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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1
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Derartige Schaltungsanordnungen werden zur
Ansteuerung von Sensoren eingesetzt, wobei typischerweise über die
jeweilige Schaltungsanordnung Betriebsparameter des Sensors vorgegeben werden.
Diese Betriebsparameter werden in den Sensor eingegeben, um dessen
Betrieb an die jeweilige Applikation anzupassen.
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Derartige Sensoren, insbesondere
optische Sensoren werden häufig
auch zur Gefahrenbereichsabsicherung an Maschinen und Anlagen eingesetzt. Ein
Beispiel für
derartige optische Sensoren sind Flächendistanzsensoren mittels
derer das Vorfeld einer Maschine, eines Fahrzeugs oder einer Anlage überwacht
wird. Diese Flächendistanzsensoren
weisen ein Distanzsensorelement auf, welches Sendelichtstrahlen
zur Detektion von Objekten emittiert. Zudem weist der Flächendistanzsensor
eine Ablenkeinheit auf, mittels derer die Sendelichtstrahlen innerhalb
einer Fläche
periodisch abgelenkt werden. Mit dem Flächendistanzsensor können dann
innerhalb der erfassten Fläche
Objekte geortet werden, d.h. es erfolgt eine Positionsbestimmung
der Objekte.
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Je nach Applikation, in welcher ein
derartiger Flächendistanzsensor
eingesetzt wird, müssen
vorgegebene Bereiche an Fahrzeugen, Maschinen oder Anlagen überwacht
werden. Entsprechend den Abmessungen eines solchen Bereichs wird
in dem Flächendistanzsensor
ein Schutzfeld vorgegebener Größe definiert,
welches einen Ausschnitt der von Sendelichtstrahlen überstrichenen
Fläche
bildet. Dann wird mit dem Flächendistanzsensor
erfasst, ob ein Objekt in das Schutzfeld eindringt. Sobald dieses der
Fall ist, wird im Flächendistanzsensor
ein Alarmsignal generiert, welches vorzugsweise zur Außerbetriebsetzung
der überwachten
Einheit führt,
so dass insbesondere eine Gefährdung
von einer in das Schutzfeld eindringenden Person ausgeschlossen wird.
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Für
den Einsatz in derartigen sicherheitskritischen Anwendungen, insbesondere
im Bereich des Personenschutzes, weisen die Sensoren einen zweikanaligen
Aufbau auf, um das jeweils geforderte Sicherheitsniveau zu erreichen.
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Problematisch hierbei ist jedoch
das Einlesen von Betriebsparametern in derartige Sensoren, da auch
bereits für
den Einlesevorgang das geforderte Sicherheitsniveau erfüllt werden
muss.
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Ein Beispiel für das Einlesen derartiger Betriebsparameter
in Sensoren ist die Auswahl von verschiedenen Schutzfeldern in Flächendistanzsensoren
gemäß der
DE 199 17 509 C1 .
Bei den dort beschriebenen Flächendistanzsensoren
können
mehrere unterschiedliche Schutzfelder in einer Auswerteeinheit abgespeichert
sein.
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Zur Auswahl eines Schutzfeldes sind
mehrere Schalter über
jeweils eine Zuleitung an einen Eingang der Auswerteeinheit angeschlossen,
wobei jedem Eingang ein abgespeichertes Schutzfeld zugeordnet ist.
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Durch Betätigen eines Schalters steht
am zugeordneten Eingang ein vorgegebener Signalwert an, welcher
einer Aktivierung des Eingangs entspricht. Dadurch wird das zugeordnete
abgespeicherte Schutzfeld aktiviert, wobei die Objekte in diesem
Schutzfeld erfasst werden. Zu Testzwecken ist über einen Ausgang der Auswerteeinheit
auf die Zuleitungen jeweils ein vorgegebener Signalwert ausgebbar,
welcher im fehlerfreien Fall an dem entsprechenden Eingang der Auswerteeinheit
ansteht.
