information« Hach der Erstellung der Soll- und Ist^-Verdrahtungsdarstellung werden vorhandene Fehler ermittelt« Bei Übereinstimmung liegt kein Fehler vor.

Innerhalb der Soll-Verbindungsblöcke und Soll-Einzelverbindungen treten fehlende Verbindungen und Unterbrechungen auf, nicht gewollte Verbindungen und unzulässige Verbindungen sind innerhalb der Ist-Verbindungsblöcke und Ist-Einze!verbindungen zu ermitteln.

Die bildliche Darstellung des Sachverhaltes ist mit Hilfe des Euler-Vennschen-Diagramms möglich und sei als Diagramm-Methode bezeichnet.

Ausführungsbeispiel:

eine Prüfanordnung

eine Ist-Verdrahtungsdarstellung eine Soll-Verdrahtungsdarstellung ein Euler-Vennsches-Diagramm mit eingezeichneter .

Soll- und Ist-Verdrahtungsdarstellung

Von'der Steuerung 1 .(Pig. 1) werden auf acht Leitungen 15 binäre Signale an den Decodierer 4 gesendet und dort decodiert. Mit Hilfe des entstehenden Ί aus 256-Codes auf den Leitungen' 25 wird an ^e einem der 255 Meßpunkte 13 durch die Spannungs- ' anlegeeinrichtung 2 oder bei Decodierung der Null auf allen . acht Leitungen 15 an keinen Meßpunkt 13 Spannung angelegt

Pig«	1
Pig.	2a
Fig.-	2b
Pig.	3

eäai Va? B

(spa.nnimgsanliegen.der Meßpunkt)« Liegt nicht an allen !Leitungen 15 Null ans erhält ein Transistor 16 über eine an seiner Basis angeschlossenen. Leitung 25 vom Decodierer 4 eine Spannung 5 die ihn durchsteuert» Der Transistor 16 liefert dem Transistor 8 über einen Spannungsleiter_s bestehend aus den Widerständen 9 und 10, einem Basisstrorn, der den Transistor 8 durchsteuert und somit die Prüfspannung an einen Meßpunkt 13 über den Widerstand 11, der zur Prüfstrombegrenzung dient, angelegt wird« Des weiteren werden von der Steuerung 1 über die Leitungen 14 binäre Signale an den Decodierer 5 gesendet und in einen 1 aus 256-Code umgewandelt» Mit Hilfe dieses Codes wird über die Leitungen 26 je ein Meßpunkt 13 an Masse gelegt; bei Decodierung von ITu11 auf allen acht Leitungen 14 wird kein Meßpunkt 13 an Masse durchgeschaltet* Ein Transistor 17 erhält, wenn nicht alle leitungen 14 Null beinhalten, über eine an seine Basis angeschlossene Leitung 26 vorn Decodierer 5 eine Spannung, die .ihn durchsteuert und so den angeschlossen nen Meßpmikt 13 in den Indikatorstrornkreis (kontrollierender Meßpunkt) einschaltet«

Der Indikatorstrornkreis beinhaltet ein oder mehrere Indikatoren 65 7, Sie hier als Schwellwertschalter ausgebildet sind und auf unterschiedliche Spamiungs~^; oder Stromwerte anspre- · cheru Im Beispiel werden zwei Indikatoren 6_? 7 angewendet* wobei der Schvvellwert des Indikators 6 so eingestellt ist, daß nur niederohmige Verbindungen erkannt v/erden (niederohraiger Indikator)_β Der Indikator 7 besitzt einen niedrigen Schwellwert und erkennt Verbindungen bis'in den Kiloohm-Bereich (hochohmiger Indikator)«.

Die im Beispiel angewendeten Indikatoren 6_S 7 melden der Steuerung 1 das Fließen eines bestimmten Stromes« Dazu -wird in den Stromkreis zwischen der Prufsparmungsquelle 18 und der. Sparinung-sanlegeeinrichtung 2 ein Widerstand ;30 geschaltet 5 dessen Spannungsäbfall beim niederohraig.en Indikator-6'' über einen Vorwiöerstand 31 an die Lurniniszensdiode 32 eines Optokopplers 33 gelegt wird* Beim hochohmigen Indikator 7. wird der Spannungsabfall des Widerstandes 30 mit Hilfe eines Transistors 34 verstärkt* Der Widerstand 37.dient der Basisstrombegrenzung, In den Kollelctorstromkreis des Transistors 34 ist eine Luminiszensdioäe 32 des Optokopplers 33 in Reihe mit dem'Widerstand 36 geschaltete Die Fotoelemente 38 der

Optokoppler 33 sind mit den Schwellwertschaltern 39 verbunden, welche der Steuerung 1 "Verbindung" oder "nicht Verbindung" über die Meldeleitungen 27, 28 anzeigen« Der Indikatorstromkreis verläuft ausgehend von der Prüfspannungsquelle über den spannungsanliegenden Meßpunkt, über den Prüfling 12 und über den kontrollierenden Meßpunkt zur Prüf-. Spannungsquelle 18«

Das Ergebnis der Prüfung "Verbindung" oder "nicht Verbindung" zeigt der niederohmige Indikator 6 der Steuerung 1 auf den Meldeleitungen 27 und der hochohmige Indikator 7 auf der Meldeleitung 28 an.

