DE2336769A1 - DYNAMIC LIMIT VALUE MONITOR - Google Patents

DYNAMIC LIMIT VALUE MONITOR

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DE2336769A1 DE19732336769 DE2336769A DE2336769A1 DE 2336769 A1 DE2336769 A1 DE 2336769A1 DE 19732336769 DE19732336769 DE 19732336769 DE 2336769 A DE2336769 A DE 2336769A DE 2336769 A1 DE2336769 A1 DE 2336769A1
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Description

HARTMANN & BRAUN 13.7.1973HARTMANN & BRAUN July 13, 1973

Dynamischer Grenzwertmelder Dynamic limit monitor

Die Erfindung bezieht sich auf einen dynamischen Grenzwertmelder für elektrische Größen mit einer Kippstufe, an deren Eingang die algebraische Summe von Istspannung und einstellbarer Sollspannung liegt und deren Ausgang ein Relais speist. The invention relates to a dynamic limit indicator for electrical quantities with a trigger stage, at the input of which the algebraic sum of the actual voltage and the adjustable setpoint voltage is present and the output of which feeds a relay.

Es sind statische Grenzwertmelder bekanntgeworden, die mit Zeigerabtasteinrichtungen, Meßrelais oder Kippstufen arbeiten. Als Kippstufe können übliche Differenz- oder Operationsverstärker eingesetzt werden. Am Eingang der Kippstufe werden die Sollspannung und die Istspannung Static limit indicators have become known which work with pointer scanning devices, measuring relays or flip-flops . Customary differential or operational amplifiers can be used as flip-flops. The setpoint voltage and the actual voltage are applied to the input of the flip-flop

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gegeneinandergeschaltet. Sobald die Istspannung die einstellbare Sollspannung überschreitet, wird die Kippstufe umgeschaltet, so daß ein im Ausgangskreis liegendes Hilfsrelais anspricht und eine Gefahrenmeldung aussendet. Bei bestimmten Defekten im Grenzwertmelder kann die Kippstare bei Sollwertüberschreitung nicht ansprechen, so daß gefährliche Zustände in der zu überwachenden Anlage nicht gemeldet werden. Man spricht dann von sogenannten nicht selbstmeldenden gefährlichen Fehlern, die schwere Schäden hervorrufen können.switched against each other. As soon as the actual voltage exceeds the adjustable setpoint voltage, the flip-flop is activated switched over, so that an auxiliary relay located in the output circuit responds and sends out a hazard message. In the event of certain defects in the limit monitor, the Kippstare Do not respond if the setpoint is exceeded, so that dangerous states are not reported in the system to be monitored will. One then speaks of so-called non-self-reporting dangerous errors that cause severe damage can.

Im allgemeinen ist man bestrebt, überwachungseinrichtungen so auszubilden, daß sie beim Auftreten interner Fehler eine Meldung auslösen. Es sind auch bereits dynamische Grenzwertmelder bekanntgeworden, die ständig ihre eigene Funktion überwachen. Hier ist allerdings nur eine qualitative Funktionsprüfung möglich.In general, the aim is to have monitoring devices trained in such a way that they trigger a message when internal errors occur. There are already dynamic limit indicators became known who constantly monitor their own function. However, this is only a qualitative one Function test possible.

In vielen Fällen der Grenzwertüberwachung, insbesondere in Kernreaktoren und Kraftwerken, sind die Sicherheitsanforderungen so hoch, daß diese von den bekannten Grenzwertmeldern nur ungenügend erfüllt werden können.In many cases of limit value monitoring, especially in nuclear reactors and power plants, the safety requirements are so high that these can only be insufficiently met by the known limit indicators.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Grenzwertmelder zu schaffen, der fortlaufend neben dem Meßwert seine eigene Funktion quantitativ überprüft.The invention is based on the object of a limit indicator to create which, in addition to the measured value, continuously checks its own function quantitatively.