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Durch das Rücklesen des von der Auswerteeinheit
zu Testzwecken ausgelesenen Signals wird eine fehlersichere Verarbeitung
des vom jeweiligen Schalter eingelesenen Signals gewährleistet.
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Damit ist jedoch in keiner Weise
gewährleistet,
dass der Schalter selbst fehlersicher aufgebaut ist und damit sichere
Schaltsignale generiert.
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Soll der Flächendistanzsensor für sicherheitskritische
Applikationen insbesondere im Bereich des Personenschutzes eingesetzt
werden, so ist es erforderlich, dass nicht nur der Sensor selbst
sondern auch die Schaltungsanordnung zur Auswahl der Schutzfelder
das geforderte Sicherheitsniveau erfüllt.
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Prinzipiell kann diese Anforderung
dadurch erfüllt
werden, dass zur Auswahl der Schutzfelder zweikanalige selbstüberwachende
Steuerungen, insbesondere SPS-Steuerungen eingesetzt werden. Derartige
Steuerungen sind jedoch sehr teuer, wodurch der Kostenaufwand für derartige
Schaltungsanordnungen unerwünscht
hoch ist.
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Die
US
5,218,196 betrifft eine Vorrichtung zur Funktionssicherstellung
eines Schaltkreises eines Photodetektorsystems. Das Photodetektorsystem
ist insbesondere als Lichtvorhang ausgebildet. Dieses generiert
ein Sensorsignal, welches in dem Schaltkreis als Eingabesignal verarbeitet
wird. Dabei wird im Schaltkreis ein Ausgabesteuerungssignal generiert,
mit welchem beispielsweise eine Maschine gestoppt werden kann. Der
Schaltkreis weist eine erste Rechnereinheit auf, in welcher die
Signalverarbeitung des Sensorsignals zur Generierung des Ausgabesteuerungssignals
erfolgt. Weiterhin ist eine zweite Rechnereinheit vorgesehen, welche
die Funktion der ersten Rechnereinheit überwacht. Die zweite Rechnereinheit
ist als Watchdog-Microcontroller ausgebildet. Diese simuliert Sensorsignale
und deaktiviert die erste Rechnereinheit, falls diese anhand der Simulationssignale
eine Fehlfunktion zeigt.
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Diese Vorrichtung bildet somit eine
zweikanalige Sensorsignalverarbeitungseinheit, wobei durch interne
Simulation von Sensorsignalen Fehler in der Signalverarbeitung aufgedeckt
werden können.
Die Problematik eines fehlersicheren Einlesens externer Schaltsignale
ist dort nicht angesprochen.
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Die
DE 40 33 243 A1 betrifft eine Schaltungsanordnung
zur Ansteuerung von photoelektrischen Bauelementen einer Lichtschranke
oder dergleichen. Die Bauelemente werden nacheinander mittels einer Umschalteinrichtung
im Multiplexverfahren angesteuert. Zur Aufdeckung von Funktionsfehlern
ist eine Kontrolleinrichtung vorgesehen. Hierbei sind die photoelektrischen
Bauelemente matrixförmig
an den Ausgängen
von Decodern angeschlossen, die mit voneinander unabhängigen,
die Kontrolleinrichtung bildenden Prozessoren zusammenwirken.
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Die
DE 298 07 121 U1 betrifft eine Schaltungsanordnung
für ein
Sicherheitslichtgitter mit mehreren Kanälen, wobei jeder Kanal einen
Lichtsender und Lichtempfänger
aufweist. Zudem sind zwei Mikrokontroller vorsehen.
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Jeder Sender weist zwei Sendebauelemente auf
und jeder Empfänger
weist zwei Empfangsbauelemente auf, wobei jedes dieser zwei Bauelemente des
Senders bzw. Empfängers
mit einem anderen Mikrokontroller verbunden ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art so auszubilden, dass
mit geringem Kostenaufwand Schaltsignale sicher und überprüfbar in
einen Sensor eingebbar sind.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sind die
Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen
und zweckmäßige Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zum
Einlesen von Schaltsignalen in einem Sensor weist eine Steuereinheit
zur Generierung von Schaltsignalen mit vorgegebenen Schaltzuständen auf.