Im Beispiel werden die Meßpunkte 13 dezimal durchnummeriert. Die angeschlossenen Kontaktpunkte des Prüflings 12 haben die gleichen Hummern. Der Prüfling kann ebenfalls während des Zusammenbaus kontrolliert werden.

Angeschlossen an die Steuerung 1 ist ein adressierbarer Speicher 19 mit wahlfreiem Zugriff. Adressiert wird der Speicher 19 mittels den Leitungen 23 für den niederwertigen Adreßteil und den Leitungen 24 für den höherwertigen Adreßteil.

Zur Fehlerermittlung wird die Soll-Verdrahtung im Speicher 19 aufgenommen» Dieses erfolgt durch Abfrage eines Musters z* B, eines Kabels oder einer Rückverdrahtung» Es werden alle Einzelverbindungen und Mehrfachverbindungen (Verbindungsblöcke) gespeichert. Die Abspeicherung kann ebenfalls auf Grundlage einer Verärahtimgsliste erfolgen. Die Ist-Verdrahtung wird durch Abfrage des Prüflings in den Speicher 19 aufgenommen. Die Abfrage beginnt mit dem ersten belegten Meßpunkt 13 in aufsteigender Reihenfolge«. An. jeden belegten Meßpunkt 13 wird .einzeln Spannung angelegt (spannungsanliegender Meßpunkt),· .

Während der Abfrage 'werden., alle Meßpunkte 13 mit gleicher und höherer -Hummer in den Indikatorstromkreis zur Kontrolle auf Verbindung ,geschaltet (kontrollierender Meßpunkt). Beendet ist die Abfrage, wenn an allen Meßpunkten 13 Spannung anlag .und' der letzte kontrolliert wurde. Bei der Abfrage ist es nicht'erforderlich, die spannungsanliegenden Meßpunkte zu kontrollieren, da hier immer Verbindung bestehen muß* In diesem Fall wird gleichzeitig die fehlerfreie Arbeit der Prüfan-

Ordnung überprüft« Während der Abfrage erfolgt das Erstellen der Verdrahtungsdarstellung (Pig« 2a_s. 2b)* Jeder Speicherzelle eines dafür vorgesehenen Speicherbereichs wird ein Meßpunkt 13 zugeordnet, sie beinhaltet acht bit und der niederwertige Adreßteil ist gleich der Hummer des zugeordneten Meßpunktes 13«

In allen Speicherzellen, deren zugeordnete Meßpunkte 13 über den Prüfling 12 Verbindung aufweisen, wird die gleiche Information, die pro Verbindung vorkommende kleinste Meßpunkt nummer , eingetragen (Pig_e 2a_s 2b)_e Bei Einzelkontakten erhält die zugeordnete Speicherzelle ihren eigenen niederwertigen Adreßteil als Information» Aus den Verdrahtungsdarstellungen ist ersichtlich, welche Meßpunkte die gleichen Informationen besitzen und somit eine Verbindung besteht« Werden bei kleineren Prüflingen 12 nicht alle Meßpunkte 13 belegt, wird zur Verkürzung der Prüfzeit an den freien Meßpunkten 13 keine Spannung angelegt und des erfolgt dort keine Kontrolle«. Der Steuerimg 1 werden die nicht belegten Meßpunkte 13 mitgeteilt, indem in der entsprechenden SoIl-Verärahtungsdarstellung in den diesen Meßpunkten 13 zugeordneten Speicherzellen alle acht bit eine lull als Information tragen«. Ist die Abfrage beendet, erfolgt ein Vergleich der Soll- und Ist-Verdrahtungsdarstellung» Sind beide identisch, liegt eine fehlerfreie Verdrahtung vor,, Da sich Vertauschungen von Verbin.du.ngen innerhalb einer Ist~Mehrfachverbindung nicht feststellen lassen, liegt ein erkennbarer Fehler dann vor_s wenn.Ist-Einzelverbindungen nicht identisch mit Soll-Einzelverbindungen sind und/oder jede Ist-'Mehrfachverbindung nicht-die selben Meßpunktnummem, wie die entsprechende Soll-Mehrfachverbinäung beinhaltet« Zur .Ermittlung der .fehlenden .Verbindungen werden die Soll·«-· Einzel- und Mehrfachverbindungen einzeln auf das Auftreten mehrerer .Ist-Einzelkonfakte, Einzelverbindungen und/oder. Mehrfachverbindungen untersucht« ·

Zur.Ermittlung der unzulässigen Verbindungen werden die Ist-Einzel·», und Mehrfachverbindungen einzeln auf das Auftreten mehrerer SolX^Ei.naelkontakte, Einze!verbindungen und/oder Mehrfachyerbindungen mit ersucht _f Zur Ermittlung nur hochohmiger Verbindungen werden' die durch

