DE19930994B4

DE19930994B4 - Circuit arrangement for monitoring relays in safety circuits with at least 3 relays

Info

Publication number: DE19930994B4
Application number: DE1999130994
Authority: DE
Inventors: Paul Hartl; Klaus Copony
Original assignee: Leuze Lumiflex GmbH and Co KG
Current assignee: LEUZE LUMIFLEX GMBH + CO. KG, 82256 FUERSTENFELDBRUCK
Priority date: 1999-07-05
Filing date: 1999-07-05
Publication date: 2006-03-02
Anticipated expiration: 2019-07-06
Also published as: DE19930994A1

Abstract

Eine Schaltungsanordnung zur Überwachung von Relais in Sicherheitsschaltungen mit mindestens drei Relais hat zwei parallele Relaisansteuerkreise (T1, T3; T4, T2) für zwei Relais (A, B), bei denen je eine Verbindung mit Versorgungsspannung und eine Verbindung mit Masse getrennt schaltbar sind. Das dritte Relais (C) und gegebenenfalls ein viertes Relais (SSD) liegen je in einer Diagonalen (MP2, MP1; MP4, MP3) der Relaisansteuerkreise. Die einzelnen Schalter (Transistoren T1-T4) der Relaisansteuerkreise werden zweikanalig über getrennte Mikroprozessoren (C1, C2) gesteuert. Rückleseschaltungen (R2, T5; R1, T11, T6) lesen während Testzyklen die Ansteuerzustände der Ansteuerkreise aus und melden sie je an einen der Mikroprozessoren. Die Testzyklen sind dabei so kurz, daß die Arbeitskontakte der Relais nicht umschalten (Fig. 1).A circuit arrangement for monitoring relays in safety circuits with at least three relays has two parallel Relaisansteuerkreise (T1, T3, T4, T2) for two relays (A, B), in each of which a connection with supply voltage and a connection with ground can be switched separately. The third relay (C) and possibly a fourth relay (SSD) are each located in a diagonal (MP2, MP1, MP4, MP3) of the relay control circuits. The individual switches (transistors T1-T4) of the relay drive circuits are controlled via two channels via separate microprocessors (C1, C2). Readback circuits (R2, T5, R1, T11, T6) read the drive states of the drive circuits during test cycles and report them to one of the microprocessors. The test cycles are so short that the normally open contacts of the relays do not switch (Fig. 1).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung.The The invention relates to a circuit arrangement.

In der Sicherheitstechnik wird ein Gefahrenbereich von Maschinen oder Anlagen durch Unfallschutz-Lichtgitter (vgl. DE 39 39 191 C2 ) überwacht und die Maschinen oder Anlagen werden abgeschaltet, wenn eine Person oder ein Gegenstand in den Sicherheitsbereich eindringt. Dieses Abschalten und natürlich auch das entsprechende Anschalten der Maschinen erfolgt üblicherweise durch Relais, die normalerweise ein Schütz der Maschine oder Anlage ansteuern. Diese Relais können ausfallen, sei es dass ihre Wicklung durchbrennt, ihre Arbeitskontakte „kleben" bleiben oder sei es dass die Ansteuerung dieser Relais defekt ist. Letztere erfolgt meist über Transistoren, die durchlegieren können. Schließlich können auch die Verbindungsleitungen zwischen diesen Relais und dem Maschinenschutz defekt sein, sei es durch Kurzschluss, Nebenschluss oder Leitungsunterbrechung.In safety technology, a hazardous area of machinery or equipment is protected by safety light curtains (cf. DE 39 39 191 C2 ) and the machinery or equipment is shut down when a person or object enters the safety area. This shutdown and of course the corresponding switching on of the machines is usually done by relays, which usually control a contactor of the machine or system. These relays can fail, either because their coils burn out, because their normally open contacts "stick", or because the control of these relays is faulty, the latter being mostly through transistors that can break down, as well as the connecting cables between these relays and the machine protection be defective, be it by short circuit, shunt or line break.

Die DE 27 13 872 C3 betrifft eine Wechselstromsicherheitsschaltung für die Fernbedienung einer Maschine mit Hilfe von zwei Tastenschaltern in Reihenschaltung, mit jeweils einem Ruhekontakt und einem Arbeitskontakt. Die Tastenschalter wirken mit zwei Relaisspulen zusammen welche Kontakte in dem Inbetriebsetzungsstromkreis und in dem Wiederholungssperre-Stromkreis, die in die zu steuernde Maschinen übergehen, aufweisen. Weiterhin ist ein Verzögerungsrelais, dessen Spule parallel zu der einen der beiden erstgenannten Relaisspulen liegt und dessen Kontakt sich in dem Speisekreis der anderen Spule befindet, vorgesehen. In jedem Tastenschalter ist ein Ruhekontaktanschluss mit dem zweiten Arbeitskontaktanschluss des anderen Tastenschalters verbunden ist. Ferner weist die Reihenschaltung der beiden Tastenschalter ein elektrisches Ventil auf. Außerdem liegt parallel zu jeder der beiden in Reihe geschalteten Relaisspulen ein elektrisches Ventil.The DE 27 13 872 C3 relates to an AC safety circuit for the remote control of a machine by means of two key switches in series, each with a normally closed contact and a normally open contact. The key switches cooperate with two relay coils which have contacts in the start-up circuit and in the repetition-inhibit circuit going into the machines to be controlled. Furthermore, a delay relay whose coil is parallel to one of the first two relay coils and whose contact is in the feed circuit of the other coil, is provided. In each key switch, a normally closed contact terminal is connected to the second normally open terminal of the other key switch. Furthermore, the series connection of the two key switches on an electric valve. In addition, there is an electrical valve in parallel with each of the two series-connected relay coils.

Die DE 41 34 396 C2 betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer technischen Anlage mittels eines Automatisierungssystems. Das Automatisierungssystem besteht aus mindestens zwei, zumindest teilweise redundanten Teilsystemen die unter gegenseitiger Überwachung gemeinsam die technische Anlage sicher führen. Die zwei Teilsysteme führen zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit zumindest ihrer jeweiligen sicherheitsrelevanten Elemente zyklisch Selbsttests durchführen. Bei einer aufgedeckten Fehlerfunktion erzeugen diese ein Fehlersignal, durch welches die Anlage stillgesetzt wird. Die Fehlersignale wirken auf dem Teilsystem zugeordnete Überwachungseinheiten, die bei einer durch das Detektieren eines Fehlers ausgelösten Ansteuerung zusätzlich eine Notstillsetzung der technischen Anlage auslösen. Die Überwachungseinheiten wirken auf einen Sicherheitsschalter; der ebenfalls die Notstillsetzung der technischen Anlage auslöst, wenn die Überwachungseinheiten unterschiedliche Signale liefern. Aus der DE 197 07 819 B4 ist eine Schaltungsanordnung mit Sicherheitsfunktion bekannt, die insbesondere für Not-Aus-Schalter eingesetzt wird. Bei dieser Schaltungsanordnung werden vier Sicherheitsfreigaben mit nur zwei Relais realisiert.The DE 41 34 396 C2 relates to a method for monitoring a technical installation by means of an automation system. The automation system consists of at least two subsystems, which are at least partially redundant and which, under mutual supervision, together safely lead the technical system. The two subsystems run to check the operability of at least their respective safety-relevant elements perform cyclical self-tests. When an error function is detected, these generate an error signal which stops the system. The error signals act on monitoring units assigned to the subsystem which, in the event of a triggering triggered by the detection of an error, additionally trigger emergency shutdown of the technical system. The monitoring units act on a safety switch; which also triggers the emergency shutdown of the technical system if the monitoring units provide different signals. From the DE 197 07 819 B4 a circuit arrangement with safety function is known, which is used in particular for emergency stop switch. In this circuit, four safety releases are realized with only two relays.

