DE2458736A1

DE2458736A1 - Verfahren und anordnung zur ueberwachung von stromversorgungsanlagen

Info

Publication number: DE2458736A1
Application number: DE19742458736
Authority: DE
Inventors: Gunther Dipl Ing Koetzle
Original assignee: IBM Deutschland GmbH
Current assignee: IBM Deutschland GmbH
Priority date: 1974-12-12
Filing date: 1974-12-12
Publication date: 1976-06-16
Also published as: FR2294450A1; JPS5171946A; BR7508215A; JPS5520454B2; DE2458736C2; US4016408A; FR2294450B1; IT1051670B; GB1516999A

Description

Aktenzeichen der Anmelderin:

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Verfahren und Anordnung zur überwachung von Stromversorgungsanlagen

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der überwachung und gegebenenfalls Regelung von Strom- bzw. Spannungsversorgungsanlagen, die eine Vielzahl von Versorgungsspannungen mit sowohl unterschiedlichen Sollwerten als auch verschiedenen zulässigen Extremwerten abgeben. Solche Versorgungsanlagen finden insbesondere bei der LeistungsVersorgung von modernen Rechnern Verwendung, die sich ausnahmslos der Halbleitertechnik bedienen.

Gerade die Verwendung von Halbleitern wirft nämlich einige Probleme auf, die im Zusammenhang mit Röhren- oder Relaisschaltungen nicht in vergleichbarem Maß aufgetreten sind. Das wichtigste Problem besteht in der relativ niedrigen Spannungsfestigkeit von Halbleiterbauelementen. Während beispielsweise eine Elektronenröhre selbst langer anhaltende Anodenüberspannungen ohne Schaden zu überstehen vermag, und nach Korrektur der Spannung wieder einwandfrei arbeitet, wird ein Transistor oder ein

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anderes Halbleiterbauelement durch Anlegen einer genügend hohen Spannung unwiederbringlich zerstört. Schon aus diesem Grunde ist es notwendig, die Stromversorgungsschaltungen für mit Halbleiterbauelementen ausgerüstete Anlagen ständig zu überwachen.

Insbesondere bei elektronischen Rechenanlagen ergeben sich jedoch nicht nur durch die aufgrund von Überspannungen auftretende Zerstörung von Bauteilen Gefahren, sondern es führen auch Unterspanjnungen zu Fehlern. Diese können beispielsweise darin bestehen, daß

j Bedeutungsinhalte von Informationssignalen falsch interpretiert werden oder daß interne Speicher eines Rechners nicht richtig gelesen werden. Derartige Fehler können selbstverständlich auch durch Überspannungen, die auf den Rechner gegeben werden, entstehen, Daß solche internen Fehler - gerade aufgrund ihrer i schlechten Erkennbarkeit *- zu katastrophalen Fehlergebnissen j führen können, liegt auf der Hand.

j
i
j Aus diesen Gründen ist es für die zuverlässige und betriebs-I sichere Funktion einer elektronischen Rechenanlage notwendig, j eine dauernde überwachung und gegebenenfalls Regelung oder Ab- \schaltung der Leistungsversorgungsanlage vorzusehen,

_:Die Vielfalt der in einem modernen Elektronenrechner - oder ei-

j ner vergleichbaren, mit Halbleiterelementen bestückten Einrich- !tung - verwendeten Schaltungen, Bauelemente, Herstellungstechno- :logien und Grundmaterialien, die in einer einzigen Anlage zu finden sind, erfordern eine Vielfalt an Versorgungsspannungen mit unterschiedlichen zulässigen Toleranzen, Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, die Überwachung und gegebenenfalls Regelung einer solchen Vielzahl von Spannungen einfach und praktikabel zu gestalten und an die digitale Arbeitsweise der Rechner anzupassen. Damit soll bewirkt werden, daß gegebenenfalls der Rechner selbst seine eigene Leistungsversorgung ;zumindest teilweise überwachen kann. Hierdurch ergeben sich wei-