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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß bei einem dynamischen Grenzwertmelder der eingangs genannten Art· in der Istspannungs-Leitung ein elektronischer Umschalter angeordnet ist, der periodisch die Istspannung abschaltet und eine Hilfsspannung solcher Größe einschaltet, daß die Kippstufe periodisch umsteuert und an ihrem Ausgang eine Wechselspannung liefert, die das Relais angezogen hält.The invention is characterized in that with a dynamic Limit indicator of the type mentioned at the beginning · in the actual voltage line an electronic switch is arranged, which periodically switches off the actual voltage and an auxiliary voltage switches on such a size that the trigger periodically reverses and supplies an alternating voltage at its output, which the relay keeps attracted.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Sie zeigt ein Blockschaltbild eines dynamischen Grenzwertmelders. ·An embodiment of the invention is explained with reference to the drawing. It shows a block diagram of a dynamic limit monitor. ·

Mit El und E2 sind die Eingänge bezeichnet, denen der Meßwert in Form einer Gleichspannung zugeführt wird. Der Eingang El ist mit dem positiven Pol der Meßspannung U verbunden, der Eingang E2 liegt auf Massepotential, Ein Potentiometer Pl liegt mit den Außenklemmen am Pluspol einer Hilfsspannungsquelle und an Masse. Der Abgriff des Potentiometers ist über einen Widerstand Rl mit dem einen Umschaltkontakt Kl eines elektronischen Umschalters 1 verbunden. An diesem Potentiometer wird eine Hilfsspannung Ufl abgegriffen. Der andere Umschaltkontakt K2 liegt an der Eingangsklemme El. Der Mittelkontakt des Umschalters ist über einen Widerstand R2 mit dem Eingang einer Kippstufe 2 verbunden. Ein weiteres Potentiometer P2 ist so an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen, daß an seinem Abgriff eine Sollspannung U"^ zur Verfügung steht. Diese Sollspannung wird über einen Widerstand R3 ebenfalls auf den Eingang der Kipp-The inputs to which the measured value is fed in the form of a direct voltage are designated by E1 and E2. The input El is connected to the positive pole of the measurement voltage U, the input E2 is at ground potential, a potentiometer P1 is connected to the external terminals at the positive pole of an auxiliary voltage source and at ground. The tap of the potentiometer is connected to the one changeover contact Kl of an electronic changeover switch 1 via a resistor R1. An auxiliary voltage U fl is tapped from this potentiometer. The other changeover contact K2 is connected to the input terminal El. The center contact of the switch is connected to the input of a flip-flop 2 via a resistor R2. Another potentiometer P2 is connected to a DC voltage source in such a way that a nominal voltage U "^ is available at its tap.

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stufe 2 geführt.Die Spannungen υ und U3011 bzw. UR und sind einander entgegengeschaltet, so daß die am Eingang der Kippstufe liegende Summenspannung den Nullpunkt durchläuft, wenn beispielsweise die Spannung U3. . die Spannung U3 -■, übersteigt. Die Kippstufe ist bei einstellbarer Hysterese so ausgebildet,daß sie bei jedem Nulldurchgang der Summenspannung an ihrem Eingang umgesteuert wird. Die Spannung U wird umThe voltages υ and U 3011 or U R and are switched in opposite directions so that the total voltage at the input of the multivibrator passes through the zero point if, for example, the voltage U 3 . . the voltage U 3 - ■, exceeds. With an adjustable hysteresis, the flip-flop is designed in such a way that it is reversed at each zero crossing of the total voltage at its input. The voltage U is around

einen solchen Betrag größer eingestellt als U3 ,,, daß die Kippstufe umsteuert, wenn U eingeschaltet wird. Der elektro-set such an amount greater than U 3 ,, that the flip-flop reverses when U is switched on. The electro

rlrl

nische Umschalter 1, der hier nur symbolisch dargestellt und der vorzugsweise als Feldeffekt-Transistorschalter ausgebildet ist, schaltet alternierend mit einer Frequenz von einigen KHz die Istspannung und die Hilfsspannung auf den Eingang der Kippstufe. Da im Normalbetrieb der überwachten Anlage U <Niche switch 1, which is shown here only symbolically and which is preferably designed as a field effect transistor switch, switches alternately at a frequency of a few KHz is the actual voltage and the auxiliary voltage on the input of the multivibrator. Since in normal operation of the monitored system U <

