DD254074A1

DD254074A1 - Schaltungsanordnung zur erkennung eines fehlerhaften schaltverhaltens von relaiskontakten

Info

Publication number: DD254074A1
Application number: DD86296790A
Authority: DD
Inventors: Ronald Schoop; Bernd-Michael Heinke; Klaus-Dieter Kalmbach
Original assignee: Secura Werke Mikroelektronik
Priority date: 1986-11-28
Filing date: 1986-11-28
Publication date: 1988-02-10

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erkennung eines fehlerhaften Schaltverhaltens von Relaiskontakten fuer den Einsatz bei der Spannungsversorgung bzw. -abschaltung von Werkzeug-, Transport-, Verpackungsmaschinen sowie von Haushalts- und Kopiergeraeten. Erfindungsgemaess werden zwei Umschalter eines oder zweier Relais in Reihe geschaltet, eine zusaetzliche Leitung vom Anschluss der Kontaktzunge des ersten Umschalters zum Ruhekontakt des zweiten Umschalters gefuehrt und die Potentiale des Arbeits- und des Ruhekontaktes des ersten Umschalters logisch zu einem Fehlersignal verarbeitet, das vor jedem Einschalten des Laststromes abgefragt wird. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erkennung eines fehlerhaften Schaltverhaltens von Relaiskontakten, die vorteilhaft in der Spannungsversorgung bzw.-abschaltung von Werkzeug-,Transport-, Verpackungsmaschinen, Haushalts-und Kopiergeräten eingesetzt werden kann.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Für die Zu- bzw. Abschaltung einer Spannungsversorgung für Geräte und Maschinen werden im allgemeinen Relais eingesetzt.

Ein besonderes Problem besteht dabei im „Festbrennen·" von Relaiskontakten infolge partieller Strommaxima und/oder hoher Übergangswiderstände.

Von Nachteil dabei ist, daß infolge dieses Verschweißens ein Abschalten im Notfall nicht mehr möglich ist, was erhebliche Konsequenzen nach sich ziehen kann. Ein möglicher, vielfach angewendeter Ausweg besteht in einer Verwendung überdimensionierter Relais bzw. Schütze, deren Kontakte zur Erhöhung der Sicherheit auch in Reihe geschaltet werden, was mit großen Raumbedarf und hohen Kosten verbunden ist (TGL 200-0655/02).

Daneben ist bereits bekannt, die Stellung spezieller, separater Überwachungskontakte desselben Relais auszuwerten (DE-AS 2932270).

Damit kann zwar das Ansprechen der Relaiswicklung erkannt werden, nachteilig jedoch ist, daß die Stellung der eigentlichen Arbeitskontakte, die den Laststrom schalten, nicht erkannt wird.

Bei der bekannten Anordnung nach DD-WP 154853 werden derartige Überwachungskontakte mittels einer Oszillatorschaltung

überprüft. Diese Schaltung liefert bei fehlerhafter Stellung der Überwachungskontakte ein Fehlersignal, daß zur Abschaltung führen kann.

Als Nachteile treten hierbei auf, daß zwar das Ansprechen der Relaiswicklung erkannt wird, jedoch die Stellung der Arbeitskontakte nicht unmittelbar erfaßt und somit ein verschweißter Küi.takt nicht erkannt wird, sowie daß ein relativ hoher Aufwand für die Oszillatorschaltung und das notwendigerweise überdimensionierte Relais notwendig ist.

