DE2216591C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Melden und Sperren einer simultanen Signalabgabe mehrerer Signalkanäle einer Steuerung, insbesondere der Steuerbefehlsgeber einer Ablaufsteuerung, mit einem Grenzwertmelder, dessen Ansprechschwelle so ausgelegt ist. daß er nur dann ein digitales L-Signal abgibt, wenn an mindestens zwei Signalkanälen ein digitales L-Signal auftritt, wo die Gefahr besteht, daß durch äußere Störbeeinflussung oder Bauelementeausfall fehlerhafte Signale auftreten. Eine solche Einrichtung ist in der deutschen Auslegeschrift 513 297 beschrieben.

Zur Vermeidung falscher oder gefährlicher Operationen ist es bei Ablaufsteuerungen üblich, die Steuerbefehlsgeber mittels einer sogenannten 1-aus ri-Kontrolle zu überwachen, weiche dann anspricht, wenn mehr als ein Steuerbefehlsgeber gleichzeitig Signalc abgibt (vgl. z.B. deutsche Auslegeschrift 1 154513) Die für die Erfindung gestellte Aufgabe besteht darin, bei einer fehlerhaft arbeitenden Ablaufsteuerung oder ähnlicher Steuerung mit mehreren Signalkanälen die Befehlsweitergabe sofort zu sperren, nach einem nur vorübergehend auftretenden Fehler selbsttätig wieder freizugeben und bei einem längere Zei'. ίο anstehenden Fehler diesen zu melden und die Befehlsweitergabe dann endgültig zu blockieren.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art dadurch, daß die einzelnen Signalkanäle jeweils über ein Gatter mit einer zum Eingang des Grenzwertmelders führenden Sammelleitung verbunden sind, daß ferner das Ausgangssigna! des Grenzwertmelders den Eingang einer rückgekoppelten monosiabilen Kippstufe beaufschlagt, deren Ausgangssignal zur Sperrung der Gatter verwendet ist, und daß ein über ein Glä'ttungsglied vom Aus gangssignal diy monostabilen Kippstufe angesteuerter Meidespeicher vorgesehen ist, dessen Ausgangssigna! zur endgültigen Sperrung der Gatter verwendet ist wobei die Zeitkonstante des Glättungsgliedes so grotgewählt ist, daß der Meldespeicher erst nach mehrmaligem aufeinanderfolgenden Kippen der Kippstufe gesetzt wird.

Der Vorteil dieser Überwachungseinrichtung besteht darin, daß in die Überwachung auch noch die der Sperrung der Steuerbefehlsgeberausgangssignale dienenden Gatter selbst mit einbezogen sind, wobei in dem Falle, daß diese Gatter aus aktiven Elementen bestehen zu diesem Zweck gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Versorgungsspannung dieser Gatter in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der monostabilen Kippstufe oder des Meldespeichers abschaltbar sind.

Ausgestaltungen der Erfindung, welche im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert wird, sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet Die Maßnahmen gemäß dem Anspruch 3. sind im Prinzip bekannt durch die Zeitschrift >■ Elektronik ( 1970) Heft 12. S. 407 bis 409, insbesondere S 41P. linke Spalte, Abschnitt 1.2. »Signalerkennung-.

In F ig. 1 sind mit 51, S2 ... Sn Steuerbefehlsgeber einer Ablaufsteuerung bezeichnet, welche im dargestellten Beispiel aus Speichern bestehen, in deren Eingangskreisen bestimmte logische Verknüpfung zur Auslosung eines entsprechenden Steuerbefehles stattfinden- Bei ordnungsgemäßem Arbeiten dieser Ablaufsteuerung sollte jeweils nur an einem der mit .-I₁' his A_n' bezeichneten Ausgangen der Steuerbefehlsgebercindigi'ales L-Signal in Form einer Gleichspannung anstehen Treten jedoch simultan an mehreren Steuerbefehlsgeberausgängen Signale auf. so wird in diesem Falle sofort die Weitergabe dieser Befehle an die nachgeordneten Befehlsspeicher Hl. Bl... B_n bzw. Stellglieder unterbunden werden. Die Ausgänge A_x'. A_n' der Steuerbefehlsgeber Sl bis Sn sind hierzu über Gatter (Il bis Cn. Widerstände Rl bis Rn und Entkopplungsdioden Dl bis Du an eine Sammelleitung 1 angeschlossen, welche mit dem Eingang eines Grenzrwertmelders 2 verbunden ist. Die Ansprechschwelle des Grenzwertmelders 2 ist dabei so festgelegt, daß er nur dann ein digitales L-Signal abgibt, wenn an mindestens zwei Ausgängen der die Sammelleitung 1 beaufschlagenden Gattern Gl bis Gn gleichzeitig ein Signal auftritt.

