DE1512460C - Verknüpfungsschaltung fur ein dynami sches Sicherheitssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verknüpfungsschaltung für ein dynamisches Sicherheitssystem, bei dem der eine von zwei verschiedenen, durch einen Grenzwert definierten Zuständen an einer Meßstelle durch eine Reihe von Impulsen, der andere durch ein statisches Signal dargestellt ist, wobei die zu verknüpfenden Impulse synchron sind.

• Die Erfindung wird vorzugsweise in Schaltungsanordnungen angewandt, bei denen einzelne Zustände ah einer Meßstelle nicht durch statische Signale 1 ode·; 0 "dargestellt werden, sondern durch Impulsreihen, die bei Vorhandensein des Meßsignals am Ausgang eines Schaltungsteiles auftreten, bei Abwesenheit dagegen fehlen. Dieses Schaltungsteil kann beispielsweise ein Grenzwertgeber sein, der bei Überoder Unterschreiten des Grenzwertes durch das Meßsignal die Impulse abgibt. Diese Impulse können Verknüpfungsgliedern zugeführt werden, von denen mehrere als Kette hintereinandergeschaltet sein können. Gibt ein Glied einer solchen Kette keinen Impuls ab, sei es, daß es schadhaft ist, oder sei es, daß eine ihm zugeführte Impulsreihe ausgefallen ist, so bleiben die Impulse am Ende der Kette ebenfalls aus.

Häufig ist es aber erforderlich, daß Impulse nur dann nicht weitergegeben werden sollen, wenn zwei oder mehrere Kettenglieder die Impulse nicht weitergeben. In diesem Fall müssen die beiden Glieder oder Ketten parallel geschaltet bzw. ihre Ausgänge in ' einem ODER-Schaltkreis miteinander verknüpft werden.

Aus der deutschen Aüslegeschrift 1163 905 ist eine Schaltung zum Verknüpfen von Impulsen bekannt, bei der ein Taktsignal gesperrt wird, wenn an mindestens einem von mehreren Eingängen gleichzeitig mit dem Taktsignal ein Blockiersignal auftritt. Ist das Ausgangssignal im Ruhezustand von Null verschieden und nur im Falle des Auftretens eines Taktsignals ohne gleichzeitiges Auftreten eines .Blockiersignals Null, dann erfüllt diese Schaltung eine Art ODER-Funktion. Liegt mindestens ein Blockiersignal an, was bei einem dynamischen Sicherheitssystem einen störungsfreien Zustand bedeutet, dann treten keine Ausgangsimpulse auf. Impulse treten bei der bekannten Schaltung auch dann nicht auf, wenn die Taktimpulse, die Netzspannung oder ein Bauelement ausgefallen ist, so daß in diesen Störungsfällen ein störungsfreier Zustand vorgetäuscht wird. Die bekannte Schaltung ist daher als ODER-Verknüpfungsglied für ein dynamisches Sicherheitssystem nicht geeignet.

Aus den »Nachrichtentechnischen Fachberichten«, 14, 1959, S. 1 bis 4, ist es bekannt, logische Grundschaltungen mit Magnetkernen zu verwirklichen. Hierzu ist jedem Eingang ein Magnetkern zugeordnet, in dem die Eingangsbedingung eingeschrieben wird und der mit einem Leseimpuls abgefragt wird. Werden die Ausgangswicklungen der Magnetkerne in Reihe geschaltet, entsteht ein ODER-Verknüpfurigsglied. Auch eine solche Schaltung ist für ein dynamisches Sicherheitssystem nur wenig geeignet, da ein Ausfall einer der Impulsreihen an einem Eingang nicht festgestellt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein ODER-Verknüpfungsglied zu schaffen, mit dem auch der Ausfall von einer oder mehreren der Eingangsimpulsreihen festgestellt werden kann.

Bei der Lösung dieser Aufgabe wird von dem Gedanken ausgegangen, bei Ausfall einer Eingangsimpulsreihe in der Ausgangsimpulsreihe einen Impuls zu unterdrücken, so daß beim Empfänger der Ausgangsimpulsreihe eine Störung festgestellt werden kann.

Erfindungsgemäß wird die oben geschilderte Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Eingangsstufe mit mehreren Eingängen für die zu verknüpfenden Impulsreihen vorgesehen ist, welche diese Impulsreihen nach einer ODER-Funktion verknüpft und die bei

ίο Ausfall von Eingangsimpulsen in mindestens einem Kanal ein Sperrsignal erzeugt, und daß der Eingangsstufe eine Sperrstufe nachgeschaltet ist, welche die von der Eingangsstufe verknüpften Impulsreihen derart weiterleitet, daß bei Auftreten des Sperrsignals ein einzelner Impuls gesperrt wird.

An Hand der Zeichnung, in. der Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, werden im folgenden die Erfindung sowie weitere Vorteile und Ergänzungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigt

so F i g. 1 ein Prinzipschaltbild und

F i g. 2 die Schaltung eines Ausführungsbeispiels. In Fig.l sind mit E₁, E₂, E₃ und E₄ vier Eingangskanäle bezeichnet, über die einer Eingangsstufe 1 Impulsreihen zugeführt werden. Von dieser Eingangsstufe werden Impulse an eine Sperrstufe 2 abgegeben, solange in mindestens einem Eingangskanal Impulse vorhanden sind. Durch Vorschalten geeigneter bekannter Schaltungen kann bei Bedarf erreicht werden, daß die Eingangsimpulse schon bei Ausfall von zwei oder drei Kanälen nicht mehr weitergeleitet werden. Fallen bei dem Ausführungsbeispiel in einem Eingangskanal, z; B. in E₄, Impulse aus, so wird von der Eingangsstufe bei Ausfallen des ersten Impulses ein Signal S an die Sperrstufe 2 geleitet, die einen einzigen Impuls aus der von der Eingangsstufe 1 weitergeleiteten Impulsreihe ausblendet, so daß mittels geeigneter Schaltungselemente, ζ. Β. eines schnellschaltenden selbsthaltenden-Relais, der Fehler signalisiert werden kann.

In F i g. 2 ist als Schaltbild eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die sich durch Einfachheit und große Zuverlässigkeit auszeichnet. Zwecks einfacher Darstellung ist das Schaltungsbeispiel auf zwei Eingänge beschränkt. Diesen Eingängen E₁ und E₂ sind die Wicklungen W_n und W₃₁ bzw. die Wicklungen W₂₂ und W₃₂ zugeordnet, die auf einem Kern K.₂ bzw. K₃, die vorzugsweise aus einem Material mit rechteckiger Hystereseschleife bestehen, aufgebracht sind. Die mit der Wicklung W_n erzeugte Durch-

fiutung sei größer als die mit der Wicklung W₂₂ erzeugte, und die mit der Wicklung W₃., erzeugte Durchflutung sei größer als die mit der Wicklung W₃₁ erzeugte. Dies kann bei gleichem Strom durch die Wicklungen durch geeignete Wahl der Windungszahlen erreicht werden. Zur Strombegrenzung und zur Einstellung des Stromes sind den Wicklungen je ein Widerstand .R₁ bzw. R., in Reihe geschaltet. Die von den Wicklungen in einem Kern erzeugten Durchflutungen sind einander entgegengerichtet, wie aus der durch einen Punkt gekennzeichneten Polung der Wicklungen zu ersehen ist. Auf den Kernen K., und K₃ ist je eine Ausgangswicklung W₂₃ bzw. W₃₃ angebracht, die im Eingangskreis eines Transistors T liegen. Im Ausgangskreis desselben liegt eine Wicklung W₁₂ auf einem die Sperrstufe bildenden Kern K₁. Der Wicklung W₁₂ kann zur Strombegrenzung ein Widerstand R₃ vorgeschaltet sein. Eine Wicklung W_n, die zu dieser Wicklung W₁₂ entgegengesetzt ge-

polt ist und deren Durchfiutung kleiner ist als die der Wicklung W₁₂, wird von der Summe der Eingangsströme durchflossen. Auf dem Kern K₁ sind ferner eine Rückstellwicklung W₁₄, die in der dargestellten Polarität an Klemmen C, D angeschlossen ist, und eine Ausgangswicklung W₁₃ aufgebracht, die einen Transistor T., ansteuert. Eine Klemme F bildet den Ausgang des" Verknüpfungsgliedes.