Der Steuereinheit sind jeweils zwei Rechnereinheiten nachgeordnet,
welche zur gegenseitigen Funktionsüberprüfung und Synchronisierung gekoppelt
sind. Die Schaltsignale werden jeweils beiden Rechnereinheiten zugeführt. In
jeder Rechnereinheit wird für
jedes Schaltsignal ein Aktivierungssignal generiert. Den Rechnereinheiten
ist eine der Anzahl von Schaltsignalen entsprechende Anzahl von
Kopplungseinheiten nachgeordnet, wobei auf die Eingänge jeder
Kopplungseinheit die einem Schaltsignal zugeordneten Aktivierungssignale
beider Rechnereinheiten zugeführt
sind, und wobei der Ausgang jeder Kopplungseinheit auf einen Eingang
des Sensors geführt
ist. Durch Anliegen einer vorgegebenen Kombination von Schaltzuständen der
Aktivierungssignale an einer Kopplungseinheit wird über diese
der Schaltzustand des entsprechenden Schaltsignals der Steuereinheit
in den Sensor eingespeist.
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Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin,
die in einer Steuereinheit generierten Schaltsignale über eine
Schaltungsanordnung in einen Sensor einzulesen, welche zwei einkanalig
aufgebaute Rechnereinheiten aufweist. In jeder Rechnereinheit wird
für ein
Schaltsignal ein Aktivierungssignal generiert. Die einem Schaltsignal
zugeordneten Aktivierungssignale der beiden Rechnereinheiten dienen zur
Ansteuerung einer Kopplungseinheit. Dabei sind die Aktivierungssignale
so gewählt,
dass deren Schaltzustände
in eindeutiger Weise vom Schaltzustand des zugeordneten Schaltsignals
abhängen
und dabei zugleich so auf die Kopplungseinheit geschaltet sind,
dass deren Ausgangssignal wieder den Schaltzustand des Schaltsignals
liefert, welcher dann über
einen Eingang in den Sensor eingelesen wird. Durch diesen zweikanaligen
Aufbau der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnungen
sowie durch die gegenseitige Funktionsüberprüfung der synchronisiert arbeitenden
Rechnereinheiten wird ein sicheres und überprüfbares Einlesen der Schaltsignale
in den Sensor erreicht.
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Die Steuereinheit ist vorzugsweise
von einer Steuerung, insbesondere einer Fahrzeugsteuerung oder einer
Maschinensteuerung, gebildet. Generell kann die Steuereinheit auch
von einem Software-Modul oder von Aktoren gebildet sein.
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Durch den einkanaligen Aufbau der
Rechnereinheiten, die insbesondere als SPS-Steuerungen ausgebildet
sind, wird ein kostengünstiger
Aufbau der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
erhalten.
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Zur Synchronisation der Rechnereinheiten sind
diese vorzugsweise über
zwei Synchronisationsleistungen gekoppelt, über welche Synchronisierungssignale
gesendet werden
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In einer vorteilhaften Ausführungsform
weist der Sensor überwachte,
einfehlersichere Eingänge wie
in der
DE 199 17 509
C1 beschrieben auf. In dieser Konfiguration erfüllt die
erfindungsgemäße Schaltungsanordnung
die für
den Einsatz im Personenschutz geforderten Sicherheitsanforderungen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung sind die Kopplungseinheiten als Optokoppler ausgebildet
und bilden so eine galvanisch getrennte Schnittstelle zum Sensor.
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Die gegenseitige Funktionsüberprüfung der synchronisiert
arbeitenden Rechnereinheiten erfolgt vorzugsweise in Form dynamischer
Testungen, die in vorgegebenen Zeitintervallen durchgeführt werden. Dabei
wird in einer ersten Rechnereinheit der Schaltzustand eines Aktivierungssignals
kurzzeitig geändert
und die entsprechende Änderung
in der jeweils anderen Rechnereinheit abgeprüft. Mit dieser Funktionsprüfung kann
insbesondere festgestellt werden, ob eine Rechnereinheit abschalten
kann oder nicht.