Der Ausgang des Grenzwertmelders 2 ist über ein Verzögerungsglied 3 mit dem Eingang einer monostabilen, mittels der Leitung 4 rückgekoppelten Kippstufe 5 verbunden. Dieses Verzögerungsglied hat die Aufgabe, die Vorder- und Rückflanken der von dem Grenzwertmelder 2 abgegebenen Impulse um eine bestimmte Zeit ti, beispielsweise von 0,1 ms. zu verzögern. Bei hochfrequenten Störungen wird daher die monostabile Kippstufe 5 nicht ansprechen, denn jede Störung, deren Dauer kleiner ist als die Verzogerungszeit rl des Verzögerungsgliedes 3, wird von diesem unterdrückt. Bei langer andauernden Störungen wird die monostabile Kippstufe S betätigt, wobei ihr mit K bezeichneter Ausgang im Anschluß an die Vorderflanke des an ihrem Eingang eintreffenden Impulse für die Dauer der ihrer Kippzeit Tl ein digitales L-Signal ausgibt. Zweckmäßigerweise wird die Kippzeit ti der monostabilen Kippstufe 5 eine Größenordnung größer gewählt als die Verzogerungszeit .'! des Verzögerungsgliedes 3, würde also in vorliegendem Fall etwa 1 ms betragen. Das Ausgangssignal K der monostabilen Kippstufe 5 gelangt unv erzogen über ein Odergatter 6 auf die zweiten Eingange der Gatter Gl bis Gn und bewirkt eine Sperrung der am Ausgang der Steuerbefehlsgeber 51 bis 5/i auftretenden Signale A ,' bis A_r . Das Ausgangssignal K der monostabilen Kippstufe 5 ist außerdem über RC-Glattungsglied 7 auf den Eingang eines Meldeveichers 8. beispielsweise in Form einer bistabilen Kippstufe, geführt, deren Ausgangssignal über das Odergatter 6 dann eine endgültige Sperrung der Gattei Gl bis G:: herbeifuhrt Die Zeitkonstante des Glattungsgliedes 7 ist dabei so bemessen, daß der Meidespeicher erst nach einem mehrmaligen aufeinanderfolgendem Kippen der Kippstufe 3. d. h. also nach mehrmaligen Ablauf der Zeit ((I -I- /2),indie eine Sperrung der Gatter Gl bis Gn bewirkende Lage gesetzt wird. Die Ablaufsteuerung ist damit blockiert und kann - nach erfolgter Beseitigung der Fehlerursache - durch Betätigung einer Quittiertaste 9 wieder freigegeben werden.

Die Wirkungsweise der bisher beschriebenen Anordnung ist unter Bezugnahme auf die Diagramme nach Fig. 2 wie folgt: Es sei angenommen, daß zum Zeitpunkt f., der Fehlerfall eintritt, indem außer dem Ausgang A₁ auch noch der Ausgang A₁' des Steuerbefehlsgebers des 2 ein L-Signal aufweisen möge, wodurch im Eingangskreis des Grenzwertmelders 2 dessen Ansprechspannung überschritten und er zur Abgabe eines Ausgangssignals veranlaßt wird. Nach der kurzen Verzogerungszeit rl des Verzogerungsgliedes 3 gibt die monostabile Kippstufe 5 einen Impuls ab, welcher unabhängig von der Dauer ihres Ein gangsimpulses infolge ihrer Ruckkopplung stets die Dauer r2 aufweist, und blockiert damit über das Odergatter 6 mittels der Gatter Gl bis Gn die Weitergabe der Befehle /I₁' und A,' an die Befehlsausgänge A\ und Al. Samtliche Befehlsausgänge Al bis An weisen während der Kippzeit ti der monostabile-Kippstufe 5 daher O-Signale auf. Nach Ablauf der Zeit (2 werden die Gatter Gl bis Gn kurzzeitig während der Verzögerungszeit /1 wieder freigegeben und für de.n Fall, daß der Fehler immer noch vorliegt, daran anschließend wahrend der Kippzeit i2 der dann wieder angestoßenen monostabilen Kippstufe wiederum

gesperrt. Dieses Spiel wiederholt sich so lange, bis entweder der fehlerhafte Zustand verschwindet oder bis nach Ablauf einer durch die Dimensionierung des Glattungsgliedes 7 festlegbaren Zeit der Meldespeicher 8 gesetzt wird, welcher dann die Befehlsausgabe

ίο endgültig unterbindet. Die Ansprechzeit des Melde· Speichers 8, welche sich als ein Vielfaches der Kippzeit der monos'.abilen Kippstufe 5 darstellt, kann beliebig groß gewählt werden, denn die Dauer (/1) der während des angenommenen Fehlerfalles vor der endgül-

tigen Abschaltung an den Befehlsausgangen Al und Al auftretenden Impulse kann so kurz bemessen werden, daß kein Ansprechen der Befehisspeicher ßl bis Bn erfolet.

