DE2350362A1

DE2350362A1 - Grenzwertmelder fuer impulsbetriebene schaltungen

Info

Publication number: DE2350362A1
Application number: DE19732350362
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl Ing Bisterfeld; Bertold Dipl Ing Blaess; Franz Dr Huml
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-10-08
Filing date: 1973-10-08
Publication date: 1975-04-24
Also published as: JPS5066275A; DE2350362B2; JPS5711022B2

Description

Grenzwertmelder für impulsbetriebe Schaltungen

Die Erfindung "betrifft einen Grenzwertmelder für impuls» betriebene Schaltungen, der bei Zugehörigkeit eines ihm zugeführten Meßsignals zu dem den Normalzustand kennzeichnenden Wertebereich von zwei durch einen Grenzwert definierten Wertebereichen Impulse abgibt und bei Zugehörigkeit des Meßsignals sum anderen, einen gestörten Zustand kennzeichnenden Wertebereich ein Konstantsignal erzeugt.

Solche Grenzwertmelder, wie sie z. B. in der deutschen Patentschrift 1 278 889 beschrieben sind, geben demgemäß stets Impulse ab, solange das Meßsignal in einem vorgegebenen Bereich liegt, d«, h. die durch das Meßsignal dargestellte Meßgröße, wie Druck, Temperatur einen normalen Wert hat und damit die überwachte Anlage ungestört ist. Im Störungsfalle übersteigt bzw. unterschreitet die Meßgröße und damit das Meßsignal den Grenzwert, worauf der Grenzwertmelder keine Impulse mehr abgibt, sondern ein konstantes Signal erzeugt. Man könnte selbstverständlich den Normalzustand der Anlage durch ein konstantes

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Signal und den gestörten Zustand durch die Ausgabe von Impulsen anzeigen; dies hätte aber den Nachteil, daß im Falle eines Drahtbruches auf einer Leitung oder im Grenzwertmelder dieser trotz Überschreiten des Grenzwertes ein konstantes Signal abgibt und daher keine Störung meldet, obwohl sich die Anlage in einem gefährlichen Zustand befindet. Man wird also den Grenzwertmelder in der eingangs beschriebenen Weise betreiben« Da Grenzwertmelder wie alle anderen Bauteile eines Sicherheitssystams so konstruiert sein sollen, daß ein Kurzschluß oder ein Drahtbruch eine Störungsmeldung auslöst, wird im Falle eines Drähtbruches oder· Kurzschlusses zwar fälschlicherweise das Über- bzw« Unterschreiten eines Grenzwertes gemeldet j eine darauf eingeleitete Überprüfung des Grenzwertmelders deckt aber den Fehler rasch auf.

Oft werden Grenzwertmelder in sogenannten nvm-, z. B. 2v3-Systemen, eingesetzt, d. h. in Systemen, in denen die Meßgröße m-fach ermittelt und weiterverarbeitet wird und die dann ein© Störungsmeldung abgeben, wenn die Auswertung von η Meßsigraalen eine Störung ergibt. Ein solches System enthält m. Grenzwertmelder. Ss ist unwahrscheinlich, daß gleichseitig in η von ihnen ein Drahtbruch oder Kurzschluß auftritt und dadurch eine Störungemeldung abgegeben wird· Durch zyklisches überprüfen der Kanäle . kann ein fehlerhaftes Bauteil festgestellt werden.

An die Grenzwertmelder sind Weiterverarbeitungs- und/oder Auslösegeräte angeschlossen, denen die Impulse zugeführt werden. Die vorliegende Erfindung beruht auf dem Problem, daß insbesondere bei nvm-Systemen der Fall eintreten kann, daß, wenn dis Impulse eine zu hohe oder zu niedrige Amplitude aufweisen, ihre Auswertung fehlerhaft sein kann, indem ζ, Β· bei Ausfall von η Impulsreihen noch keine Störung gemeldet wird. Überhöhungen oder Erniedrigungen der Impulsamplituden können z, B» durch Schwankungen der Speisespannung oder Verändern von Widerstandswerten oder von Transit-storkenndaten auftreten. - 3 -