Die FR 26 31 138 A1 betrifft eine Schaltungsanordnung zum Inbetriebsetzen einer Maschine. Diese weist mehrere Relais auf, die zu Simulationszwecken im Rahmen eines Anlauftests schaltbar sind. Eine Anordnung mehrerer Relais zur Erkennung von Querschlüssen oder Überspannungen ist dort nicht beschrieben. Auch die erfindungsgemäße zyklische Testung der Relais ist dort nicht offenbart.The FR 26 31 138 A1 relates to a circuit arrangement for putting a machine into operation. This has several relays that can be switched for simulation purposes as part of a startup test. An arrangement of several relays for detecting cross-circuits or overvoltages is not described there. Also, the cyclic testing of the relay according to the invention is not disclosed there.

Die DE 195 00 396 C1 betrifft eine Schützsicherheitskombination bei welcher den Spulen zweier Hilfsschütze zwei Sicherheits- oder Not-Aus-Kontakte vor- beziehungsweise nachgeschaltet sind. Ein parallel zum zweiten Hilfsschütz liegenden Kondensator bewirkt mit seiner Gedächtnisfunktion anstelle eines üblicherweise erforderlichen dritten Hilfsschützes, dass die Schaltung auch bei flüchtigen Fehlern selbstüberwachend arbeitet. Zur Entregung des zweiten Hilfsschützes ist ein EIN-Taster mit einem Schließerkontakt vorgesehen. Auch diese Druckschrift liefert keinen Hinweis zur erfindungsgemäßen Testung von Relais.The DE 195 00 396 C1 relates to a contactor safety combination in which the coils of two contactor relays two safety or emergency stop contacts upstream or downstream. A parallel to the second contactor capacitor causes with its memory function instead of a commonly required third auxiliary contactor that the circuit works self-monitoring even with volatile errors. To de-energize the second auxiliary contactor, an ON button with a normally open contact is provided. This publication also provides no indication for the inventive testing of relays.

Die DE 197 15 098 B4 betrifft eine Überwachungsschaltung für eine konstante Überwachung von mehreren Signaleingängen, wobei die Signaleingänge unterschiedliche Potentiale aufweisen. Zur Überwachung wird zumindest ein Relais wechselseitig über jeweils einen Kondensator angesteuert. Die Signaleingänge sind über die Kondensatoren an das zumindest einem Relais angeschlossen. Die Kondensatoren sind über die Signaleingänge oszillierend mit einem Potential beaufschlagt sind und entladen sich oszillierend in das zumindest eine Relais.The DE 197 15 098 B4 relates to a monitoring circuit for a constant monitoring of a plurality of signal inputs, wherein the signal inputs have different potentials. For monitoring, at least one relay is driven alternately via a respective capacitor. The signal inputs are connected via the capacitors to the at least one relay. The capacitors are acted upon by the signal inputs oscillating with a potential and discharge oscillating in the at least one relay.

Die DE 197 15 013 A1 betrifft eine Schaltung zum Start einer über eine Überwachungsschaltung abgesicherten Maschine, bei welcher die Überwachungsschaltung mehrere Signaleingänge konstant überwacht und beim Auftreten eines Fehlers die Energiezuführ zur Maschine unterbricht. Es sind zwei Relais vorgesehen, die über die Sicherheits- und/oder Überwachungsschaltung ansteuerbar und schaltbar sind. Die Relais sind in Reihe geschaltet und nacheinander gestartet werden. Parallel zu dem zuerst zu startenden Relais ist ein Kondensator angeordnet, dessen Ladung das Relais durchsteuert. Zumindest ein Transistor ist mit den Relais in Reihe geschaltet, wobei ein Relais in Reihe geschaltet ist, wobei ein Relais mit der Basis und ein Relais mit dem Kollektor des Transistors verbunden sind.The DE 197 15 013 A1 relates to a circuit for starting a via a monitoring circuit secured machine, in which the monitoring circuit constantly monitors several signal inputs and interrupts the energy supply to the machine when an error occurs. There are two relays are provided which can be controlled and switched via the safety and / or monitoring circuit. The relays are connected in series and started one after the other. Parallel to the relay to be started first, a capacitor is arranged, the charge of which drives the relay. At least one transistor is connected in series with the relays with a relay connected in series with a relay connected to the base and a relay connected to the collector of the transistor.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, mit der solche Relais überwacht werden können.task the present invention is to provide a circuit arrangement with which such relays monitored can be.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildung der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.These Task is solved by the features specified in the claim. advantageous Embodiments and development of the invention are the dependent claims remove.

Die Grundidee der Erfindung liegt darin, die mindestens vorhandenen drei Relais so schaltungsmäßig anzuordnen, dass zwei Relais je in einem Ansteuerkreis liegen, wobei die beiden Ansteuerkreise parallel zueinander sind und das dritte Relais in einer Diagonalen der beiden Ansteuerkreise liegt, das heißt das dritte Relais bildet eine Verbindung zwischen der Versorgungsspannung des ersten Ansteuerkreises und der Masseseite der anderen Ansteuerkreise. Jeder Relaisansteuerkreis hat zwei Schalter, die üblicherweise als Schalttransistoren ausgebildet sind, von denen der eine das Relais mit Versorgungsspannung und der andere mit Masse verbindet. Diese Schalter werden zweikanalig, das heißt von zwei getrennten Mikroprozessoren angesteuert, derart, dass der eine Schalter, z.B. der zur Versorgungsspannung vom Mirkoprozessor des ersten Kanals und der zweite Schalter vom Mikroprozessor des zweiten Kanals angesteuert wird. Diese Ansteuerung ist in beiden Kreisen symmetrisch. Das in der Diagonalen liegende Relais spricht nur dann an, wenn die entsprechend diagonal gegenüberliegenden Schalter geschlossen sind.The The basic idea of the invention lies in the at least existing to arrange three relays in circuit that two relays are each in a drive circuit, the two Control circuits are parallel to each other and the third relay in a diagonal of the two Ansteuerkreise is, that is, the third relay forms a connection between the supply voltage of the first Control circuit and the ground side of the other control circuits. Everyone Relaisansteuerkreis has two switches, usually as switching transistors are formed, one of which is the relay with supply voltage and the other connects to mass. These switches are dual-channel, this means controlled by two separate microprocessors, such that the a switch, e.g. that to the supply voltage from the microprocessor the first channel and the second switch from the microprocessor of the second channel is controlled. This control is in both Circles symmetrically. The relay lying in the diagonal speaks only if the corresponding diagonally opposite Switches are closed.

Vorzugsweise liegt ein viertes Relais, das die Betriebsbereitschaft anzeigt, in der anderen Diagonalen. Damit können die beiden Relais in den beiden Diagonalen nur dann gemeinsam ansprechen, wenn alle vier Schalter der beiden Relaisansteuerkreise geschlossen sind.Preferably there is a fourth relay indicating the readiness for operation in the other diagonal. This allows the two relays in the two diagonals only then respond together if all four switches the two Relaisansteuerkreise are closed.

Erfindungsgemäß werden die Ansteuerzustände der Relais durch Rückleseschaltungen überwacht. Für jeden Relaisansteuerkreis ist dabei eine Rückleseschaltung vorgesehen, die im einen Ansteuerkreis zwischen Relais und Masse schalter und im anderen Ansteuerkreis zwischen Relais und Spannungsversorgungsschalter liegt. In Testzyklen werden die einzelnen Schalter der Relaisansteuerkreise sowohl einzeln als auch in vorgegebenen Kombinationen geschaltet und der sich dann einstellende Zustand an den Rückleseschaltungen an die Mikroprozessoren gemeldet. Die Ansteuerung der Schalter erfolgt dabei so kurzzeitig, daß die Arbeitskontakte der Relais nicht umschalten, diese vielmehr in der vorherigen Stellung bleiben.According to the invention the drive states the relay monitored by read-back circuits. For each Relaisansteuerkreis is provided a read-back circuit, in a drive circuit between relay and ground switch and in the other control circuit between relay and power supply switch lies. In test cycles, the individual switches of the relay drive circuits become switched both individually and in predetermined combinations and the then-set state on the read back circuits to the microprocessors reported. The activation of the switches takes place for a short time, that the Do not switch working contacts of the relay, this rather in the remain in the previous position.

