DE2249498C3

DE2249498C3 - Überwachungsschaltung für Leiterplatten in Magazinen

Info

Publication number: DE2249498C3
Application number: DE19722249498
Authority: DE
Inventors: Reimar 6054 Juegesheim Kunert; Rainer 6453 Seligenstadt Quaas
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1972-10-10
Filing date: 1972-10-10
Publication date: 1979-07-05
Also published as: DE2249498B2; DE2249498A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Überwachung der vorgesehenen Bestückung eines Magazins mit Leiterplatten sowie des Bezugspotentialanschlusses der Leiterplatten.

Elektronische Bauelemente für industrielle Steuerungen werden üblicherweise auf gedruckten Leiterplatten angeordnet, die in Magazine, auch Einschöbe genannt, eingesetzt werden. Die Verbindung von auf verschiede* nen Leiterplatten angeordneten Bauelementen geschieht durch Leitungen, die zwischen den mit den Federkontakten von Steckbuchsen verbundenen Stiften auf der rückwärtigen Seite des Magazins verlaufen. Ein oder mehrere, mit Leiterplatten bestückte Magazine bilden eine elektrische Funktionseinheit, die zur Verarbeitung von Daten, Steuerung von industriellen Verfahren usw. eingesetzt wird. Für manche Anwendungsfälle sind aus zahlreichen Magazinen aufgebaute Funktionseinheiten erforderlich. Für umfangreiche Anlagen ist es bei der erstmaligen Inbetriebnahme bzw. nach Änderungen oder Reparaturen von Wichtigkeit, daß alle vorgesehenen Leiterplatten in den Magazinen vorhanden sind.

Für die einwandfreie Arbeitsweise einer Anlage ist auch die Verbindung jeder Leiterplatte mit Bezugspotential, z. B. Massepotential von erheblicher Bedeutung. Durch Drahtbrüche oder bei Fehlern infolge von Verdrahtungsänderungen kommt es vor, daß die Verbindung mancher Leiterplatten mit Bezugspotential unterbrochen wird. Derartige Fehler können zu Störungen der Arbeitsweise der Anlage führen, die bei manchen industriellen Verfahren schwere Schäden verursachen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Überwachung der vorgesehenen Bestückung eines Magazins mit Leiterplatten sowie des Bezügspoieriiialäüschlusses der Leiterplatten zu entwickeln, die bei Unterbrechung des Bezugspotentialanschlusses nicht nur eine Störungsmeldung abgibt, sondern auch selbsttätig eine Verbindung der jeweiligen Leiterplatte mit Bezugspotential herstellt.

Die Aufgabe wird erfindungsger.iäß dadurch gelöst, daß eine mit einem kleinen Strom beaufschlagte, an einen Nullstromdetektor angeschlossene Leiterschleife über die Leiterplatten geführt und über einen Überstromde'ektor an Bezugspotential gelegt ist und daß ein an BezugSDOtential gelegter Leiter auf jeder Leiterplatte über Entkopplungsdioden an die Leiterschleife angeschlossen ist

Ein besonderer Vorteil der Anordnung besteht darin, daß bei Unterbrechung des Bezugspotentialanschlur.ses einer Leiterplatte die gewünschte Arbeitsweise der auf der Leiterplatte montierten elektronischen Bauelemente erhalten bleibt. Eine derartige Unterbrechung bewirkt deshalb keinen ^r,ofortYg<m Ausfall der Anlage, die bis zur Beseitigung oder auch während der Beseitigung des Fehlers in Betrieb sein kann. Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird daher die Zuverlässigkeit von in Magazinen bzw. Einschüben montierter elektrischer Funktionseinheiten wesentlich verbessert. Die schnelle und übersichtliche Kontrolle der Bestükkung von Magazinen mit den vorgesehenen Leiterplatten vermindert den für die Prüfung einer Anlage erforderlichen Zeitaufwand.

In einer günstigen Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Ausgänge des bei Stromunterbrechung ansprechenden Detektors und des Überstromdetektors an ein ODER-Glied angeschlossen sind, dem eine Meldeeinrichtung nachgeschaltet ist. Diese Ausführungsform einer Überwachungsschaltung zeichnet sich durch ihren geringen schaltungstechnischen Aufwand aus.

Eine zweckmäßige Ausführungsform besteht darin, daß die Leiterschleife über einen weiteren Widerstand an eine Spannung geleg». ist, die gegenüber der Spannung am Eingang die umgekehrte Polarität aufweist, daß durch die Bemessung des Widerstands das Potential der Leiterschleife geringfügig von null Volt verschieden ist und daß bei Unterbrechung eines Bezugspotentialanschlusses oder des Anschlusses der zusätzlichen Spannung infolge des in der Leiterschleife fließenden Stroms eine Polaritätsumkehr auf der Leiterschleife auftritt, wobei die Polarität in einer an Stelle des Übefstrorridetekföfs angeordneten Pölafl·

tätsüberwachungsschaltung feststellbar ist.

Bei dieser Ausführungsform kann neben der Unterbrechung der Bezugspotentialanschlüsse gleichzeitig das Vorhandensein einer für den Betrieb elektronischer Bauelemente wichtigen Betriebsspannung überwacht werden. Als weiterer Vorteil der Anordnung kommt hinzu, daß der auf der Leiterschleife fließende kleine Strom bei einwandfreier Funktion der Anordnung über den Widerstand zur weiteren Spannungsquelle abfließt und nicht aum Bezugspotentialleiter gelangt Durch derartige Vorströme findet also keine Potentialanhebung des Bezugspotentialleiters statt

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind anhand eines durch eine Zeichnung näher erläuterten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit Unteransprüchen ersichtlich.

In ein Magazin 1 können mehrere Leiterplatten 2,3,4 eingesetzt werden, auf denen nicht näher dargestellte elektronische Bauelemente angeordnet sind. Die auf den Leiterplatten 2, 3, 4 angeordneten Bauelemente bilden eine elektrische Funktionseinheit, die nur einwandfrei arbeitet wsnn alle Leiterplatten ^ 3 4 im Magazin 1 vorhanden sind.

Anschlüsse 5,6 des Magazins 1 sind mit Betriebsspannungen beaufschlagt Von den Anschlüssen 5, 6 führen Verbindungsleitungen zu entsprechenden Anschlüssen 7,8 auf den Leiterplatten 2,3,4. Von den Anschlüssen 8 werden auf den Leiterplatten 2, 3, 4 elektronische Bauelemente gespeist, die symbolisch durch einen gestrichelt eingetragenen Widerstand 9 dargestellt sind. Der Widerstand ist mit einem Leiter 10 verbunden, der über einen Anschluß 11 der Leiterplatten 2,3,4 an einen im Magazin 1 vorgesehenen Anschluß 12 gelegt ist, der mit Bezugspotential beaufschlagt ist Dieses Bezugspotential kann z. B. das Potential des Masseanschlusses sein.

Von den Anschlüssen 5, 6 zweigen Leitungen zu Anschlüssen 13, 14 einer weiteren Leiterplatte 15 ab. Der Anschluß 14 steht über einen Widerstand 16 mit einem auf Stromunterbrechung ansprechenden Detektor 17 '.n Verbindung, der den auf einer Leitung 18 fließenden kleinen Strom überwacht. Die mit dem Anschluß 6 verbundene Leitung IR ist auf der Leiterplatte 15 zu einem Anschluß 19 geführt, von dem eine Leitung zu einem Anschluß 20 auf der Leiterplatte 2 ausgeht. Der Anschluß 20 ist über einen auf der Platte

2 verlaufenden Leiter 21 mit eir.pm weiteren Anschluß 22 verbunden, von dem eine Leitung zu einem, dem Anschluß 20 entsprechenden Anschluß auf der Leiterplatte 3 verläuft Auf der Leiterplatte 3 sind in gleicher Weise wie auf der Platte 2 die Leitung 21 und die Anschlüsse 20, 22 vorhanden. Entsprechendes gilt auch für die Leiterplatte 4, deren Anschluß an die Leiterplatte

3 mit den Anschlüssen zwischen den Leiterplatten 2 und 3 übereinstimmt

Vom Anschluß 22 der Leiterplatte 4 führt eine Leitung zu einem auf der Leiterplatte 15 angeordneten Überstroiiidetektor 23, dessen Ausgang an Anschlüsse 24 gelegt ist, die mit dem Anschluß 12 leitend verbunden sind. Meldeausgänge der Detektoren 17 und 23 sind an Eingänge eines ODER-Glieds 27 angeschlossen, das auf der Leiterplatte 15 angeordnet ist. Dem ODER-Glied 27 ist eine Anzeigelampe 25 nachgeschaltet Anstelle der Anzeigelampe 25 kann auch eine akustische Meldeein' richtung Vorgesehen sein. Die Leitungen 10 auf den Leiterplatten 2,3,4 sind über Entkopplüngsdioden 26 an die Leiter 21 angeschlossen.

Ein Strom fließt '<vm Anschluß 6 über den Anschluß 14, den Widerstand Iti, die Leitung 18, den Anschluß 19 und die Anschlüsse 20, die Leitungen 21, die Anschlüsse

22 auf den Leiterplatten 2,3,4 zum Überstromdetektor

23 und von dort über die Anschlüsse 24 zum Anschluß 12. Dieser Strom ist also der Betriebsspannungsquelle für die Versorgung der nicht näher dargestellten elektronischen Bauelemente auf den Leiterplatten 2,3,4 entnommen. Hierdurch vereinfacht sich der schaltungstechinische Aufwand. Der Widerstand 16 begrenzt

to diesen Strom auf einen kleinen Wert, so daß der Überstromdetektor 23 nicht anspricht Die Betriebsströme für die auf den Leiterplatten 2, 3, 4 angeordneten elektronischen Bauelemente fließen vom Anschluß 5 über die Anschlüsse 8 und die Widerstände 9 zu den Leitungen 10 und über die Anschlüsse 11 zum Anschluß 12.

Die Teile 14,16,17,18,19,20,21,22,23 und 24 bilden demnach eine Leiterschleife, die nicht unterbrochen ist, wenn alle Leiterplatten 2, 3, 4 im Magazin vorhanden sind. Fehlen eine oder mehrere Leiterplatten 2, 3, 4. dann ist die Leiterschleife zwisc+-°n Anschlüssen 20 und 22 aufgetrennt Dadurch steht der Detektor 17 das Fehlen des Stroms fest Der Detektor 17 gibt deshalb ein Meldesignal ab, das über das ODER-Glied 27 eine Anzeige an der Lampe 25 hervorruft Die in der Zeichnung dargestellte Schaltungsanordnung meldet also das Fehlen einer oder mehrerer Leiterplatten.

Wird die Verbindung zwischen den Anschlüssen 11 und 12 unterbrochen, dann fließt der Betriebsstrom der jeweiligen Leiterplatte nicht zum Anschluß 11, sondern über die Dioden 26 zum Anschluß 22 und überlagert sich dem über den Leiter 21 fließenden kleinen Strom. Der dadurch entstandene große Strom fließt zum Überstromdetektor 23 und von dort zum Anschluß 12. Die Versorgung der jeweiligen Leiterplatte mit Bezugspotential bleibt also erhalten, auch wenn eine Unterbrechung der den Anschlüssen 11 nachgeschalteten Leitungen auftritt Die auf der entsprechenden Leiterplatte angeordneten Bauteile können deshalb die gewünschte Funktion weiterhin ausüben.

Da jedoch der Strom im Detektor 23 den durch den Widerstand 16 begrenzten Strom erheblich übersteigt, gibt der Überstromdetektor 23 eine Meldung über das ODFR-Glied 27 an die Lampe 25, die einen Fehler signalisiert Die im Magazin 1 enthaltene elektrische Funktionseinheit kann während der Meldung des Fehlers weiterarbeiten. Nach dem Abschalten der Anlage läßt sich der Fehler beseitigen. In kritischen Fällen kann der Fehler auch im Betrieb der Anlage beseitigt werden. Die Art der Fehlermeldung kann den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden. Falls ein Fehler durch Blinklicht angezeigt werden soll, ist es günstig, vom ODER-Glied 24 einen Rechteckimpulspenerator zu steuern, der die Lampe 25 speist. Auch eine getrei nte Anzeige der von den Detektoren 17 und 23 abgegebenen Fehlersignale kann bei "lanchen Anwendungsfällen erwünscht sein. Durch die in der Zeichnung dargestellte Schaltungsanordnung wird eine Erhöhung der Zuverlässigkeit der elektrischen Funktionseinheit im Magazin I erreicht

Wenn von den auf den Leiterplatten 2, 3, 4 angeordneten, nicht näher dargestellten elektronischen Bauelementen eine weitere SpanriMig benötigt wird, dereti Potential gegenüber dem Potential der Spannung an Allschluß 5 umgekehrt ist, dann kann diese Spannung über einen Abschluß 28 dem Magazin 1 zugeführt Werden. Die vom Anschluß 22 ausgehende Leitung kann über einen Widerstand 29 mit dem Anschluß 28

verbunden sein. Zweckmäßig ist es, eine Diode 30 an die vom Anschluß 22 ausgehende Leitung anzuschließen, wobei die Diode 30 gegen die Spannung auf dieser Leitung umgekehrt gepolt ist. Der Widerstand 29 ist so zu bemessen, daß die Spannung auf der mit ihm verbundenen Leitung wenig von null Volt verschieden ist, solange keine Störung vorliegt.

An die Stelle des Überstromdetektors 23 tritt dann zweckmäßigerweise eine auf die Polarität der zugelührten Signale ansprechende Überwachungsschaltung.

Tritt eine Untcrbrcchungciner Verbindung zwischen einem Leiter 10 und dem Bezugspotential auf, dann kehrt sich infolge des über die Leiterschleife 14, 16,18, 19,;20, 21*22 fließenden erhöhten Strom das Potential am Widerstand 29 um. Die Überwachungsschaltung 23

meldet die Unterbrechung als Störung. Ebenso kehrt sich das Potential am Widerstand 23 um, wenn die Verbindung zwischen dem Anschluß 28 und der an den Anschluß 22 gelegten Leitung Verlorengeht. Diese Störung wird auch Von der Überwachungsschaltung 23 angezeigt. Die vorstehend erläuterte Anordnung erlaubt also gleichzeitig die Überwachung der Verbindung zum Anschluß 28. Eine Störungsmeldung würde auch entstehen, wenn die Spannung am Anschluß 28 ausfällt.

Die Anordnung hat den weiteren Vorteil, daß der auf der Leiterschleife Ϊ4, 16, 18, 19, 20, 21, 22 fließende Vörstrorri zum Anschluß 28 abfließen kann und deshalb nicht zu einer Potentialanhebung des Bezugspötenlialleiters führt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Überwachung der vorgesehenen Bestückung eines Magazins mit Leiterplatten sowie des Bezugspotentialanschlusses der Leiterplatten, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit einem kleinen Strom beaufschlagte, an einen bei Stromunterbrechung ansprechenden Detektor (17) angeschlossene Leiterschleife (6, 14, 18, 19, 20, 21, 22) über die Leiterplatten (2, 3, 4) geführt und über einen Überstromdetektor (23) an Bezugspotential (12) gelegt ist und daß ein an Bezugspotential gelegter Leiter (10) auf jeder Leiterplatte (2, 3, 4) über Entkopplungsdioden (26) an die Leiterschleife (14, 16, 18, 19, 20, 21, 22) angeschlossen ist

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bei Stromunterbrechung ansprechende Detektor (17) und der Überstromdetektor (j!3) an ein ODER-Glied (27) angeschlossen sind, dem eine !weideeinrichtung nachgcschaltct ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bei Stromunterbrechung ansprechende Detektor (17) und der Überstromdetektor (23) sowie das ODER-Glied (24) auf einer in das Mapazin (1) einsteckbaren Leiterplatte (15) angeordnet sind.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom in der Leiterschleife (14,16,18,19,20,21) über ein-1 Widerstand (16) der Betriebsspannungsquelle für die Versorgung von elektronischen Bauelementen der Leiterplatten (2,3,4) entnommen ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterschleife (6,14,18,19,20,21,22) über einen weiteren Widerstand (29) an eine Spannung gelegt ist, die gegenüber der Spannung am Eingang die umgekehrte Polarität aufweist, daß durch die Bemessung des Widerstands (29) das Potential der Leiterschleife (6, 14, 18, 19, 20, 21, 22) geringfügig von null Volt verschieden ist und daß bei Unterbrechung eines Bezugspotentialanschlusses oder des Anschlusses der zusätzlichen Spannung infolge des in der Leiterschleife fließenden Stroms eine Polaritätsumkehr auf der Leiterschleife auftritt, wobei die Polarität in einer an Stelle des Überstromdetektors (23) angeordneten Polaritätsüberwachungsschaltung feststellbar ist.