DE1463398C - Anordnung zur Signalumsetzung und Fehlerüberwachung fur zweikanalige Steue rungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Signalumsetzung und Fehlerüberwachung für zweikanalige Steuerungen.

In der kontaktlosen Steuerungstechnik mit Halbleitern werden die Ausgangssignale vielfach über kleine Verstärker und nachgeschaltete Relais umgesetzt, um beispielsweise eine galvanische Trennung der Halbleiterbauelemente vom übrigen Netz zu erzielen, oder um mit wirtschaftlichen Mitteln mit einer höheren Spannung als der der Halbleiterelemente größere Schaltgeräte zu steuern. Im letzteren Fall dient das Umsetzrelais gleichzeitig als Leistungsverstärker.

Bei Steuerungen, die absolut sicher arbeiten müssen, werden die .Halbleiterelemente vielfach doppelt, d. h. zweikanalig zusammengefügt, um innere Fehler der Halbleiterbauelemente zuverlässig zu erkennen bzw. um zu verhindern, daß fehlerhafte Schaltbefehle ausgegeben werden.

Diese bekannten zweikanaligen Steuerungen arbei- ao ten einmal mit gleichwertigen (valenten), zum anderen mit antivalenten Signalen auf beiden Kanälen für eine fehlerfreie Anlage.

Bei dem erstgenannten Verfahren wird auf einen Fehler in der Anlage erkannt, wenn beide Kanäle antivalente Signale führen. Bei dem zweiten Verfahren werden valente Signale auf beiden Kanälen als Fehler erkannt. Um auch die Ausgangsverstärker mit in diese Überwachung einzubeziehen, wird die Überwachung erst an dem Umsetzrelais durchgeführt. Der hierfür erforderliche Aufwand ist sehr groß, da für jeden der beiden obenerwähnten Kanäle ein Ausgangsverstärker und ein Umsetzrelais erforderlich · sind.

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Anordnung 3s zur Signalumsetzung und Fehlerüberwachung für zweikanalige Steuerungen, bei denen Signale über Verstärker mit Und- bzw. Oder-Verhalten und nachgeschaltete Relais umsetzbar sind, zu schaffen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die für zweikanalige Signale erforderlichen Verstärker und Relais paarweise in anderer Kombination für weitere zwei zweikanalige Signale mitbenutzbar sind, derart, daß jeder Verstärker und jedes Relais für je zwei verschiedenen Kombinationen zugehörende Signale verwendet ist und die in den beiden Kombinationen nebeneinander zu verarbeitenden Signale Signalkombinationen ergeben, die einander ausschließen (Ein- und Aus-Befehl für einen Schalter gleichzeitig).

An Hand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.

F i g. 1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Anordnung in zweikanaliger Bauweise, das mit antivalenten Signalen bei fehlerloser Anlage arbeitet;

F i g. 3 und 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Anordnung in zweikanaliger Bauweise, das mit valenten Signalen bei fehlerloser Anlage arbeitet.

Für nicht dargestellte Schaltgeräte I und II, beispielsweise Trennschalter einer Hochspannungsschaltanlage, soll die Ausgangssignalumsetzung für »Ein«- und »Ause-Steuerbefehle betrachtet werden. Von ebenfalls nicht dargestellten logischen Verknüpfungselementen sind im Ruhezustand (wenn keine Steuerbefehle abgegeben werden), die Leitungen 1 bis 8 abwechselnd mit den Signalen »L« und »0«, und zwar mit dem Signal »L« für die Leitung 1 beginnend, beaufschlagt. Die Leitungen 1 bis 8 sind mit den Verstärkern 9 bis 12, die je zwei Eingänge besitzen, verbunden. Die Verstärker sind so aufgebaut, daß die Verstärker 9 und 11 »Und«-Verhalten und die Verstärker 10 und 12 »Oder«-Verhalten aufweisen.

Die Leitungen 1 bis 4 sind den Verstärkern so zugeordnet, daß die im Ruhezustand »!,«-signalführenden Leitungen 1, 3 auf je einen »Und«-Eingang des Verstärkers 9 und 11 geschaltet sind und die im Ruhezustand »O«-signalführenden Leitungen 2, 4 mit je einem »Oder«-Eingang der Verstärker

10 und 12 verbunden sind.