Ein weiterer Test des Testzyklus besteht darin, daß eine Über- und eine Unterspannung simuliert werden und bei diesen simulierten Zuständen eine Schaltspannung für die Ansteuerung von je einem Schalter in den Relaisansteuerkreisen entfernt wird.One Another test of the test cycle is that an overvoltage and an undervoltage be simulated and in these simulated states, a switching voltage for the control is removed by a switch in the Relaisansteuerkreisen.

Um sicherzustellen, daß bei fehlerhaften Schaltern in Relaisansteuerkreisen, insbesondere bei durchlegierten Transistoren über die in den Diagonalen geschalteten Relais keine fehlerhafte Spannung an die Rückleseschaltung gelangt, ist in Reihe zu den in den Diagonalen geschalteten Relais je eine in Durchlaßrichtung geschaltete Diode vorgesehen. Bei durchlegierten Transistoren kann sich dadurch in einem Diagonalenzweig keine Reihenschaltung aus drei Relaisspulen einstellen, bei der die Teilspannung an den Relais zu Halten der Relais ausreichen würde.Around ensure that at faulty switches in Relaisansteuerkreisen, especially at alloyed transistors over the diagonals switched relay no faulty voltage to the read back circuit is in series with the diagonals connected relay one in the forward direction switched diode provided. In durchlegierten transistors can This does not cause a series connection in a diagonal branch Set three relay coils, at which the partial voltage at the relay to hold the relay would be enough.

Zum schnelleren Abschalten der Relais sind parallel zu diesen eine Reihenschaltung aus einer in Sperrichtung geschalteten Diode und einem Widerstand vorgesehen. Dadurch wird eine beim Abschalten der Relais induzierte Gegenspannung rasch abgebaut.To the faster shutdown of the relays are parallel to these a series connection from a reverse-connected diode and a resistor intended. This will induce a switch-off of the relay Counter tension quickly reduced.

Eine Überwachung der Relaiskontakte erfolgt dadurch, daß mit den Relaiskontakten mechanisch zwangsgekoppelte Hilfskontakte vorgesehen sind, deren Stellung über zwei Optokoppler abgefragt wird. Die Hilfskontakte sind so geschaltet, daß einer der Optokoppler (O2 in 4) nur dann anspricht, wenn die Hilfskontakte der drei Relais in einer vorbestimmten Stellung (insbes. der Ruhestellung) sind, während der andere Optokoppler (O1 in 4) so geschaltet ist, daß er immer dann anspricht, wenn alle drei Hilfskontakte in der anderen Stellung (insbes. der Arbeitsstellung) sind. Der normale Zustand der Schaltungsanordnung ist, daß in der Ruhestellung der drei Relais (A, B, und C) nur der eine Optokoppler (O2) durchgeschaltet hat, während in der erregten Stellung der drei Relais (A, B und C) nur der andere Optokoppler (O1) durchgeschaltet hat. Dieses Prinzip läßt sich auch mit zwei Relais realisieren. Zusätzlich ist durch eine Zener-Diode sichergestellt, daß die Optokoppler nur dann ansprechen, wenn die Versorgungsspannung dieses Prüfkreises einen Mindestwert hat.A monitoring of the relay contacts takes place in that mechanically positively coupled auxiliary contacts are provided with the relay contacts whose position is queried via two optocouplers. The auxiliary contacts are connected so that one of the optocouplers (O2 in 4 ) only responds when the auxiliary contacts of the three relays are in a predetermined position (esp. the rest position), while the other optocoupler (O1 in 4 ) is switched so that it responds whenever all three auxiliary contacts in the other position (in particular the employment position). The normal state of the circuit arrangement is that in the rest position of the three relays (A, B, and C) only one optocoupler (O2) has switched through, while in the energized position of the three relays (A, B and C) only the other Optocoupler (O1) has switched through. This principle can also be realized with two relays. In addition, it is ensured by a zener diode that the opto-couplers only respond when the supply voltage of this test circuit has a minimum value.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt:in the The following is the invention with reference to an embodiment in connection with the drawing in more detail explained. It shows:

1 Ein Prinzipschaltbild der Schaltungsanordnung nach der Erfindung; 1 A schematic diagram of the circuit arrangement according to the invention;

2 ein Prinzipschaltbild einer Zusatzkomponente für die Umschaltung der Betriebsspannung der Relais; 2 a schematic diagram of an additional component for the switching of the operating voltage of the relay;

3 ein Prinzipschaltbild einer Komponente zur Simulation von Über- und Unterspannungen; 3 a schematic diagram of a component for the simulation of over and under voltages;

4 ein Prinzipschaltbild einer Komponente zur Überwachung von Hilfskontakten der Relais; und 4 a block diagram of a component for monitoring auxiliary contacts of the relay; and

5 ein Prinzipschaltbild für den Anschluß der Relais an eine überwachte Maschine. 5 a schematic diagram for connecting the relay to a monitored machine.

Gleiche Bezugszeichen in den einzelnen Figuren bezeichnen gleiche Teile.Same Reference numerals in the individual figures denote the same parts.

1 zeigt ein Schaltbild der Relaisansteuerung. Es sind vier Relais A, B, C und SSD vorgesehen, die wie folgt zwischen vier Meßpunkten MP1-MP4 angeschlossen sind:
das Relais A liegt zwischen MP1 und MP4;
das Relais B liegt zwischen MP2 und MP3;
das Relais C liegt zwischen MP1 und MP2 und
das Relais SSD liegt zwischen MP4 und MP3. 1 shows a circuit diagram of the relay control. There are four relays A, B, C and SSD connected between four measuring points MP1-MP4 as follows:
Relay A is between MP1 and MP4;
relay B is between MP2 and MP3;
Relay C is between MP1 and MP2 and
the relay SSD is between MP4 and MP3.

Die Meßpunkte MP4 und MP2 können über Transistoren T1 bzw. T4 mit positiver Versorgungsspannung verbunden werden. Die Meßpunkte MP1 und MP3 können über Transistoren T3 bzw. T2 mit Masse verbunden werden. Somit ist das Relais A nur dann erregt, wenn T1 und T3 durchgeschaltet sind.The Measuring points MP4 and MP2 can have transistors T1 or T4 are connected to positive supply voltage. The Measuring points MP1 and MP3 can be via transistors T3 or T2 are connected to ground. Thus, relay A is only then energized when T1 and T3 are turned on.

Das Relais C ist erregt, wenn T4 und T3 durchgeschaltet sind.The Relay C is energized when T4 and T3 are on.

Das Relais SSD ist erregt, wenn T1 und T2 durchgeschaltet sind.The Relay SSD is energized when T1 and T2 are on.

Das Relais B ist erregt, wenn T4 und T2 durchgeschaltet sind.The Relay B is energized when T4 and T2 are on.

Die Transistoren T1 und T4 werden von einem ersten Kanal, einem Mikroprozessor C1, angesteuert; die Transistoren T2 und T3 von einem zweiten Kanal mit einem Mikroprozessor C2. Damit können beide Kanäle auf die Relais zugreifen, wobei die Relais im Prinzip so geschaltet sind, daß nur dann alle Relais ansprechen, wenn beide Kanäle einwandfrei arbeiten.The Transistors T1 and T4 are from a first channel, a microprocessor C1, activated; the transistors T2 and T3 from a second channel with a microprocessor C2. This allows both channels on the Relay access, the relays are connected in principle, that only then address all relays if both channels are working properly.

Während eines normalen Betriebes melden die Prozessoren C1 und C2 die Betriebsbereitschaft an den Anschlüssen C1 SSD_AQ bzw. C2_SSD_BQ, wodurch die Transistoren T1 und T2 durchschalten. Das Relais SSD ist damit aktiviert, das Relais A erhält Versorgungsspannung, das Relais B Masse. Weiter melden die Prozessoren C1 und C2 an den Anschlüssen C1_B_CQ bzw. C2_A_CQ den störungsfreien Betrieb, wodurch die Transistoren T4 und T3 durchschalten. Damit liegen der Meßpunkt MP2 und die Relais B und C an Versorgungsspannung.During one In normal operation, processors C1 and C2 signal readiness for operation at the connections C1 SSD_AQ or C2_SSD_BQ, whereby the transistors T1 and T2 through. The relay SSD is thus activated, the relay A receives supply voltage, the relay B ground. Next, the processors C1 and C2 report to the connections C1_B_CQ or C2_A_CQ the trouble-free Operation, whereby the transistors T4 and T3 through. In order to are the measuring point MP2 and the relays B and C to supply voltage.

