DD258108A1

DD258108A1 - ELECTRONIC END SWITCH

Info

Publication number: DD258108A1
Application number: DD28970386A
Authority: DD
Inventors: Heinz Hoffmann
Original assignee: Adw Ddr
Priority date: 1986-04-29
Filing date: 1986-04-29
Publication date: 1988-07-06

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zum Schutz einer Funktionseinheit, der bei unerwuenschten Betriebszustaenden in einem beliebigen Steuer- und Regelsystem fuer die verschiedensten Prozesse eine Ausserbetriebsetzung desselben bewirken. Es wird das Ziel verfolgt, eine Schutzvorrichtung zu schaffen, die bei sicherer Arbeitsweise und geringem schaltungstechnischen Aufwand die Gefahr einer Zerstoerung von Baugruppen bestimmter Funktionseinheiten bei Eintritt eines unerwuenschten Betriebszustandes vermeidet. Dabei besteht die Aufgabe, unabhaengig von der Art der zu regelnden Zustandsgroessen in einem Steuer- und Regelsystem eine zuverlaessige Endabschaltung vorzunehmen. Das wird dadurch geloest, dass der elektronische Endabschalter aus einem Schwellwertschalter und einer entsprechenden Beschaltung desselben besteht, wobei als Kontrollgroesse lediglich eine aus der Betriebsspannung der Funktionseinheit abgeleitete Spannung zur Versorgung des elektronischen Endabschalters benutzt wird. Mit dem Inbetriebsetzen bzw. dem Abschalten der Funktionseinheit durch das Steuer- und Regelsystem erhaelt auch der elektronische Endabschalter seine Betriebsspannung bzw. wird er wieder ausser Betrieb gesetzt. Bei Stoerungen im Steuer- und Regelsystem (z. B. Dauerbetrieb der Funktionseinheit) tritt nach Ablauf der Haltezeit der monostabilen Kippschaltung der Endausschalter in Funktion und bewirkt eine Abschaltung der Funktionseinheit ueber ein Stellglied mit Selbsthaltung. FigurThe invention relates to a method and a circuit arrangement for the protection of a functional unit, which cause the same in undesirable Betriebszustaenden in any control and regulating system for a variety of processes a shutdown. The aim is to provide a protective device that avoids the risk of destruction of assemblies of certain functional units in the event of an undesirable operating state with safe operation and low circuit complexity. It is the task, regardless of the type of state variables to be controlled in a control and regulating system to make a reliable Endabschaltung. This is achieved by virtue of the fact that the electronic limit switch consists of a threshold value switch and a corresponding wiring thereof, the control variable used being only one voltage derived from the operating voltage of the functional unit for supplying the electronic limit switch. When the functional unit is put into operation or switched off by the control and regulation system, the electronic limit switch also receives its operating voltage or is put out of operation again. In the event of faults in the control and regulating system (eg continuous operation of the functional unit), after the holding time of the monostable flip-flop has elapsed, the limit switch comes into operation and shuts down the functional unit via an actuator with latching. figure

Description

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Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zum Schutz einer Funktionseinheit, die bei unerwünschten Betriebszuständen in einem beliebigen Steuer- und Regelsystem für die verschiedensten Prozesse eine Endabschaltung desselben bewirken. Mögliche Anwendungsgebiete ergeben sich in Industrie und Forschung überall dort, wo bestimmte physikalische Zustandsgrößen bzw. Prozeßparameter (z. B. Temperatur, Druck, Feuchte, Füllstand, Strömungsgeschwindigkeit usw.) gesichert oder überwacht werden sollen.The invention relates to a method and a circuit arrangement for protecting a functional unit, which cause the same in an undesirable operating conditions in any control and regulating system for a variety of processes an end shutdown. Potential applications are in industry and research wherever certain physical state variables or process parameters (eg temperature, pressure, humidity, level, flow velocity, etc.) are to be secured or monitored.

Characteristic of the known technical solutions

Zur Begrenzung bestimmter physikalischer Parameter, die normalerweise von einem Steuer- und Regelsystem in bestimmten Grenzen gehalten werden, gibt es eine ganze Reihe von Überwachungseinrichtungen, die im Falle von Störungen eine Sicherheitsabschaltung vornehmen können. Dazu gehören beispielsweise Thermo-Gefahrenmelder, Kontakthermometer, Bimetallschalter, Kontaktmanometer, temperaturabhängige Auslötsicherungen, elektronische Grenzwertschalter usw. Die bekannten technischen Lösungen beinhalten einen Schutz einer Funktionseinheit z. B. vor Überhitzung durch den Einsatz von Thermistoren als Temperaturfühler oder die Verwendung eines Kaltleiters in Verbindung mit einer Elektrodenstrecke zur Überwachung eines bestimmten Flüssigkeitsstandes. Dadurch wird der gleichzeitige Schutz der Funktionseinheit vor Trockenlauf und Überhitzung erreicht. Die in der Patentschrift DD-228118 angegebene Schaltungsanordnung verwendet zwei Differenzverstärker, der eine temperaturabhängige Meßspannung mit zwei einstellbaren Bezugsspannungen vergleicht, auswertet und nur einen Arbeitsbereich für den Betrieb der nachgeschalteten Aggregate zuläßt. Eine sogenannte Trockengeh-Schutzschaltung für Flüssigkeitsheizgeräte in der PS-DD-225828 verwendet einen Thermistor in Brückenschaltung, deren Abgriffe mit einem ersten Komparator verbunden sind, wobei der Potentialabgriff am Thermistor zusätzlich auf einTo limit certain physical parameters, which are normally kept within certain limits by a control system, there are a number of monitoring devices that can provide a safety shutdown in case of failure. These include, for example, thermal hazard alarm, contact thermometer, bimetal switch, contact pressure gauge, temperature-dependent Auslötsicherungen, electronic limit switches, etc. The known technical solutions include protection of a functional unit z. As against overheating due to the use of thermistors as a temperature sensor or the use of a PTC thermistor in conjunction with an electrode section for monitoring a specific liquid level. This achieves the simultaneous protection of the functional unit against dry running and overheating. The circuit specified in the patent DD-228118 uses two differential amplifiers, which compares a temperature-dependent measuring voltage with two adjustable reference voltages, evaluates and allows only a working range for the operation of the downstream units. A so-called dry-run protection circuit for liquid heaters in PS-DD-225828 uses a thermistor in bridge circuit whose taps are connected to a first comparator, wherein the potential tap on the thermistor in addition to a

Differenzierglied geführt wird, dessen Ausgang ebenfalls mit einem zweiten Komparator verbunden ist. Letzterer vergleicht das Ausgangspotential des Differenzierglieds mit einer Referenzspannung. Durch den Einsatz des zweiten Komparators ergibt sich ein zweiter Regelkreis, der die Änderungsgeschwindigkeit der Temperatur auswertet und als Trockengeh-Schutzschaltung wirksam wird. Die Ausgänge der beiden Komparatoren sind miteinander gekoppelt und wirken gemeinsam auf ein Stellglied. Ein weiterer Schutz vorTrockenlauf und Überhitzung ist in der PS-DD-227 298 beschrieben. Es erfolgt eine gleichzeitige Auswertung von Flüssigkeitsstand und Temperatur, ersterer mittels einer unter Wechselspannung stehenden Elektrodenstrecke, letztere mit Hilfe eines Kaltleiters, die sowohl bei fehlender Flüssigkeit, als auch bei unzulässiger Überhitzung zur Abschaltung der Funktionseinheit führt.Differentiating is performed, the output is also connected to a second comparator. The latter compares the output potential of the differentiating element with a reference voltage. The use of the second comparator results in a second control loop which evaluates the rate of change of the temperature and takes effect as a dry-circuit protection circuit. The outputs of the two comparators are coupled together and act together on an actuator. Further protection against drying and overheating is described in the PS-DD-227 298. There is a simultaneous evaluation of liquid level and temperature, the former by means of a standing under AC electrode route, the latter with the help of a PTC thermistor, which leads to shutdown of the functional unit both in the absence of liquid, as well as inadmissible overheating.

Üblich ist auch ein Einsatz von Heißleitern in Kombination mit Schmelzeinsätzen, die nach erfolgter Eigenerwärmung des Heißleiters die Anlage abschalten (DD-223027).It is also common to use thermistors in combination with melt inserts, which switch off the system after self-heating of the thermistor (DD-223027).