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terhin besondere Möglichkeiten im Hinblick auf die Regelung der Leistungsyersorgungsanlagen ,

Diese Aufgaben werden durch die im Patentbegehren definierten Merkmale der Erfindung gelöst, Die dort beschriebenen Maßnahmen erlauben ein schnelle, sich wiederholende Abtastung aller in einer gegebenen Anlage zu prüfenden Versorgungspannungen. Das beim Vo£9^enen entsprechend der Erfindung abgegebene Ausgangssignal zeigt die Überschreitung eines von der zulässigen Toleranz jeder Einzelspannung abhängigen Extremwerts an. Diese Extremwerte sind so gewählt, daß in ihren Grenzen die Versorgungspannung variieren kann, ohne daß Fehler oder Zerstörungen auftreten. Eine Gefährdung der Betriebssicherheit oder Zerstörung von Bauelementen tritt erst bei einer wesentlich höheren oder niedrigeren Spannung ein. Bevor diese Gefährdungsspannungen erreicht sind, sollte die entsprechende Versorgungsspannung nachgeregelt oder abgeschaltet werden.

Die Maßnahme _f eine variable Referenzgröße schrittweise entsprechend der zulässigen Extremwerte zu ändern, weist weiterhin den Vorteil auf, daß ein einfacher Vergleich der Referenzwerte mit den zu prüfenden (normierten) Versorgungsspannungen die Abgabe eines binären Signals bewirkt, das für die weitere Verarbeitung ζ. B. in einem Rechner Verwendung finden kann.

Ein besonderer Vorzug des System liegt darin, daß die Prüfung der zu überwachenden Versorgungsspannungen mit relativ hoher Frequenz, d, h, in kurzen Abständen erfolgt. Entsprechend einer Weiterentwicklung des Verfahrens kann sich an den ersten Meßzyklus ein weiterer Zyklus anschließen, indem - mit entsprechend niedrigerer Frequenz - eine genaue Bestimmung von einzelnen Spannungen vorgenommen wird. Diese exakte Messung kann z. B. für diejenigen Spannungen vorgenommen werden, die die zulässigen Extremwerte überschreiten.

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Das Verfahren und die Anordnung gemäß der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert. Auf letzteren zeigen:

Fig. 1 ein einfaches Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 ein Zeitdiagramm verschiedener Funktionen der

in Figur 1 dargestellten Anordnung,

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 4 eine Regelschaltung auf der Grundlage der in

Figur 1 dargestellten Anordnung.

Die beiden Eingangsklemmen 1 und 2 der in Figur 1 dargestellten Schaltung nehmen die beiden Eingangsspannungen U₁ und U„ auf, die von einem Stromversorgungsgerät erzeugt werden. Es sei angenommen, daß die Sollwerte U_g1 und U₃₃ der beiden Versorgungsspannungen weder den gleichen Betrag aufweisen^noch - bedingt durch die Eigenheiten der zu versorgenden Schaltung - die gleichen zulässigen Toleranzen esitzen. Die zweite Annahme bedeutet, daß zur ordnungsgemäßen Versorgung des angeschlossenen Verbrauchers sowohl relativ als auch absolut unterschiedliche Extremwerte ü„p. und U™. - worin i die indizierende Kennzahl der jeweiligen Versorgungsspannung U. ist - erreicht werden dürfen. Die beiden Norraierungschaltungen 3 und 4 bewirken, daß die jeweiligen Eingangssignale U₁ bzw, U- auf den gleichen Nominalwert ü_Q normiert werden. Sie können aus Verstärkungs- oder Dämpfungsgliedern bestehen; im einfachsten Fall sind sie als Spannungsteiler ausgebildet. Die Normierungsschaltungen "multiplizieren" die jeweiligen Eingangssignale mit dem Quotienten aus Nominalwert Uq und dem jeweiligen Sollwert U_g., Damit steht am Ausgang der Schaltung 3 das Signal U_N01 = U₁ · U_Q/U_S1 zur Verfügung, das den beiden Vergleichern 5 und 6 zugeführt wird. Während der Vergleicher 5 jeweils dann ein Ausgangssignal abgibt, wenn das Eingangssignal U„_o1 größer ist als ein an seinem anderen Eingang