Das Durchschalten von T3 legt den Meßpunkt MP1 auf Masse, so daß die Relais A und C mit Masse verbunden sind. Damit sind jetzt alle vier Relais A, B, C und SSD durchgeschaltet, d.h. aktiviert.The Turning on T3 sets the measuring point MP1 to ground so that the relays A and C are connected to ground. So now all four relays are A, B, C and SSD are turned on, i. activated.

Die einzelnen möglichen Kombinationen sind in der nachfolgenden Tabelle 1 wiedergegeben

Tabelle 1 The individual possible combinations are shown in Table 1 below

Table 1

Eine 1 bedeutet dabei "aktiviert", eine 0 "deaktiviert".A 1 means "activated", 0 means "deactivated".

Der Transistor T1 wird wie folgt angesteuert: Der Ausgang C1_SSD_AQ des Mikroprozessors C1 ist mit der Basis eines Transistors T8 verbunden, die zusätzlich über einen Widerstand R4 mit +5V verbunden ist. Der Emitter des Transistors T8 ist mit Masse verbunden, der Kollektor ist einerseits über einen Widerstand R3 mit einer +5V-Schaltspannung und der Basis eines weiteren Transistors T7 verbunden. Es sei darauf hingewiesen, daß die +5V-Spannung des Widerstandes R3 und die des Widerstandes R4 aus unterschiedlichen Spannungsquellen stammen, was weiter unten noch erläutert wird. Der Transistor T7 ist mit seinem Emitter mit Masse und mit seinem Kollektor über einen Widerstand R7 mit der Basis des Transistors T1 verbunden. In analoger Weise wird der Transistor T4 vom Ausgang C1_B_CQ angesteuert, und zwar über einen Transistor T13 mit Basis-Widerstand R11, der mit +5V verbunden ist, und mit Kollektor-Widerstand R10, der ebenfalls mit +5V verbunden ist, und den Transistor T12, wobei zwischen dem Kollektor des Transistors T12 und der Basis des Transistors T4 ein Widerstand R4' liegt.Of the Transistor T1 is controlled as follows: The output C1_SSD_AQ of the microprocessor C1 is connected to the base of a transistor T8, the additional one Resistor R4 is connected to + 5V. The emitter of the transistor T8 is connected to ground, the collector is on the one hand via a Resistor R3 with a + 5V switching voltage and the base of another Transistor T7 connected. It should be noted that the + 5V voltage of the resistor R3 and that of the resistor R4 from different voltage sources which will be explained below. The transistor T7 is with its emitter to ground and with its collector over one Resistor R7 is connected to the base of the transistor T1. In analog Way, the transistor T4 is driven by the output C1_B_CQ, and though over a transistor T13 with base resistor R11, which is connected to + 5V is, and with collector resistor R10, which is also connected to + 5V is, and the transistor T12, being between the collector of the transistor T12 and the base of the transistor T4 is a resistor R4 '.

Der Transistor T3 wird vom zweiten Mikroprozessor C2 über dessen Ausgang C2_A_CQ angesteuert, und zwar über einen Transistor T10 mit Basis-Widerstand R8, der an +5V liegt und dessen Emitter mit Masse verbunden ist. Der Kollektor des Transistors T10 ist über ein Widerstand R9 mit +5V sowie mit der Basis des Transistors T3 verbunden. In analoger Weise wird der Transistor T2 vom Ausgang C2_SSD_BQ des zweiten Mikroprozessors C2 angesteuert, und zwar über den Transistor T9, der einen Basiswiderstand R6 und einen Kollektorwiderstand R5 hat.Of the Transistor T3 is the second microprocessor C2 via its Output C2_A_CQ driven, via a transistor T10 with Base resistor R8, which is connected to + 5V and whose emitter is connected to ground is. The collector of the transistor T10 is connected to + 5V via a resistor R9 and connected to the base of the transistor T3. In an analogous way transistor T2 becomes output C2_SSD_BQ of the second microprocessor C2 controlled, over the transistor T9, which has a base resistance R6 and a collector resistance R5 has.

Weiter sieht die Schaltung vor, daß die Meßpunkte MP3 und MP4 überwacht werden. Hierzu ist der Meßpunkt MP3 über einen Widerstand R2 mit der Basis eines Transistors T5 verbunden, dessen Emitter auf Masse und dessen Kollektor über einen Widerstand R6 auf +5V liegt. Der Kollektor des Transistors T5 ist gleichzeitig der "Meßausgang", der dem Anschluß C2_RELAYUE des Mikroprozessors C2 zugeführt wird.Further the circuit provides that the Measuring points MP3 and MP4 monitored become. This is the measuring point MP3 over a resistor R2 connected to the base of a transistor T5, its emitter grounded and its collector via a resistor R6 + 5V is located. The collector of the transistor T5 is also the "measuring output", the terminal C2_RELAYUE supplied to the microprocessor C2 becomes.

Der Meßpunkt MP4 ist über einen Widerstand R1 mit der Basis eines Transistors T11 verbunden, dessen Emitter über eine Zener-Diode D3 mit positiver Versorgungsspannung (+12V) verbunden ist und dessen Kollektor über einen mit Masse verbundenen Spannungsteiler R6', R6'' mit der Basis eines Transistors T6 verbunden ist. Der Emitter des Transistors T6 ist mit Masse und sein Kollektor über einen Widerstand R12 mit +5V verbunden. Gleichzeitig stellt der Kollektor des Transistors T6 den "Meßausgang" dar, der dem Anschluß C1_RELAYUE des Mikroprozessors C1 zugeführt wird.Of the measuring point MP4 is over a resistor R1 is connected to the base of a transistor T11, its emitter over a Zener diode D3 connected to positive supply voltage (+ 12V) is and its collector over a grounded voltage divider R6 ', R6' 'with the base of a Transistor T6 is connected. The emitter of the transistor T6 is with mass and his collector over a resistor R12 connected to + 5V. At the same time, the Collector of the transistor T6 is the "measurement output", the connection C1_RELAYUE supplied to the microprocessor C1 becomes.

Schließlich sieht die Schaltung noch vor, daß alle vier Relais A, B, C und SSD durch eine Reihenschaltung aus einem Widerstand Ra, Rb, Rc, Rs und einer in Sperrichtung geschalteten Diode Da, Db, Dc, Ds überbrückt sind. Schließlich sind die beiden in der "Diagonalen" verschalteten Relais C und SSD noch in Reihe mit einer in Durchlaßrichtung geschalteten Diode D1 bzw. D2 verschaltet.Finally, the circuit still provides that all four relays A, B, C and SSD by a series scarf tion of a resistor Ra, Rb, Rc, Rs and a reverse-connected diode Da, Db, Dc, Ds are bridged. Finally, the two connected in the "diagonal" relay C and SSD are still connected in series with a forward-biased diode D1 and D2.

Unter Steuerung durch die beiden Mikroprozessoren C1 und C2 wird die Relaisansteuerung geprüft. Dabei werden alle Transistoren auf Funktionsfähigkeit geprüft und auch eine Überspannungs- bzw. Unterspannungsüberwachung wird überprüft. Auch werden Unterbrechungen der Relais-Spulen erkannt. Im Prinzip wird über die beiden Leseleitungen C1_RELAYUE und C2_RELAYUE eingelesen, ob die Transistoren schalten oder nicht.Under Control by the two microprocessors C1 and C2 becomes the relay control checked. there All transistors are tested for functionality and also an overvoltage or undervoltage monitoring will be checked. Also Interruptions of the relay coils are detected. In principle, over the read both read lines C1_RELAYUE and C2_RELAYUE whether the Turn on transistors or not.