Die Nachteile bekannter Schutzeinrichtungen liegen, wenn sie ein hohes Maß an Sicherheit bieten sollen, in ihrem großen Aufwand. Sie sind in jedem Fall anlagenspezifisch und häufig ist es erforderlich, mehrere Parameter gleichzeitig zu überwachen. Das bedingt letzlich komplizierte Schaltungsanordnungen. Ein Verzicht auf hohen Aufwand kann meist nur durch Nachteile wie mangelnde Sicherheit, schlechte Einstellbarkeit des auszulösenden Grenzwertes bzw. schlechtes Schaltverhalten in Übergangsphasen erkauft werden.The disadvantages of known safety devices are, if they are to offer a high degree of safety, in their great effort. They are in any case system-specific and it is often necessary to monitor several parameters simultaneously. This ultimately requires complicated circuitry. A waiver of high costs can usually be bought only by disadvantages such as lack of security, poor adjustability of the threshold to be triggered or poor switching behavior in transition phases.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist, eine Schutzvorrichtung zu schaffen, die bei sicherer Arbeitsweise und geringem schaltungstechnischem Aufwand die Gefahr einer Zerstörung von Baugruppen bestimmter Funktionseinheiten bei Eintritt eines unerwünschten ßetriebszustandes vermeidet.The aim of the invention is to provide a protective device which avoids the risk of destruction of assemblies of certain functional units at the occurrence of an undesirable operating condition with safe operation and low circuit complexity.

Object of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung anzugeben, die es gestatten, unabhängig von der Art der zu regelnden Zustandsgrößen in einem Steuer-und Regelsystem nach Eintreten eines unerwünschten Betriebszustandes eine zuverlässige Endabschaltung einer Funktionseinheit vorzunehmen.The invention has for its object to provide a method and a circuit arrangement, which make it possible, regardless of the type of state variables to be controlled in a control and regulating system after the occurrence of an undesirable operating state to make a reliable end of a functional unit.

Features of the invention

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Verfahren zum Schutz einer durch ein spezielles Steuer- und Regelsystem betriebenen Funktionseinheit den Einsatz eines elektronischen Endabschalters vorsieht, der es gestattet, Steuer- und Regelvorgänge unterschiedlichster physikalischer Zustandsgrößen zu überwachen und beim Eintreten eines unerwünschten Betriebszustandes eine Endabschaltung der Funktionseinheit über ein Stellglied vorzunehmen. Die Versorgungsspannung des elektronischen Endabschalters, der als monostabile Kippschaltung arbeitet, ist eine aus der Betriebsspannung der Funktionseinheit abgeleitete Größe. Die Monoflopzeit des Endabschalters wird so gewählt, daß sie ein Mehrfaches der maximalen Betriebsdauer der Funktionseinheit bei intaktem Steuer- und Regelsystem beträgt. Dadurch ergibt sich eine einfache Möglichkeit der Kontrolle des Steuer- und Regelsystems, die bei seinem Ausfall einen Dauerbetrieb der Funktionseinheit wirksam verhindert. Kontrollgrößen, die über einen Ruhekontakt des Stellglieds dem elektronischem Endabschalter zugeführt werden, sind hier lediglich die Betriebsspannung der Funktionseinheit sowie deren Laufzeit. Mit dem Inbetriebsetzen bzw. dem Abschalten der Funktionseinheit durch das Steuer- und Regelsystem erhält auch der elektronische Endabschalter seine Versorgungsspannung bzw. wird er wieder außer Betrieb gesetzt. Bei Störungen im Steuer- und Regelsystem (z. B. Dauerbetrieb der Funktionseinheit) tritt nach Ablauf der Monoflopzeit der Endabschalter in Funktion und bewirkt eine Abschaltung der Funktionseinheit über ein Stellglied mit Selbsthaltung. Eine Realisierung der genannten Verfahrensschritte wird dadurch erreicht, daß der elektronische Endabschalter aus einem Schwellwertschalter und einer Beschaltung des Schwellwertschalters zur Erzeugung eines Abschaltimpuises nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit für ein Stellglied mit Selbsthaltung besteht, der Schwellwertschalter zweier Komparatoren, einem Referenzspannungsteiler, ein R-S-Flipflop, einem Entladetransistor und eine invertierende Ausgangsstufe enthält und die Beschaltung einen aus zwei Widerständen bestehenden Spannungsverteiler mit Kondensator zur Erzeugung eines negativen Triggerimpulses am invertierenden Eingang des ersten Komparators, einen zeitbestimmenden Ladewiderstand und Ladekondensator sowie ein aus einem Widerstand und einem Kondensator bestehendes Siebglied am Ausgang der invertierenden Endstufe besitzt. Zwischen Siebglied und Stellglied ist eine in Durchlaßrichtung gepolte Diode geschaltet und ein weiterer Kondensator dient zur Glättung der Gleichspannung am invertierenden Eingang des zweiten Komparators. Der invertierende Eingang des zweiten Komparators ist mit dem nichtinvertierenden Eingang des ersten Komparators über den mittleren Widerstand des aus drei Widerständen bestehenden Referenzspannungsteilers verbunden. Der nichtinvertierende Eingang des zweiten Komparators liegt am Ladekondensator und der invertierende Eingang des ersten Komparators am gemeinsamen Verbindungspunkt des Spannungsteiler-Mittelabgriffs und des Kondensators zur Triggerimpulserzeugung. Die beiden Komparatoren sind mit ihren Ausgängen jeweils mit dem Setz- und dem Rücksetzeingang des R-S-Flipflop verbunden, dessen invertierender Ausgang zum Entladetransistor bzw. zur invertierenden Ausgangsstufe führt. Der Kollektor des Entladetransistors steht mit der spannungsführenden Seite des Ladekondensators in Verbindung.According to the invention the object is achieved in that the method for protecting a operated by a special control and regulating system functional unit provides for the use of an electronic Endabschalters, which allows control and regulating operations of different physical state variables to monitor and upon the occurrence of an undesirable operating condition, an end to perform the functional unit via an actuator. The supply voltage of the electronic limit switch, which operates as a monostable multivibrator, is derived from the operating voltage of the functional unit size. The Monoflopzeit the Endabschalters is chosen so that it is a multiple of the maximum operating time of the functional unit with intact control and regulation system. This results in a simple way of controlling the control and regulating system, which effectively prevents continuous operation of the functional unit in case of failure. Control variables that are supplied via a normally closed contact of the actuator to the electronic limit switch, here are only the operating voltage of the functional unit and their duration. When the functional unit is put into operation or switched off by the control and regulation system, the electronic limit switch also receives its supply voltage or is put out of operation again. In the event of faults in the control and regulating system (eg continuous operation of the functional unit), the limit switch comes into operation after the monoflop time has elapsed and causes the functional unit to be switched off via a self-holding actuator. A realization of said method steps is achieved in that the electronic Endabschalter consists of a threshold and a circuit of the threshold for generating a Abschaltimpuises after a predetermined time for an actuator with latching, the threshold of two comparators, a reference voltage divider, a RS flip-flop, a discharge transistor and an inverting output stage and the circuit comprises a two-resistor voltage distributor with capacitor for generating a negative trigger pulse at the inverting input of the first comparator, a time-determining charging resistor and charging capacitor and consisting of a resistor and a capacitor filter element at the output of the inverting output stage has. Between the filter element and the actuator, a forward biased diode is connected and another capacitor is used to smooth the DC voltage at the inverting input of the second comparator. The inverting input of the second comparator is connected to the non-inverting input of the first comparator via the average resistance of the three resistors reference voltage divider. The non-inverting input of the second comparator is connected to the charging capacitor and the inverting input of the first comparator to the common connection point of the voltage divider center tap and the trigger pulse generating capacitor. The two comparators are connected with their outputs in each case with the set and the reset input of the R-S flip-flop whose inverting output leads to the discharge transistor or to the inverting output stage. The collector of the discharge transistor is connected to the live side of the charging capacitor.