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gleichzeitig anliegendes Signal U^₁₁₁, auf das weiter unten näher

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eingegangen werden wird, weist der Vergleieher 6 jeweils dann ein Ausgangssignal auf, wenn das gleiche Eingangssignal ϋ_ΝΟ1 kleiner als ein gleichzeitig am anderen Eingang anliegendes Signal ^ÜEN1 ^iSt·

In ähnlicher Weise wird das Eingangssignal U₂, das an Klemme 2 der Normierungsschaltung 4 anliegt, auf den normierten Wert ü„_o2 gebracht. Dieser normierte Wert wird den beiden Vergleichern 7 und 8 zugeführt, wobei der erste jeweils dann ein Ausgangssignal abgibt, wenn U_NQ2 größer ist als ein gleichzeitig an seinem weiteren Eingang anliegendes Signal U_Et>₂' und der Vergleicher 8 ein Ausgangssignal abgibt, wenn sein Eingangssignal ein gleichzeitig anliegendes Signal Ü_EN2 unterschreitet.

Die auf die zweiten Eingänge der Vergleicher 5, 6, 7 und 8 gegebenen Spannungen U_EP· und υ_ΕΛτ.» werden von einer Referenzspannungsquelle 9 erzeugt. Zwischen den beiden Extremwerten ü_Ep1 und U_EN1 darf sich die normierte Versorgungsspannung Ü_N0-j bewegen, ohne daß eine Fehlfunktion des angeschlossenen Verbrauchers zu befürchten ist. In gleicher Weise darf die normierte Spannung ü_NO2 sich zwischen dem oberen Extremwert U_EP9 und dem !unteren Extremwert Ü™_T~ befinden. Auf die Funktion dieser Spannungen wird im Zusammenhang mit Figur 2 noch näher eingegangen werden,

JDie Ausgangsleitungen der Vergleieher 5,6 7 und 8 sind mit eigner Auswerteschaltung 10 verbunden, die an ihrem Ausgang 12 je- |weils dann ein Signal abgeben kann, wenn eine über- bzw. Unterischreitung der zulässigen Extremwerte eingetreten ist» Im vorliegenden Fall ist diese Schaltung so ausgelegt, daß sie über !Leitung 11 an die Referenzspannungsquelle 9 ein Signal abgibt, welches letztere auf einen weiteren Meßzyklus umschaltet, der zur genaueren Bestimmung der die Extremwerte über- bzw» unterschreitenden Versorgungsspannung dient.

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Das in Figur 2 dargestellte Zeitdiagramm erläutert die Wirkungsweise der in Figur 1 gezeigten Anordnung. Die Abzisse dieser Darstellung ist die Zeitachse, auf der im vorliegenden Fall nur einzelne Zeitintervalle t abgetragen sind. Die Ordinate trägt Spannungsbezeichnungen, die nachfolgend erläutert sind:

- zulässiger unterer Extremwert von U- bezogen auf Uq.

^ÜEN2 "" desgleichen für U₂

Uq - Nominalwert, auf den alle Werte bezogen und normiert sind.

- zulässiger oberer Extremwert von U- bezogen auf

- desgleichen für U₂

- ein oberer Gefährdungswert, bei dessen Erreichen Bauteile zerstört werden können.