Im folgenden sei die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung beschrieben. Treten an den Eingän- »en E_x und E, gleichzeitig Impulse auf, so werden die Kerne K₂ und K₃ in einen Remanenzzustand, der durch die Polung der Wicklungen W₂₁ und W₃₂ bestimmt ist, gebracht bzw. in diesem Remanenrzustand festgehalten, da die Windungszahl der Wicklung W₃₂ größer als die von W₃₁ und die von W₂₁ größer als die von W₀₀ ist. Damit wird mittels der Wicklung W₁₁ der Kern K₁ der Sperrstufe ummagnetisiert, wodurch an dessen Ausgangswicklung W_i3 ein Impuls induziert ·■ wird, der den Transistor T₂ kurzzeitig öffnet. In der anschließenden Pause bis zum Eintreffen der nächsten Eingangsimpulse wird der Kern .K₁ über die Wicklung W_n zurückmagnetisiert. Der negative Ausgangsimpuls an der Wicklung W₁₃ öffnet dabei den Transistor T₁, nicht, so daß an der Klemme F kein Ausgangssignal entsteht. Beim Eintreffen des nächsten Impulspaares an den Klemmen E₁ und E., wird wiederum ein Ausgangsimpuls an der Klemme F abgegeben.

Bleibt dagegen ein Impuls aus, beispielsweise am Eingang E₁, so magnetisiert der Impuls am Eingang E₂ den Kern K₂ mittels der Wicklung W₂₂ um, so daß an der Wicklung F₂₃ ein Ausgangsimpuls auftritt. Dieser Impuls kann direkt die Sperrstufe ansteuern. Zweckmäßig wird er aber zunächst mit dem Transistor T₁ verstärkt und dann der Wicklung W₁₂ auf dem Kern K₁ zugeführt. Der Strom durch die Wicklung W₁₁ kann den KeHiX₁ nicht mehr ummagnetisieren, da die Durchflutung der Wicklung IF₁₂ größer ist. Der Kern K₁ bleibt somit in dem durch den Rückstellimpuls hergestellten Remanenzzustand, so daß auch kein Impuls an dem Transistor T₉ abgegeben wird. Bei weiteren, nur dem Eingang E₂ zugeführten Impulse werden wieder Ausgangssignale abgegeben, da der Kern K₂ nach dem Ummagnetisieren seinen Remanenzzustand nicht mehr ändert und der Transistor T₁ somit gesperrt bleibt. Auch bei erneut gleichzeitigem Auftreten von impulsen an den Klemmen £_x und E₂ bleibt der Transistor T₁ gesperrt, da das Rückmagnetisieren des Kernes K₂ nur einen Sperrimpuls auf den Transistor T₁ bewirkt. Beim Ausbleiben von Impulsen am Eingang E₂ liegen die Verhältnisse entsprechend den oben beschriebenen, so daß sich eine Beschreibung dieses Falles erübrigt.

Zur Unterdrückung von kurzen Störimpulsen, die durch Slöreinflüsse, beispielsweise durch Laufzeitunterschiede der Impulse an E₁ und E₂ auftreten können, ist im Ausgang der Verknüpfungsschaltung eine Integrierschaltung vorgesehen. Diese besteht vorteilhaft aus einem im Eingangskreis des Transistors T₂ liegenden Widerstand R_t und einem Kondensator C₁, der die Kollektor-Emitter-Strecke überbrückt. '.■■■'.-.