Bei Inbetriebnahme einer Funktionseinheit durch ein entsprechendes Steuer- und Regelsystem steigt gleichzeitig mit der Versorgungsspannung der Funktionseinheit die Spannung auf der Betriebsspannungsleitung des elektronischen Endabschalters von Null auf ihren vorgegebenen Sollwert an, während dessen alle aktiven Bauelemente und somit die Komparatoren, das R-S-Flipflop sowie die invertierende Ausgangsstufe und der Entladetransistor funktionsfähig werden. Der Anstieg der Betriebsspannung erzeugt einen negativen Triggerimpuls, der über den invertierenden Eingang des ersten Komparators am Eingang S des Flipflop ein Η-Signal auslöst und ihn damit ersetzt. Dadurch geht der Ausgang Q des Flipflop auf L, die Ausgangsstufen werden gesperrt, d. h. am Ausgang der invertierenden Ausgangsstufe sowie am Kollektor desWhen commissioning a functional unit by a corresponding control and regulating system simultaneously increases with the supply voltage of the functional unit, the voltage on the operating voltage of the electronic Endabschalters of zero to their predetermined setpoint, during which all active components and thus the comparators, the RS flip-flop and the inverting output stage and the discharge transistor are functional. The increase of the operating voltage generates a negative trigger pulse, which triggers a Η signal via the inverting input of the first comparator at the input S of the flip-flop and replaces it with it. As a result, the output Q of the flip-flop goes to L, the output stages are disabled, d. H. at the output of the inverting output stage as well as at the collector of the

Entladetransistors erscheint Η-Pegel. Mit der Sperrung des Entladetransistors kann das Aufladen des Ladekondensators über den Ladewiderstand beginnen. Dieser Zustand ändert sich auch nicht, wenn am invertierenden Eingang des ersten !Comparators die Trigger-Schwellspannung wieder überschritten wird (Ende des Trigger-impulses). Allerdings geht die Ausgangsspannung des ersten Komparators auf L, ohne daß jedoch das Flipflop seinen Zustand ändert. Erst wenn die Spannung am Ladekondensator und damit am nichtinvertierenden Eingang des zweiten Komparators den Schwellwert erreicht und überschreitet, nimmt der Ausgang des zweiten Komparators Η-Pegel an. Nun kippt das Flipflop am Ausgang auf H, d. h. es wird zurückgesetzt, und die Ausgangsstufen erhalten Steuerstrom und schalten auf L.Discharge transistor appears Η level. With the blocking of the discharge transistor, the charging of the charging capacitor via the charging resistor can begin. This state also does not change if the trigger threshold voltage is again exceeded at the inverting input of the first comparator (end of the trigger pulse). However, the output voltage of the first comparator goes to L, but without the flip-flop changing state. Only when the voltage at the charging capacitor and thus at the non-inverting input of the second comparator reaches and exceeds the threshold value does the output of the second comparator assume Η-level. Now the flip-flop at the output tilts to H, d. H. it is reset and the output stages receive control current and switch to L.

L-Potential an der invertierenden Ausgangsstufe bedeutet gleichzeitig Betriebsspannung für ein nachgeschaltetes Stellglied, während L-Potential am Kollektor des Entladetransistors zur Entladung des zeitbestimmenden Ladekondensators führt. Der eben beschriebene Abschaltvorgang für eine Funktionseinheit soll nur bei Eintreten eines unerlaubten Betriebszustandes im Steuer- und Regelsystem voll ablaufen. Im Normalbetrieb wird mit dem Abschalten der Funktionseinheit durch das Steuer- und Regelsystem auch die Betriebsspannungsversorgung des elektronischen Endabschalters unterbrochen, so daß dieser nicht wirksam wird. Im Zusammenhang mit dem Unterbrechen der Betriebsspannung des Endabschalters entsteht an der invertierenden Ausgangsstufe besonders bei größeren Monoflopzeiten ein negativer Impuls, der ohne nachgeschaltetes Siebglied in Verbindung mit einer in Fließrichtung betriebenen Diode zu einem kurzzeitigen Ansprechen des Stellgliedes, seiner Selbsthaltung und damit zum Abschalten der Anlage führen würde.L-potential at the inverting output stage means at the same time operating voltage for a downstream actuator, while L-potential at the collector of the discharge transistor leads to the discharge of the time-determining charging capacitor. The shutdown process just described for a functional unit should run fully only when an unauthorized operating state in the control and regulating system. In normal operation, the shutdown of the functional unit is interrupted by the control and regulating system and the operating voltage supply of the electronic Endabschalters so that it is not effective. In connection with the interruption of the operating voltage of the Endabschalters arises at the inverting output stage, especially at larger Monoflopzeiten a negative pulse that lead without downstream filter element in conjunction with a diode operated in the flow direction to a short-term response of the actuator, its self-holding and thus to shutdown the system would.