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Die Erfindung wird im nachstehenden
anhand der Zeichnung erläutert.
Es zeigt:
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1 Blockschaltbild
eines Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zum
Einlesen von Schaltsignalen in einen Sensor.
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1 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
einer Schaltungsanordnung 1 zum Einlesen von Schaltsignalen in einen
Sensor 2.
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Der Sensor 2 ist im vorliegenden
Ausführungsbeispiel
von einem Flächendistanzsensor
gebildet. Der Flächendistanzsensor
weist ein nicht gesondert dargestelltes Distanzsensorelement sowie
eine ebenfalls nicht dargestellte Ablenkeinheit auf. Mit dem Distanzsensorelement
erfolgt die Bestimmung von Distanzen von Objekten nach dem Laufzeitverfahren.
Hierzu weist das Distanzsensorelement einen Sendelichtstrahlen emittierenden
Sender und einen Empfangslichtstrahlen empfangenden Empfänger auf.
Aus der Laufzeit der zu einem Objekt geführten Sendelichtstrahlen und
von diesem zurückreflektierten
Empfangslichtstrahlen wird die jeweilige Objektdistanz berechnet.
Mit der Ablenkeinheit werden die Sendelichtstrahlen in einer Abtastebene
periodisch abgelenkt. Durch die Erfassung der aktuellen Winkellagen
der Sendelichtstrahlen und der zugeordneten Distanzwerte wird eine
Ortung von Objekten innerhalb der Abtastebene ermöglicht.
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Mit dem Flächendistanzsensor wird überwacht,
ob ein Objekt in ein vorgegebenes Schutzfeld eindringt. Das Schutzfeld
bildet einen definierten Ausschnitt der Abtastebene. Sobald ein
Eindringen eines Objektes in das Schutzfeld registriert wird, wird in
dem Sensor 2 ein Abtastsignal generiert. Der Sensor 2 wird
insbesondere im Bereich des Personenschutzes zur Gefahrenbereichsüberwachung
eingesetzt. Demzufolge weist die Auswerteeinheit des Sensors 2,
in welcher die Signalauswertung des Distanzsensorelements erfolgt,
einen redundanten, zweikanaligen Aufbau auf.
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Je nach Applikation kann es erforderlich sein,
mit dem Sensor 2 Objekte innerhalb unterschiedlicher Schutzfelder
zu erfassen. Daher sind in dem Sensor 2 mehrere Schutzfelder
und deren Geometrien abgespeichert. Im vorliegenden Fall sind zwei
verschiedene Schutzfelder im Sensor 2 abgespeichert.
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Entsprechend dem jeweiligen Anwendungsfall
wird eines dieser Schutzfelder ausgewählt, so dass innerhalb dieses
Schutzfeldes mit dem Sensor 2 Objekte erfassbar sind.
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Zur Auswahl des jeweiligen Schutzfeldes sind
die abgespeicherten Schutzfelder jeweils einem Eingang 3a,b des
Sensors 2 zugeordnet. Im vorliegenden Fall weist der Sensor 2 zwei
einfehlersichere Eingänge 3a,b zur
Auswahl der Schutzfelder auf.
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Die Auswahl des jeweiligen Schutzfeldes
erfolgt über
eine Steuereinheit 4. Im einfachsten Fall besteht die Steuereinheit 4 aus
einer Anzahl von Aktoren, insbesondere Schaltern, mittels derer
das gewünschte
Schutzfeld ausgewählt
werden kann. Alternativ ist die Steuereinheit von einer Maschinen-
oder Fahrzeugsteuerung gebildet. Allgemein kann ein Software-Modul,
welches in Steuerungen oder dergleichen integriert ist, die Funktion
der Steuereinheit übernehmen.
Entsprechend der Anzahl der auszuwählenden Schutzfelder weist
die Steuereinheit 4 zwei Ausgänge 5a,b auf, über welche
jeweils ein binäres
Schaltsignal ausgegeben wird. Jedes Schaltsignal weist zwei Schaltzustände „ein" und „aus" auf.
