DE2255031C3 - Circuit arrangement for a module for building fail-safe protective circuits - Google Patents

Circuit arrangement for a module for building fail-safe protective circuits

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DE2255031C3 DE19722255031 DE2255031A DE2255031C3 DE 2255031 C3 DE2255031 C3 DE 2255031C3 DE 19722255031 DE19722255031 DE 19722255031 DE 2255031 A DE2255031 A DE 2255031A DE 2255031 C3 DE2255031 C3 DE 2255031C3
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/02Details
    • H02H3/05Details with means for increasing reliability, e.g. redundancy arrangements

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an electronic circuit arrangement according to the preamble of the patent claim 1.

Eine solche Schaltungsanordnung ist aus der DE-OS 15 37 532 bekannt Bei der dort beschriebenen »m aus »n-Schaltung werden von einem Impulserzeuger Impulsmuster geliefert, deren Auswertung am Ausgang der Auswahlschaltung eine Angabe über den Zustand der Signalkanäle mit Unterscheidung, ob »1 aus 3«- oder »2 aus 3«-Zustand vorliegt, ermöglicht. Wegen ihresSuch a circuit arrangement is known from DE-OS 15 37 532. In the »m out» n circuit described there, pulse patterns are supplied by a pulse generator, the evaluation of which at the output of the selection circuit provides information about the status of the signal channels with a distinction as to whether »1 from 3 "or" 2 from 3 "state is made possible. Because of hers

komplizierten Aufbaues ist die bekannte Schaltungsanordnung aber aufwendig und störanfällig.With a complicated structure, the known circuit arrangement is expensive and prone to failure.

Ferner sind aus den VDI/VDE-Richtlinien 2180, Blatt 2, »Sicherung von Anlagen der Verfahrenstechnik, Möglichkeiten der Signalverarbeitung«, Oktober 1967, ebenfalls Schaltungsanordnungen bekannt, die eine um aus /!«-Auswahl durchführen.Further guidelines VDE 2180, Part 2, "Safeguarding of industrial process engineering possibilities of signal processing," in October 1967, also circuit arrangements are known from the VDI /, the order of "a / - perform selection!.

De- Erfindung liegt, ausgehend von einer solchen Anordnung, die Aufgabe zugrunde, die Anordnung so zu gestalten, daß die Ausgangssignale von Grenzwertge-Based on such an arrangement, the invention is based on the object of providing the arrangement in this way design so that the output signals of limit value

bern mit einem Minimum an Bauelementen und einem Maximum an Sicherheit überwacht werden können.Bern can be monitored with a minimum of components and a maximum of security.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnendenThis task is carried out by the in the characterizing

Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst Gegenüber der bekannten »2 aus 3«-AuswahlschaI-Part of claim 1 mentioned features solved Compared to the known "2 out of 3" -AuswahlschaI-

J5 tung kann die Einzelfehlererkennung mit dieser erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ohne zusätzlichen Schaltungsaufwand realisiert werden. Ferner ist die Schaltung gegen auftretende Kurzschlüsse und fehlerhaft auftretende Unterbrechungen an Bauelementen durch eine sofortige Abschaltung gesichertJ5 tion can detect individual errors with this Circuit arrangement according to the invention can be implemented without additional circuit complexity. Furthermore is the circuit against short circuits and faulty interruptions in components secured by an immediate shutdown

Diese Anordnung ist so ausgebildet, daß bei Ausfall des Signals eines oder zweier der Grenzwertgeber ein Fehler angezeigt wird. Dabei wird vorausgesetzt daß der oder die Grenzwertgeber bei Überschreiten der Grenzwerte keine Größe mehr abgeben.This arrangement is designed in such a way that if the signal fails, one or two of the limit switches will switch on Error is displayed. It is assumed that the limit value transmitter (s) is / are exceeded when the Limit values no longer give a size.

Der erfindungsgemäße Baustein wird dann besonders einfach, wenn für die logischen Grundelemente (»UND«-Torschaltungen, »ODER«-Torschaltungen) Schaltungsanordnungen verwendet werden, die nichtThe block according to the invention is then particularly simple if for the logical basic elements (“AND” gates, “OR” gates) Circuit arrangements are used that do not

w mit statischen Signalen, sondern mit Impulsfolgen angesteuert werden und bei denen der Ausfall der Impulsfolge am Ausgang als »Fehler« angezeigt ist.w can be controlled with static signals, but with pulse trains and in which the failure of the Pulse sequence is displayed as an »error« at the output.

Ein besonders einfaches logisches Grundelement für eine »UND«-Torschaltung weist einen Transistor auf, dessen Basis von einer Wicklung eines Magnetschaltkernes angesteuert ist, der zwei weitere Wicklungen aufweist, denen die beiden zu verknüpfenden Größen als phasenverschobene Impulszüge zugeführt sind. Dann wird nämlich der Magnetschaltkern von denA particularly simple basic logic element for an "AND" gate circuit has a transistor, whose base is controlled by one winding of a magnetic switch core, the two other windings has, to which the two quantities to be linked are fed as phase-shifted pulse trains. Then namely the magnetic switch core of the

w) beiden zu verknüpfenden Impulszügen in einem Magnetisierungszustand laufend hin und her geschaltet, so daß in der die Transistorbasis ansteuernden Wicklung des Magnetschaltkernes ebenfalls ein Impulszug induziert wird, der verstärkt zur weiteren Verarbeitung amw) both impulse trains to be combined in one State of magnetization continuously switched back and forth, so that in the winding controlling the transistor base The magnetic switch core also induces a pulse train, which is amplified for further processing on the

h5 Kollektor des Transistors abgenommen werden kann.h5 collector of the transistor can be removed.