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hochohmige Abfrage gewonnenen Ist-Einzel- und Mehrfachverbindungen einzeln auf das Auftreten mehrerer durch niederohmige Abfrage gewonnenen Ist-Einzelkontakte, -Einzelverbindungen und Mehrfachverbindungen untersucht. Zur Ermittlung der zeitweiligen Verbindungen (Wackelkontakte) werden die Ist-Einzel- und -Mehrfachverbindungen, die während mehrerer Abfragen wenigstens einmal eine Verbindung hatten, einzeln auf das Auftreten mehrerer Ist-Einzelkontakte, Einzelverbindungen und/oder Mehrfachverbindungen, die während der Abfrage immer Verbindung besaßen, untersucht. Dazu wird der PrUfling gerüttelt«

Zur Ermittlung der Verbindungen mit Diodencharakter werden die Ist-Einzel- oder -Mehrfachverbindungen einzeln auf das Auftreten mehrerer durch entgegengesetzt gepolter Abfrage gewonnener Ist-Einzelkontakte, Sinzelverbindungen und/oder Mehrfachverbindungen überprüft und umgekehrt. Eine bildliche Darstellung dieses Sachverhalts ist mit Hilfe des Euler-Vennschen-Diagramms (Pig. 3) möglich. In diesem Diagramm werden die Soll-Verbindungsblöcke und die Soll-Einzelverbindungen durchgehend umrandet, die Ist-Verbindungen werden durch gepunktete Linien umschlossen. Die einzelnen Flächen werden durch die jeweils niedrigsten Meßpunktnutnmern gleich der Information in den zugeordneten Speicherzellen gekennzeichnet. Alle Soll-Flächen werden einzeln überprüft, ob mehrere Ist-Flächen in einer Soll-Fläche auftreten. Die betrachteten Soll-Flächen werden in Teil-Flächen aufgeteilt« Treten mehrere Teil-Flächen auf, so fehlen zu den Meßpunkten 13 (Fig. 1), die in den unterschiedlichen Teil-Flächen liegen, die Verbindungen. Durch das Überprüfen der Ist-Flächen werden die unzulässigen Verbindungen ermittelt. Zur .Präzisierung der fehlenden Verbindungen, in·.Verbindungsblöcken.' kann durch Vergleich der Teilflächen mit den Soll-Verbindungen laut Verdrahtungsliste festgestellt.werden, welche spezielle Verbindung fehlt«, Es ist die Verbindung, deren Meßpunktnummern in unterschiedlichen-Teilflächen auftreten. Die Ermittlung der hochohmigen Verbindungen, Verbindungen mit Diodencharakter und nur zeitweilige.Verbindungen erfolgen analog».

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Die so ermittelten Fehler werden mit Hilfe einer Ausgabeeinrichtung 20 (Fig„ 1) z.B. eines Druckers protokolliert. Des weiteren besteht die Möglichkeit von einem unbekannten Kabel nach Abfrage durch die Prüfanordnung eine Verdrahtungsliste mittels Ausgabeeinrichtung 20 auszudrucken«. Die Auswahl der Soll-Verdrahtung und das Starten der Prüfanordnung erfolgt mit Hilfe einer Bedieneinrichtung 21.

Claims (5)

.- " Erfindungsanspruch.

1. Anordnung zur Fehlerermittlung in Kabeln und Verdrahtungen bestehend aus einer Steuerung, einem Speicher, einer Spannüngsanlegeeinrichtung, einer Kontrolleinrichtung, einer Ausgabeeinrichtung und ein oder mehrere Indikatoren, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerung (1) mit einer Spannungsanlegeeinrichtung (2), einer Kontrolleinrichtung (5), einem Speicher (19) und einer Ausgabeeinrichtung (20) steuernd verbunden ist und das ein oder mehrere selektive Indikatoren (6, 7) meldend an die Steuerung (1) angeschlossen sind,

2« Anordnung zur Fehlerermittlung in Kabeln und Verdrahtungen nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß nach Bereitstellung der Soll- und Ist-Verdrahtung im Speicher (19) der ' Fehler nach der Diagrammethode ermittelt und mittels Ausgabeeinrichtung (20) protokolliert wird*

3. Anordnung zur Fehlerermittlung in Kabeln und Verdrahtungen nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrolle des spannungsanliegenden Meßpunktes zur Überprüfung der Prüfanordnung anwendbar ist«

4· Anordnung zur Fehlerermittlung in Kabeln und Verdrahtungen nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß ein Indikator (6) einen in Reihe in dem Indikatorkreis geschalteten Widerstand (30), zu den parallel eine Luminiszensdiode (32) . eines Optokopplers (33) in Reihe mit dem Vorwiderstand (37) verbunden und ein Fotoelement (38) des Optokopplers .'(33)'. gekoppelt ist an einen Schwellwertschalter (39)«

5« Anordnung-zur Fehlerermittlung in Kabeln und Verdrahtungen' nach Punkt 1 und 4 dadurch'gekennzeichnet, daß vom Widerstand (30). ein Verstärker, bestehend aus Transistor (34).» Widerstände (36, 37) zur Luminiszensdiode (32) des Optokopplers (33) eingefügt ist» . .