XSuXSu

IU Soll| gilt und U > IU ..J ist, wird die Kippstufe 2 mit der Frequenz des elektronischen Umschalters 1 von einem Zustand in den anderen gesteuert. Sie liefert also an ihrem Ausgang e:j.Ae alternierende Folge von 0- und L-Signalen oder mit anderen Worten eine Rechteckspannung. Diese Spannung wird über einen Kondensator C und einen Gleichrichter 3 einem elektromagnetischen Relais 4 zugeführt. Das Relais ist also im Normalbetrieb der überwachten Anlage ständig erregt, falls der elektronische Umschalter 1 und die Kippstufe 2 funktionsfähig sind.IU target | applies and U > IU ..J, the flip-flop 2 is controlled with the frequency of the electronic switch 1 from one state to the other. It therefore delivers at its output e: j.Ae an alternating sequence of 0 and L signals or, in other words, a square-wave voltage. This voltage is fed to an electromagnetic relay 4 via a capacitor C and a rectifier 3. The relay is therefore constantly energized during normal operation of the monitored system if the electronic switch 1 and the flip-flop 2 are functional.

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Wenn die Kippstufe 2 so angeschlossen ist, daß sie bei durchgeschalteter Hilfsspannung ü„ ein O-Signal und bei dominieren-If the flip-flop 2 is connected so that it is switched through Auxiliary voltage ü "an O signal and with dominating

der Sollspannung U ., ein L-Signal führt, dann bleibt sie bei der Grenzwertüberschreitung (U > IU ,,I) in dem Schaltzustand stehen, in dem sie ein O-Signal abgibt. Dies bedeutet, daß das Relais 4 abfällt und einen Gefahrenzustand signalisiert. Eine Meldung durch das Abfallen des Relais 4 erfolgt aber auch, wenn der elektronische Umschalter 1 oder die Kippstufe 2 versagt. Das gleiche gilt, wenn sich der Sollwert unzulässig verändert. Wenn nämlich IU ·,■,[> U wird, bleibt die Kippstufe imthe nominal voltage U., leads an L-signal, then it remains at exceeding the limit value (U> IU ,, I) in the switching state in which it emits an O signal. This means that the relay 4 drops out and signals a dangerous condition. However, the relay 4 will also be notified if the electronic changeover switch 1 or the flip-flop 2 fails. The same applies if the setpoint changes impermissibly. Namely, if IU ·, ■, [> U, the flip-flop remains in

I bOllι Ά I bOllι Ά

L-Zustand stehen, so daß sie einen Dauergleichstrom führt. Auch in diesem Falle verschwindet die Äusgangsgleichspannung am kapazitiv entkoppelten Gleichrichter 3. Wird dagegen U ,, unzulässig kleiner, spricht die Grenzwerteinheit bereits an, bevor der Istwert unzulässig groß wird.L-state so that it carries a continuous direct current. In this case, too, the DC output voltage on the capacitive disappears decoupled rectifier 3. If, on the other hand, U ,, becomes impermissibly smaller, the limit value unit responds before the actual value becomes impermissibly large.

Als Kippstufe kann ein mitgekoppelter Verstärker verwendet werden, wie er an.sich bekannt ist. Die Schalthysterese wird über den Mitkopplungsgrad eingestellt. Diese Verstellung kann über ein Potentiometer am Eingang der Kippstufe erfolgen. Beim Ansprechen des Grenzwertmelders kann durch zusätzliche Hilfsmittel zur Messung der Istspannung und/oder Sollspannung leicht festgestellt werden, ob die Istspannung unzulässige Werte erreicht hat oder ob ein Fehler im Grenzwertmelder vorliegt. Wenn man jedoch für den Aufbau des Grenzwertmelders besonders zuverlässige Halbleiterbausteine und qualitativ hochwertige passive Bauelemente verwendet, sind Störungen im Grenzwertmelder überaus selten. . 5 Seiten Beschreibung'A coupled amplifier can be used as a multivibrator, as he is known to himself. The switching hysteresis is set via the degree of positive feedback. This adjustment can be done via a potentiometer at the input of the trigger stage. When the limit monitor responds, additional Aids for measuring the actual voltage and / or nominal voltage can easily be determined whether the actual voltage is impermissible Has reached values or whether there is an error in the limit monitor. If, however, one for the construction of the limit monitor particularly reliable semiconductor components and high quality passive components are used, disturbances in the Limit monitor extremely rare. . 5 pages description '