Diese eben geschilderte »UND«-Torschaltung kann auf einfache Weise zur Überwachung einer »ODER«- Torschaltung betrieben werden, wenn die zu verknüp-This "AND" gate circuit just described can be used in a simple manner to monitor an "OR" Gate switching can be operated if the

fenden phasenverschobenen Impulszüge in einem Additionsnetzwerk vereinigt werden und jede Eingangsgröße dieses Additionsnetzwerkes über Wicklungen von Magnetschaltkernen geführt wird, so daß alle Eingangsgrößen eine »UND«-Verknüpfung bilden.fenden phase-shifted pulse trains are combined in an addition network and each input variable of this addition network is passed over windings of magnetic switching cores, so that all Input variables form an "AND" link.

In vorteilhafter Weise werden zur Unterdrückung der Abschaltung durch die »2 aus 3«-AuswahlschaJtung d.ir »ODERw-Tortchaltung weitere Impuiszüge zugeführtAdvantageously, to suppress the Shutdown by the »2 out of 3« selection switch »ORw gate circuit added more impulse trains

Der erfindungsgemäße Baustein erlaubt es also, sehr vielfältige Sicherheitsschaltungen mit den verschiedensten Sicherheitsgraden aufzubauen, ohne daß der Baustein selbst variiert werden müßte. Hierdurch ergeben sich große fertigungstechnische Vorteile. Wenn man dann noch die Fehleranzeige und/oder die Abschaltanzeige auf dem Baustein selber anordnet, so kann das Wartungspersonal sofort sehen, an welcher Stelle oder in welchem Baustein ein Fehler aufgetreten ist und den Baustein ohne größere Verzögerungen auswechseln, so daß auch die Wartung einer Sicherheitsschaltung, die aus erfindungsgemäßen Bausteinen aufgebaut ist, stark vereinfacht wird.The block according to the invention thus allows a great deal to build a variety of safety circuits with the most varied levels of security without the Module itself would have to be varied. This results in great manufacturing advantages. if you then arrange the error display and / or the shutdown display on the block itself, like this the maintenance staff can immediately see at which point or in which module an error has occurred is and replace the module without major delays, so that the maintenance of a safety circuit that consists of modules according to the invention is constructed, is greatly simplified.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen im einzelnen beschrieben. Es zeigtIn the following the invention is described in detail with reference to the drawings. It shows

F i g. 1 ein Blockschaltbild für einen erfindungsgemäßen Baustein,F i g. 1 is a block diagram for a module according to the invention,

F i g. 2 eine Schaltungsanordnung für die Realisierung des Blockschaltbildes nach F i g. 1,F i g. 2 shows a circuit arrangement for realizing the block diagram according to FIG. 1,

F i g. 3 ein Diagramm der in der Schaltungsanordnung nach F i g. 2 auftretenden Impulse,F i g. 3 shows a diagram of the circuit arrangement according to FIG. 2 occurring impulses,

Fig.4, 5 u. 6 Beispiele für eine Kombination der Bausteine für eine Sicherheitsschaltung.4, 5 and 6 examples of a combination of the Building blocks for a safety circuit.

Anhand von Fig. 1 wird das logische Blockschaltbild eines Bausteines erläutert, der eine kombinierte »1 aus 3«- und »2 aus 3«-Verknüpfung durchführt Jedem Eingang El, £2, £3, EH, Ep, Vas, E wird ein entsprechendes Eingangssignal SEI, SE2, S£3, SEH, SEp, SVas, SE zugeführt An den Ausgängen A, AH, Ap stehen dann die Impulse SA, SAHund SApan.. With reference to FIG 1, the logic block diagram is illustrated of a block, of a combined »1 of 3 '- and' 2 of 3 'linkage performs each input El, £ 2, £ 3, EH, Ep, Vas, E is a corresponding input signal SEI, SE2, S £ 3, SEH, SEp, SVas, SE supplied. The pulses SA, SAH and SApan are then available at the outputs A, AH, Ap.