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Über
die der Steuereinheit 4 nachgeordnete Schaltungsanordnung 1 wird
jeweils ein Schaltsignal auf einen Eingang 3a,b des Sensors 2 geführt. Mit der
Steuereinheit 4 wird ein Schutzfeld dadurch ausgewählt, das
durch Betätigen
der Steuereinheit 4 das entsprechende Schaltsignal in den
Schaltzustand „ein" gesetzt wird, während die
anderen Schaltsignale den Schaltzustand „aus" einnehmen. Dadurch wird erreicht, dass
in dem Sensor 2 immer nur ein Schutzfeld ausgewählt und
aktiviert ist.
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Zur Erfüllung der sicherheitstechnischen
Anforderungen insbesondere für
den Einsatz im Personenschutz weist die der Steuereinheit 4 nachgeordnete
Schalteranordnung einen im wesentlichen zweikanaligen Aufbau auf,
so dass mittels dieser ein fehlersicheres Einlesen der Schaltsignale
in den Sensor 2 gewährleistet
ist.
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Die Schaltungsanordnung 1 weist
zwei Rechnereinheiten 6, 7 auf, die insbesondere
als SPS-Steuerungen ausgebildet sind. Die Rechnereinheiten 6, 7 weisen
einen einkanaligen Aufbau auf und sind vorteilhaft identisch ausgebildet.
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Jedes Schaltsignal an einem Ausgang 5a,b der
Steuereinheit 4 wird jeweils in einen Eingang 8a,b, 9a,b jeder
Rechnereinheit 6, 7 eingelesen. In jeder Rechnereinheit 6, 7 wird
zu jedem Schaltsignal ein binäres
Aktivierungssignal generiert. Das binäre Aktivierungssignal weist
die Schaltzustände „high" und „low" auf.
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Die Aktivierungssignale, die in jeder
Rechnereinheit 6, 7 generiert werden, werden über jeweils
einen separaten Ein-/Ausgang 10a,b, 11a,b der
jeweiligen Rechnereinheit 6, 7 ausgelesen. Jeder Ein-/Ausgang
weist eine Richtungsbeschaltung auf, mittels derer der Ein-/Ausgang
sowohl als Eingang als auch Ausgang betrieben werden kann.
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Zur Ausgabe eines Aktivierungssignals
wird ein derartiger Ein-/Ausgang 10a,b, 11a,b als
Ausgang betrieben. Insbesondere zu Testzwecken wird ein Ein-/Ausgang 10a,b, 11a,b als
Eingang betrieben.
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Alternativ können anstelle von Ein-/Ausgängen auch
Beschaltungen mit separaten Eingängen und
Ausgängen
vorgesehen sein.
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Das Aktivierungssignal an einem Ein-/Ausgang 10a,b der
ersten Rechnereinheit 6 und das Aktivierungssignal an einem
Ein-/Ausgang 11a,b der zweiten Rechnereinheit 7,
welche jeweils einem Schaltsignal zugeordnet sind, werden einer
Kopplungseinheit 12a,b zugeführt. Im vorliegenden Fall sind
zwei identische, als Optokoppler ausgebildete Kopplungseinheiten 12a,b vorgesehen.
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Die einem Schaltsignal zugeordneten
Aktivierungssignale der Rechnereinheiten 6, 7 werden über ein
Widerstandsnetzwerk dem zugeordneten Optokoppler zugeführt. Das
Widerstandsnetzwerk umfasst mehrere Widerstände 13 – 17,
wobei ein Widerstand 15 dieses Netzwerks dem Optokoppler
parallel geschaltet ist. Dieser Widerstand 15 bildet einen Bypass-Widerstand,
der dafür
sorgt, dass an den zugeordneten Ein-/Ausgängen 10a,b, 11a,b der
Rechnereinheiten 6, 7 ein definierter Spannungspegel
anliegt, auch wenn durch den Optokoppler kein Strom fließt.