Der Test gliedert sich in zwei Teile:

a) Test, wenn Relais (A, B, C) nicht angesteuert sind und
b) Test, wenn Relais angesteuert sind.

The test is divided into two parts:

a) test, if relays (A, B, C) are not activated and
b) Test if relays are activated.

Die Testzyklen sind dabei stets so kurz, daß die Schaltkontakte der Relais nicht schalten.The Test cycles are always so short that the switching contacts of the relay do not switch.

Der erste Test a) bei nicht angesteuertem Relais, läuft folgendermaßen ab: Die Transistoren T1 und T2 sind durchgeschaltet, T3 und T4 gesperrt.Of the first test a) if the relay is not activated, runs as follows: Transistors T1 and T2 are turned on, T3 and T4 are off.

In einer ersten Sequenz wird der Zustand der Meßpunkte MP3 und MP4 überprüft. Bei eingeschaltetem T2 und ausgeschaltetem T4 muß MP3 auf Masse liegen und T5 ist gesperrt. Bei abgeschaltetem T3 und eingeschaltetem T1 muß der Meßpunkt MP4 auf positiver Versorgungsspannung liegen. Unterbrechungen der Relaiswicklungen A bzw. B werden hierbei ebenfalls erkannt. In einem nächsten Schritt wird eine Überspannung simuliert. Dabei werden die +5V-Schaltspannungen an R3 und R5 abgeschaltet, so daß T1 und T2 abschalten. Auch dieser abgeschaltete Zustand wird an MP3 und MP4 ausgelesen und den Mikroprozessoren gemeldet. Anschließend wird die Überspannung wieder weggenommen und die sich dann neu einstellenden Spannungen an MP3 und MP4 werden ausgewertet.In a first sequence, the state of the measuring points MP3 and MP4 is checked. at If T2 is on and T4 is off, MP3 must be grounded T5 is locked. When T3 is switched off and T1 is switched on, the measuring point MP4 lie on positive supply voltage. Interruptions of the relay windings A or B are also recognized here. In a next step becomes an overvoltage simulated. The + 5V switching voltages at R3 and R5 are switched off, so that T1 and turn off T2. This switched-off state is also sent to MP3 and MP4 read and reported to the microprocessors. Subsequently, will the overvoltage taken away again and then the newly adjusting tensions to MP3 and MP4 are evaluated.

In einer zweiten Sequenz werden die gleichen Schritte durchgeführt, wobei lediglich statt einer Überspannung jetzt eine Unterspannung simuliert wird, wodurch ebenfalls die +5V-Schaltspannungen an R3 und R5 abgeschaltet werden.In a second sequence, the same steps are performed, wherein only instead of an overvoltage now an undervoltage is simulated, which also causes the + 5V switching voltages be switched off at R3 and R5.

Die Tests bei angesteuerten Relais, bei denen alle vier Transistoren T1, T2, T3 und T4 durchgesteuert sind, wird in vier Sequenzen durchgeführt.The Tests on controlled relays, where all four transistors T1, T2, T3 and T4 are turned on, is performed in four sequences.

Sequenz 1Sequence 1

- Hibernation read in
- T2 turn off
- reaction read in
- T1 and switch off T4
- reaction read in
T1, Turn on T2 and T4
- read in Evaluate voltages.

Sequenz 2Sequence 2

- Hibernation read in
- T1 turn off
- reaction read in
- T2 and switch off T3
- reaction read in
T1, Turn on T2 and T3
- read in Evaluate voltages.

Sequenz 3Sequence 3

- Hibernation read in
- Undervoltage simulate
- reaction read in
- T4 turn off
- reaction read in
- Undervoltage Take off and switch on T4
- read in Evaluate voltages.

Sequenz 4Sequence 4

- Hibernation read in
- Overload simulate
- reaction read in
- reaction read in
- Overload Take off and turn T3 on
- read in Evaluate voltages.

Bei allen Tests findet ein Signalwechsel an den Leseleitungen der Transistoren T5 und T6 statt, wodurch auch diese Transistoren auf Funktionsfähigkeit überprüft werden.at All tests find a signal change on the read lines of the transistors T5 and T6 instead, whereby these transistors are checked for functionality.

Die oben erwähnte Überwachung auf Über- und Unterspannung erfolgt über die Transistoren T8 und T9 mit der als "+5V-Schalt" bezeichneten Spannung an den Widerständen R3 und R5. Liegt die Prozessor-Versorgungsspannung innerhalb eines vorgegebenen Fensters, beispielsweise zwischen 4,8V und 5,6V, ist diese Spannung eingeschaltet. Außerhalb dieses Bereiches ist sie abgeschaltet, womit dann die Transistoren T1 und T2 nicht mehr durchgeschaltet werden können und ein entsprechender Fehler in der Spannungsversorgung erkannt wird.The above-mentioned monitoring on over- and undervoltage occurs via the transistors T8 and T9 with the voltage referred to as "+ 5V switching" at the resistors R3 and R5. Is the processor supply voltage within one given window, for example between 4.8V and 5.6V, is switched on this voltage. Outside of this range is it turns off, which then the transistors T1 and T2 no longer can be switched through and detected a corresponding error in the power supply becomes.

Eine weitere Besonderheit liegt in der Ansteuerung der Relais A, B, C und SSD. Diese Relais werden normalerweise mit +12V betrieben, was bei längerer Einschaltdauer zu einer erheblichen Verlustleistung und damit Erwärmung führt. Bei der Erfindung werden die Relais nur in der Einschaltphase für eine kurze Zeitdauer von vorzugsweise 100 ms mit 12V betrieben und anschließend mit einer reduzierten Spannung von vorzugsweise 8V gehalten. Diese Spannung reicht vollkommen aus, die Relais zu halten. Die Verlustleistung wird dadurch aber beträchtlich reduziert. Einzelheiten für diese Umschaltung sind in 2 gezeigt und werden weiter unten erläutert.Another special feature is the control of the relays A, B, C and SSD. These relays are normally operated with + 12V, resulting in a long power-on time to a significant power loss and thus heating. In the invention, the relays are operated only in the switch-on for a short period of preferably 100 ms with 12V and then maintained at a reduced voltage of preferably 8V. This voltage is quite sufficient to hold the relays. The power loss is thereby considerably reduced. Details for this switching are in 2 and are explained below.

Die Parallelschaltung aus einem Widerstand (z.B. Ra) und einer in Sperrichtung geschalteten Diode (z.B. Da) zu den jeweiligen Relais dient dem schnelleren Abschalten der Relais. Aufgrund der Eigeninduktivität der Wicklung des Relais wird beim Abschalten eine Gegenspannung erzeugt und die in der Relaisspule gespeicherte Energie muß abgebaut werden, was über den Widerstand erfolgt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel liegt der Haltestrom für die Relais bei ca. 30 Ma, bei einer Spannung von 12 V. Die Spule hat einen Widerstand von 210 Ohm. Der entsprechende Widerstand (z.B. Ra) liegt bei 1 Kohm. Beim Abschalten entsteht dann eine Gegenspannung von ca. –30 V, die die Transistoren T1-T4 problemlos aushalten. Grundsätzlich gilt, daß das Abschalten umso schneller erfolgt, je höher die induzierte Gegenspannung ist. Mit den hier angegebenen Dimensionierungen erhält man eine Beschleunigung des Abschaltens von 19 ms auf 15 ms.The Parallel connection of a resistor (e.g., Ra) and one in the reverse direction The switched diode (e.g., Da) to the respective relays serves faster shutdown of the relay. Due to the self-inductance of the winding The relay is generated when switching off a counter voltage and the stored in the relay coil energy must be reduced, which is about the Resistance occurs. In the illustrated embodiment, the holding current is for the Relay at about 30 Ma, at a voltage of 12 V. The coil has a resistance of 210 ohms. The corresponding resistance (e.g. Ra) is 1 Kohm. When switching off then creates a reverse voltage from about -30 V, which easily withstand the transistors T1-T4. Basically, the shutdown the faster, the higher is the induced reverse voltage. With the dimensions given here receives an acceleration of the shutdown from 19 ms to 15 ms.

