DE1088608B - UEberwachungsvorrichtung zur Erfassung von inneren Fehlern einer Steuereinrichtung mit digitalen binaeren Signalen - Google Patents

Description

Dia Forderungen, die an die Sicherheit elektrischer Steuer- und Regeleinrichtungen gestellt werden, wachsen ständig, da der Umfang der zu steuernden Anlagen, die zu beherrschenden Leistungen und damit auch die Gefahren für Menschen und Material 5 ständig größer werden. Insbesondere gilt dies für Steuereinrichtungen mit digitalen binären Signalen, wie sie z. B. für die Anlagenbildsteuerung von Schaltanlagen vorgeschlagen wurden. Steuereinrichtungen mit digitalen binären Signalen enthalten nach den Regeln der Schaltungsalgebra aufgebaute Schaltungen. Während in der Mathematik ein Buchstabe irgendeine noch nicht bestimmte Zahl darstellt, der alle beliebigen Zahlenwerte annehmen kann, können die Buchstaben der Schaltungsalgebra bei einem binären System nur zwei Werte aufweisen, nämlich 1 oder 0 entsprechend dem Schaltzustand des verwendeten Bauelementes »geschlossen« oder »offen«, »erregt« oder »nicht erregt«. In Steuereinrichtungen mit digitalen binären Signalen wird somit das Steuerprogramm in diese zwei Signale aufgegliedert und nur mit den Signalen 1 und 0 verwirklicht. Tritt in einer derartigen Steuereinrichtung ein Fehler, z. B. ein Kurzschluß auf, so kann dieser zur Folge haben, daß dem durch die Steuereinrichtung gesteuerten Schalter der Schaltanlage ein Betätigungssignal gegeben wird, ohne daß ein Eingangsbetätigungssignal vorliegt. Um derartige innere Fehler zu erfassen, ist vorgeschlagen worden, die gleiche Steuereinrichtung zweimal vorzusehen, -so daß ein wirksames Betätigungssignal an die nachgeschaltete Anlage nur dann abgegeben werden kann, wenn beide Steuereinrichtungen das gleiche Signal abgeben. Ein Fehler in nur einer Steuereinrichtung führt also noch nicht zur Betätigung der nachgeschalteten Anlage.

Diese Sicherheitsschaltung hat jedoch den Nachteil, daß ihr Aufwand wegen des zweifachen Aufbaues der Steuereinrichtung sehr groß ist. Die neue Überwachungsvorrichtung zur Erfassung von inneren Fehlern einer Steuereinrichtung mit digitalen binären Signalen vermeidet diesen Nachteil. Die Lösung besteht darin, daß eine Gatterkombination mit je einem Eingang für die Eingangsbetätigungssignale und die durch die Steuereinrichtung daraus abgeleiteten Ausgangsbetätigungssignale vorgesehen ist und die einzelnen Gatter der Gatterkombination derart aufgebaut und miteinander verbunden sind, daß bei Auftreten eines Ausgangsbetätigungssignals und fehlendem zugeordnetem Eingangsbetätigungssignal ein Fehlermeldesignal ansteht.

Zur näheren Erläuterung wird auf die Zeichnung verwiesen. Es zeigt

Fig. 1 schematisch den grundsätzlichen Aufbau der Überwachungseinrichtung für eine Steuereinrichtung, überwachungsvorrichtung
zur Erfassung von inneren Fehlern

einer Steuereinrichtung
mit digitalen binären Signalen

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Rolf Hahn, Erlangen,
ist als Erfinder genannt worden

Fig. 2 die Überwachungsvorrichtung nach Fig. 1 für eine Steuereinrichtung mit zeitlich gespeicherten Signalen.

In der Fig. 1 ist die zu überwachende Steuereinrichtung mit 1, ihr Eingang mit α und ihre Ausgänge mit b und c bezeichnet. Im Signalstromkreis des Einganges ist ein Betätigungstaster 2 angeordnet. Die Überwachungseinrichtung 3 enthält drei Eingänge 4, 5 und 6 und einen Ausgang 7, der zu einer Fehlermeldesignalvorrichtung führt. Der Eingang 4 ist dem Eingang a, die Eingänge 5 und 6 den Ausgängen b und c der Steuereinrichtung 1 zugeordnet. Die genannten Ein- und Ausgänge sind mit den Leitungen verbunden, die das Eingangsbetätigungssignal und die Ausgangsbetätigungssignale führen. Die beiden Eingänge 5 und 6 der Überwachungsvorrichtung 3 führen zu den Eingängen d und e eines Und-Gatters 8, der Eingang 4 führt zum Eingang g eines Oder-Gatters 9. Der Ausgang / des Und-Gatters 8 ist mit dem zweiten Eingang des Oder-Gatters 9 verbunden. Der Ausgang des Oder-Gatters 9 ist an eine Umkehrstufe 10 angeschlossen. Unter einer Umkehrstufe wird ein Bauelement verstanden, an dessen Ausgang stets das dem Eingangssignal inverse Signal anliegt, d. h. der Ausgang führt ein 1-Signal, wenn am Eingang ein 0-Signal ansteht und umgekehrt. Der Ausgang der Umkehrstufe bildet den Ausgang 7 der Überwachungseinrichtung 3.

Die Steuereinrichtung 1 ist im vorliegenden Beispiel so aufgebaut, daß ein Eingangsbetätigungssignal (Spannungssignal) einen Steuerstrom an den Aus-

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gangen der Steuereinrichtung hervorruft. Bei fließendem Steuerstrom an den Ausgängen sind die Ausgänge signalmäßig (spannungsmaßig) Null.

Die Wirkungsweise der Überwachungsvorrichtung ist folgende: Durch Drücken des Betätigungstasters 2 wird an den Eingang der Steuereinrichtung 1 ein Eingangsbetätigungssignal (Spannungssignal) angelegt. Entsprechend der Funktion der Steuereinrichtung 1 wird somit entweder über ihren Ausgang a oder ihren Ausgang b ein Betätigungsstrom zur nachgeschalteten xo Anlage fließen. Die vom Betätigungsstrom durchflossene Ausgangsklemme nimmt dann bei Verwendung von statischen Bauelementen, wie sie im allgemeinen für derartige Steuereinrichtungen benutzt werden, d. h. also bei Verwendung von Transistoren als Schalter spannungsmäßig den Signalzustand 0 an — d.h. also Strom l->- Signal 0 und Strom 0->- Signal 1. Diese Spannungszustände an den Ausgangsklemmen beruhen darauf, daß in einem Schaltzustand der Transistor durchlässig ist, d. h. sein innerer Widerstand sehr klein ist, während im anderen Schaltzustand der Transistor gesperrt ist und somit einen hohen Widerstand aufweist. Somit steht bei gedrücktem Betätigungstaster2 am Eingang4 und damit auch am Eingang des Oder-Gatters 9 ein Eingangsbetätigungssignal an. Bei ordnungsgemäßer Steuereinrichtung 1 ist dann ein Eingang 6? oder e des Und-Gatters 8 nicht besetzt, und am Ausgang / liegt kein Ausgangssignal vor. Da jedoch ein ordnungsgemäßes Eingangssignal ansteht, ist der Eingang^ des Oder-Gatters 9 und damit der Eingang der Umkehrstufe 10 besetzt, so daß an ihrem Ausgang kein Fehlermeldesignal ansteht.

Tritt bei geöffnetem Betätigungstaster 2 in der Steuereinrichtung 1 ein innerer Fehler in dem Sinne auf, daß ohne Betätigung des Betätigungstasters ein Betätigungsstrom über einen der beiden Ausgänge der Steuereinrichtung fließt und somit einer der beiden Ausgänge b oder c spannungslos wird, d. h. Signal 0 führt, so sind, beide Eingänge des Oder-Gatters 9 und damit der Eingang der Umkehrstufe 10 nicht besetzt, so daß vom Ausgang der Umkehrstufe 10 ein Fehlermeldesignal an den Ausgang 7 der Überwachungseinrichtung geliefert wird. Mit Hilfe dieses Fehlermeldesignals kann z. B. die Stromversorgung der Steuereinrichtung abgeschaltet und damit eine unerwünschte Betätigung der gesteuerten Anlage verhindert werden.

Die in Fig. 2 dargestellte Schaltung unterscheidet sich in der Bedienung von der nach Fig. 1 dadurch, daß die Steuereinrichtung 1 durch impulsartige Signale gesteuert wird. Hierzu enthält sie zusätzlich einen Impulsspeicher 11, dessen Löscheingang über ein Zeitglied t mit der übrigen Steuereinrichtung rückgekoppelt ist. Es genügt zum Steuern der nachgeschalteten Anlage ein impulsartiges Eingangssignal. Die Überwachungsvorrichtung 4 ist dementsprechend ebenfalls durch einen Impulsspeicher 12 erweitert, der dem Eingangs des Oder-Gatters vorgeschaltet ist. Der Löschausgang des Speichers 11 ist mit dem Löscheingang des Speichers 12 verbunden. Die Überwachungseinrichtung 4 enthält somit einen zusätzlichen Löscheingang 13 für den Impulsspeicher 12. Wird durch den Betätigungstaster ein kurzzeitiges Signal gegeben, so wird dieses im Speicher 11 der Steuereinrichtung 1 für die durch das Zeitglied t vorgegebene Zeit gespeichert. In gleicher Weise wird dieses Signal im Speicher 12 der Überwachungseinrichtung 4 so lange gespeichert, wie die Steuereinrichtung arbeitet. Nach Ablauf der durch das Zeitglied t vorgegebenen Zeit wird das Signal in beiden Speichern 11 und 12 gelöscht. Im übrigen ist die Wirkungsweise der Überwachungsvorrichtung die gleiche wie die in Fig. 1 beschriebene.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Überwachungsvorrichtung zur Erfassung von inneren Fehlern einer Steuereinrichtung mit digitalen binären Signalen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gatterkombination mit je einem Eingang für die Eingangsbetätigungssignale und die durch die Steuereinrichtung daraus abgeleiteten Ausgangsbetätigungssignale vorgesehen ist und die einzelnen Gatter der Gatterkombination derart aufgebaut und miteinander verbunden sind, daß bei Auftreten eines Ausgangsbetätigungssignals und fehlendem zugeordnetem Eingangsbetätigungssignal ein Fehlermeldesignal ansteht.

2. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Steuereinrichtungen mit zeitlicher Speicherung der Eingangsbetätigungssignale den den Eingangsbetätigungssignalen zugeordneten Eingängen der Überwachungsvorrichtung Speicher zugeordnet sind, die in Löschabhängigkeit von der Steuereinrichtung stehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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