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Der vorliegenden Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Grenzwertmelder zu schaffen, der bei ungestörtem Betrieb Impulse mit bestimmter Amplitude und im Störungsfalle ein konstantes Signal abgibt. Dabei kann die Störung in der überwachten Anlage liegen, also eine echte Störung vorliegen oder sie kann durch ein fehlerhaftes Arbeiten des eigentlichen Grenzwertmelders und der mit ihm verbundenen Geräte, wie der Speisespannungsquelle, hervorgerufen sein. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daiß eine Impul sausgangs stufe., vorgesehen ist, die bei einer Änderung der Speisespannung um mehr als einen vorgegebenen Betrag die Impulse sperrt.

Besonders kritisch ist eine Erhöhung der Speisespannung. Eine Anordnung, welche bei Erhöhen der Speisespannung über eine vorgegebene Grenze hinaus keine Impulse mehr abgibt, zeichnet sich dadurch aus, daß die Impulsausgangsstufe einen Spannungsteiler enthält, der zwischen den beiden Polen der Speisespanniingsquelle liegt und zwei Abgriffe aufweist, deren erstem die Impulse zugeführt sind und an deren zweitem eine Schwellwertstufe angeschlossen ist, deren Ausgangssignal sich ändert, wenn die Eingangsspannung einen eingestellten Wert unterschreitet. Damit bei Absinken der Speisespannung nicht zu kleine Impulse abgegeben werden, ist dem an den Fußpunkt des Spannungsteilers angeschlossenen Teilerwiderstand die Kollektor-Emitter strecke eines Transistors, dessen Basis die Impulse zugeführt sind, parallel geschaltet. Der Teilerwiderstand ist so bemessen, daß bei stromlosem Transistor und Absinken der Speisespannung unter einen vorgegebenen Wert die Spannung am zweiten Abgriff des Spannungsteilers ebenfalls soweit absinkt, daß der Transistor sperrt. Eine solche Schaltung hat den Vorteil, daß sie im Falle eines Kurzschlusses oder Drahtbruches die Impulse sperrt und sie nicht verfälscht weiterleitet.

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Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist, werden im folgenden die Erfindung sowie weitere Vorteile und Ergänzungen näher beschrieben und erläutert.

Einer Schalteinrichtung S wird ein Meßsignal U™, eine mittels eines Potentiometers P einstellbare Vergleichsspannung UU und ein Taktsignal T zugeführt« Das Vergleächssignal 'stellt einen Grenzwert für das Meßsignal dar. Solange dieser Grenzwert nicht überschritten wird, werden die Taktimpulse T auf den Ausgang der Schalteinrichtung S durchgeschaltet,, Über.ainen Kondensator C gelangen sie auf die Basis eines Transistors Ts1, dessen Kollektor am Abgriff eines Spannungsteilers mit Widerständen R1, R2, R3 und R4 liegt. Die Teilerwiderstände _t insbesondere der Widerstand R4, sind so gewählt, daß auch bei gesperrtem Transistor Ts1 die Spannung an dessen Kollektor nur wenig größer als die Restspannung ist. In einem Ausführungsbeispiel betrug sie 1,5 Volt. Die am Kollektor des Transistors Ts1 erscheinenden Impulse werden über Widerstände R3 und, R2 sowie einen nicht bezeichneten Widerstand der Basis eines Transistors Ts2 zugeführt. Dessen Arbeitspunkt ist mittels einer im Emitterkreis liegenden Zenerdiode und des Spannungsteilers so eingestellt, daß er bei Normalbetrieb stets durehgeschaltet ist und von den vom Transistor Ts1 kommenden Impulsen periodisch gesperrt wird. Werden diese Impulse, s. B. infolge eines Absinkens der Versorgungsspannung, kleiner, so reicht ihre Amplitude nicht mehr aus, den Transistor Ts2 zu sperren? dessen Ausgangssignal wird ein konstantes Dauersignal· In gleicher Weise leitet der Transistor Ts2 die Impulse nicht mehr weiter, wenn die Speisespannung über einen bestimmten Wert ansteigt« In diesem Falle wird die Spannung zwischen dem Abgriff des Spannungsteilers aa Widerstand R2 und dem Emitter des Transistors te2 s© groß ₉ daß die Impulse diesen nicht mehr sperren kennen® Ir gibt, daher ein konstantes