AN zusätzliche Sicherheit gegen unbeabsichtigtes Ansprechender Befehlsspeicher ßl bis Bn. bzw fur den Fall, daß man aus anderen Gründen die Verzogerungszeit /1 des Verzogerungsgliedes 3 vergrößern mochte, können zwischen die Befehlsausgange A 1 bis An und die Eingange der Befehlsspeicher /Jl bis Bn symmetrisch aufgebaute RC-Glaitungsgiieder H) geschaltet werden, deren Anstiegszeitkonstanten gleich ihrer Abfallzeitkonsianten ist, so daß bei entsprechend klein gewähltem Impuls-Pausenverhältnis rl f 2 - beim Ausfuhrungsbeispie! etwa 0,1 - sichergestellt ist, daß das Eingangssignal der betroffenen Befehlsspeicher wahrend der Dauer der Kippzeit i2 der monostabilen Kippstufe S jeweils wieder auf Null abgeklungen ist. Selbstverständlich läßt sich diese Forderung auch bei einem größeren Impuls-Pausenverhalt-J5 nis und entsprechender Wahl des Verhältnisses von Anstiegszeitkonstanten zu Abfallzeitkonstanten der Glattungsglieder 10 erfüllen.

Bei der bisher beschriebenen Variante, bei welcher sich die in der F 1 g. 1 mit 11 bezeichnete Schaltbrucke in ihrer waagerechten Stellung befindet, ware die sichere Sperrung beim Auftreten eines Fehlers davon abhängig, ob die Gatter Gl bis Gn intakt sind, d.h ein Signal am Ausgang des Odergatters 6 stets eine Sperrung der Gatter bewnken wird L'm auch dies noch sicherzustellen, ist es zweckmäßig.die Gatter Gl bis Gn aus aktiven Elementen, / B. Schaltlransistoren, aufzubauen und das Ausgangssignal des Odergatters 6 bei senkrechter Stellung der Schaltbrucke -wie gestrichelt eingezeichnet - auf den Sperreingang eines weiteren Gatters 10 zu fuhren, so daß ein L-Signal am Eingang dieses Gatters die nut P bezeichnete Versorgungsspannung fur die Gatter Gl bis Gn abschaltet und so auf jeden Fall eine sichere Abschaltung der Ausgange der Steuerbefehlsgeber im Fehlerfall erfolgt Ein solcher ware /. B. auch darin zu sehen, daß der Schalttransistor tines Gatters durchlegiert und am zugehörigen Befehlsausgang demzufolge dauernd ein Signal anstehen würde. Der nächstfolgende Steuerbefehl eines beliebigen anderen Steuerbefehls-60 gebers würde dann die Überwachungsschaltung zum Ansprechen bringen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Melden und Sperren einer simultanen Signalabgabe mehrerer Signalkanäle einer Steuerung, insbesondere der Steuerbefehlsgeber einer Ablaufsteuerung, mit einem Grenzwertmelder, dessen Ansprechschwelle so ausgelegt ist, daß er nur dann ein digitales L-Signal abgibt, wenn an mindestens zwei Signalkanälen ein digitales L-Signal auftritt, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Signalkanäle jeweils über ein Gatter (Cl bis Gn ) mit einer zum Eingang des Grenzwertmelders (2) führenden Sammelleitung (1) verbünde.! sind, daß ferner das Ausgangssignal des Grenzwertmelders den Eingang einer rückgekoppelten monostabilen Kippstufe (5) beaufschlagt, deren Ausgangssignal zur Sperrung der Gatter verwendet ist, und daß ein über ein Glättungsglied (7) vom Ausgangssignal der monostabilen Kippstufe angesteuerter Meldespeicher (8) vorgesehen ist, dessen Ausgangssignal zur endgültigen Sperrung der Gatter verwendet ist. wobei die Zeitkonstante des Glättungsgliedes so groß gewählt ist, daß der Meldespeicher erst p:trh mfhrtvmiioem aufeinanderfolgenden Kippen der Kippstufe gesetzt wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1 mit aus aktiven Elementen aufgebauten Gattern, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungsspannung (P) der Gatter in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der monostabilen Kippstufe (5) oder des Meldespeichers (8) abschaltbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterdrückung hochfrequenter Störungen zwischen dem Grenzwertmelder (2) und der monostabilen Kippstufe (5) ein Verzögerungsglied (3) angeordnet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippzeit der monostabilen Kippstufe el»¹» eine Giößenordnung größer als die WiYÖgerungszei! des Verzögerungsgliedes gewählt ist.

5. I inrichtung nach Anspruch 4 in Anwendung für ein;· Ablaufsteuerung, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerbefehle Befehlsspeichern (/Jl bis Bn) oder Stellgliedern über Glätiungsglieder (10) zugeführt sind.