Arbeitskontakt	S2
S1	aus
aus	ein
aus	aus
ein	ein
ein

-2-Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die bestehenden Nachteile, wie das Überwachen lediglich von Überwachungs- und nicht der eigentlichen Arbeitskontakte und einen relativ hohen Aufwand für Auswerteschaltung und Relais zu beseitigen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zu schaffen, die es erlaubt, direkt die Arbeitskontakte an einem Relais zu überwachen, ohne daß bei geöffnetem Kontakt eine galvanische Verbindung durch die Kontrollschaltung entsteht. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zwei in Reihe geschaltete Arbeitskontakte, die den Laststrom schalten, zu Umschaltern erweitert sind und vom Anschluß der Kontaktzunge des ersten Umschalters eine zusätzliche Leitung zum Ruhekontakt des zweiten Umschalters geführt ist. Die Potentiale des Arbeits- und des Ruhekontaktes des ersten Umschalters sind über je eine Wandlerschaltung an eine logische Auswerteschaltung geführt. Die Wandlerschaltungen sind beispielsweise aus einem Optokoppler zur Potentialtrennung, einem Integriernetzwerk und einem Schmitt-Trigger gebildet. Die Auswerteschaltung besteht vorzugsweise lediglich aus einem NAND-Gatter. Die Umschalter können von einer oder von zwei verschiedenen Relaiswicklungen angesteuert werden. Die erfindungsgemäße Lösung kann natürlich auch auf mehr als zwei in Reihe geschaltete Umschalter angewendet werden, indem jeweils der neu hinzukommende Umschalter wie der zweite verschaltet wird.

Bei der Funktion der erfindungsgemäßen Lösung ergeben sich je nach Stellung der zwei Arbeitskontakte, die den Laststrom schalten, folgende logische Pegel an den Wandlerschaltungen bzw. folgendes Fehlersignal:

Logischer Pegel Fehlersignal

W1 W2 A

Hoch Hoch Tief

Hoch Tief Hoch

Tief Hoch Hoch

Wird nun das Fehlersignal vordem Zuschalten des bzw. der Relais und damit vor Betätigung der Arbeitskontakte abgefragt und ein „Tief" erkannt, so kann auf abgefallene Kontakte geschlossen werden und das Zuschalten des bzw. der Relais und damit des Laststromes erfolgen.

Wird dagegen ein „Hoch" erkannt, so weist dieses auf das „Festschweißen" mindestens eines Kontaktes, der durch Auswertung der zwei logischen Pegel genauer lokalisiert werden kann, hin. In diesem Fall wird sinnvollerweise ein Zuschalten des bzw. der Relais verhindert, um bei einer möglicherweise nachfolgenden Schädigung des zu diesem Zeitpunkt noch arbeitsfähigen zweiten Kontaktes zu vermeiden, daß der Laststrom ständig fließt und eine Abschaltung über das Relais nicht mehr möglich ist. Sind dagegen beide Kontakte „festgeschweißt", so ist diese Verhinderung der Zuschaltung ohne Wirkung, da die Kontakte ja bereits geschlossen sind. In diesem Fall wird ein gefahrloser Zustand erreicht, indem ein zusätzliches Einschalten beliebiger Stellglieder im Gerät blockiert wird. Darüber hinaus wird der erkannte Fehlerzustand vorzugsweise angezeigt, um ein Abschalten des Gerätes durch den Bediener zu veranlassen.

Ausführungsbeispiel

Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der dazugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: eine Schaltungsanordnung zum prinzipiellen Aufbau und

Fig. 2: eine spezielle Variante für die Wandler-und Auswerteschaltung.