embodiment

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Eine über ein spezielles Steuer- und Regelsystem 1 betriebene selbstansaugende Kreiselpumpe 2 zur Überwachung des Grundwasserstandes in tiefer gelegenen Räumen soll bei Ausfall des Steuer- und Regelsystems speziell vor Dauerbetrieb durch einen elektronischen Endabschalter geschützt werden.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. A powered by a special control and regulation system 1 self-priming centrifugal pump 2 for monitoring the groundwater level in lower rooms should be protected against permanent operation by an electronic limit switch in case of failure of the control and regulation system.

Der erfindungsgemäße elektronische Endabschalter besteht aus einem Schwellwertschalter und Beschallung. Der Schwellwertschalter enthält die beiden Komparatoren 3 und 4, das R-S-Flipflop 5, einen Referenzspannungsteiier mit den Widerständen 6; 7 und 8, einen Entladetransistor 9 und eine invertierende Ausgangsstufe 10. Die Beschaltung des Schwellwertschalters besteht aus einem Spannungsteiler, gebildet aus den Widerständen 11 und 12, einem Kondensator 13 zur Erzeugung eines negativen Triggerimpulses, einem zeitbestimmenden Ladewiderstand 14 und Ladekondensator 15, einem Siebglied am Ausgang der invertierenden Ausgangsstufe 10, gebildet aus dem Siebwiderstand 16 und dem Siebkondensator 17 sowie einem Stellglied 18 (z. B. einem Relais), zu dem eine Diode 19 in Sperrichtung parallelgeschaltet ist. Zwischen Sieb-und Stellglied 18 befindet sich außerdem eine in Flußrichtung gepolte Diode 20. Der Kondensator 21 dient zur Gleichspannungsgiättung am invertierenden Eingang des Komparators 4. Die Spannungsversorgung des elektronischen Endabschalters übernimmt eine aus der Betriebsspannung der Kreiselpumpe 2 gespeiste Gleichspannungsversorgung 22. Der invertierende Eingang des Komparators 14 ist mit dem nichtinvertierenden Eingang des Komparators 3 über den Widerstand 7 des aus den Widerständen 6; 7 und 8 bestehenden Referenzspannungsteilers verbunden. Der nichtinvertierende Eingang des Komparators 4 liegt an der spannungsführenden Seite des Ladekondensators 15 und der invertierende Eingang des Komparators 3 am gemeinsamen Verbindungspunkt der Widerstände 11 und 12 sowie des Kondensators 13 zur Triggerimpulserzeugung. Die beiden Komparatoren 3 und 4 sind mit ihren Ausgängen mit dem Rücksetzeingang R und dem Setzeingang S des R-S-Flipflop 5 verbunden. Der invertierende Ausgang Q des R-S-Flipflop 5 steuert sowohl die Basis des Entladetransistors 9 als auch die invertierende Ausgangsstufe 10. Der Kollektor des Entladetransistors 9 steht mit der spannungsführenden Seite des zeitbestimmenden Ladekondensators 15 in Verbindung. Die Wechselspannungsversorgung des Steuer- und Regelsystems 1 erfolgt über einen Ruhekontakt des Relais 18. Die beiden Komparatoren 3 und 4, das R-S-Flipflop 5, die Widerstände 6; 7 und 8 des Referenzspannungsteilers, der Entladetransistor 9 und die invertierende Ausgangsstufe 10 können auch Bestandteile einer monolithisch integrierten Schaltung sein.The electronic Endabschalter invention consists of a threshold and sound. The threshold value includes the two comparators 3 and 4, the R-S flip-flop 5, a Referenzspannungssteiier with the resistors 6; 7 and 8, a discharge transistor 9 and an inverting output stage 10. The wiring of the threshold consists of a voltage divider formed from the resistors 11 and 12, a capacitor 13 for generating a negative trigger pulse, a time-determining charging resistor 14 and charging capacitor 15, a Siebglied am Output of the inverting output stage 10, formed of the sieve resistor 16 and the filter capacitor 17 and an actuator 18 (eg, a relay), to which a diode 19 is connected in parallel in the reverse direction. Between capacitor and actuator 18 is also a poled in the direction of flux diode 20. The capacitor 21 is used for Gleichspannungsgiättung at the inverting input of the comparator 4. The power supply of the electronic Endabschaltalters accepts a fed from the operating voltage of the centrifugal pump 2 DC power supply 22. The inverting input of Comparator 14 is connected to the non-inverting input of the comparator 3 via the resistor 7 of the resistors 6; 7 and 8 existing reference voltage divider connected. The non-inverting input of the comparator 4 is located at the voltage-carrying side of the charging capacitor 15 and the inverting input of the comparator 3 at the common connection point of the resistors 11 and 12 and the capacitor 13 for trigger pulse generation. The two comparators 3 and 4 are connected with their outputs to the reset input R and the set input S of the R-S flip-flop 5. The inverting output Q of the R-S flip-flop 5 controls both the base of the discharge transistor 9 and the inverting output stage 10. The collector of the discharge transistor 9 is connected to the live side of the time-determining charging capacitor 15 in connection. The AC voltage supply of the control and regulation system 1 via a normally closed contact of the relay 18. The two comparators 3 and 4, the R-S flip-flop 5, the resistors 6; 7 and 8 of the reference voltage divider, the discharge transistor 9 and the inverting output stage 10 may also be components of a monolithic integrated circuit.