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Dauersignal ab. Die Schaltungsanordnung wirkt also in der Weise, daß bei zu hoher oder zu niedriger Speisespannung die über den Kondensator C zugeführten Impulse gesperrt und bei einer Speisespannung, die zwischen den beiden Grenzwerten liegt^ durchgeschaltet werden. Damit wird erreicht, daß nur Impulse einer bestimmten Amplitude abgegeben werden. Die Impulse werden ferner gesperrt, wenn an irgendeiner Stelle der Schaltung ein Kurzschluß oder ein Drahtbruch auftritt« Die am Kollektor des Transistors Ts2 auftretenden Impulse werden in einem Transistor Ts3 in der Phase gedreht.und auf den Ausgangstransistor Ts4 geschaltet. Die Transistoren Ts2 und Ts3 sind über den Innenwiderstand einer Zenerdiode Z miteinander verkoppelt, so daß sich eine bleichte Mitkopplung und damit ein definiertes Schaltverhalten

4 Patentansprüche

1 Figur ■*""

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Claims

■ i :· 235036? - 6 .- VPA 9/366/3539b Patentansprüche :

1.) Grenzwertmelder für impulsbetriebene Schaltungen, der bei Zugehörigkeit eines ihm zugeführten Meßsignals zu dem den Normalzustand kennzeichnenden Wertebereich von zwei durch einen Grenzwert definierten Wertebereichen Impulse abgibt und bei Zugehörigkeit des Meßsignals zum anderen, einen gestörten Zustand kennzeichnenden Wertebereich ein Konstantsignal erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Impulsausgangsstufe vorgesehen ist, die bei einer Änderung der Speisespannung um mehr als einen vorgegebenen Betrag die Impuls© sperrt.

2. Grenzwertmelder necfe Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet_s daß die Impulsausgangsstufe ©inen Spannungsteiler (R1, R2, R

3, R4) enthält, der zwischen den beiden Polen der Speisespannungsquelle (+, -) liegt und zwei Abgriffe aufweist, deren erstem die Impulse zugeführt sind und an deren zweitem eine Sehwellwertstufe angeschlossen ist, deren Ausgangssignal sich ändert, wem die Eingangsspannung einen eingestellten Wert unterschreitet.

3» Grenzwertmelder nach A_nsprueh 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellwertstufe einen als Emitter-Verstärker arbeitenden Transistor (Ts2) enthält, dessen Emitter auf einer Konstantspannung liegt, die um einen solchen Betrag kleiner ist als die Spannung an dem mit der Basis des Transistors (Ts2) verbundenen ersten Abgriff •des Spannungsteilers, daß der Transistor (Ts2) bei einer fersorgurigsspannung, die kleiner als ein vorgegebener Grenzwert Ist, durchgesteuert und von den Impulsen periodisch gesperrt wird und bei einer Versorgungsspannung, die größer als der eingestellte©Grenzwert ist, stets durchgesteuert ist.

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4. Grenzwertmelder nach Anspruch 2 oder 3i dadurch gekennzeichnet, daß dem an den Fußpunkt des Spannungsteilers (R1, R2, R3, R4) angeschlossenen Teileswiderstand (R4) die Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors (Ts1),. dessen Basis die Impulse zugeführt sind, parallel geschaltet ist und daß der Teilerwiderstand (R4) so bemessen ist, daß bei stromlosem Transistor (Ts1) und Absinken der Speisespannung unter einen vorgegebenen Wert die Spannung am Abgriff des Teilerwiderstandes (R2) ebenfalls so weit absinkt, daß der Transistor (Ts2) gesperrt ist»

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