Die Dioden D1 und D2 in Reihenschaltung mit den Relais C und SSD verhindern eine Fehlfunktion für den Fall, daß die Transistoren T1 und T2 durchlegiert und T3 und T4 abgeschaltet sind. In diesem Falle wären nämlich die Relais A, C und B von Versorgungsspannung zu Masse in Reihe geschaltet und das Relais SSD aktiviert. Diese Reihenschaltung wird durch die Diode D1 verhindert. In entsprechender Weise verhindert die Diode D2 eine Reihenschaltung aus den Relais B, SSD und A für den Fall, daß T4 und T3 durchlegiert und T1 und T2 gesperrt sind.The Prevent diodes D1 and D2 in series with relays C and SSD a malfunction for the Case, that the Transistors T1 and T2 alloyed and T3 and T4 are turned off. In this case, namely the Relays A, C and B are connected in series from supply voltage to ground and the relay SSD is activated. This series connection is through the Diode D1 prevented. Correspondingly, the diode prevents D2 a series connection of the relays B, SSD and A in case that T4 and T3 alloyed and T1 and T2 are disabled.

2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Spannungsversorgung der Relais A, B, C und SSD, die über ein Signal CPU 8/12 V von einem der Mikroprozessoren C1 oder C2 zwischen höherer (z.B. +12 V) und niedriger (z.B. 8 V) Versorgungsspannung umgeschaltet wird. Ein Spannungsregler C4 liegt eingangsseitig an einem Spannungsteiler, bestehend aus Widerständen R12, R13 und R14, wobei der Widerstand R12 als Rückkopplungswiderstand zwischen Ausgang und Eingang des Reglers liegt, so daß die Widerstände R13 und R14 einen weiteren Spannungsteiler zwischen Eingang des Reglers und Masse bilden, der durch einen Transistor T14 durch das Signal CPU 8/12 V von einem der Mikroprozessoren umschaltbar ist. Wird der Transistor T14 durchgeschaltet, so wird der Widerstand R14 überbrückt und R13 mit Masse verbunden. Dadurch vergrößert sich der Strom durch R12. Weil die Spannung V_REF am Punkt zwischen R12 und R13 konstant bleibt, wird die Ausgangsspannung angehoben (+12V). Um einen höheren Wirkungsgrad des Reglers zu bekommen, ist der beschriebene Regler als Step-Down-Schaltregler ausgeführt. Die Schottky-Diode D4 dient als Freilaufdiode für die Spule bei hochohmigem Schalttransistor. Die Induktivität L1 und der Kondensator C3 dienen wechselweise als Speicherelemente bei den Schaltpausen. C3 glättet zusätzlich die Ausgangsspannung. 2 shows an embodiment for the power supply of the relays A, B, C and SSD, which is switched over a signal CPU 8/12 V from one of the microprocessors C1 or C2 between higher (eg +12 V) and lower (eg 8 V) supply voltage , A voltage regulator C4 is the input side to a voltage divider consisting of resistors R12, R13 and R14, wherein the resistor R12 as a feedback resistor between the output and input of the regulator, so that the resistors R13 and R14 form another voltage divider between the input of the regulator and ground, which is switchable by a transistor T14 by the signal CPU 8/12 V from one of the microprocessors. If the transistor T14 is turned on, then the resistor R14 is bridged and R13 connected to ground. This increases the current through R12. Because the voltage V _REF remains constant at the point between R12 and R13, the output voltage is raised (+ 12V). To get a higher efficiency of the controller, the described controller is designed as a step-down switching regulator. The Schottky diode D4 serves as a freewheeling diode for the coil with a high-impedance switching transistor. The inductance L1 and the capacitor C3 serve alternately as storage elements during the switching pauses. C3 additionally smoothes the output voltage.

Durch den Einsatz eines Schaltreglers und die herabgesetzte Relaisspannung von 12V auf 8V, läßt sich die gesamte Verlustleistung auf einen minimalen Wert bringen, wodurch der Betrieb in einem Kunststoffgehäuse ermöglicht wird.By the use of a switching regulator and the reduced relay voltage from 12V to 8V, can be reducing the total power loss to a minimum value the operation in a plastic housing is made possible.

Diese umschaltbare Spannung ist den Kollektoren der Transistoren T1 und T4 der 1 zugeführt.This switchable voltage is the collectors of the transistors T1 and T4 of the 1 fed.

3 zeigt die Schaltungsanordnung, die die Spannung "+5V Schalt" der 1 erzeugt. Ein Komparator C6 mit zwei Ausgängen OUTA und OUTB enthält zwei Vergleicher V1 und V2 mit den Eingängen INA+ bzw. INB– und einem gemeinsamen Referenzeingang REF. Die Eingänge INA+ und INB– sind an einen zwischen Versorgungsspannung und Masse liegenden Spannungsteiler aus den Widerständen R15, R16, R17 und R18 angeschlossen. Der Anschluß INA+ liegt zwischen R15 und R16, der Anschluß INB– zwischen R16 und R17. Der Verbindungspunkt zwischen R17 und R18 ist über einen Transistor T16 mit Masse verbindbar, wodurch R18 überbrückt wird. Weiter ist der Verbindungspunkt zwischen R16 und R17 mit einem Transistor T15 verbunden, der diesen Punkt und damit INB– mit Masse verbindet. Der Transistor T15 wird vom ersten Mikroprozessor C1 durch ein Signal "C1_UTEST durchgeschaltet, womit eine Unterspannung simuliert wird. Der Transistor T16 wird durch ein Signal "C2_UETESTQ" vom zweiten Mikroprozessor C2 geschaltet, wodurch ein Test auf Überspannung simuliert wird. Bei normalem Betrieb ist T15 gesperrt und T16 durchgeschaltet. Die Schaltschwellen der Vergleicher V1 und V2 sind über Widerstände R19, R20 und eine Zener-Diode D5 in Bezug auf den Spannungsteiler R15 – R18 so eingestellt, daß bei normaler Betriebsspannung beide Vergleicher V1 und V2 ein Ausgangssignal abgeben. Ein mit den Ausgängen OUTA und OUTB verbundenes UND-Gatter C8 ist damit durchgeschaltet und gibt +5V Schaltspannung an seinem Ausgang ab. 3 shows the circuit arrangement that the voltage "+ 5V switching" the 1 generated. A comparator C6 with two outputs OUTA and OUTB contains two comparators V1 and V2 with the inputs INA + and INB- and a common reference input REF. Inputs INA + and INB- are connected to a voltage divider between resistors R15, R16, R17 and R18 between supply voltage and ground. The INA + terminal is between R15 and R16, the INB terminal is between R16 and R17. The connection point between R17 and R18 is connectable via a transistor T16 to ground, whereby R18 is bridged. Further, the connection point between R16 and R17 is connected to a transistor T15 which connects this point and thus INB- to ground. The transistor T15 is turned on by the first microprocessor C1 by a signal "C1_UTEST, which simulates an undervoltage." The transistor T16 is switched by a signal "C2_UETESTQ" from the second microprocessor C2 simulating a test for over-voltage The switching thresholds of the comparators V1 and V2 are adjusted via resistors R19, R20 and a zener diode D5 with respect to the voltage divider R15 - R18 so that at normal operating voltage both comparators V1 and V2 give an output signal AND gate C8 connected to the outputs OUTA and OUTB is thus switched through and outputs + 5V switching voltage at its output.

Zum Test einer Unterspannung wird der Transistor T15 eingeschaltet. INB– liegt auf Masse, INA+ auf verringerter Spannung. Der Vergleicher V1 schaltet dadurch ab und das UND-Gatter C8 ebenfalls. Zum Test einer Überspannung wird der Transistor T16 abgeschaltet. Die Spannungen an den Eingängen INA+ und INB– werden damit angehoben. Der Vergleicher V1 bleibt durchgeschaltet, der Vergleicher V2 schaltet dagegen ab, da die Spannung an seinem negativen Eingang über der am positiven Eingang liegenden Referenzspannung ist. Auch in diesem Fall schaltet das UND-Gatter C8 ab.To the Test of an undervoltage, the transistor T15 is turned on. INB- lies on earth, INA + on reduced voltage. The comparator V1 switches from and the AND gate C8 also. To test an overvoltage the transistor T16 is turned off. The voltages at the inputs INA + and INB- raised with it. The comparator V1 remains switched through, the Comparator V2 turns off, however, because the voltage at its negative Entrance via is the reference voltage at the positive input. Also in In this case, the AND gate C8 turns off.