Die aus der vorstehenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels — oder/und die aus der zugehörigen Zeichnung — entnehmbaren Merkmale sind, soweit nicht vorbekannt, im einzelnen, ebenso wie ihre

liier erstmals offenbarten Kombinationen untereinander, als wertvolle erfinderische Verbesserungen anzusehen.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verknüpfungsschaltung für ein dynamisches Sicherheitssystem, bei dem der eine von zwei verschiedenen, durch einen Grenzwert definierten Zuständen an einer Meßstelle durch eine Reihe von Impulsen, der andere durch ein statisches Signal dargestellt ist, wobei die zu verknüpfenden Impulse synchron sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Eingangsstufe (1) mit mehreren Eingängen (E₁... £₄) für die zu verknüpfenden Impulsreihen vorgesehen ist, welche diese Impulsreihen nach einer ODER-Funktion verknüpft und die bei Ausfall von Eingangsimpulsen in mindestens einem .Kanal ein Sperrsignal erzeugt, und daß der Eingangsstufe (1) eine Sperrstufe (2) nachgeschaltet ist, welche die von der Eingangsstufe (1) verknüpften Impulsreihen derart weiterleitet, daß bei Auftreten des Sperrsignals ein einzelner Impuls gesperrt wird.

2. Verknüpfungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Eingangsstufe (1) je zwei Eingänge (E₁, E₂) über zwei Magnetkerne (K₂, K_s) verkoppelt sind, auf denen je eine Äusgangswicklung (W₂₃ bzw. W₃₃). und je zwei verschiedenen Eingängen zugeordnete Eingangswicklungen (W₂₁, W₂₂ bzw. W₃₁, W₃₂) aufgebracht sind, mit denen in den Kernen (K₂, K₃) entgegengesetzte verschieden große Durchflutungen erzeugt werden, so daß bei gleichzeitigem Eintreffen von Impulsen an allen Eingängen die Kerne in einen bestimmten Remanenzzustand magnetisiert werden und bei Ausfall eines Impulses an einem Eingang mindestens ein Kern ummagnetisiert wird, wodurch in dessen Ausgangswicklung ein Impuls induziert wird, und daß zumindest ein Teil der Summe der Eingangsströme an die Sperrstufe weitergeleitet wird.

3. Verknüpfungsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die einem Eingang zugeordneten Wicklungen (W₂₁, W₃₁ bzw. W₂₂, W₃₂) hintereinandergeschaltet und mit einem strombegrenzenden Widerstand (R₁ bzw. R„) in Reihe geschaltet sind.

"4. Verknüpfungsglied nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangswicklungen (W₂₃, W₃₃) der den Eingängen (E₁, E₂) zugeordneten Kerne (K₂, K„) mit dem Eingang eines Transistorverstärkers (T₁) verbunden sind, dessen Ausgangsstrom als Sperrsignal der Sperrstufe zugeführt wird.

5. Verknüpfungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrstufe einen Magnetkern (K₁) enthält, auf dem eine erste Wicklung (W₁₁), die von den weitergeleiteten Eingangsimpulsen durchflossen ist, eine zweite, mit dem Sperrimpuls gespeiste Wicklung (W_lä), mittels welcher der Kern (K₁) so durchflutet wird, daß diese Durchflutung der von den Eingangsimpulsen in der ersten Wicklung herrührenden Durchflutung mindestens gleich und entgegengerichtet ist, eine dritte Wicklung (W₁X welcher zwischen zwei Eingangsimpulsen ein

Rückstellimpuls zugeführt wird, und schließlich eine Ausgangswicklung (Wj₃) angebracht sind.

6. Verknüpfungsschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangswicklung (W^₃) des.Kernes (ZiC₁) der Sperrstufe mit einer Verzögerungsschaltung verbunden ist.

7. Verknüpfungsschaltung nach . Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß" die Ausgangswicklung (W₁₃) in Reihe mit einem Widerstand (R₄) und der Basis-Emitter-Strecke eines Transistors (T₂) liegt, dessen Basis-Kollektor-Strecke durch einen Kondensator (C₁) überbrückt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen