DE2247276C3 - Antivalenzkontrolleinrichtung für ein zweikanaliges Schaltwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antivalenzkontrolleinriehtung für ein zweikanaliges Schaltwerk, bei dem jedem zweikanaligen Schaltglied mit antivalenten Ausgangssignalen ein Überwachungsglied in Form eines bei Signalantivalenz über eine Gleichrichter-Brückenschaltung gespeisten Schaltverstärker zugeordnet ist und die Überwachungsglieder eine Reihenschaltung bilden, an die eine Meldeeinrichtung angeschlossen ist

Ein zweikanaliges Schaltkreissystem ist aus der deutschen Auslegeschrift 15 37 379 bekannt und hat die Aufgabe, logische Verknüpfungen mit hoher Fehlersicherheit durchzuführen, ohne daß eine sogenannte Fail-Safe-Technik angewandt werden muß. Bei einer derartigen Technik brauchen die einzelnen Verknüpfungsglieder nicht feuersicher gestaltet zu werden. Um jedoch die beispielsweise auf dem Gebiet der Eisenbahnsicherungstechnik in hohem Maße geltenden Sichefungsanforderungen ausreichend zu gewährleisten, müssen die Ausgangssignale der einzelnen Verknüpfungsglieder ständig auf Fehlerfreiheit überwacht werden. Dies erfolgt mit Hilfe eines jedem zweikanaligen Verknüpfungsglied zugeordneten Überwachungsgliedes, das nur bei bestehender Antivalenz der Ausgangssignale des betreffenden Verknüpfungsgliedes oder auch eines Speichergliedes einen dem Überwachungsglied zugeführten Überwachungspuls weiterleitet Die einzelnen Überwachungsglieder sind in Reihe geschaltet, so daß bei ordnungsgerechtem Arbeiten, also bei bestehender Antivalenz der Ausgangssignale an jedem zweikanaligen Glied des Schaltwerkes, der Überwachungspuls alle Überwachungsglieder durchläuft und schließlich eine Meldeeinrichning steuert Sobald bei einem der Verknüpfungsglieder oder Speicherglieder ein Fehler auftritt, der sich unbedingt in einer Antivalenzstörung auswirkt, wird dieser Fehler erkannt und durch die Meldeeinrichtung angezeigt In Abhängigkeit von dieser Meldung kann eine derartige Steuerung des gesamten Schaltwerkes vorgenommen werden, daß beispielsweise alle Schaltwerksausgänge für entscheidende Befehle oder Meldungen ein Nullsignal führen. Da dieses Nullsignal in der Eisenbahnsicherungstechnik oder auch bei Reaktorsteuerungen dem jeweils ungefährlichen Zustand zugeordnet sind, können Störungen innerhalb des Schaltwerkes niemals zu gefährlichen Betriebszuständen führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beispielsweise bei einem in TTL-Technik aufgebauten zweikanaligen Schaltwerk mit antivalenten Signalen eine Kontrolleinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die ohne einen zusätzlichen Überwachungsimpuisgenerator und den damit verbundenen Aufwand auskommt

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß für die Überwachungsglieder Schaltverstärker mit

2s gleichphasigen Eingangs- und Ausgangssignalen verwendet sind und daß die in Reihe vorgesehenen Überwachungsglieder mit Hilfe eines Übertragers in Ring geschaltet sind und eine rückgekoppelte Schaltung bilden, in welcher der Übertrager so geschaltet ist daß beim Abschalten eines in einer Primärwicklung fließenden Stromes über die Sekundärwicklung des Übertragers ein derart gerichteter Induktivimpuls ausgelöst wird, daß der Schaltverstärker des ersten Überwachungsgliedes durchgeschaltet wird. Auf diese Weise wird eine Art Selbsthaltekreis gebildet

Eine derartige Antivalenzkontrolleinriehtung schwingt nach einem einmaligen manuellen Startvorgang unter der Voraussetzung, daß alle durch diese Kontrolleinrichtung überwachten z* eikanaligen Schaltglieder eines Schaltwerkes antivalente Signale ausgeben. Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Antivalenzkontrolleinriehtung wird darin gesehen, daß die einzelnen Überwachungsglieder nur einen geringen Aufwand an Bauteilen und keine zusätzlichen Hilfsspannungen erfordern sowie unabhängig von der verwendeten Technik zur Realisierung der zu überwachenden Verknüpfungs- und Speicherglieder zur Antivalenzkontrolle eingesetzt werden können. Durch die Art der verwendeten Schaltverstärker wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß im Fehlerfall vom Informationsfluß abhängige und sich dadurch nur kurzzeitig offenbarende Antivalenzstörungen den Selbsthaltekreis endgültig abschalten, so daß ein erneutes Anschwingen bei wieder eintretender Antiva-

5J lenz selbsttätig nicht erfolgen kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

Fig. 1 eine Anzahl von in Reihe geschalteten und eine Rückkopplungsschaltung bildende überwachungsgliederund

F i g. 2 die Schaltung eines Überwachungsgliedes.
Die Antivalenzkontrolleinrichtung nach F i g. 1 besteht aus einer vorgegebenen Anzahl von Überwachungsgliedern Ui, UX U3 bis Un, die eine

6j Reihenschaltung bilden. Die zu überwachenden Schaltglieder wie Verknüpfungs- und/oder Speicherglieder eines Schaltwerkes in beliebiger Technik, z. B. in TTL-Technik, sind nicht dargestellt Wesentlich ist

jedoch, da9 diese Schaltglieder bei ordnungsgerechtem Arbeiten auf zwei Ausgängen antivalente Signale führen. Jedes der Überwachungsglieder Ui bis Un hat zu dessen Stromversorgung zwei Eingangsklernmenidie beim Oberwachungsglied Ui mit Uii und UU bezeichnet sind. Entsprechende Klemmen beim Oberwachungsglied Un tragen die Bezeichnungen Un 1 bzw. Üni. Die Stromversorgungsklemmen eines Überwachungsgliedes werden mit den beiden Ausgängen des zugeordneten, auf Signalantivalenz zu Oberwachenden Gliedes des Schaltwerkes verbunden. Sind bei einer Ausführungsform überzählige Überwachungsglieder vorhanden, so werden die beiden Stromversorgungsklemmen direkt mit einer allgemeinen Stromversorgungsquelle verbunden, die unabhängig von der Signalantivalenz in einem Verknüpfungs- oder Speicherglied ständig vorhanden ist. An das letzte Überwachungsglied Un der in Reihe geschalteten Überwachungsglieder U1 bis Un ist ein Schaltverstärker mit einem Transistor Ti angeschlossen, der ausgangsseitig mit der Primärwicklung IfRH «ines Übertragers UR1 verbunden ist Ein Widerstand R1 legt die Basis des Transistors Tl bei nicht vorhandenem Steuerpotential vom Überwachungsglied Un auf NuIlpotentiaL Die Sekundärwicklung URiI des Übertragers UR1 ist mit dem Eingang des in der Reihenschaltung an erster Stelle vorgesehenen Überwachungsgliedes Ui sowie über einen Impulsverlängerer V mit einem durch den Transistor 7*2 gebildeten zweiten Schaltverstärker verbunden. Bei fehlendem Steuerpotential für den Transistor 7*2 wird dieser über den Widerstand R 2 sicher gesperrt Im Ausgangskreis dieses Schaltverstärkers ist zur galvanischen Trennung ein Übertrager UR 2 angeordnet, über dessen Sekundärwicklung UR 22 und eine Diode DO ein Relais RL gespeist wird. Der parallel zur Sekundärwicklung UR 22 und der Diode DO geschaltete Kondensator Cdient zu Siebzwecken. Die an den Impulsverlängerer V angeschlossenen Schaltungsteile bilden die Meldeeinrichtung AfG.

An den Eingang des in der Reihenschaltung an erster Stelle vorgesehenen Überwachungsglieües Ui ist ferner zum Auslösen eines Startvorganges über einen Widerstand RO, der zur Strombegrenzung dient, eine Starttaste TE angeschlossen, über die bedarfsweise auf den Eingang des Überwachungsgliedes Ui positives Potential gelegt werden kann. Die Überwachungsglieder Ui bis Un sind so aufgebaut, daß deren Eingangs- und Ausgangssignale gleichphasig sind. Die Überwachungsglieder bilden durch die Reihenschaltung in Verbindung mit dem übertrager UR1, über den die genannte Reihenschaltung in Ring geschaltet wird, eine rückgekoppelte Schaltung.

Wenn alle zweikanäligen Glieder des nicht dargestellten Schaltwerkes ordnungsgerecht antivalente Signale abgeben, bleiben durch einen Startvorgang eingeleitete Schwingungen der rückgekoppelten Schaltung erhalten, so daß die Meldeeinrichtung MO bei erregtem Relais RL über dessen Kontakte bzw. über die Klemmen K i und K 2 ein diesbezügliches Signal ausgibt:

Wenn zunächst für die weitere Betrachtungsweise angenommen wird, daß die an die Überwachungsglieder Ui bis U2 zwecks Stromversorgung angeschlossenen zweikanäligen Glieder ordnungsgerecht arbeiten und der Startvorgang mit Hilfe der Taste TE noch nicht ausgelöst ist, befindet sich die Antivalenzkontrolleinrichtung in Grundstellung, bei der das Relais RL in der Meldeeinrichtung MG abgeschaltet ist. Durch Betätigen der Starttaste 72? wird der Eingang des Überwachungsgliedes Ui kurzzeitig auf positives Potential ge'.egt Dabei schaltet der in dem Überwachungsglied Ui befindliche Verstärker durch und legt an seinen Ausgang UiO ebenfalls positives Potential, da, wie bereits oben kurz erläutert wurde, im Überwachungs· glied ein Verstärker vorgesehen ist, dessen Eingangsund Ausgangssignale gleichphasig sind. Mit dem Ausgangssignal am Ausgang U10 wird der Verstärker

ίο des Überwachungsgliedes i/2 durchgeschaltet, der wiederum denjenigen Verstärker des Überwachungsgliedes U3 betätigt Schließlich gibt das letzte Überwachungsglied Un positives Potential auf den Transistor Ti, der somit auch schaltet Damit sind zum

IS Betrachtungszeitpunkt alle Überwachungsglieder i/l bis Un einschließlich des Transistors Ti durchgeschaltet, so daß über die Primärwicklung URU des Übertragers UR1 ein Strom fließen kann. Nach dem Loslassen der Taste TE und einer durch die Zeitkonstanten der einzelnen Übei'iiichungsglieder Ui bis Un gegebenen Verzögerungszeit wird der Transistor Ti wieder abgeschaltet wobei über die Sekundärwicklung UR12 des Übertragers UR1 ein derart gerichteter Induktivimpuls ausgelöst wird, daß der Verstärker des Übervachungsgliedes i/l erneut durchgeschaltet wird. Dieses Durchschalten setzt sich wiederum fort bis zum Transistor 7*1, der erneut einen Strom durch die Primärwicklung UR11 des Übertragers URi treibt womit der durch Betätigung der Starttaste TE eingeleitete Vorgang sich selbsttätig wiederholt Die über den Transistor Ti und den diesem nachgeschalteten Übertrager URi in Ring geschalteten Überwachungsglieder U1 bis Un bilden also eine Schwingschaltung, die so lange ein dynamisches Verhalten zeigt, wie

alle Überwachungsglieder ordnungsgerecht bei bestehender Antivalenz im überwachten Schaltwerk mit Strom versorgt werden.

Die Impulse der Schwingschaltung gelangen über den Impulsverlängerer Vauf die Meldeeinrichtung AfG und steuern dort über den Transistor T2 nach galvanischer Entkopplung das Relais RL Sobald auch nur eines der Überwachungsglieder Ui bis Un infolge einer Antivalenzütörung nicht mit Strom versorgt wird, wird der durch die Reihenschaltung der einzelnen Überwachungsglieder gebildete Selbsthaltekreis unterbrochen, so daß die Schwingungen aufhören. Dies hat zur Folge, daß über die Klemmen Ki und K 2 kein Signal mehr abgegeben wird. Ebenfalls wird das Relais RL abgeschaltet, das nach einer vorgegebenen, durch seine

Konstruktion bedingten Verzögerungszeit abfällt

Die vorliegende Antivalenzkontrolleinrichtung kann dahingehend abgewandelt werden, daß der Startvorgarg itiit Hilfe der Starttaste TE über den Widerstand RO nicht beim Überwachungsglied Ui, sondern bei

einem der anderen Überwachungsglieder vorgenommen wird

Fig.2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Überwachungsgliedes U₁ dessen Eingang mit E bezeichnet ist und dessen Ausgang das Bezugszeichen A trägt. Die

«o Einginge ί/10 und DlOzur Stromversorgung sind mit einem auf Antivalenz der Ausgangssignale zu überwachenden Verknüpfungs- oder Speicherglied eines zweikanäligen Schaltwerkes zu verbinden. Da auf den Ausgangsleitungep jedes zweikanäligen Verknüpfungs*

⁶S oder Speichergliedes wegen der Antivalenzbedtngung eine Potentialdifferenz mit Richtungsänderung vorhanden ist, wird diese Potentialdifferenz nicht direkt zur Stromversorgung benutzt, sondern zunächst einer

Gleichrichter-Brückenschaltung zugeführt, die aus den Dioden DX, Dl, D 3 und DA gebildet ist. Der Verstärker des Überwachungsgliedes JJ für gleichphasige Eingangs- und Ausgangssignale ist zweistufig und besteht aus zwei galvanisch gekoppelten Transistorstufen mit den komplementären Transistoren T3 und TA. An passiven Bauelementen für den zweistufigen Verstärker sind die Widerstände R 3, R 4, R 5 und R 6 zu nennen. Wenn am Eingang £des Überwachungsgliedes U steuerwirksames Potential fehlt, wird der Transistor Ti über den Widerstand A3 und der Transistor Γ4 über den Widerstand RA gesperrt. Andererseits bildet der Widerstand R 4 in Reihe mit dem Widerstand Λ 5 im Kollektorkreis des Transistors 7"3 einen Spannungsteiler, der bei durchgeschaitetem Transistor Ti, also wenn am Eingang E steuerwirksames positives Potential ansteht, einen ausreichenden Spannungsabfall zum Durchsleuern des Transistors TA liefert. Einem dem Spannungsteiler RA, R5 entsprechenden Spannungsteiler bildet der im Kollektorkrcis des Transistors TA liegende Widerstand R 6 mit einem dem Widerstand R 3 entsprechenden Widerstand eines dem Überwachungsglied U nachzuschaltenden weiteren Überwachungsgliedes (nicht dargestellt).

Es ist eine Frage der Dimensionierung der einzelnen Überwachungsglieder, ob die nach Gleichrichtung erzeugte Versorgungsspannung mit Hilfe eines nicht dargestellten Kondensators zusätzlich geglättet werden muß oder nicht. Eine zusätzliche Glättung empfiehlt sich

,j bei der Überwachung von langsamen Schaltgliedern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Antivalenzkontrolleinriehtung für ein zweikanaliges Schaltwerk, bei tjem jedem zweikanaligen Schaltglied mit antivalenten Ausgangssignalen ein Oberwachungsglied in Form eines bei Signalantivalenz über eine Gleichrichter-Brückenschaltung gespeisten Schaltverstärkers zugeordnet ist und die Überwachungsglieder eine Reihenschaltung bilden, an die eine Meldeeinrichtung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß für die Oberwachungsgüeder (UX, Fig. 1; U in Fig.2) Schaltverstärker mit gleichphasigen Eingangs- und Ausgangssignalen verwendet sind und daß die in Reihe vorgesehenen Überwachungsglieder (UX, U2 bis Un, Fig. 1) mit Hilfe eines Übertragers (UR X) in Ring geschaltet sind, und eine rückgekoppelte Schaltung bilden, in welcher der Übertrager (UR X) so geschaltet ist, daß beim Abschalten eines in einer Primärwicklung (UR ti) fließenden Stromes über die Sekundärwicklung (UR 12) des Übertra- - gers (UR X) ein derart gerichteter Induktivimpuls ausgelöst wird, daß der Schaltverstärker des ersten Überwachungsgliedes (UX) durchgeschaltet wird.

Z Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Überwachungsglied einen galvanisch gekoppelten zweistufigen Verstärker enthält (F ig. 2).

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ckß die Meldeeinrichtung (MG) an den Übertrager(UR X) über einen Impulsverlängerer (V) angeschlossen ist.