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Die Ausgänge der Kopplungseinheiten 12a,b sind
auf jeweils einen Eingang 3a,b des Sensors 2 geführt. Weiterhin
ist jede Kopplungseinheit 12a,b an ein Versorgungsspannungspotential
und über
einen Widerstand 18 an einen Massenanschluss des Sensors 2 geschaltet.
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Die Rechnereinheiten 6, 7 sind über zwei Synchronisationsleitungen 19, 20 gekoppelt.
Dabei sind die Synchronisationsleitungen 19, 20 an Ein-/Ausgänge 10c,d, 11c,d der
Rechnereinheiten angeschlossen. Über
die Synchronisati onsleitungen werden Synchronisierungssignale gesendet,
wodurch die Rechnereinheiten 6, 7 synchron betrieben werden.
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Die Ein-/Ausgänge 10a,b, 11a,b der
Rechnereinheiten 6, 7 sind jeweils derart auf
den zugeordneten Optokoppler geführt,
dass durch diesen nur dann Strom fließen kann, wenn das Aktivierungssignal
der ersten Rechnereinheit 6 den Schaltzustand „high" einnimmt und zugleich
das Aktivierungssignal der zweiten Rechnereinheit 7 den
Schaltzustand „low" einnimmt. Diese
Belegung der Schaltzustände der
Aktivierungssignale entspricht dem Schaltzustand „ein" des zugeordneten
Schaltsignals. Durch den Stromfluss im Optokoppler wird dieser Schaltzustand
in den zugeordneten Eingang 3a,b des Sensors 2 eingelesen.
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Der Schaltzustand „aus" eines Schaltsignals wird
in den Aktivierungssignalen der nachgeordneten Rechnereinheiten 6, 7 derart
kodiert, dass das Aktivierungssignal der ersten Rechnereinheit 6 den Schaltzustand „low" und das Aktivierungssignal
der zweiten Rechnereinheit 7 den Schaltzustand „high" einnimmt. Alternativ
könnten
auch beide Aktivierungssignale den Schaltzustand „low" oder beide Aktivierungssignale
den Schaltzustand „high" annehmen. In jedem
Fall fließt
dann durch den zugeordneten Optokoppler kein Strom. Das damit am
Ausgang des Optokopplers anstehende Ausgangssignal entspricht dem
Schaltzustand „aus" des Schaltsignals, welches
in den entsprechenden Eingang 3a,b des Sensors 2 eingelesen
wird.
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Somit wird durch die Abbildung der
Schaltzustände
der Schaltsignale auf die Schaltzustände der Aktivierungssignale
und die nachfolgende Generierung des Ausgangssignals des jeweils
zugeordneten Optokopplers, welches in eindeutiger Weise von den Schaltzuständen der
Aktivierungssignale an dessen Eingang abhängt, der Schaltzustand des
Schaltsignals am Ausgang des Optokopplers wieder gewonnen und in
die Rechnereinheit 6, 7 eingelesen.
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Zur Funktionsüberprüfung der Rechnereinheiten 6, 7 wird
in vorgegebenen Zeitintervallen eine dynamische Testung durchgeführt. Dabei
erfolgt die Funktionsprüfung
zweckmäßigerweise
innerhalb zweier getrennten Zyklen. In einem ersten Zyklus überprüft die erste
Rechnereinheit 6, ob die zweite Rechnereinheit 7 die
Abschaltfunktion der ersten Rechnereinheit 6 intakt ist.
Die Funktionsüberprüfung erfolgt
dabei derart, dass in einer Rechnereinheit 6 ein Aktivierungssignal
geändert
wird, wobei die Änderung
in der jeweils anderen Rechnereinheit 7 registriert wird.
In einem zweiten Zyklus überprüft die zweite
Rechnereinheit 7 entsprechend die Abschaltfunktion der
ersten Rechnereinheit 6.
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Die Durchführung einer derartigen Funktionsprüfung wird
anhand des nachstehenden Beispiels unter Bezug auf 1 erläutert.