Es sind drei »UND«-Torschaltungen Ki, K 2 und K 3 vorgesehen, denen über die Eingänge El, £2 und E3 die drei Eingangssignale SEI, SE2 und S£3 jeweils paarweise zugeführt werden. Diese drei Eingangssignale liegen als phasenverschobene Impulszüge vor. Die Ausgänge der drei »UND«-Torschaltungen Ki, K 2 und K 3 werden sowohl einer »ODERw-Torschaltung Oi als auch zwei »UNDw-Torschaltungen K 4, KS zugeführt die gleichzeitig eine Überwachung dieser drei Eingänge der »ODER«-Torschaltung ermöglichen. Die beiden weiteren Eingänge EH und Vas werden nicht an dieser Stelle überwacht Die Ausgänge der zwei »UND«-Torschaltungen Ki und K 2 werden den beiden Eingängen der »UND«-Torschaltung K 4 zugeführt, deren Ausgang mit einem Eingang einer »UND«-Torschaltung KS verbunden ist Der andere Eingang der »UND«-Torschaltung KS wird vom Ausgang der »UNDw-Torschaltung K 3 angesteuert.There are three “AND” gate circuits Ki, K 2 and K 3 , to which the three input signals SEI, SE2 and S £ 3 are each fed in pairs via the inputs E1, E2 and E3. These three input signals are available as phase-shifted pulse trains. The outputs of the three "AND" gate circuits Ki, K 2 and K 3 are fed to an "ORw gate circuit Oi as well as two" UNDw gate circuits K 4, KS which enable these three inputs of the "OR" gate circuit to be monitored at the same time . The two other inputs EH and Vas are not monitored at this point. The outputs of the two "AND" gate circuits Ki and K 2 are fed to the two inputs of the "AND" gate circuit K 4, the output of which is connected to one input of an "AND" gate. Gate circuit KS is connected The other input of the "AND" gate circuit KS is controlled by the output of the "UNDw gate circuit K 3" .

Fällt von den Signalen SEI, S£2 oder SE3 auch nur ein einziges Signal aus, so kann nur noch eine der drei »UND«-Torschaltungen Ki, K 2 oder K3 ein Signal abgeben. Das bedeutet, daß das Signal an der »UND«-TorschaWung K 5 verschwinden muß, während am Ausgang der1 »ODERw-Torschaltung O 1 noch ein Signal anliegt. In den »UND«-Torsehaltungen Ki bis K 5 wird daher eine »1 aus 3<<-Auswahl durchgeführt. Die vier logischen Grundelemenle, nämlich die drei »UND«-Torschaltungen K 1 bis K3 und die »ODER«- Torüchaltung O 1 fuhren dagegen die »2 aus 3«-Auswahl durch, da das Signal am Ausgang der »ODER«-If only one of the signals SEI, S £ 2 or SE3 fails, only one of the three “AND” gate circuits Ki, K 2 or K3 can emit a signal. This means that the signal at the "AND" gate circuit K 5 must disappear, while a signal is still present at the output of the 1 "OR gate circuit O 1. In the “AND” gate positions Ki to K 5, a “1 out of 3” selection is therefore carried out. The four basic logic elements, namely the three "AND" gate circuits K 1 to K3 and the "OR" gate circuit O 1, on the other hand, carry out the "2 out of 3" selection, since the signal at the output of the "OR"

Torschaltung Oi erst dann verschwindet, wenn wenigstens zwei der drei Signale SEi bis S£3 verschwunden sind.Gate circuit Oi only disappears when at least two of the three signals SEi to S £ 3 have disappeared.

Die Schaltungsanordnung nach F i g. 1 weist noch zwei »UNDtt-Torschaltungen K 6 und K 7, zwei Bausteine Fi und F2 sowie noch eine >>ODER«-Torschaltung O 2 auf. Diese Bestandteile der Schaltungsanordnung dienen dazu, fehlersicher nachzuweisen, ob der Signalzug am Ausgang der »UND«-Torschaltung K 5 und am Ausgang der »ODER«-Torschaltung Oi vorhanden ist oder nicht Hierzu wird der Ausgang der »UND«-Torschaltung KS durch die »ODER«-Torschalt'ing O 2 hindurch dem einen Eingang der »UNDtt-Torschaltung K 6 zugeführt, deren anderer Eingang mit Prüfimpulsen SEp beaufschlagt wird. Fällt der Impulszug am Ausgang der »UND«-Torschaltung K 6 weg, so wird im Baustein Fi ein Warnsignal ausgelöstThe circuit arrangement according to FIG. 1 also has two “UNDtt” gate circuits K 6 and K 7, two modules Fi and F2 and another “OR” gate circuit O 2 . These components of the circuit serve failsafe prove whether the signal characteristic at the output of the "AND" gate circuit K 5 and at the output of the "OR" gate circuit Oi is present or not do this, the output of the "AND" gate circuit KS is the "OR" gate switching O 2 is fed through to one input of the "UNDtt gate circuit K 6, the other input of which is subjected to test pulses SEp. If the pulse train at the output of the "AND" gate circuit K 6 is lost, a warning signal is triggered in module Fi

Auf gleiche Weise wird der Ausgang der »ODER«- Torschaltung Oi mit Hilfe der »UND«-Torschaltung K 7 überprüft, die mit Impulszügen SEbeaufschlagt ist.In the same way, the output of the “OR” gate circuit Oi is checked with the aid of the “AND” gate circuit K 7 to which pulse trains SE are applied.

Die »ODER«-Torschaltung O 2 ist an sich nicht notwendig. Sie dient dazu, das Signal SVas dem einen Eingang der »UNDw-Torschaltung KS zuzuführen, das auch der »ODER« Torschaltung Oi zugeführt wird. Die Bedeutung des Signals SVas und auch des Signals S£f/wird später noch erläutertThe "OR" gate circuit O 2 is not necessary per se. It is used to feed the signal SVas to one input of the “UNDw” gate circuit KS , which is also fed to the “OR” gate circuit Oi. The meaning of the signal SVas and also of the signal S £ f / will be explained later

Die Schaltungsanordnung ist so ausgebildet, daß sowohl bei Kurzschluß als auch bei fehlerhaft auftretender Unterbrechung an Bauelementen sowie beim Auftreten von Kurzschlüssen gegen Erdpotential bzw. die Versorgungsspannung in jedem Fall eine Abschaltung erfolgtThe circuit arrangement is designed so that both in the event of a short circuit and in the event of a fault Occurring interruptions in components as well as in the occurrence of short circuits to earth potential or the supply voltage is switched off in each case

Die Fig.2 zeigt, wie das logische Blockschaltbild nach F i g. 1 mit bekannten Schaltungsanordnungen aufgebaut werden kann. Die drei »UN D«-Torschaltungen Ki bis K 3 aus F i g. 1 bestehen aus den drei Speicherschaltkernen Ki, K 2 und K 3 mit jeweils drei Wicklungen Wl, W2 und W3, den drei Transistoren Ti, T2 und T3 und den Widerständen R 1, R 2 und R 3, die die Arbeitswiderstände für die jeweiligen Wicklungen Wl, W2 sind. Die drei Eingangssignale S£l, SE2 und 5£3 werden diesen drei »UND«-Torschaltungen in Form phasenverschobener Impulszüge paarweise zugeführt Die Ausgangsgrößen der drei »UND«-Torschaltungen Ki, K 2 und K 3, die an den Kollektoren der drei Transistoren Tl, 7"2 und T3 auftreten, werden in den »UNDw-Torschaltungen K4 und KS verknüpft, die wieder aus je einem Magnetschaltkern mit Wicklungen Wl, W2, W3 und den Transistoren Γ4 und TS bestehen. Wie man aus der F i g. 2 entnehmen kann, werden die Ausgangsgrößen der »UNDw-Torschaltungen K i und K 2, die an den Kollektoren der Transistoren Ti und 7*2 anstehen,den Wicklungen Wl und W2 der »UNDw-Torschaltung K 4 zugeführt, die ihrerseits ihr am Kollektor des Transistors TA anstehendes Ausgangssignal an die Wicklung W2 der »UND«-Torschaltung K 5 abgibt.FIG. 2 shows how the logic block diagram according to FIG. 1 can be constructed with known circuit arrangements. The three "UN D" gate circuits Ki to K 3 from FIG. 1 consist of the three memory switching cores Ki, K 2 and K 3 each with three windings Wl, W 2 and W3, the three transistors Ti, T2 and T3 and the resistors R 1, R 2 and R 3, which are the load resistances for the respective Windings Wl, W2 are. The three input signals S £ l, SE2 and 5 £ 3 are the three "AND" -Torschaltungen in the form of phase-shifted pulse trains pairs supplied to the outputs of the three "AND" -Torschaltungen Ki, K 2 and K 3, which at the collectors of the three transistors Tl, 7 "2 and T3 occur are linked in the» UNDw gate circuits K 4 and KS , which each consist of a magnetic switch core with windings Wl, W2, W3 and the transistors Γ4 and TS 2, the output variables of the UNDw gate circuits K i and K 2, which are present at the collectors of the transistors Ti and 7 * 2, are fed to the windings Wl and W2 of the UNDw gate circuit K 4, which in turn are fed to it on The collector of the transistor TA sends the output signal to the winding W2 of the "AND" gate circuit K 5 .

Wie bereits in Verbindung mit F i g. 1 erläutert, gibt die »UND«-Torschaltung K 5 dann kein Signal mehr ab, wen? auch nur eines der Eingangssignale SEI, SE2 oder SE3 ausfällt. Um dieses fehlersicher zu prüfen, wird die Ausgangsgröße des Transistors Γ5 zum Ausgang AH über die Wicklung Wl auf dem Magnetschaltkern der »UNDw-Torschaltung K6 geführt, deren Wicklung W2 mit den Prüfimpulsen SEp beaufschlagt ist. Dadurch wird beim Auftreten eines Fehlers der Impulszug am Ausgang Ap verschwinden.As already mentioned in connection with FIG. 1 explains, the "AND" gate circuit K 5 then no longer emits a signal, who? also only one of the input signals SEI, SE2 or SE3 fails. In order to check this fail-safe, the output of the transistor Γ5 is fed to the output AH via the winding Wl on the magnetic switch core of the »UNDw gate circuit K6 , whose winding W2 receives the test pulses SEp . This means that the pulse train at output Ap will disappear if an error occurs.

Diese Prüfimpulse SEp können einem Taktgenerator entnommen werden oder auch aus einem anderen Baustein stammen. Mit der »UND«-Torschaltung K 6 wird durch die Art der Schaltung der Ausgang AHund somit der Eingang EH der »ODER«-Torschaltung C1 eines anderen Gerätes (F i g. 5) mitüberwacht Im Block Fl wird dann beim Ausfall der Ausgangsgröße des Transistors T% ein Warnsignal ausgelöstThese test pulses SEp can be taken from a clock generator or come from another module. With the “AND” gate circuit K 6 , the output AH and thus the input EH of the “OR” gate circuit C 1 of another device (Fig. 5) is also monitored in block F1 if the output variable fails of the transistor T% triggered a warning signal

Die »ODER«-Torschaltung 01 aus F i g. 1 ist in der Schaltungsanordnung nach Fig.2 als passives Netzwerk ausgebildet worden. Wie man sieht liegt an der Wicklung Wl auf dem Magnetschaltkern einer »UND«-Torschaltung K 7 immer dann ein Impulszug an, wenn entweder der Transistor TX der »UND«-Torschaltung K ί (über Wl von K 4) oder der Transistor ii T2 der »UND«-Torschaltung KI (über W2 von KA) oder der Transistor T3 der »UNDtt-Torschaltung K 3 (über Wl von AC 5) oder der Eingang EH oder Vas einen Impulszug führt Da der Wicklung W2 des Schaltkernes K 7 ein Impulszug SE zugeführt wird, der gegen alle 2» möglichen Phasenlagen des Impulszuges am Eingang von Wl der »UND«-Ton»,haltung K 7 phasenverschoben ist wird in der »UND«-Torschaltung K7 in Verbindung mit dem Block Fl das Vorhandensein eines Signals am Ausgang der »ODER«-Torschaltung 01 auf die gleiche Weise überwacht, wie es in Verbindung mit der »UND«-Torschaltung K 6 und dem Block Fl bereits beschrieben wurde.The "OR" gate circuit 0 1 from FIG. 1 has been designed as a passive network in the circuit arrangement according to FIG. As you can see, a pulse train is always applied to the winding Wl on the magnetic switch core of an "AND" gate circuit K 7 when either the transistor TX of the "AND" gate circuit K ί (via Wl from K 4) or the transistor ii T2 the "AND" gate circuit KI (via W2 from KA) or the transistor T3 of the "UNDtt gate circuit K 3 (via Wl from AC 5) or the input EH or Vas leads a pulse train since the winding W2 of the switching core K 7 a pulse train SE is fed, which is phase-shifted against all 2 "possible phase positions of the pulse train at the input of Wl the" AND "tone", attitude K 7, the presence of a signal at the "AND" gate circuit K7 in conjunction with the block Fl The output of the "OR" gate circuit 0 1 is monitored in the same way as has already been described in connection with the "AND" gate circuit K 6 and the block F1.

In einer Anlage können nun Betriebszustände auftreten, bei denen kein einziger der zu überwachenden Parameter seinen Sollwert erreicht hat, so daß ein Fehier angezeigt und eine Abschaltung ausgelöst wird. Ein solcher Betriebszustand liegt beispielsweise beim Anfahren einer Anlage vor. Um in diesem Fall eine Abschaltung zu vermeiden, wird den beiden »ODER«- » Torschaltungen 01 und O 2 aus Fi g. 1 das Signal SVas zugeführt, das abgeschaltet wird, wenn die Betriebsparameter ihre Sollwerte erreicht haben. In der Schaltungsanordnung nach F i g. 2 gelangt das Signal SVas über einen Widerstand R 9 an die Wicklung WX des "< > Magnetschaltkerns der »UND«-Torschaltung K 7 und über den Transistor 7"8 und einen Widerstand R10 an die Basis des Transistors Γ5 der »UND«-Torschaltung K 5, von der die Wicklung WX der »UND«-TorschaI-tung K 6 angesteuert wird. Da den beiden »UND«-Tor- schaltungen K 6 und K 7 die Impulszüge SEp und SE zusätzlich zugeführt werden, liegt an den Ausgängen dieser beiden Torschaltungen ein Signalzug an, so daß weder eine Fehleranzeige noch eine Abschaltung erfolgt Der Signaleingang EH wird benötigt wenn aus so Bausteinen nach Fig.2 größere Schutzschaltungen zusammengestellt werden.Operating states can now occur in a system in which not a single one of the parameters to be monitored has reached its setpoint, so that a fault is displayed and a shutdown is triggered. Such an operating state occurs, for example, when a system is started up. In order to avoid a shutdown in this case, the two “OR” - “gate circuits 0 1 and O 2 from FIG. 1 the signal SVas is supplied, which is switched off when the operating parameters have reached their setpoints. In the circuit arrangement according to FIG. 2, the signal SVas reaches the winding WX of the "<> magnetic switch core of the" AND "gate circuit K 7 via a resistor R 9 and via the transistor 7" 8 and a resistor R 10 to the base of the transistor Γ5 of the "AND" - K gate 5, of which the winding WX is driven to the "AND" -TorschaI-tung K 6th Since the two "AND" gate circuits K 6 and K 7 are additionally supplied with the pulse trains SEp and SE , there is a signal train at the outputs of these two gate circuits so that neither an error display nor a shutdown occurs. The signal input EH is required when larger protective circuits can be assembled from such modules as shown in FIG.

Die F i g. 3 ist ein Impuisdiagramm und zeigt wie die verschiedenen Impulse geräteintern und an den Ausgängen AH, Ap und A auftreten, wenn die Eingangsimpulszüge SEX, SE2, SE3, SEp und S£die angegebene Phasenlage aufweisen und der Wicklungssinn der Steuerwicklungen der Magnetschaltkerne so gewählt ist wie es durch Punkte in F i g. 2 angedeutet istThe F i g. 3 is a pulse diagram and shows how the various pulses occur inside the device and at the outputs AH, Ap and A when the input pulse trains SEX, SE2, SE3, SEp and S £ have the specified phase position and the direction of winding of the control windings of the magnetic switch cores is selected as it by points in F i g. 2 is indicated

In der Fig.4 ist ein Beispiel einer größeren «· Sicherheitsschaitung, einer sog. Abschaltkette dargestellt die mit den erfindungsgemäßen Bausteinen zusammengestellt werden kann. Mit dieser Sicherheitsschaltung können zwei Meßgrößen über je drei Grenzwertgeber überwacht werden, und auch die *>5 Sicherheitsstränge sind dreifach ausgeführtIn Fig. 4 is an example of a larger «· Safety circuit, a so-called. Shutdown chain, shown with the modules according to the invention can be put together. With this safety circuit, two measurands over three each Limit switches are monitored, and also the *> 5 Safety strands are designed threefold

Zwei Bausteine AWXX und AW2X bilden den ersten Sicherheitsstrang, bestehend aus Prüf- und Abschaltstrang. Der zweite Sicherheitsstrang wird von den Bausteinen AW12 und AW22 und der dritte Sicherheitsstrang wird von den Bausteinen A W13 und A W23 '■ gebildet Ein Taktgeber TK X versorgt die Grenzwertgeber GIl, G21 sowie die Eingänge E und Ep des ersten Bausteines AWIl des ersten Sicherheitsstranges. Die Grenzwertgeber G12 und G 22 sowie die Eingänge E und Ep des ersten Bausteines des zweiten Sicherheitsstranges A W12 werden vom Taktgebei TK 2 versorgt Die Versorgung der Grenzwertgeber G13 und G 23 sowie der Eingänge E und Ep des Bausteines A WX3 erfolgt durch den Taktgeber 7X3.Two modules AWXX and AW2X form the first safety line, consisting of a test and shutdown line. The second security line is formed by the modules AW 12 and AW22 and the third security line is formed by the modules AW 13 and A W23 '■ A pulse generator TK X supplies the limit monitors GIl, G21 as well as the inputs E and Ep of the first module AWIl of the first security line . The limit switches G12 and G 22 as well as the inputs E and Ep of the first module of the second security strand AW 12 are supplied by the clock generator TK 2 The supply of the limit switches G13 and G 23 as well as the inputs E and Ep of the module A WX3 is provided by the clock generator 7X3.

Wird nun beispielsweise der am Grenzwertgeber GJl eingesieiite Wer« überschriiten, so fallen die Impulszüge an den Eingängen der Bausteine A W11, A W12 und A W13 aus, so daß der Prüfzweig einen »Fehler« anzeigt Es erhalten nämlich die Bausteine A W2X, A W22 und A W23 keine Prüfimpulse mehr, da ' die Prüfimpulse SEp für diese Bausteine von den Ausgängen Ap der vorgeschalteten Bausteine abgenommen werden. Die Fehleranzeige erfolgt einmal über die Blöcke Fl der einzelnen Geräte und zum anderen fehlersicher in den Ausgabegeräten Λ 11, Λ 12 und Λ 13. Wird nun beispielsweise der an einem Grenzwertgeber der Meßgröße 2 eingestellte Grenzwert überschritten, so ändert sich der Zustand der Anzeige nicht. Es wird \ also noch keine Abschaltung ausgelöst Erst dann, wenn von der gleichen Meßgröße ein zweiter Grenzwertgeber den eingestellten Wert überschreitet erfolgt eine Abschaltung, wie es in Verbindung mit F i g. 2 bereits beschrieben wurde, und zwar über die Blöcke RA XX, RA Yl und RA 13. Man kann auf Wunsch auch die Ausgänge der Blöcke AMIl, RA 12 und RA X3 noch nach einem »2 aus 3«-Verfahren verknüpfen. '( If, for example, the value entered at the limit indicator GJ1 is exceeded, the pulse trains at the inputs of the modules AW 11, AW 12 and AW 13 fail, so that the test branch indicates an “error”. The modules A W2X, A W22 are received and A W23 no more test pulses, since the test pulses SEp for these components are taken from the outputs Ap of the upstream components. The error display occurs on the one hand via the blocks Fl of the individual devices and on the other hand in a fail-safe manner in the output devices Λ 11, Λ 12 and Λ 13. It is \ therefore triggered no shutdown Only when exceeds the set value of the same measured variable, a second limit sensor is switched off as g in combination with F i. 2 has already been described, namely via the blocks RA XX, RA Yl and RA 13. If desired, the outputs of the blocks AMIl, RA 12 and RA X3 can still be linked according to a "2 out of 3" method. ' (

F i g. 5 zeigt als Beispiel, wie mit vier erfindungsgemäßen Bausteinen eine »3 aus 6«-Verknüpfung durchgeführt werden kann. Eine Meßgröße wird von sechs Grenzwertgebern G 31 bis G 36 überwacht. Sprechen jetzt beispielsweise die beiden Grenzwertgeber G 31 und G 32 an, so liegen an den Eingängen EX und £2 des Bausteines AW3X keine Impulszüge mehr an, und somit müßte eigentlich eine Abschaltung erfolgen. Dieses ist nicht der Fall, denn der Baustein A W32 erhält an allen drei Eingängen Impulszüge, so daß am Ausgang AH des Bausteines A W32 noch ein Impulszug ansteht der dem Eingang EHdes Bausteines AW3X zugeführt wird.F i g. 5 shows as an example how a “3 out of 6” link can be carried out with four modules according to the invention. A measured variable is monitored by six limit switches G 31 to G 36. If, for example, the two limit switches G 31 and G 32 respond, there are no longer any pulse trains at the inputs EX and £ 2 of the module AW3X, and a shutdown should therefore actually take place. This is not the case, because module A W32 receives pulse trains at all three inputs, so that another pulse train is pending at output AH of module A W32 which is fed to input EH of module AW3X.

Wie erinnerlich, führt der Eingang EH zur »ODER«- Torschaltung 01, die in den F i g. 1 und 2 dargestellt und erläutert worden ist und insbesondere aus F i g. 2 kann man entnehmen, daß der Magnetschaitkern der »UND«-Torschaltung K 7 hin und her geschaltet wird und diese Torschaltung somit ein Ausgangssignal abgibt, wenn der Wicklung Wl von K 7 aus der »ODER«-Torschaltung O X ein Signal zugeführt wird — in diesem Falle das Signal SEHaus der nachfolgenden Stufe — da auch das Signal SE an der Wicklung W2 von K 7 anstehtAs you can remember, the input EH leads to the "OR" gate circuit 0 1, which is shown in FIGS. 1 and 2 has been shown and explained and in particular from FIG. 2 it can be seen that the magnetic switch core of the "AND" gate circuit K 7 is switched back and forth and this gate circuit thus emits an output signal when a signal is fed to the winding Wl of K 7 from the "OR" gate circuit OX - in In this case, the signal SEH from the subsequent stage - since the signal SE is also present at the winding W2 of K 7

Erst wenn ein weiteres Grenzwertgebersignal ausfällt beispielsweise das Signal des Grenzwertgebers G 33, erfolgt eine Abschaltung, und zwar diesmal über den Baustein A W34, da sich am Zustand des Bausteines A W3X durch Wegfall des Signals des Grenzwertgebers G 33 nichts mehr ändertOnly when another limit switch signal fails, for example the signal from limit switch G 33, is it switched off, this time via module A W34, since the state of module A W3X no longer changes due to the loss of the signal from limit switch G 33

Die Fig.6 zeigt nun ein Beispiel einer aus erfindungsgemäßen Bausteinen aufgebauten Sicherheitsschaltung, mit der erreicht wird, daß die Abschaltung beim Überschreiten der Grenzwerte einer fFIG. 6 now shows an example of a safety circuit constructed from modules according to the invention, with which it is achieved that the shutdown when the limit values of an f

Meßgröße erst dann erfolgt, wenn eine andere Meßgröße einen bestimmten Grenzwert überschritten hat. Dieses Beispiel ist dem Beispiel aus Fig.4 sehr ähnlich. Der hauptsächliche Unterschied besteht darin, daß die Impulszüge an den Ausgängen A der Bausteine 5 A W4t bis 43, mit denen die Meßgröße 4 mit Hilfe der Grenzwertgeber G 41 bis G 43 überwacht werden, nun nicht dem Eingang E der Bausteine AW5\ bis 53, sonderen den Eingängen Vas dieser Bausteine zugeführt werden. ι οMeasured variable only takes place when another measured variable has exceeded a certain limit value. This example is very similar to the example from FIG. The main difference is that the pulse trains at the outputs A of the modules 5 A W4t to 43, with which the measured variable 4 are monitored with the aid of the limit value transducers G 41 to G 43, now not the input E of the modules AW5 \ to 53, are fed separately to the inputs Vas of these modules. ι ο

Hierzu 6 Blatt ZeichnungenIn addition 6 sheets of drawings

1515th

2525th

3030th

3535

4545

5050

5555

M)M)

b5b5

Claims (6)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Elektronische Schaltungsanordnung für einen Baustein zum Aufbau von fchlersicheren Sicherheitsschaltungen aus in sich fehlerfreien logischen Grundelemcntcn, in der jeweils »m« gelrennte Signalkanäle vorgesehen sind und eine »n aus «kc-Auswahl durchführbar ist, wobei drei erste U N D-Torschaltungen vorgesehen sind, denen die Ausgangsgrößen dreier Grenzwertgeber jeweils paarweise zuführbar sind, in der zur »2 aus 3«-Auswahl eine ODER-Schaltung vorgesehen ist, der die Ausgänge der drei ersten UND-Torschahungen zugeführt sind, und wobei ein Schaltungsteil vorgesehen iyt, durch welchen der Ausfall mindesten·; eines der Ausgangssignale der drei ersten UND-Torschaltungen feststellbar und das Fehlen von Ausgangssignalen anzeigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltungsteil zur »1 aus 3«-Auswahl aus einer vierten UND-Torschaltung (KA), der die Ausgangsgrößen von zwei der drei ersten U N D-Torschaltungen (K 1 bis K 3) zugeführt sind, und aus einer fünften UND-Torschaltung (K 5), der die Ausgangsgrößen der dritten der drei ersten UND-Torschaltungen (Ki bis K3) und vierten UND-Torschaltung (K3 und K 4) zugeführt sind, besteht, und daß die »1 aus 3«· und die »2 aus 3«-Auswahlschaltung mit je einer getrennten Anzeige ausgebildet sind.1. Electronic circuit arrangement for a module for building safe safety circuits from inherently error-free logical basic elements, in which "m" separated signal channels are provided and an "n out" kc selection can be carried out, with three first UN D gate circuits being provided , to which the output variables of three limit switches can be fed in pairs, in which an OR circuit is provided for "2 out of 3" selection, to which the outputs of the first three AND gate circuits are fed, and a circuit part through which the Failure at least ·; , one of the outputs of the first three AND gates detected and the absence of output signals can be displayed characterized in that the circuit part to the "1 3": Store from a fourth AND gate (KA), of the outputs from two of the three first UN D gate circuits (K 1 to K 3) are supplied, and from a fifth AND gate circuit (K 5), the output variables of the third of the first three AND gate circuits (Ki to K3) and fourth AND gate circuit (K3 and K 4) are supplied, and that the "1 out of 3" · and the "2 out of 3" selection circuits are each designed with a separate display. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den UND-Torschaltungen (K I, K 2. K 3, K4, K 5) die Eingangsgrößen im »/.«-Zustand als Impulszüge zugeführt sind, und daß an deren Ausgängen im »/,«-Zustand Impulszüge anliegen.2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the AND gates (KI, K 2. K 3, K 4, K 5) are supplied with the input variables in the »/.- state as pulse trains, and that at their outputs in »/,« - status pulse trains are present. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der »1 aus 3«-Auswahlschaltung jeweils einer UND-Torschaltung (K 6, K 7) zugeführt sind, daß am zweiten Eingang der UND-Torschaltung (K 6 bzw. K 7) ein Impulszug (SEp bzw. SE) anliegt, daß eine Fehleranzeige oder Abschaltung durch den Wegfall der Ausgangsgröße an diesen beiden UND-Torschaltungen (K6 und K 7) erfolgt, und daß bei Hintereinanderschaltung mehrerer Bausteine die Impulszüge für die der Fehleranzeige und Abschaltung dienenden UND-Torschaltungen (K 6, K 7) dem vorhergehenden Baustein entnommen sind.3. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the output of the "1 out of 3" selection circuit are each fed to an AND gate circuit (K 6, K 7) that the second input of the AND gate circuit (K 6 or . K 7) a pulse train (SEp or SE) is present, that an error display or shutdown occurs due to the loss of the output variable at these two AND gates (K 6 and K 7) , and that when several modules are connected in series, the pulse trains for the Error display and shutdown serving AND gate circuits (K 6, K 7) are taken from the previous module. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,daß die UND-Torschaltungen (K \,Κ2,Κ3,Κ4,Κ5,Κβ,Κ 7) einen Magnetschaltkern mit drei Wicklungen (Wl, W2, W3) sowie einen Transistor (71. 72, 73, 74, 75, 76, 77) aufweisen, dessen Basis an eine dieser Wicklungen angesteuert ist, und daß die im »/,»-Zustand als phasenverschobene Impulszüge vorliegenden Größen den anderer, beiden Wicklungen zugeführt sind, wobei durch einen Kurzschluß zwischen den Eingängen der UND-Torschaltungen (Ki, Kl, K3, K4, K5, K 6, K 7) eine Unterbrechung der Impulszüge herbeiführbar ist.4. Circuit arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that the AND gate circuits (K \, Κ2, Κ3, Κ4, Κ5, Κβ, Κ 7) a magnetic switch core with three windings (Wl, W2, W3) and a transistor ( 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77), the base of which is driven to one of these windings, and that the quantities present as phase-shifted pulse trains in the »/,» - state are fed to the other two windings, whereby through a short circuit between the inputs of the AND gate circuits (Ki, Kl, K3, K 4, K 5, K 6, K 7) an interruption of the pulse trains can be brought about. 5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß bis zum Erreichen der Betriebsparametersollwcrte zur Unterdrückung der Abschaltung durch die »2 aus 3«-Auswah!schaltung der ODER-Torschaltung (O 1) weitere Impulszüge (SVas. SEH) zuführbar sind.5. Circuit arrangement according to one of Claims 1 to 4, characterized in that further pulse trains (SVas. SEH) are further pulse trains (SVas. SEH) until the operating parameter setpoints are reached to suppress the shutdown by the "2 out of 3" selection circuit of the OR gate circuit (O 1) are supplied. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer aus mehreren »2 aus 3«-Auswahlschaltungen aufgebauten Schaltung (F i g. 6) jeder der »2 aus 3«-Auswahlschaltungen (AW4i bis A W S3) mit einem Eingang (Vas) versehen ist.6. Circuit arrangement according to claim 5, characterized in that in the case of a circuit (F i g. 6) constructed from several "2 out of 3" selection circuits, each of the "2 out of 3" selection circuits (AW4i to AW S3) with an input ( Vas) is provided.
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