Die zulässigen Extremwerte U_Epi und U_ENi, worin i die indizierenede Kennziffer der jeweiligen Versorgungsspannung ist, leiten sich aus den zulässigen Sollwertabweichungen nach oben Up. und nach unten U^. bezogen auf die jeweiligen Sollwerte U_g. folgendermaßen her;

^üEPi * ^ü0 ^{+ ü}Pi ' V⁰Si ^{S ü}0

^üENi - "θ" ^üNi * V^üSi =^UO(

In Figur 2 sind insgesamt drei Funktionen dargestellt. Die ;- durchgezogene - Treppenfunktion stellt die Referenzspannung ^^u F dar, die von der in Figur 1 mit 9 bezeichneten Schaltung 'abgegeben wird. Gestrichelt ist die normierte Versorgungspannung ^!UNO1 ^dar9^estelltf ^{die im} gezeigten Beispiel zumindest näherungsjweise linear ansteigen soll. Einen gekrümmten Verlauf weist die strichpunktierte zweite Versorgungsspannung O₇ auf,

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die ebenfalls normiert als U₂ dargestellt ist. Die Normierung erfolgt durch die Schaltungen 3 und 4 in Figur 1, durch die die Eingangswerte U. entsprechend der Funktion U_NQi = U. · U₀/U_gi gedämpft bzw. verstärkt werden. Die Spannung U_.. liegt damit an den beiden Vergleichern 5 und 6 der Figur 1 an, während die Spannung ü_N02 den Vergleichern 7 und 8 zugeführt wird. An den zweiten Eingängen der Vergleicher 5 bis 8 liegen (zumindest zeitweise) die Werte der treppenförmigen Referenzspannung U^₁, an.

Während des auf der Zeitachse mit T₁ bezeichneten Zeitintervalls befindet sich die Referenzspannung U₁^₁. auf dem oberen Extremwert ^ÜEP2' ^{den keine der} beiden Spannungen U^₀₁ und U_N02 überschreiten darf. Da auch keine Überschreitung vorliegt, spricht keiner der Vergleicher 5 oder 7 aus Figur 1 an. Während des Zeitintervalls T„ befindet sich die Referenzspannung auf dem Wert U_Ep/., Da die normierte Spannung ü„_Q1 unterhalb dieser Grenze liegt, gibt der Vergleicher 5 kein Ausgangssignal ab. Führte man in diesem Intervall T₂ die Referenzspannung U^p dem Vergleicher 7 zu, so gäbe letzterer ein Ausgangssignal an die Auswertschaltung TO ab. In diesem Fall wird das Eingangssignal von der Auswertschaltung 10 ausgefiltert, da die Spannung V-^₀₂ 3^a durchaus die zur Versorgungsspannung U_NQ- gehörenden Extremwerte überschreiten darf.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Vergleichern immer nur die für den vorzunehmenden Vergleich relevanten Referenzspannungen Up-,« zuzuführen. Auf das bisher ausgeführte Beispiel angewendet, bedeutete dies, daß während des Intervalls T₁ nur der Vergleicher 7, während des Intervalls T₂ ausschließlich der Vergleichen 5 Eingangssignale von der Referenzspannungsquelle 9 erhielte, Diese unterschiedliche Auslegung der Schaltung berührt jedoch das Wesen des erfindungsgemäßen Verfahrens ebensowenig wie die grundsätzliche Funktion der Anordnung,