4 Ansprüche 409886/01634 claims 409886/0163

1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (4)

Ansprüche *Expectations * Dynamischer Grenzwertmelder für elektrische Größen mit einer Kippstufe, an deren Eingang die algebraische Summe von Istspannung und einstellbarer Sollspannung liegt und deren Ausgang ein Relais speist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Istspannungs-Leitung ein elektronischer Umschalter (1, Kl, K2) angeordnet ist, der periodisch die Istspannung (U_ ) abschaltet und eine Hilf sspannung (L' )Dynamic limit value indicator for electrical quantities with a trigger stage, at whose input the algebraic sum of actual voltage and adjustable setpoint voltage and the output of which feeds a relay, characterized in that that in the actual voltage line an electronic switch (1, Kl, K2) is arranged, which periodically the Actual voltage (U_) switches off and an auxiliary voltage (L ') XS t ηXS t η solcher Größe einschaltet, daß die Kippstufe (2) periodisch umsteuert und an ihrem Ausgang eine Wechselspannung liefert, die das Relais (4) angezogen hält.switches on in such a way that the flip-flop (2) periodically reverses and supplies an alternating voltage at its output, which keeps the relay (4) attracted. 2. Dynamischer Grenzwertmelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsspannung (U„) geringfügig größer gewählt ist als die Sollspannung (IU I), so daß der MeI-2. Dynamic limit indicator according to claim 1, characterized in that that the auxiliary voltage (U ") is slightly larger is selected as the nominal voltage (IU I), so that the MeI- j ooxxιj ooxxι der bei fehlerhafter Sollspannungsabweichung nach oben sofort anspricht.which responds immediately in the event of a faulty setpoint voltage deviation upwards. 3. Dynamischer Grenzwertmelder nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippstufe (2) bei eingeschalteter Hilfsspannung (U„) oder bei einer die Sollspannung (IU„ ,,I)3. Dynamic limit indicator according to claim 1 and 2, characterized characterized in that the flip-flop (2) when the auxiliary voltage (U ") is switched on or the nominal voltage (IU" ,, I) π I bOIl Iπ I bOIl I überschreitenden Istspannung (U ' ) am Ausgang ein O-Signal liefert und bei eingeschalteter Istspannung (Ux ,) ein L-Signal abgibt, solange diese Istspannung (U ) kleiner als die Sollspannung (|UC , ,1) ist.Exceeding actual voltage (U ') delivers an O signal at the output and emits an L signal when the actual voltage (U x ,) is switched on, as long as this actual voltage (U) is less than the nominal voltage (| U C ,, 1). 409886/0153409886/0153 4. Dynamischer Grenzwertmelder nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kippstufe (2) und dem Relais (4) ein kapazitiv entkoppelnder Gleichrichter (C, 3) liegt, so daß das Relais (4)· nur erregt bleibt, wenn die Kippstufe (2) schwingt.4. Dynamic limit indicator according to claim 1 and 2, characterized characterized in that between the flip-flop (2) and the relay (4) a capacitively decoupling rectifier (C, 3) is so that the relay (4) · only remains energized when the flip-flop (2) oscillates. 409886/0153409886/0153 LeerseiteBlank page
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DE3121841A1 (en) * 1981-06-02 1982-12-23 Honeywell S.A., 78390 Bois d'Arcy Intrinsically safe monitoring circuit

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