Mit dem Einschalten der Kreiselpumpe 2 durch das Steuer- und Regelsystem 1 erhält auch der elektronische Endabschalter über einen Ruhekontakt des Relais 18 und über die Gleichspannungsversorgung 22 seine Betriebsspannung. Der Betriebsspannungsanstieg erzeugt einen negativen Triggerimpuls am gemeinsamen Verbindungspunkt der Widerstände 11 und 12 sowie des Kondensators 13, der über den invertierenden Eingang des Komparators 3 am Eingang S des R-S-Flipflop 5 einen Setzimpuls auslöst und der das Flipflop aus der bisher eingenommenen Ruhelage kippt. Dadurch wird der Entladetransistor 9 gesperrt und das Aufladen des zeitbestimmenden Ladekondensators 15 über den Ladewiderstand 14 kann beginnen. Wenn die Spannung am Ladekondensator 15 und damit am nichtinvertierenden Eingang des Komparators 4 den Schwellwert erreicht und überschreitet, wird über den Η-Pegel am Ausgang des Komparators 4 das R-S-Flipflop 5 zurückgesetzt. Dadurch gehen beide Ausgänge, der der invertierenden Ausgangsstufe 10 und der Kollektor des Entladetransistors 9 auf L-Pegel. Als Folge davon erhält das Relais 18 Spannung und bewirkt eine Endabschaltung der Pumpe bei gleichzeitiger Selbsthaftung des Relais durch die weiterhin eingeschaltete Gleichspannungsversorgung 22. Die folgende Funktionstabelle gibt die Relaisverhältnisse am R-S-Flipflop 5, am Ausgang der invertierenden Ausgangsstufe 10 und am Kollektor des Entladetransistors 9 für die verschiedenen Eingangspegel wieder.With the switching on of the centrifugal pump 2 by the control and regulation system 1 also receives the electronic Endabschalter via a normally closed contact of the relay 18 and the DC power supply 22 its operating voltage. The operating voltage increase generates a negative trigger pulse at the common connection point of the resistors 11 and 12 and the capacitor 13, which triggers a set pulse via the inverting input of the comparator 3 at the input S of the R-S flip-flop 5 and tilts the flip-flop from the previously occupied rest position. As a result, the discharge transistor 9 is blocked and the charging of the time-determining charging capacitor 15 via the charging resistor 14 can begin. When the voltage at the charging capacitor 15 and thus at the noninverting input of the comparator 4 reaches and exceeds the threshold value, the R-S flip-flop 5 is reset via the Η level at the output of the comparator 4. As a result, both outputs, the inverting output stage 10 and the collector of the discharge transistor 9 go to L level. As a result, the relay 18 receives voltage and causes a final shutdown of the pump while self-adhesion of the relay by the still switched DC power supply 22. The following function table gives the relay ratios at the RS flip-flop 5, at the output of the inverting output stage 10 and the collector of the discharge 9th for the different input levels again.