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i Während des Zeiterintervalls T-. erreicht die Referenzspannung U den kleinsten Extremwert U_EN1. Wie die Figur zeigt, liegen der obere und der untere Extremwert für die Versorgungsspannung Ju₁ asymmetrisch zum Sollwert. Dies drückt sich in unterschiedlichem Abstand der Werte U„_«. und U₁ gegenüber dem Nominalwert Uq in der Figur aus. Obwohl ein solcher Fall verhältnismäßig selten auftritt, soll anhand des Beispiels gezeigt werden, daß auch seine Lösung keinerlei Probleme aufgibt. Demgegenüber handelt es sich bei dem während des Zeiterintervalls T. anstehenden Re-Iferenzwertes U ~ um einen gegenüber dem entsprechenden positiven Extemwert U_Fp„ symmetrischen Grenzwert. In den Intervallen T₃ und T- wurden keine Unterschreitungen der zulässigen Minimalwerte festgestellt. Auch die während des Intervalls T₅ anliegende Referenzspannung U_REF, die sich wiederum auf dem Wert U_Ep2 befindet und damit den Beginn eines neuen Meßzyklus (erster Art) anzeigt, bewirkt noch keine Ausgabe eines die Überschreitung zulässiger Extremwerte anzeigenden Ausgangssignals. Erst im Intervall Tg überschreitet die normierte Versorgungsspannung U_NQ1 den ihr zugeordneten oberen Extremwert U_Ep1, worauf von der Auswertschaltung 10 über Leitung 11 an die Referenzspannungsquelle 9 ein Signal abgegeben wird, durch welches letztere eine feinstufig unterteilte und höherfrequente Treppenspannung zur genaueren Bestimmung der die zulässigen Extremwerte überschreitenden normierten Versorgungsspannung erzeugt. Dieser weitere Meßzyklus, der während des Zeitintervalls T_ durchgeführt wird, erlaubt nun die genauere Bestimmung von U₁ in analoger Weise zu dem beschriebenen Verfahren durch Vergleich (Vergleicher 5 in Figur 1) der normierten Versorgungsspannung mit den einzelnen Spannungs stufen von υ_™.

Im Zeitintervall T₀ fällt die Referenzspannung O_n„„ wieder auf den Wert U_EN1 und wiederholt damit den im Intervall T₃ abgelaufenen Vorgang. Gleiches gilt für die Intervalle T und T^₀· Zwar könnte im letzten Intervall die Überschreitung der zulässigen Extremwerte durch die normierte Versorgungsspannung

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festgestellt werden, wie jedoch oben erwähnt, wird entwe- ! der dem entsprechenden Vergleicher 5 in Figur 1 das Signal U^₅₁ I nicht zugeführt, oder die Auswertschaltung 10 blendet das entsprechende Äusgangssignal des Vergleichers 5 aus.

Demgegenüber wird während des Zeitintervalls T₁₁ eine Überschrei tung des zulässigen oberen Extremwertes ü_Ep1 durch die normierte Versorgungsspannung ü„_Q1 festgestellt und daraufhin - wie im Anschluß an Intervall T_ß - ein weiterer Meßzyklus während des Intervalls T₁₂ initiiert. Sobald innerhalb dieses Meßzyklus die genauere Größe der abweichenden Versorgungsspannung U_N01 festgestellt wurde, fällt die Referenzspannung U^-p wiederum auf den unteren Extremwert U_EN1, wie er während der Intervalle T^ und Τ« bereits abgefühlt wurde. Die mehrmalige Erfassung I und Messung einer die zulässigen Extremwerte überschreitenden Versorgungsspannung kann nun z, B. benutzt werden, um nach Art eines Regelkreises ein Regelsignal abzugeben, das ein die abweichende Versorgungsspannung änderndes Stellglied beeinflußt. Das Ausgangssignal kann auch dazu benutzt werden, die abweichende Versorgungsspannung vor Erreichen eines Gefährdungswerts U_Gp abzuschalten. Durch beide Maßnahmen wird verhindert, daß durch die Versorgungsspannungen bedingte Fehler oder Schaden in den Verbraucherschaltungen auftreten.

Das vorliegende Beispiel läßt sich mannigfaltig variieren. So kann beispielsweise die genauere Messung, d. h. der weitere Meßzyklus, I sofort nach der Erfassung einer Überschreitung eines zulässigen

Extremwertes durchgeführt werden. Es ist auch möglich, unabhängig von der festgestellten Überschreitung und Unterschreitung eines Extremwertes im Anschluß an jeden ersten Meßzyklus einen zweiten durchzuführen. Auf dieser Art wechseln sich jeweils erster und zweiter Meßzyklus ab, wodurch eine genauere Spannungsbestimmung, z, B. während eines überprüfungslaufs durch entsprechendes Fachpersonal vorgenommen werden kann. Dabei kann die Anzeige über Ausgabeeinheiten der angeschlossenen Datenver-

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ιarbeitungseinrichtung stattfinden.