In der Schaltung gemäß Fig. 1 betätigt das Relais R zwei Umschalter S1; S 2, deren Arbeitskontakte AK1; AK2 mit den Kontaktpunkten a; b; d; e in Reihe geschaltet sind und den Laststrom schalten. Vom Kontaktpunkt a ist eine zusätzliche Leitung zum Kontaktpunkt f des Ruhekontaktes RK2 geführt. Die Potentiale der Kontaktpunkte b; c werden mittels Wandlerschaltungen W1; W2 in logische Pegel transformiert. Diese werden durch die Auswerteschaltung AS verarbeitet, die am Ausgang Ader Auswerteschaltung AS ein Fehlersignal bei mindestens einem geschlossenen Arbeitskontakt AK1; AK2 generiert. In der Schaltung gemäß Fig. 2 werden die logischen Pegel durch beispielhafte Lösungen für die Wandlerschaltungen W1; W2 gebildet und mittels einer ebenfalls beispielhaften Lösung für die Auswerteschaltung AS verarbeitet. Dabei wird jeder der Kontaktpunkte b; c über einen Strombegrenzungswiderstand R1; R 2 und eine Lumineszenzdiode eines Optokoppler:,'.'. 1; K2 auf die zweite stromführende Leitung geschaltet. Die Emitter der Fototransistoren der Optokoppler K1; K2 sind an Masse und die Kollektoren über Widerstände R 3; R4 an Eingänge je eines Schmitt-Triggers ST1; ST2 gelegt. Jeder dieser Eingänge ist weiterhin über einen Kondensator C1; C2 an Masse und über einen Widerstand R 5; R 6 an die positive Betriebsspannung geschaltet. Die Ausgänge der Schmitt-Trigger ST 1;ST2 sind mit den Eingängen eines NAND-Gatters G verschaltet, dessen Ausgang A das Fehlersignal liefert.

Dieses Fehlersignal kann nun sehr vorteilhaft vor jedem Einschalten des Laststromes ausgewertet werden. Das „Festschweißen" eines der beiden Arbeitskontakte AK1; AK2 wird dabei erkannt und ein Einschalten des Laststromes kann somit verhindert werden. Dabei kann das Fehlersignal oder/und auch die Ausgänge der Wandlerschaltungen beispielsweise durch einen nicht dargestellten Steuerrechner ausgewertet werden, der möglicherweise auch eine Bestimmung des defekten Arbeitskontaktes AK 1; AK2 vornehmen.kann.

Somit erlaubt die erfindungsgemäße Lösung, bereits vor Betriebsbeginn „festgeschweißte" Relaiskontakte mittels relativ geringen Aufwandes zu erkennen, wobei diese direkt die laststromführenden Kontakte und nicht separate Uberwachungskontaktesind. Die erfindungsgemäße Lösung erlaubt einen sicheren Betrieb auch mit nicht überdimensionierten Relais bzw. Schützen und ermöglicht somit eine wesentliche Verminderung von Raumbedarf, Material und Kosten.

Claims

1. Schaltungsanordnung zur Erkennung eines fehlerhaften Schaltverhaltens von Relaiskontakten, gekennzeichnet dadurch, daß zwei den Laststrom schaltende Arbeitskontakte (AK 1; AK2) eines Relais (R) in Reihe geschaltet sind, die beiden Arbeitskontakte (AK 1; AK2) zu Umschaltern (S 1; S 2) erweitert sind, vom Anschluß am Kontaktpunkt (a) des ersten Umschalters (S 1) eine zusätzliche Leitung zum Kontaktpunkt (f) des zweiten Umschalters (S 2) geführt ist und die Potentiale des Kontaktpunktes (b) und des Kontaktpunktes (c) des ersten Umschalters (S 1) über je eine Wandlerschaltung (W1; W2) auf eine logische Auswerteschaltung (AS) geführt sind.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Umschalter (S 1; S 2) durch zwei unterschiedliche Relais (R) angesteuert sind.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß mehr als zwei Umschalter (S 1; S2) in Reihe geschaltet sind.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Wandlerschaltung (W1;W2) aus einem Optokoppler (K1; K2), einem Integriernetzwerk (R3; R5; C1; R4; R6; C2) und einem Schmitt-Trigger (ST 1; ST2) besteht.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die logischen Pegel der zwei Wandlerschaltungen (W 1; W2;) auf ein NAND-Gatter (G) geschaltet sind, dessen Ausgang (A) ein Fehlersignal liefert.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Auswertung der logischen Pegel zeitlich vor dem Zuschalten der Relais erfolgt, um bei fehlerhafter Stellung der Umschalter (S 1; S 2) das Zuschalten des Laststromes zu verhindern und/oder diesen Fehlerzustand anzuzeigen.