Beide Vergleicher V1 und V2 haben noch einen mit "HYST" bezeichneten Eingang zur Steuerung der Hysterese, die über die externe Beschaltung der Widerstände R19, R20 und der Zener-Diode C5 eingestellt werden kann.Both Comparators V1 and V2 have one with "HYST" designated Input for controlling the hysteresis, via the external wiring the resistances R19, R20 and the Zener diode C5 can be adjusted.

4 zeigt eine Schaltungsanordnung, mit der das Schalten der Relais-Kontakte der Relais A, B und C (1) überwacht wird. Die genannten Relais haben mit den Arbeitskontakten mechanisch zwangsgekoppelte und synchron zu diesen bewegte Hilfskontakte a, b bzw. c, die wie folgt verschaltet sind. Alle Hilfskontakte sind in Ruhestellung dargestellt. Die Hilfskontakte a, b und c berühren dann die entsprechenden Gegenkontakte a1, b1 bzw. c1. Die Gegenkontakte für die Arbeitsstellung sind mit a2, b2 bzw. c2 bezeichnet. Die Kontakte a2 und b1 liegen auf positiver Versorgungsspannung von beispielsweise +24V. c1 ist mit a1 und c2 mit b2 verbunden. Der Hilfskontakt C ist über eine Reihenschaltung aus einem Widerstand R21 und einer Zener-Diode D4, deren Zenerspannung bei +12V liegt, mit Masse verbunden. Der Hilfskontakt a ist mit dem positivem Eingang eines ersten Optokopplers O1, d.h. dem Eingang dessen Leuchtdiode verbunden, der Hilfskontakt b mit dem entsprechenden Eingang eines zweiten Optokopplers O2. Der negative Eingang der Leuchtdiode des Optokopplers O1 ist mit dem Schaltarm b, der entsprechende Eingang des Optokopplers O2 mit dem Schaltarm a verbunden. Die beiden Eingangsleuchtdioden der Optokoppler O1 und O2 liegen antiparallel und sind mit den Wechslkontakten von a und b verbunden. 4 shows a circuit arrangement with which the switching of the relay contacts of the relays A, B and C ( 1 ) is monitored. The relays mentioned have mechanically positively coupled with the normally-open contacts and auxiliary contacts a, b and c, which are moved synchronously with these, and are connected as follows. All auxiliary contacts are shown at rest. The auxiliary contacts a, b and c then touch the corresponding mating contacts a1, b1 and c1. The mating contacts for the working position are designated a2, b2 and c2. The contacts a2 and b1 are at a positive supply voltage of, for example + 24V. c1 is connected to a1 and c2 to b2. The auxiliary contact C is connected via a series circuit of a resistor R21 and a zener diode D4, whose zener voltage is +12 V, connected to ground. The auxiliary contact a is connected to the positive input of a first optocoupler O1, ie the input of its LED, the auxiliary contact b to the corresponding input of a second optocoupler O2. The negative input of the light-emitting diode of the optocoupler O1 is connected to the switching arm b, the corresponding input of the optocoupler O2 to the switching arm a. The two input LEDs of the optocouplers O1 and O2 are anti-parallel and are connected to the changeover contacts of a and b.

In der dargestellten Ruhestellung der drei Hilfskontakte a, b und c wird die Versorgungsspannung über den Gegenkontakt b1, den Kontakt b zur Leuchtdiode des Optokopplers O2 geleitet, von dort über den Hilfskontakt a, den Gegenkontakt a1 zum Gegenkontakt c1 und schließlich über den Hilfskontakt c, den Widerstand R21 und die Zener-Diode D4 zu Masse. Die Leuchtdiode des Optokopplers O2 leuchtet und am Ausgang U2 liegt eine Arbeitsspannung an, während der Ausgang U1 des Optokopplers O1 deaktiviert ist. Ist einer der drei Hilfskontakte a, b oder c nicht in der dargestellten Ruhestellung, so ist der beschriebene Stromkreis unterbrochen und beide Optokoppler sind deaktiviert.In the illustrated rest position of the three auxiliary contacts a, b and c is the supply voltage over the Counter contact b1, the contact b to the LED of the optocoupler O2 directed, from there over the auxiliary contact a, the mating contact a1 to the mating contact c1 and finally over the Auxiliary contact c, the resistor R21 and the Zener diode D4 to ground. The LED of the optocoupler O2 lights up and is connected to the output U2 a working voltage while the output U1 of the optocoupler O1 is deactivated. Is one of three auxiliary contacts a, b or c not in the illustrated rest position, so the circuit described is interrupted and both optocouplers are disabled.

Sind umgekehrt alle drei Hilfskontakte a, b und c in der Arbeitsstellung, berühren also den zugeordneten Gegenkontakt a2, b2 bzw. c2, so gelangt die positive Versorgungsspannung über a2, a, O1, b, b2, c2, c, R21 und D4 zu Masse. Der Optokoppler O1 ist aktiviert, O2 ist deaktiviert. Auch hier gilt, daß dies nur dann erfolgt, wenn alle drei Kontakte umgeschaltet haben. Ist einer oder zwei von ihnen in der anderen Stellung, so sind beide Optokoppler deaktiviert.Conversely, if all three auxiliary contacts a, b and c in the working position, ie touch the associated mating contact a2, b2 and c2, the positive supply voltage passes through a2, a, O1, b, b2, c2, c, R21 and D4 to ground. Optocoupler O1 is activated, O2 is deactivated. Again, this only happens when all three contacts have switched. If one or two of them are in the other position, then both optocouplers are deactivated.

Das Gleiche gilt, wenn einer der Hilfskontakte weder den Ruhe- noch den Arbeitskontakt schließt, oder durch die Zenerdiode D4 die geforderte Arbeitsspannung des Hilfskreises nicht überschreitet.The The same applies if one of the auxiliary contacts neither the rest nor closes the working contact, or by the zener diode D4 the required working voltage of Help circle does not exceed.

Auch mit nur zwei Relais läßt sich mit der gleichen Methode der Ruhe- und Arbeitskreis auf korrektes Umschalten beider Relais überprüfen.Also with only two relays can be with the same method of resting and working circle on correct switching check both relays.

5 zeigt, wie die Arbeitskontakte der Relais A, B, C und SSD verschaltet sind. Die Relais A, C und SSD sind sogenannte "Schließer", die im aktivierten Zustand einen Stromkreis schließen, das Relais B ist ein "Öffner", das im Ruhezustand geschlossen und im Arbeitszustand geöffnet ist. In 5 sind die den Relais zugeordneten Arbeitskontakte mit a', b', c' und ssd' bezeichnet. Weitere Hilfskontakte der Relais A, B und C sind in 4 dargestellt und oben bereits beschrieben. Die Relais mit ihren Arbeit- und Hilfskontakten sind auf einer mit einer gestrichelten Linie angedeuteten Steckkarte K untergebracht, die durch Kreise bezeichnete Anschlüsse N1, N2, N3, Ph1, Ph2 und Ph3 nach außen hat (Ph steht für Phase, N für Nulleiter). Diese Steckkarte wird so an ein Stromversorgungsnetz angeschlossen, daß die Arbeitskontakte der Relais jeweils zwischen Phase Ph und Nulleiter N liegen. Externe, kundenseitige Relais Bk und Ck sind in die Leitung des Nulleiters eingeschaltet. Die entsprechenden kundenseitigen Relais Ak und SSDk sind in die Phasenleitung eingeschaltet. Diese kundenseitigen Relais werden durch die zugeordneten Arbeitskontakte der Relais auf der Steckkarte gesteuert. In der Phasenleitung zwischen den Relais B und C ist eine erste Sicherung S1 geschaltet, in den beiden anderen Phasenzuleitungen der Relais Ak und SSDk sind jeweils die Sicherungen S2 und S3 geschaltet, sodaß die drei Phasenzuleitungen separat abgesichert sind. 5 shows how the working contacts of relays A, B, C and SSD are interconnected. The relays A, C and SSD are so-called "make contacts" which close a circuit when activated, relay B is a "normally closed contact" which is closed in idle state and open in working condition. In 5 are the relays associated normally open contacts with a ', b', c 'and ssd designated. Further auxiliary contacts of relays A, B and C are in 4 shown and already described above. The relays with their working and auxiliary contacts are located on a plug-in card K indicated by a dashed line, which has terminals N1, N2, N3, Ph1, Ph2 and Ph3 indicated by circles to the outside (Ph stands for phase, N for neutral). This plug-in card is connected to a power supply network so that the normally open contacts of the relays are between phase Ph and neutral conductor N. External, customer-side relays Bk and Ck are switched on in the line of the neutral conductor. The corresponding customer relays Ak and SSDk are switched on in the phase line. These customer relays are controlled by the assigned working contacts of the relays on the plug-in card. In the phase line between the relays B and C, a first fuse S1 is connected, in the other two phase leads of the relay Ak and SSDk the fuses S2 and S3 are connected, so that the three phase leads are hedged separately.