Dem »Ein«-Schaltbefehl des Schaltgerätes I (I E) sind also im Sinne einer zweikanaligen Schaltung die Verstärker 9 und 10 und die Umsetzrelais 13 und 14 zugeordnet Entsprechend gehören zu dem »Aus«- Schaltbefehl des Schaltgerätes I (1^4) die Verstärker

11 und 12 und die Umsetzrelais 15 und 16. Die zu den »Ein«- und »Aus«-Schaltbefehlen des Schaltgerätes II (Π£ bzw. IIΛ) gehörenden Leitungen 5 bis 8 sind so an die noch freien Eingänge der Verstärker 9 bis 12 angeschlossen, daß durch eine andere Kombination der Verstärker 9 bis 12 mit ihren zugehörigen Umsetzrelais/3 bis 16 neue antivalente Ausgänge entstehen, die nur dem Schaltgerät II zugeordnet sind. Zu diesem Zweck ist die Leitung 5 an den Verstärker 9, die Leitung 6 an den Verstärker 12, die Leitung 7 an den Verstärker 11 und die Leitung 8 an den Verstärker 10 geführt. Die »Und«-Verknüpfungen der Eingänge der Verstärker 9 und 11 werden als negierte »Oder«-Funktionen benutzt.

Für die Verstärker 9 und 11 hat das die Bedeutung, daß nur dann ein Signal am Ausgang erscheint, wenn an einem Eingang des Verstärkers 9 bzw. 11 kein Signal, d. h. »O«-Signal anliegt. Es werden also folgende Verstärkerumsetzrelais-Kombinationen für die einzelnen Schaltbefehle benutzt:

a) Schaltgerät I

b) Schaltgerät I

c) Schaltgerät II

d) Schaltgerät Π

einschalten (IE):

Verstärker 9,10

und Umsetzrelais 13,14

ausschalten (IA):

Verstärker 11,12

und Umsetzrelais 15,16

einschalten (HE):

Verstärker 9,12

und Umsetzrelais 13,16

ausschalten (HA):

Verstärker 10,11

und Umsetzrelais 14,15

In F i g. 2 ist die Arbeitsweise der Umsetzrelaiskontakte dargestellt. Die Darstellung entspricht dem Ruhezustand, d. h. dem Zustand, in dem keine Steuerbefehle ausgegeben werden. In diesem Zustand sind die Relais 14 und 16 erregt.

Mit 17 ist ein Ruhestromkreis bezeichnet, der aus zwei parallelgeschalteten Zweigen besteht, mit dem die Antivalenzkontrolle durchgeführt wird. Diese besteht im wesentlichen darin, daß durch das Wechselspiel der zu den Umsetzrelais 13 bis 16 gehörenden Kontakte geprüft wird, ob antivalente Signale vorhanden sind. Im Fehlerfall wird also kein Signal von 21 nach 22 durchgeschaltet.
Es werden betätigt:

durch das Relais 13 die Kontakte 131 bis 134, durch das Relais 14 die Kontakte 141 bis 144, durch das Relais 15 die Kontakte 151 bis 154, durch das Relais 16 die Kontakte 161 bis 164.

Die gestrichelten Verbindungen 18, 19, 20, 23 sollen andeuten, daß die entsprechenden Kontakte zwangsweise gleichzeitig umschalten.

Für die Antivalenzkontrolle ist entweder die Kontaktkombination 131,141 und 151,162 oder 132,161 und 152, 144 erforderlich. Tritt an irgendeiner Stelle der nicht dargestellten logischen Verknüpfungsschaltung ein Fehler auf, der zu Antivalenzstörungen führt, d. h., führen die Leitungen 1 bis 8 nicht die für den jeweiligen Zustand erforderlichen Signale, dann wird jeweils nur ein Relais der unter a) bis d) genannten Relaiskombinationen beeinflußt. Es wird entweder nur Relais 13 oder 15 erregt, oder Relais 14 oder 16 fällt ab. Damit werden aber beide parallelgeschalteten Zweige des Ruhestromkreises 17 aufgetrennt und eine Störung wird gemeldet.

Sollen Schaltgeräte mit langer Laufzeit, z. B. langsam laufende Hochspannungstrennschalter gesteuert werden, so kann an den logischen Verknüpfungselementen eine Antivalenzstörung vorgetäuscht wer- den. Aus diesem Grunde ist es erforderlich, daß die Auftrennung der beiden parallelgeschalteten Ruhestromkreise erst nach Ablauf einer einstellbaren Zeit, welche die Laufzeit der Schaltgeräte überbrückt, zu einer Störungsmeldung herangezogen wird.