Die Erzeugung der Referenzspannung U _pr wie es in der Schaltung 9 in Figur 1 geschieht, kann dadurch bewerkstelligt werden, daß isich die einzelnen Vierte der Treppenkurve in einem digitalen Speicher befinden _f der über einen Digital-Analog-Wandler mit den Vergleichern , die an ihren jeweils anderen Eingang die zu untersuchenden Versorgungsspannungen, bzw. ihre normierten Werte, aufnehmen, verbunden ist. Die Verwendung eines digitalen Speichers bietet den Vorteil, die Spannungen über beliebige Zeit mit der erforderlichen Genauigkeit zu speichern und dennoch einen einfachen Austausch der zu verwendenden Werte zu gestatten. Außerdem kann bei Verwendung der Überwachungsanlage für die Stromversorgung eines digitalen Elektronenrechners die Referenzspannungsquelle bereits im Rechner in der gleichen Technik mit vorgesehen werden, Ähnliches gilt für die Auswertschaltung 10, die ebenfalls dann besonders vorteilhaft in eine solche Anlage integriert werden kann, wenn sie in digitaler Technik ausgeführt wird. Auf diese Einzelheiten soll jedoch im folgenden nicht näher eingegangen werden, da sie für den Fachmann ohnehin leicht ausführbar sind.

Die in Figur 3 dargestellte Schaltung weist gegenüber der in Figur 1 dargestellten Anordnung einige Unterschiede auf. Sie ist der Untersuchung von fünf Versorgungsspannungen U₁ bis U₅ geeignet, deren Sollwerte U₃₁ bis U₃₅ unabhängig voneinander bemessen sein können. Die Normierungschaltungen 13 bis 17 sind als Dämpfungs- oder Verstärkungsglieder ausgebildet, die die eingehenden Versorgungsspannungen auf den vorgegebenen Nominalwert U_Q normieren. Es sei nun weiter angenommen, daß die drei Versorgungsspannungen U-, U₂ und U₃ gleiche relative Sollwertabwieichungen nach oben aufweisen dürfen. Die Normierung der drei Spannungen bewirkt eine Vereinheitlichung der ursprünglich verschiedenen oberen Extremwerte, da sie relativ zu ihrem Bezugswert jeweils

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•die gleiche Lage einnahmen. Dies bedeutet, daß die Erzeugung einer einzigen oberen Extremwertspannung U__p zur Kontrolle •aller drei Spannungen LL bis U₃ ausreicht.

j Analog sei angenommen, daß die beiden verbleibenden Spannungen

U. und U₁-, die unterschiedliche Sollwerte U„. und ü_cc. aufweisen können, relativ gleichen Sollwertabweichungen nach unten unterworfen sein dürfen. Trotz der unterschiedlichen unteren Extremwerte der beiden Versorgungsspannungen ist demnach die auf den Nominalwert ü_Q bezogene untere Extremwertspannung U„ für beide Versorgungsspannungen identisch.

Mit der in Figur 3 dargestellten Anordnung ist demnach die überprüfung von insgesamt fünf Versorgungsspannungen mit unterschiedlichen Soll-¹ und Extremwerten mittels nur zweier Referenzspan- !nungsschritten möglich. Es liegt auf der Hand, daß damit eine ■sehr hochfrequente überprüfung der Spannungsabweichungen vorge-

jnommen werden kann, so daß Fehler innerhalb kürzester Zeit aufigedeckt werden. Es sei noch darauf hingewiesen, daß die Vergleicher 18, 19 und 20 zusammengefaßt werden können, da sie die normierten Eingangsspannung ü_NO1 bis U_N03 mit einer einzigen jEingangsspannung, dem oberen Extremwert U„_p, vergleichen. Anailog lassen sich die Vergleicher 21 und 22 zu einer gemeinsamen !Schaltung zusammenfassen. Die Auswertschaltung 23 mit Ihrem Ausgang 26 und ihrer Verbindungsleitung 24 zur Referenzspannungsquelle 25 kann, wie letztere, nach den im Zusammenhang mit jFigur 1 beschriebenen Grundsätzen ausgelegt werden.

Die in Figur 4 dargestellte Anordnung ist eine Weiterbildung I der in Figur 1 gezeigten Schaltung, Aus diesem Grunde sind •in beiden Figuren auch teilweise die gleichen Bezugszeichen verwendet; die entsprechenden Schaltungsglieder bedürfen daher !keiner weiteren Erläuterung. Die beiden Versorgungsspannnungen :U- und U₂ werden von einer Stromversorgungsanlage 17 geliefert.

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Sie werden den Normierungsschaltungen 3 und 4 zugeführt, deren Ausgänge mit den Eingängen der Vergleicher 5 bis 8 in gleicher Weise wie im Zusammenhang mit Figur 1 beschrieben verbunden sind. Die jeweils zweiten Eingänge der Vergleicher liegen arn Ausgang einer Referenzspannungsquelle 9, die z. B. das in Figur 2 dargestellte Referenzspannungssignal U-^™ erzeugt. Die Ausgangsleitungen der Vergleicher sind mit einer Multiplexschaltung 13 verbunden, die die einzelnen Ausgangssignale abtastet und die Abtastergebnisse einer mit CPU bezeichneten Rechnereinheit 14 übermittelt. Die Auswertschaltung 10 in Figur 1 ist somit durch die Multiplexschaltung 13 und die Rechnereinheit 14 ersetzt (und erweitert) worden. Vom Rechner 14 werden Ausgangssignale über die Leitung 16 sowohl auf die Referenzspannungsquelle 9 gegeben als auch auf die Stromversorgungsanlage 17, Die auf die Referenzspannungsquelle 9 gegebenen Signale haben die gleiche Funktion wie im Zusammenhang mit den Figuren 1 und 2 beschrieben. Demgegenüber handelt es sich bei den der Stromversorgungsanlage 17 zugeführten Signalen des Rechners 14 um Regelsignale_f die Stellglieder für die Versorgungsspannungen IL und U₂ beeinflussen. Es handelt sich demnach bei der in Figur 4 dargestellten Anordnung um einen geschlossenen Regelkreis, der die Regelung und/oder Abschaltung der Versorgungsspannungen ü- oder U₂ bewirkt, sobald von der überwachung ein überschreiten der zulässigen Extremwerte festgestellt wird. Die weiterhin in der Figur dargestellte Bildschirmeinheit 15 soll die Möglichkeit andeuten, eine externe Anzeige von auftretenden Fehlern vorzunehmen. Die Bildschirmeinheit 15 kann weiterhin dem technischen Fachpersonal bei der überprüfung der Anlage und der genauen Bestimmungen der einzelnen Spannungswerte und ihrer zeitlichen Folge dienen; Der in Figur 2 dargestellte Verlauf der verschiedenen Funktionen kann hier als illustrierendes Beispiel herangezogen werden.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Überwachung von Stromversorgungsanlagen, die mehrere Versorgungsspannungen mit unterschiedlichen Sollwerten (U .) und verschiedenen zulässigen Extremwerten (U_sp. und U_g .) abgeben, dadurch gekennzeichnet, daß alle Istwerte U. der Versorgungsspannungen durch proportinale Verstärkung und/oder Dämpfung uia den Faktor LL./LL. auf einen einheitlichen Nominalwert U_Q normiert werden, daß in einem sich wiederholenden Meßzyklus eine variable Referenzgröße ϋ_η™ erzeugt wird, die schrittweise alle auf den Nominalwert U_Q bezogenen zulässigen Extremwerte U_Ep. = U_gp. · U_Q/U_S. bzw. ⁰ENi ^{= ü}SNi ' ^üO^^USi ^{der Istwerte u}i durchläuft, und jeder normierte Istwert U_NQ. = U. ' U_o/Ug, zuiaindest mit dem ihm zugeordneten Extremwerten U_Ep. bzw. U„ . verglichen und jeweils dann ein Ausgangssignal abgegeben wird, wenn der normierte Istwert U-._Q. zumindest einen der ihm zugeordneten, zulässigen Exremwerte U_Ep. bzw. ü_E1J. über- bzw, unterschreitet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Auftreten eines eine Unter- oder Überschreitung der zulässigen Extremwerte anzeigenden Ausgangssignals zumindest ein weiterer Meßzyklus initiiert wird, in dem die Größe des außerhalb der zulässigen Extremwerte U„„. bzw. IL_n.-. liegenden normierten Istwerts U₁,,,-.. be-

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stimmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Meßzyklus sich an denjenigen Meßzyklus anschließt, in dem die Unter- oder Überschreitung der zulässigen Extremwerte festgestellt wurde.

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Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß während eines weiteren Meßzyklus die Referenzgröße in kleinen Schritten, insbesondere unabhängig von dem zulässigen Extremwerten ü„_.. und ϋ.,,_τ. variiert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß während eines weiteren Meßzyklus die Referenzgröße kontinuierlich variiert wird.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unter- oder Überschreitung eines vorgebbaren Schwellwerts, insbesonders eines der zulässigen Extremwerte, eine Abschaltung der entsprechenden Versorgungsspannungen bewirkt.

j7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unter- bzw. Überschreitung eines der zulässigen Extremwerte durch die gleiche Versorgungsspannung während mindestens zweier aufeinanderfolgender Meßzyklen die Abschaltung der Versorgungsspannung bewirkt,

8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ergebnis eines weiteren Meßzyklus in einem geschlossenen Regelkreis auf ein Stellglied zur Änderung des die zulässigen Extremwerte unter- bzw. überschreitenden Istwerts einwirkt,

J9. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, j dadurch gekennzeichnet, daß für jede Versorgungsspannung

U. ein Verstärkungs- oder Dämpfungsglied (3, 4, 13 bis 17) ; vorgesehen ist, daß die am Ausgang jedes dieser Glieder

auftretende, normierte Versorgungsspannung U_NO· jeweils ι einem Eingang einer Reihe von Vergleichern (5 bis 8, ;; 18 bis 22) zugeführt wird, deren anderer Eingang mit : einer Referenzspannungsquelle (9, 25) verbunden ist,

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und die jeweils dann ein Ausgangssignal abgeben, wenn die normierte Versorgungsspannung U_NQ. die angelegte Referenzspannung über- bzw, unterschreitet, und daß eine Schaltung (10, 13 und 14, 23) zur Auswertung der von den Vergleichern (5 bis 8, 18 bis 22) abgegebenen Ausgangssignale mit deren Ausgängen verbunden ist.

10, Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an jedes Verstärkungs- oder Dämpfungsglied (3, 4) zwei Vergleicher (5, 6 bzw. 7, 8) angeschlossen sind, deren einer die Überschreitung der Referenzspannung U₇₁^₁-, durch die normierte Versorgungsspannung U_NQi anzeigt, während der andere bei Unterschreitung ein Ausgangssignal abgibt,

11, Anordnung na,ch Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertschaltung (13, 14) mit der Stromversorgungsanlage (17) zur Regelung der Versorgungsspannungen Uj und/oder deren Abschaltung verbunden ist,

12* Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausweitschaltung (10, 13 und 14, 23) zur Steuerung mit der Referenzspannungsquelle (9, 25) verbunden ist.

13, Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertschaltung aus einer Multiplexschaltung (13) deren Ausgang mit einem Rechner (14) verbunden ist, besteht.

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