Die kundenseitigen Relais schalten überwachte Maschinen und Anlagen.The customer-side relays switch monitored Machinery and equipment.

Mit der Schaltung der 5 können Fehlerzustände wie Kurzschlüsse oder Nebenschlüsse der Zuleitungen zu den kundenseitigen Relais oder von dort zu einer überwachten Maschine erkannt werden. Solche Kurzschlüsse oder Nebenschlüsse können in der Praxis durchaus passieren, wenn ein Fahrzeug, wie z.B. ein Gabelstapler, über eine solche Zuleitung fährt.With the circuit of 5 Fault conditions such as short circuits or shunts of the supply lines to the customer's relays or from there to a monitored machine can be detected. Such shorts or shunts can in practice quite happen when a vehicle, such as a forklift, travels over such a supply line.

Bei Kurz- oder Nebenschlüssen zwischen einzelnen Leitungen wird die Sicherung S1 ansprechen, je nach Stellung der Hauptkontakte a', b', c' und ssd' der Relais. Bei einem Kurzschluß zwischen N3 und Ph1 spricht die Sicherung S1 an, unabhängig vom Schaltzustand der Relais. Bei einem Nebenschluß zwischen N2 und Ph3 wird die Sicherung S1 ansprechen, sobald das Relais C den Hauptkontakt c' schließt. Voraussetzung ist, daß das Betriebsbereitrelais SSD bereits den Kontakt ssd' geschlossen hat und damit N3 an der Klemme Ph3 liegt. Bei einem Nebenschluß zwischen N1 und Ph3 wird im dargestellten Ruhezustand der Relais A, B, C die Sicherung S1 ansprechen, wenn das Relais SSD bereits angezogen hat. Ansonsten schalten sich die Kundenrelais Bk und SSDk in Reihe ans Netz. Bei einem Nebenschluß zwischen N2 und Ph2 wird die Sicherung S1 ansprechen, wenn A und C angesprochen haben. Das Ansprechen der Sicherungen bei weiteren Quer- bzw. Nebenschlüssen ergibt sich von selbst aus der Schaltung und wird hier nicht weiter im Detail beschrieben.at Shorts or shunts between individual lines, the fuse S1 will respond, depending on Position of the main contacts a ', b ', c' and ssd 'of the relays. at a short between N3 and Ph1 responds to the fuse S1, regardless of the switching state of Relay. With a shunt between N2 and Ph3 will address the fuse S1 as soon as the relay C the main contact c 'closes. Requirement is, that this Ready relay SSD has already closed the contact ssd 'and thus N3 at the Terminal Ph3 is located. With a shunt between N1 and Ph3 will in the illustrated rest state of the relays A, B, C the fuse S1 if the relay has already energized SSD. Otherwise The customer relays Bk and SSDk are connected in series to the grid. at a shunt between N2 and Ph2 will address the fuse S1 when A and C are addressed to have. The response of the fuses at other crossings or shunts results itself by the circuit and will not continue here Detail described.

Als zusätzliche Sicherheit haben die kundenseitigen Relais Ak, Bk und Ck jeweils Hilfskontakte ak, bk und ck, die in Reihe geschaltet sind; ak und ck sind als "Öffner" ausgelegt, bk als "Schließer". Hierdurch können sichere und unsichere Zustände unterschieden werden. Sind z.B. die Kundenrelais Ak und Ck abgefallen und hat Bk angezogen, so meldet die Reihenschaltung der drei Hilfkontakte (nun elektrisch leitend) den beiden Controllern C1 und C2 über die Schützkontrolle den korrekten "Aus"-Zustand der Anlage.When additional Security is provided by the customer's relays Ak, Bk and Ck respectively Auxiliary contacts ak, bk and ck connected in series; ak and ck are designed as "opener", bk as "normally open". This can be safe and unsafe states be differentiated. Are e.g. the customer relays Ak and Ck have dropped and has attracted Bk, so reports the series connection of the three auxiliary contacts (now electrically conductive) the two controllers C1 and C2 via the contactor monitoring the correct "off" state of the system.

Claims

Circuitry for monitoring relays in safety circuits with at least three relays (A, B, C), with two parallel relay control circuits for two of the relays (A, B), each with one connection to the supply voltage and one connection to ground separately disconnectable are, wherein the third relay (C) forms a connection between the supply voltage of one Relaisansteuerkreises for the relay (B) and the ground side of the other Relaisansteuerkreises for the relay (A), wherein the control of the relay drive circuits two-channel via separate microprocessors (C1 , C2), and with two read-back circuits, one read-back circuit each being connected to a relay drive circuit, and each signaling the drive state to one of the microprocessors (C1, C2), and with switches in the Re laisansteuerkreisen which are so briefly pressed in test cycles in predetermined combinations that normally open contacts (a ', b' c ', ssd') maintain their position, while the read-back circuits (R2, T5, R1, T11, T6) the drive state of the relay to the microprocessors (C1, C2).

Circuit arrangement according to Claim 1, characterized that a fourth relay (SSD) connects between the supply voltage of the relay control circuit for the relay (A) and the mass side of the relay drive circuit for the relay (B) forms.

Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the first read-back circuit (R2, T5) between relay (B) and one connecting it to ground Switch (transistor T2) and the second read-back circuit (R1, T11, T6) between the second relay (A) and this with supply voltage connecting switch (transistor T1) is connected.

Circuit arrangement according to one of claims to 3, characterized in that the drive circuits supplied supply voltage for the Activating the relays (A, B, C, SSD) for a period of approx. 100 ms has a first value (e.g., 12V) and then holds for holding the relays a lower value (e.g., 8V) under control of one of the microprocessors controlled (controller C4) is.

Circuit arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that for simulating an over- and an undervoltage a comparator (C6) is provided, the at these simulation states one operating voltage (+ 5V switching) in driver circuits (T8, T9) the switch (T1, T2) of the drive circuits turns off.

Circuit arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the two relays (A, B) in the Relaisansteuerkreisen and connecting the Relaisansteuerkreise Relay (C) each mechanically forcibly coupled with their normally open contacts Auxiliary contacts (a, b, c), which are connected so that in the rest position of all three relays (A, B, C) an optocoupler (O2) an output signal (U1) emits, while a second optocoupler (O1) then outputs a signal (U2) when the three relays are energized.

Circuit arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the or the Relaisansteuerkreise connecting relay (C, SSD) in series with one in the forward direction switched diode (D1, D2) are located.

Circuit arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that all relays (A, B, C, SSD) with a Series formwork from a reverse-connected diode (Da, Db, Dc, Ds) and a resistor (Ra, Rb, Rc, Rs) are bridged.

Circuit arrangement according to Claim 8, characterized that the optocouplers (O1, O2) only respond when the operating voltage for the Optocoupler over a value determined by a zener diode (D4) (e.g., 12V).