Eingängeinputs

Ausgänge 10Outputs 10

Triggerimpuls liegt an Triggerimpuls beendet Überschreiten des Schweliwertes an 15Trigger pulse is on Trigger pulse ended Exceeding of the threshold value 15

L LL L

LLH alle übrigen Pegel bleiben erhalten HHLLLH all remaining levels are retained HHL

Im allgemeinen wird ein Überschreiten des Schwellwertes am Ladekondensator 15 dadurch vermieden, daß man die Haltezeit des Monoflop wesentlich größer als die Betriebszeit der Kreiselpumpe wählt, so daß es im Normalfall, d. h. bei intaktem Steuer- und Regelsystem, nicht zum Ansprechen des Endabschalters kommt. Mit dem Abschalten der Kreiselpumpe wird auch die Betriebsspannung des elektronischen Endabschalters zurückgenommen und damit werden alle gemäß Funktionstabelle ausgelösten Vorgänge wieder abgebrochen. Der im Zusammenhang mit dem Abschalten der Betriebsspannung an der invertierenden Ausgangsstufe 10 auftretende negative Impuls wird durch den Siebwiderstand 16, dem Siebkondensator" 17 und die Diode 20 wirksam abgeschwächt.In general, exceeding the threshold value at the charging capacitor 15 is avoided in that one chooses the holding time of the monoflop much larger than the operating time of the centrifugal pump, so that it is normally, d. H. with intact control system, does not come to the response of Endabschalters. With the switching off of the centrifugal pump and the operating voltage of the electronic Endabschalters is withdrawn and thus all triggered according to the function table processes are aborted again. The negative pulse occurring in connection with the switching off of the operating voltage at the inverting output stage 10 is effectively attenuated by the sieve resistor 16, the filter capacitor 17 and the diode 20.

Claims

1. A method for protecting a functional unit operated by a special control and regulating system by means of an electronic Endabschalters, characterized in that for monitoring control and regulating operations of different physical state variables, the supply voltage of Endabschalters represents a derived from the operating voltage of the functional unit size and that as the Endabschalter supplied via an actuator control variables, the operating voltage of the functional unit and their running time are used, which cause the onset of an undesirable operating state, a shutdown of the operating voltage of the control and regulation system and thus a final shutdown of the functional unit via an actuator.

2. Circuit arrangement for carrying out the method according to claim 1, characterized in that the electronic Endabschalter consists of a threshold value switch including circuitry and that the threshold value two comparators (3; 4), an RS flip-flop (5), a reference voltage divider with the resistors ( 6, 7, 8), a discharge transistor (9) and an inverting output stage (10) and the wiring of the threshold of a voltage divider with the resistors (11; 12), a capacitor for trigger pulse generation (13), a time-determining charging resistance ( 14) and charging capacitor (15), a sieve member at the output of the inverting output stage (10), formed from the sieve resistor (16) and the filter capacitor (17) and a between the filter element and relay (18) arranged in the direction of flux poled diode (20) , consists.

3. A circuit arrangement according to claim 2, characterized in that with the commissioning of the functional unit (2) by the control and regulating system (1) simultaneously via the DC power supply (22) with the operating voltage of the functional unit (2) via a normally closed contact of the relay (18) is coupled, a stabilized operating voltage is provided for the Endabschalter whose increase after switching generates a trigger pulse at the common connection point of the resistors (11; 12) and the capacitor (13), which in turn starts the monostable multivibrator.

4. Circuit arrangement according to claim 2 and 3, characterized in that the Monoflopzeit is a multiple of the operating time of the functional unit (2), so that the started in Endabschalter operations already stopped before the end of his Monoflopzeit by switching off the DC power supply (22) and by a suitable Wiring the output of the inverting output stage (10) with the sieve resistor (16), the filter capacitor (17) and the diode (20) premature response of the actuator (18) is avoided as a result of the DC shutdown.