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Die Funktionsüberprüfung erfolgt für den Fall,
das zur Auswahl des ersten Schutzfeldes nur das erste Schaltsignal
am Ausgang 5a der Steuereinheit 4 den Schaltzustand „ein" einnimmt. Demzufolge weist
das zugeordnete Aktivierungssignal am Ein-/Ausgang 10a der
ersten Rechnereinheit 6 den Schaltzustand „high" und das zugeordnete
Aktivierungssignal am Ein-/Ausgang 11a der zweiten Rechnereinheit 7 den
Schaltzustand „low" auf.
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Der erste Zyklus der Funktionsprüfung wird über die
erste Rechnereinheit 6 ausgelöst, in dem über die Synchronisationsleitungen
ein Startsignal an die zweite Rechnereinheit 7 gesendet
wird. Gleichzeitig schaltet die erste Rechnereinheit 6 den Ein-/Ausgang 10a auf
Eingangsbetrieb. Durch das Start-Signal ändert die zweite Rechnereinheit 7 den Schaltzustand
des Aktivierungssignals am Ein-/Ausgang 11a von „low" auf „high". Die dadurch resultierende
Pegeländerung
wird an dem auf Eingangsbetrieb geschalteten Ein-/Ausgang 10a der
ersten Rechnereinheit 6 registriert und ausgewertet. Im
fehlerfreien Betrieb muss dort eine der Signal-Änderung am Ein-/Ausgang 11a entsprechende
Pegeländerung registriert
werden.
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Der zweite Zyklus der Funktionsprüfung wird über die
zweite Rechnereinheit 7 ausgelöst, in dem über die Synchronisationsleitungen
ein Startsignal an die zweite Rechnereinheit 7 gesendet
wird. Gleichzeitig schaltet die zweite Rechnereinheit 7 den Ein-/Ausgang 11a auf
Eingangsbetrieb. Durch das Start-Signal ändert die erste Rechnereinheit 6 den Schaltzustand
des Aktivierungssignals am Ein-/Ausgang 10a von „low" auf „high". Die dadurch resultierende
Pegeländerung
wird an dem auf Eingangsbetrieb geschalteten Ein-/Ausgang 11a der
zweiten Rechnereinheit 7 registriert und ausgewertet. Im
fehlerfreien Betrieb muss dort eine der Signal-Änderung am Ein-/Ausgang 10a entsprechende
Pegeländerung
registriert werden.
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Das in 1 dargestellte
Ausführungsbeispiel
betrifft eine Anordnung zur Auswahl von zwei Schutzfeldern, wobei
hierzu zwei Kopplungseinheiten 12a,b vorgesehen sind.
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Diese Anordnung ist dahin gehend
erweiterbar, dass auch mehrere Schutzfelder ausgewählt werden
können.
Besonders bevorzugt ist eine Ausbildung einer Schaltungsanordnung
zur Auswahl von vier Schutzfeldern. In diesem Fall sind vier Kopplungseinheiten
vorgesehen, wobei die Zahl der Ein- bzw. Ausgänge der Steuereinheit 4,
der Rechnereinheiten 6, 7 und des Sensors 2 entsprechend
angepasst ist.
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- 1
- Schaltungsanordnung
- 2
- Sensor
- 3a,b
- Eingang
des Sensors
- 4
- Steuereinheit
- 5a,b
- Ausgänge
- 6
- erste
Rechnereinheit
- 7
- zweite
Rechnereinheit
- 8a,b
- Eingang
(der ersten Rechnereinheit)
- 9a,b
- Eingang
(der zweiten Rechnereinheit)
- 10a,b
- Ein-/Ausgang
(der ersten Rechnereinheit)
- 10c,d
- Ein-/Ausgang
(der ersten Rechnereinheit)
- 11a,b
- Ein-/Ausgang
(der zweiten Rechnereinheit)
- 11c,d
- Ein-/Ausgang
(der zweiten Rechnereinheit)
- 12a,b
- Kopplungseinheit
- 13 – 17
- Widerstände
- 18
- Widerstand
- 19
- Synchronisationsleitung
- 20
- Synchronisationsleitung