-
-
Schaltungsanordnung zur Überwachung von zeitlich gestaffelt
-
mehreren Leitungen jeweils als Taktimpulsfolge zugeordneten Taktimpulsen.
-
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Überwachung von
zeitlich gestaffelt mehreren Leitungen jeweils als Taktimpulsfolge zugeordneten,
von einer einzigen Taktimpuls einrichtung erzeugten Taktimpulsen, insbesondere bei
Taktimpulsfolgen, bei denen jeweils die einem Taktimpuls der einen Folge sich anschließenden
entsprechenden Taktimpulse der anaeren Folge in einem im Vergleich zum Taktimpulsabstand
innerhalb einer Folge kürzeren Zeitabstand auftreten und wobei dem die Taktimpulse
für die einzelnen Leitungen erkennenden ersten Schaltmittel ein bei fehl erhafter
Taktimpulsabgabe ein Alarmzeichen auslösendes zweites Schaltmittel nachgeschaltet
ist.
-
Es ist bereits eine Sc;£'ialtungsanordnung bekannt, bei der sowohl
ein erstes als auch ein zweites vorgenanntes Schaltmittel vorgesehen sind. Dabei
besteht das erste Schaltmittel aus einem Relais, welches für jede Leitung und damit
für jede Taktimpulsfolge eine Wicklung besitzt. Als zweites Schaltmittel ist diesem
Relais ein weiteres (in Reihe zu den den Leitungen zugeordneten Relaiswicklungen
des ersten Schaltmitels), eine fehlerhafte Taktimpulsfolge erkennendes Relais und
eine von ihm gesteuerte Alarmeinrichtung nachgeschaltet.
-
Diese Schaltungsanordnung zur Überwachung von Taktimpulsfolgen hat
jedoch den Nachteil, daß dio Ausführung des ersten Schaltmitbels ein Spezie.lbauteil
darstellt und vor allem die Dimensionierung des Relais des zweiten Schaltmittels
sehr
genau auf die Anzahl der zu überwachenden Leitungen angepaßt werden muß, daß weiterhin
die einstellbare zur exakten Fehlererkennung notwendige Verzögerungszeit aufgrund
der verwendeten Technik nur einen kleinen und daher ungünstigen Spielraum zuläßt
und damit die Störsicherheit nachteilig beeinflußt, und daß es sich weiterhin um
mechanisch bewegte und daher wartungsbedürftige Bauteile handelt.
-
Der Erfindung soll nun die Aufgabe zugrundeliegen, eine Schaltungsanordnung
für eine Überwachung von zeitlich gestaffelt mehreren Leitungen jeweils als Taktimpulsfolge
zugeordneten Taktimpulsen zu schaffen, die sehr störsicher arbeitet. exakte Ergebnisse
bei der Uberprüfung der Taktzwei bei aer - -- - - -impuislängen garantiert, keine
Justier- und Wartungsarbeiten infolge von Verwendung mechanisch bewegter Teile erforderlich
sind, weiterhin keine besonderen Bauteile der Anzahl der zu überprüfenden Leitungen
bzw. Impulstaktfolgen bei der Herstellung und keine anderen Bauteile (Änderung der
Relaiswicklung) bei einer eventuellen Erhöhung der Reduzierung der Anzahl der Taktimpulsfolgen
nötig sind.
-
Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß das erste Schaltmittel
aus einem. ersten und einem zweiten Gatternetzwerk besteht, wobei bei dem ersten
Gatternetzwerk eine erste Taktimpulsfolge an dem ersten Eingang und eine zweite
Taktimpulsfolge an dem zweiten Eingang eines ersten Gatters, jede weitere Taktimpulsfolge
an dem zweiten Eingang je eines weiteren Gatters anliegt, der Ausgang dieser Gatter
des ersten Gatternetzwerkes mit Ausnahme des letzten Gatters mit dem ersten Eingang
des nachfolgenden Gatters verbunden ist und der Ausgang des letzten Gatters über
eine Diode mit dem zweiten Schaltmittel und über einen Widerstand mit Erde verbunden
ist, und- wobei bei dem zweiten Gatternetzwerk die Gatter so an die die Taktimpulsfolge
führenden Leitungen angeschaltetssind, daß die Eingänge des ersten Gatters mit der
ersten und der letzten Leitung und die jeweiligen Ein-
gänge der
übrigen Gatter mit je einer Leitung und der entsprechenden übernächsten Leitung
verbunden sind und wobei alle Ausgänge dieser Gatter über je eine Diode mit dem
Eingang des zweiten Schaltmittels verbunden sind.
-
Hierdurch ist es in einfacher Weise möglich, eine Schaltungsanordnung
zur Überwachung von zeitlich gestaffelt mehreren Leitungen jeweils als Taktimpulsfolge
zugeordneten Taktimpulsen zu schaffen, die aufgrund einer relativ hohen einstellbaren
Verzögerungszeit, dem Wegfall von mechanisch bewegten Teilen, den daraus resultierenden
Wegfall von Kontaktverschleiß und der entfallenden Justierarbeit wesentlich störsicherer
gegenüber entsprechenden bisher bekannten Schaltungr.-anordnungen arbeitet. Weiterhin
gibt sich hieraus der Vorteil, daß die Schaltungsanordnung nach der Erfindung sehr
wenig Platz benötigt, in integrierter Schaltbauweise aufbaubar ist und die Art der
verwendeten Bauteile einfach und von der Anzahl der zu überwachenden Taktimpulsfolgen
unabhängig ist.
-
Die Figur 1 stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit den für
deren Verständnis notwendigen Einzelheiten dar.
-
Die Figur 2 zeigt eine Anordnung von Impulsdiagrammen in 5 Spalten
Sp1 bis Sp5 t.nd 9 Zeilen Z1 bis Z9, in denen sowohl das normale als auch das fehlerhafte
Auftreten von Taktimpulsen zeitlich dargestellt ist.
-
Die Figur 1 besteht im wesentlichen aus den Exklusiv-Oder-Gattern
EOG1 bis EOG4, den NAND-Gattern NG1 bis NG4, der Dioden D1 bis D5, dem Widerstand
R, der Verzögerungs- und Alarmeinrichtung V/A und den Leitungen L1 bis L5. Aus dem
letzteren ergibt sich, daß dem vorgenannten Beispiel die Überwachung von fünf Leitungen,
das heißt von fünf Taktimpulsfolgen I bis V zugeordnet sein soll.
-
1. Normalbetrieb, fehlerfreie Impulsfolgen.
-
Es wird davon ausgegangen, daß auf die Leitungen L1 bis L5
gestaffelt
und untereinander verschachtelt von einer nicht dargestellten Taktimpulseinrichtung
fünf in der Form gleiche.
-
Taktimpulsfolgen I bis V eingespeist werden, das heißt, der erste
Taktimpuls einer Taktimpulsfolge I wird auf Leitung L1 eingespeist, danach erfolgt
die Einspeisung des ersten Taktimpulses der Taktimpulsfolge II auf die Leitung L2,
danach die Einspeisung des ersten Taktimpulses der Taktimpulsfolge III auf die Leitung
L3 usw., bis dann der zweite Taktimpuls der Taktimpulsfolge I auf die Leitung L1
eingespeist wird, usw.
-
Geht man davon aus, daB dem als Taktimpuls einzuspeisenden Potential
der Wert L = O und den nichtbelegten Leitungen der Wert O = - 12 Volt zugeordnet
sei, dann liegt bei der Einspeisung des ersten Taktimpulses der Taktimpulsfolge
I an der Leitung L1 der Wert L, und an allen übrigen Leitungen L2 bis L5 der Wert
0. An den Eingängen el und e2 des Exklusiv-Oder-Gatters EOG1 liegen damit die Werte
L und 0 und am Ausgang a1 des Gatters EOG? liegt der Wert L. Damit liegen an den
Eingängen e7 und e4 des Exklusiv-Oder-Gatters EOG2 die Werte L und 0, das heißt,
an dem Ausgang a2 dieses Gatters EOG2 liegt der Wert L. In gleicher Weise ergibt
sich für die Ausgänge a3 und a4 der Exklusiv-Oder-Gatter EOG3 und EOG4 der Wert
L und dies bedeutet, daß die Verzögerungseinrichtung V über die Diode D1 nicht aktiviert
(keine Aufladung eines E/C-Gliedes) und die Alarmeinrichtung nicht wirksam werden
kann, denn ein Ladestrom in die Verzögerungseinrichtung über eine der Dioden D1
bis D5 wäre das Kriterium für die Auslösung eines Alarmes. Da an keinem der beiden
Eingänge (e9/e10, eII/e12, e13/e14,e15/e16) der NAND Gatter NGI bis NG4 beiderseits
der Wert L anliegt, ist auch keines dieser Gatter durchlässig und über die Dioden
D2 bis D5 kann keine Aufladung erfolgen.
-
Erfolgt die Abgabe der Taktimpulse ftir die einzelnen Taktimpulsfolgen
in der richtigen Reihenfolge und in der richtigen Zeiteinheit mit der vorgegebenen
maximalen Zeitlänge durch die Impulstakteinrichtung an die einzelnen Leitungen L1
bis L5, dann kann also über keine der Dioden D1 bis D5 ein Ladestrom fließen und
es erfolgt auch keine Auslösung
der Alarmeinrichtung.
-
Zeichnung 2 zeigt in Spalte 1 (sps) Zeilen 1 bis 5 (Z1 bis Z5) den
zeitlichen Verlauf des jeweils ersten Taktimpulses der Taktimpulsfolgen I bis V
und in Spalte 1 Zeilen 6 und 7 die Reaktion der Exklusiv-Oder-Gatter (EOG1 bis EOG4)
und der NAND-Gatter NG1 bis NG4, in Zeile 8 den Verlauf des Ladestromes in die Verzögerungseinrichtung
und in Zeile 9 den Steuerimpuls (falls notwendig) für die Auslösung eines Alarmes.
-
2. Der erste Taktimpuls der TaktimpulsfolFe II fällt aus.
-
Zu Beginn der Überwachungsfunktion liegt ,wie bereits unter 1.
-
geschildert, an der Leitung L1 der Wert L und an allen übrigen Leitungen
L2 bis L5 der Wert 0. Damit ergibt sich am Ausgang a4 des Exklusiv-Oder-Gatters
EOG4 in analoger Weise der Wert L und es erfolgt zunächst noch kein Alarm. Nach
Verschwinden des Wertes L auf der Leitung L1 sollte jetzt der Wert L auf der Leitung
L2 als erster Taktimpuls der Taktimpulsfolge II erscheinen. Fällt-dieser Taktimpuls
aus, dann liegt an allen Leitungen L1 bis L5 der Wert 0. An den Eingängen el und
e2 des Exklusiv-Oder-Gatters EOG7 lieg damit ebenfalls der Wert 0, wordurch auch
am Ausgang al dieses Gatters der Wert O anliegt. Daraus folgt, daß an allen weiteren
Eingängen e3 bis e8 und an allen Ausgängen a2 bis a4 der übrigen Exklusiv-Oder-Gatter
der Wert 0 anliegt. Alle Exklusiv-Oder-Gatter EOG1 bis EOG4 sind somit geöffnet
und über die Diode D1 kann ein Ladestrom fließen, der zur Folge hat, daß in der
Verzögerungs- und Alarmeinrichtung V/A der Alarm ausgelöst wird.
-
Die Wirkung der NAND-Gatter NGI bis NG4 ist dabei bedeutungslos.
-
Zeichnung 2 zeigt in Spalte 2 den zeitlichen Verlauf dieses Vorganges.
In Zeile 2 fehlt der erste Impuls der Impulstaktfolge II und aufgrund der in Zeile
8 gezeigten Aufladung der Verzögerungsschaltung V erfolgt nach Zeile 9 eine Alarmauslösung.
-
3. Der Taktimpuls einer Impulstaktfolge (I) überschneidet sich mit
dem entsprechenden Taktimpuls der nächsten Imulstaktfolge (11).
-
Es sel angenommen, daß der erste Taktimpuls der Impulstaktfolge I
auf der Leitung L1 durch fehlerhafte Funktion nicht rechtzeitig abgeschaltet wird,
also zeitlich zu lang wird und sich mit dem auf die Leitung L2 gegebenen ersten
Taktimpuls der Impulstaktfolge II überschneidet. Daraus ergibt sich, daß zur gleichen
Zeit sowohl an der Leitung Li als auch an der Leitung L2 der Wert L, an den Leitungen
L3, L4 und L5 der Wert 0 anliegt. Damit ergibt sich an den beiden Eingängen el und
e2 des Exklusiv-Oder-Gatters EOG1 der Wert L und am Ausgang al dieses Gatters der
Wert 0. In gleicher Welse wie im unter 2. geschilderten Beispiel ergibt sich am
Ausgang a4 des letzten Exklusiv-Oder-Gatters EOG4 ebenfalls der Wert 0.
-
Es folgt eine Aufladung der Verzögerungseinrichtung und damit das
Auslösen eines Alarmes. Auch in diesem Falle ist die Punktion der NAND-Gatter NG1
bis NG4 bedeutungslos.
-
In Spalte 3 der Figur 2 ist der zeitliche Vorgang eines solchen Überschneidens
von zwei Taktimpulsen von aufeinanderfolgenden Taktimpulsfolgen aufgezeigt. In Zeile
6 dieser Spalte ist z. B. der Impuls x, resultierend aus der Überschneidung der
Taktimpulse ersichtlich. Er. stellt die Durchlässigkeit zumindest eines Exklusiv-Oder-Gatters
dar und bewirkt durch den über dieses Gatter erfolgte Ladevorgang in der Verzögerungsschaltung
(Zeile 8) das Auslösers eines Alarmes nach Zeile 9.
-
4. Die entsprechenden Taktimpulæ von mehr als zwei sich aneinander
anschließenden TaktimBulsfolgen Uberschneiden sich.
-
In diesem Beispiel sollen sich die ersten Taktimpulse der Taktimpulsfolgen
I, II und III auf Leitung L1, L2 und L3 z. B. durch Hängenbleiben von nicht dargestellten
Kontakten
überschneiden. Dies bedeutet, daß an den Leitungen L7,
L2 und L3 und somit an den Gattereingängen ei, e2 und e4 die Werte L anliegen. An
den Leitungen L4 und L5 und damit an den Gattereingängen e6 und e8 liegt der Wert
O an. Am Gatterausgang al ergibt sich nun der Wert 0, und damit an den Gatterausgängen
a2, a3 und a4 der Wert L. Der Wert L am Gatterausgang a4 des Exklusiv-Oder-Gatters
E0G4 bedeutet, daß über die Diode D1 kein Ladestrom flIeßen kann und daß damit durch
die Verzögerungs- und Alarmeinrichtung kein Alarm ausgelöst werden kann. Da jedoch
der Wert L über die Leitungen L1 und L3 auch an den Eingängen e13 und e14 des NAND-Gatters
NG3 anliegt und am Ausgang a7 dieses Gatters den Wert O erzeugt, ist dieses Gatter
NG3 durchgeschaltet und es fließt ein Ladestrom zur Verzögerungseinrichtung über
die Diode D4, wodurch letzten Endes die Auslösung eines Alarmes erfolgt.
-
Analog dem 3. Beispiel (Spalte 3) ist der zeitliche Ablauf dieses
Vorganges aus der Spalte 4 in Figur 2 zu ersehen.
-
Aus den vorstehenden Beispielen ist ersichtlich, daß die Schaltungsanordnung
nach der Erfindung zur Überwachung von zeitlich gestaffelt mehreren Leitungen jeweils
als Taktinpulsfolge zugeordneten Taktimpulsen ohne mechanische Teile aufgebaut werden
kann (Verzögerungsteil ist im wesentlichen ein RC-Glied), sehr betriebssicher arbeitet,
mit einfachen gleichartigen Teilen (keine Spezialteile) in raumsparender, integrierter
Bauweise erstellt werden kann und wesentlich störsicherer gegenüber entsprechenden
bekannten Schaltungsan ordnungen arbeitet.
-
2 Figuren 5 Patentansprüche