Tritt dagegen ein gewollter antivalenter Signalwechsel auf, dann wird nur einer der parallelen Zweige aufgetrennt.

Die Abgabe der Steuerbefehle »IE« usw. ist nur möglich, wenn die zugehörige Relaiskombination 13, 14 usw. in der richtigen Weise beaufschlagt wird.

Durch die Anordnung gemäß der Erfindung wird die Freizügigkeit der Schalthandlungen der auf die Kontaktkombination arbeitenden Steuerkanäle nicht beeinträchtigt.

Es wird angenommen, daß das Schaltgerät I eingeschaltet werden soll und während dessen Laufzeit das Schaltgerät II ausgeschaltet wird.

Über die Leitungen 1, 2 (Fi g. 1) gelangt der Schaltbefehl »Schaltgerät I Ein« (I E) zu den Verstärkern 9 und 10. Die Verstärker schalten um, so daß das Relais 13 erregt wird und das Relais 14 abfällt.

Bei der Antivalenzkontrolle wird nur ein paralleler Ruhestromkreis unterbrochen. Nun wird der Ausschaltbefehl des Schalters II (II A) eingegeben, der die Verstärker 10 und 11 beaufschlagt. Da das Relais 14 bereits durch den Schaltbefehl »IE« abgefallen ist, wird nur noch das Relais 13 erregt. Es wird also über die Relaiskombination 14, 15 der Schaltbefehl »Π Λ« so abgegeben. Mit der Erregung des Relais 15 wird der Antivalenzkontrollstromkreis solange unterbrochen wie zwei Steuerbefehle gleichzeitig die Schaltanordnung beaufschlagen.

Da diese Zeit jedoch kürzer ist als die Laufzeit des Schaltgerätes der oben erwähnten Hochspannungstrennschalter, wird keine Störmeldung abgegeben.

Nach Beendigung des zuerst abgegebenen Steuerbefehls »IE« schalten nur die zu dem Relais 13 gehörenden Kontakte wiederum, da das Relais 14 noch von dem zweiten Steuerbefehl »IIA« belegt ist. Der Antivalenzkontrollstromkreis wird wieder geschlossen. In gleicher Weise eignet sich die Anordnung gemäß der Erfindung auch für zweikanalige Steuerungen mit valenten Signalen, wie dies in den F i g. 3 und 4 schematisch dargestellt ist.

Die Verstärker 9 und 11 haben in diesem Falle ebenfalls Eingänge mit »Oder«-Verhalten. Entsprechend den gleichsinnigen Steuerkanälen sind auch die Relaiskontakte gleichsinnig geschaltet. Bei dieser Steuerungsart ist ein antivalentes Signal das Kennzeichen für einen Fehler.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Signalumsetzung und Fehlerüberwachung für zweikanalige Steuerungen, bei denen Signale über Verstärker mit Und- bzw. Oder-Verhalten und nachgeschaltete Relais umsetzbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die für zweikanalige Signale (1, 2 bzw. 3, 4) erforderlichen Verstärker (9, 10 bzw. 11, 12) und Relais (13, 14 bzw. 15, 16) paarweise in anderer Kombination (9, 12 bzw. 10, 11; 13, 16 bzw. 14, 15) für weitere zwei zweikanalige Signale (5, 6 bzw. 7, 8) mitbenutzbar sind, derart, daß jeder Verstärker und jedes Relais für je zwei verschiedenen Kombinationen zugehörige Signale (für Verstärker 9 L-Signal IE und L-Signal HE) verwendet ist und die in den beiden Kombinationen (9, 10 bzw. 11, 12; 9, 12 bzw. 10, 11) nebeneinander zu verarbeitenden Signale Signalkombinationen ergeben, die einander ausschließen (Ein- und Aus-Befehl für einen Schalter gleichzeitig).

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Fehlersignal in Abhängigkeit von dem Erregungszustand der Relais (13 bis 16) durch in Reihe angeordnete Kontakte (131 bis 162 bzw. 132 bis 144 in Fig. 2) zwei parallelgeschaltete Ruhestromkreise (17) auftrennbar sind, wobei ein Fehlersignal ausgesendet wird.

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden zu einem Steuerbefehl gehörenden Kanäle (IE, IA bzw. IIE, UA) mit antivalenten Signalen beaufschlagt sind.

4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden zu einem Steuerbefehl gehörenden Kanäle (IE, IA bzw. IIE, 11^4) mit valenten Signalen beaufschlagt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen