DE2809533C3 - Schaltungsanordnung zum Auswerten der Schaltzustände von m Relais - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Auswerten der Schaltzustände von in Relais, von denen je ein im Betrieb in der einen Schaltlage geschlossener Kontakt mit parallel geschalteter Diode in einer Reihenschaltung liegt, die mit elektrischer Energie versorgt wird, wobei ein Spannungsüberwacher vorgesehen ist, dessen Versorgungsspannung sich ändert, wenn eine vorgegebene Anzahl der Relais in die andere Schaltlage gelangt.

Eine derartige Schaltung ist in der DE-OS 23 19 583 beschrieben. Dabei handelt es sich um eine Schaltungsanordnung zur Überwachung von in Reihe geschalteten Schaltelementen. Diese Schaltelemente sind Arbeitskontakte von Überstromschaltern oder Temperaturüberwachern. Parallel zu einem oder einer Gruppe von Arbeitikontakten ist jeweils eine Leuchtdiode geschaltet. Die so gebildete Leiterschieife wird durch eine ■Konstantstromquelle gespeist. Wenn nun einer der Arbeitskontakte zur Signalisierung eines besonderen

in Zustandes öffnet, wird die parallel geschaltete Leuchtdiode vom konstanten Strom durchflossen, so daß sie leuchtet und den Schaltzustand des betreffenden Arbeitskontaktes anzeigt. An den Ausgang der Konstantstromquelle ist ferner ein Schaltelement ange-

schlossen, das beim Überschreiten einer vorgegebenen Spannungsschwelle von etwa 1,3 V ein Signal an seinen Ausgängen abgibt. Mit Hilfe dieses Signals kann ein Relais eingeschaltet werden, welches mit Hilfe eines Kontaktes eine weitere Leuchtdiode steuert. Diese Leuchtdiode gibt immer dann ein Signal, wenn mindestens eine der anderen Leuchtdioden eingeschaltet ist.

Diese bekannte Überwachungsschaltung erfordert auf jeden FaI! eine ganz spezielle Stromvcrsorgungseinrichtung, ohne die die Schaltung nicht funktioniert. Des weiteren ist nicht sichergestellt, daß, wenn es erforderlich ist, eine Sammelmeldung anzuzeigen, 7U dem Zeitpunkt auch das zugehörige Schaltelement mit seinem nachgeordneten Relais noch funktionstüchtig ist,

3d was sich immer erst zu jenem Zeitpunkt herausstellen kann.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Gattung so zu verbessern, daß auf eine Konstantstromquelle verzichtet werden kann und bei welcher der Spannungsüberwacher betriebsmäßig überwacht ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Reihenschaltung aus Arbeitskontakten von in der einen Schaltlage erregten Ruhestromrelais besteht und jedem Arbeitskontakt eine Zenerdiode parallel geschaltet is;, wobei diese Reihenschaltung über ein als Spannungsüberwacher dienendes Ruhestrommelderelais an einer Steuerspannung liegt, und zum Melden des Abschaltens einer Anzahl von η der m Ruhestromrelais bei Verwendung von Zenerdioden mit gleicher Zenerspannung eine Bemessung vorgenommen ist, derart, daß die Abfallspannung des Ruhestrommelderelais (MR) kleiner/gleich ist als die um die nfache Zenerspannung verminderte Steuerspannung.

Über die betriebsmäßige Überwachung des Spannungsüberwachers hinaus ist noch vorteilhaft, daß ohne eine Schaltungsänderung bezüglich der Anzahl von Kontakten oder der Art von Kontakten eine Anpassung an die jeweils zu lösende Aufgabe bezüglich der Wahl des Wertes für η leicht dadurch erreicht werden kann, daß ein Ruhestrommelderelais verwendet wird mit einem anderen Wert der Abfallspannung.

Wenn es aus Sicherheitsgründen wichtig ist, daß die verwendeten Zenerdioden auf einen etwaigen Kurzschluß überwacht werden können, sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung vor, daß in die Reihenschaltung zwischen die Arbeitskontakte der Ruhestromrelais und das Melderelais ein Arbeitskontakt des Melderelais mit parallelge-

h5 schaltetem Arbeitskontakt einer Rückstelltaste sowie in Reihe damit ein Ruhekontakt einer Prüftaste e^:ngefügt sind, wobei dem Ruhekontakt der Prüftaste und dem Melderelais die Reihenschaltung aus einem Prüfrelais

und parallelgeschalteten Kontakten der Ruhestromrelais parallelgeschaltet ist, daß ferner dem Arbeitskontakt der Rückstelltaste und den Ruhekontakten der Ruhestromrelais gemeinsam ein Arbeilskontakt der Prüftaste parallelgeschaltet ist sowie die Re'henschaltung aus einem Ruhekontakt des Melderelais und einem Arbeitskontakt des Prüfrelais, wobei für. das Prüfrelais eine Anzugspannung vorgesehen ist, die größer/gleich de·· _um die Zenerspannung verminderten Steuerspannungist.

Da das Prinzip der vorliegenden Auswertescnaltung grundsätzlich von der Bewertung einer Spannung ausgeht, ist es zweckmäßig und vorteilhaft, eine stabilisierte Steuerspannung zu verwenden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Anzahl von m = fünf durch je ein Ruhestromrelais überwachte Einrichtungen,

F i g. 2 eine Schaltungsanordnung mit Kontakten der 2» Ruhestromrelais zum Auslösen einer Störungsmeldung, wenn mehr als π = eine der m = fünf Ruhestromrelais abgeschaltet ist und

F i g. 3 eine erweiterte Schaltungsanordnung, die eine Eigenüberwachung auf Kurzschluß eines der verwendeten Halbleiterelemente gestattet.

Das Blockschaltbild nach F i g. 1 zeigt fünf zu überwachende Einrichtungen FGl, FG 2 bis FG 5, die beispielsweise eine Gruppe von elektrischen Umformern in einer Stellwerksanlage darstellen, weiche diese Anlage mit der geforderten Spannung und Frequenz versorgen. Die genannten Umformer werden irr. Normalbetrieb aus dem Ortsnetz über Gleichrichter betrieben. Bei einem etwaigen Netzausfall wird der Betrieb für eine begrenzte Zeit aus einer Notstrombatterie weitergeführt. Bei langer anhaltenden Netzausfällen wird schließlich ein Diesel-Notstromsatz als Netzersatz bzw. als Ersatz für die Umformer eingesetzt. Ferner ist aus Sicherheitsgründen als Reserve für den Fall einer Störung an einem der Umformer ein weiterer Umformer vorhanden (nicht dargestellt), der selbsttätig an die Stelle des defekten Umformers tritt. Da die für die oben geschilderten Schaltvorgänge erforderlichen Schalteinrichtungen zur Erläuterung der Erfindung unwesentlich sind, wird auf eine diesbezügliche Darstellung und nähere Erläuterung verzichtet.

Für den Fall, daß mehr als einer der Umformer im Betrieb ausfällt, soll selbsttätig der Diesel-Notstromsatz gestartet werden können, der dann die gesamte Speisung anstelle der Umformer übernimmt. Wie noch näher anhand der Schaltungsanordnung nach Fig.2 erläutert wird, kann mit Hilfe dieser Schaltungsanordnung ein diesbezügliches Meldekriterium ausgelöst werden. Voraussetzung hierfür ist, daß jeder der zu überwachenden Einrichtungen FGl, FG 2 bis FG 5, also jedem der Umformer, ein Ruhestromrelais UR 1 UR 2 bis UR 5 zugeordnet ist, das bei ordnungsgerechtem Betrieb der zu überwachenden Einrichtungen, wenn also beim speziellen Beispiel der betreffende Umformer die erwartete Wechselspannung ausgibt, ei regt ist. e>o Dieser Zustand ist beim jeweiligen Relaissymbol durch einen mit seiner Spitzt nach oben zeigenden Doppelpfeil angedeutet. Entsprechendes gilt sinngemäß für die Darstellungen nach F i g. 2 und 3, wobei Doppelpfeile an Kontakten besagen, daß das zugehörige Relais bei der dargestellten Kontaktlage erregt ist.

Die Schaltungsanordnung nach Fig. 2 ist aufgebaut aus in Reihe geschalteten Arbeitskontakten iURi, 1UR 2 bis IUR 5 der Ruhestromrelais UR 1 bis UR 5. Bei der dargestellten Kontaktlage, bei weicher der Kontakt geschlossen ist, deutet also der jeweils zugehörige Doppelpfeil an, daß das zugehörige Ruhestromrelais erregt ist. Parallel zu jedem der Arbeitskontakte iUR 1 bis iUR5 ist eine Zenerdiode Zl, Z2 bis ZS geschaltet Diese Zenerdiaden haben eine übereinstimmende Zenerspannung. An die vorbezeichnete Schaltung ist ein Melderelais Λ//? angeschlossen, das bei ordnungsgerechtem Betrieb der zu überwachenden Einrichtungen EGl bis EG 5 wegen der dabei geschlossenen Kontakte 1UR 1 bis 1UR 5 ebenfalls erregt ist. Eine an den Klemmen K 1 und K 2 anstehende Versorgungsspannung Uist einer aus einem Widerstand R und einer Zenerdiode Z6 bestehenden Stabilisierungsschaltung zugeführt, wodurch schließlich an der Zenerdiode Z6 eine Steuerspannung UST zur Versorgung des Melderelais MR über die Arbeitskontakte \UR\ bis \UR5 zur Verfügung steht. Wenn vorausgesetzt werden kann, daß sich die Spannung Ulm Betrieb nur sehr geringfügig ändert, kann auf die Stabilisierungsschaltung mit dem Widerstand Rund der Zenerdiode Z6 verzichtet werden, so daß den Klemmen Ki und K 2 die Steuerspannung UST unmittelbar zugeführt wird.

Für die Dimensionierung hinsichtlich der iibfallspannung des Melderelais MR gilt für den vorliegenden Fall, bei dem eine Meldung durch Abschalten des Melderelais MR erfolgen soll, wenn mehr als eines der Ruhestromrelais UR1 bis UR 5 infolge einer Störung der zugeordneten zu überwachenden Einrichtung EG 1 bis EG 5 abgeschaltet wird, daß die Abfallspannung des Melderelais MR gleich oder kleiner ist als die um die einfache Zenerspannung verminderte Steuerspannung UST. Auf die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach F i g. 2 hat eine derartige Bemessung zur Folge, daß beim öffner, eines der Arbeitskontakte 1UR 1 bis IUR 5 infolge des Abschaltens des zugehörigen Ruhestromrektis UR 1 oder UR 2 usw. bis UR 5 die vorher am Melderelais MR anstehende Steuerspannung UST um den einfachen Wert der Zenerspannung vermindert wird. Da die dabei verbleibende Spannung am Melderelais MR jedoch noch größer ist als die aufgrund der Bemessung festgelegten Abfallspannung, bleibt das Melderelais MR bei nur einer als gestört gemeldeten Einrichtung EG 1 bzw. EG 2 usw. bis EG 5 erregt. Sobald jedoqh noch eine weitere der Einrichtungen EG1 bis EG 5 gestört ist und dadurch das zugehörige Ruhestromrelais UR 1 bis UR 5 abgeschaltet wird und der zugeordnete Arbeitskontakt 1UR 1 bzw. XUR2 usw. bis \UR5 öffnet, wird die bereits verminderte Spannung am Melderelais MR nochmals um die Zenerspannung reduziert, so daß nunmehr die Abfallspannung des Melderelais MR mit Sicherheit unterschritten wird, und es abfällt. Diese Tatsache kann im praktischen Fall für Schaltvorgänge insbesondere zum Einschalten des Diesel-Notstromsatzes dienen.

Nach der Beseitigung der Störungen in den beiden zu überwachenden Einrichtungen EGi bis EG 5 sind die diesen beiden Einrichtungen zugeordneten Ruhestromrelais UR 1 bzw. UR 2 usw. bis UR 5 wieder erregt, und die Arbeitskontakte 1UR 1 bis 1 UR 5 in der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 befinden sich wieder in der dargestellten, geschlossenen Schaltlage, so daß das Melderelais MR wieder angeschaltet ist.

Die Schaltungsanordnung nach F i g. 3 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 dadurch, daß zusätzliche Kontakte in Verbindung mit einem Prüfre-

lais PR vorgesehen sind, das die Aufgabe hat, dann eine Meldung abzugeben, wenn eine der Zenerdioden Z 1 bis Z5 infolge eines inneren Defektes kurzgeschlossen ist und der zu dieser Zenerdiode parallelliegende Arbeitskontakt öffnet. Im Anschaltstromkreis des Prüfrelais PR, das in Grundstellung nicht erregt ist, sind parallelgeschalteie Ruhekontakte 2URi, 2UR2 bis 2UR 5 der Ruhestromrelais URi, UR 2 bis UR 5 vorgesehen. Der genannte Anschaltstromkreis ist durch einen Arbeitskontakt XRT einer Rückstelltaste und einen parallel zu dem genannten Arbeitskoniakt XRT liegenden Arbeitskontakl des Melderelais MR mil demjenigen Schaltungsteil verbunden, der zum Anschalten des Prüfrelais PR das positive Potential der Steuerspannung UST liefert. Den parallelliegenden Kontakten \MR und XRT und in Reihe damit den parallelgeschalteten Kontakten 2UR X bis 2UR 5 ist der Arbeitskontakt 2PT einer Prüftaste parallelgeschaltet und ebenfalls parallelgeschaltet ist die Reihenschaltung aus einem Ruhekontakt 2MR des Melderelais MR und einem Arbeitskontakt XPR des Prüfrelais PR. Im Anschaltstromkreis des Melderelais MR liegt zusätzlich ein Ruhekontakt 1/Tder genannten Prüfiasle. Die in der Zeichnung dargestellte gestrichelte Linie zwischen den beiden Tastensymbolen soll andeuten, daß sich bei einer Betätigung die Schaltlagen beider Kontakte l/T und 2/Tgleichzeitig ändert. Für den ordnungsgerechten Betrieb des zusätzlichen Schaltungsteiles ist es wesent lieh, daß für das Prüfrelais PR eine Anzugspannung vorgesehen ist, die größer/gleich der um die Zenerspannung einer der Zenerdioden Zl bis Z 5 verminderten Steuer.pannung UST tsi. Somit wird es möglich, durch Anschalten des Prüfrelais PR anzuzeigen, daß eine der Zenerdioden Z1 bis Z 5 einen Kurzschluß hat.

Zur näheren Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 werden nun nachfolgend einige Arbeitsspiele unter der Voraussetzung von ordnungsgerechten Zenerdioden Zl bis Z5 bzw. einer kurzgeschlossenen, also durchlegierten Zenerdiode näher erläutert

Beim erstgenannten Betriebsfall wird voraussetzungsgemäß das Abschalten eines der Ruhestromrelais UR1 bis LR 5 noch nicht durch Abfallen des Melderelais MR angezeigt. Das Prüfrelais PR bleibt in dem Fall abgeschaltet, obwohl einer der Ruhekontakte a 2URi bis 2 W? 5 schließt. Dies wird noch näher erläutert Wenn in dem Fall beispielsweise das Ruhestromrelais UR 1 abfällt öffnet dessen Arbeitskontakt iURi und schließt der Ruhekontakt 2URi. Das Prüfrelais PR könnte nun angeschaltet werden über die Zenerdiode Zl. die noch geschlossenen Arbeitskontakte 1 ί R 2 bis 1 UR 5, den geschlossenen Arbeitskontakt 1MR des Melderelais MR und den nunmehr geschlossenen Ruhekontakt 2UR i des Ruhestromrelais UR 1. Da voraussetzungsgemäß für das Prüfrelais PR eine ■ Anzugsspannung vorgesehen ist, die größer ist als die um den Wert der Zenerspannung verminderten Steuerspannung UST, reicht die in dem betrachteten Betriebsfall am Prüfrelais PR anliegende Spannung nicht aus, um dieses Relais anzuschalten. t

Bei einem anderen Betriebsfall, bei dem infolge des Abschaltens zweier Ruhestromrelais, beispielsweise der Ruhestromrelais UR 1 und URX das Melderelais MR abgeschaltet wird, wird das Prüfrelais PR unter der Voraussetzung von ordnungsgerechten Zenerdioden t Zi bis Z5 ebenfalls nicht angeschaltet, da beim Zustandekommen der gewünschten Störungsmeldung durch das Melderelais MR dessen Arbeitskontakl iMR öffnet. Außerdem subtrahiert sich in dem Bclriebsfall von der Steuerspannung i757"die doppelte Zenerspan-

, nung, so daß auch von dieser Seite her ein Ansprechen des Prüfrelais PR nicht möglich ist, da voraussetzungsgemäß dessen Anzugspannung größer ist als die um die einfacher Zenerspannung verminderte Steuerspannung UST.

ι Unter der weiteren Annahme, daß beispielsweise die Zenerdiode Zl einen Kurzschluß aufweist und daß zusätzlich das Ruhestromrelais UR 1 abgeschaltet wird, so daß dessen Arbeitskontakt XURX öffnet und der Ruhekontakt 2UR 1 schließt, liegt am Prüfrelais PR die volle Sleuerspannung UST, wodurch dieses angeschaltet wird, da voraussetzungsgemäß der Wert der Anzugspannung niedriger ist als die Steuerspannung UST. Damit ist die gewünschte Meldung, die mit Hilfe von nicht dargestellten Kontakten des Prüfrelais PR ausgelöst bzw. weitergeleitet werden kann, gegeben.

Die Schaltungsanordnung nach F i g. 3 kann in vorteilhafter Weise auf ordnungsgerechte Funktion der beiden Relais MR und PR überprüft werden. Zu diesem Zweck sind die Kontakte 1 /Tund 2/Tder Prüftaste und der Arbeitskontakt l/?Fder Rückstelltaste vorgesehen. Die Funktionsprüfung wird dadurch eingeleitet, daß die beiden Kontakte XPTund 2/Tdurch eine Bcdienungshandlung in die nicht dargestellte Lage gebracht werden. Durch das Öffnen des Ruhekontaktes 1 PT fällt das Melderelais MR ab, und durch das Schließen des Arbeitskontaktes 2PT zieht das Prüfrelais PR an. Dadurch schließen die beiden Kontakte XPR und 2MR. so daß sich das Prüfrelais PR über diese beiden Kontakte einen Selbsthaltekreis aufbaut. Hierdurch bleibt es auch nach Beendigung der genannten Bedienungshandlung, also nachdem die Kontakte XPT und 2/Twieder in der dargestellten Lage sind, weiterhin erregt.

Die Rückstellung der Schaltungsanordnung nach F i g. 3 in die dargestellte Grundstellung wird durch eine weitere kurzzeitige Bedienungshandlung erzielt, bei welcher der Arbeitskontakt 1RTder Rückstelltaste aus der dargestellten in die geschlossene Schaltlage wechselt. Das bis zu dem Zeitpunkt abgefallene Melderelais MR wird unter anderem über den geschlossenen Arbeitskontakt XRTund den geschlossenen Ruhekontakt XPTwieder angeschaltet und hält sich auch nach der Bedienungshandlung im angeschalteten Zustand über die Kontakte 1UR 1 bis 1UR 5, 1MR und 1 PT selbst. Da der Ruhekontakt 2MR des Melderelais MR wieder in die dargestellte Lage geht, also öffnet, wird das Prüfrelais PR wieder abgeschaltet.

Die Schaltungsanordnung nach F"ιg.2 oder Xr ig. 3 kann leicht durch geänderte Bemessung des Melderelais MR bzw. des Prüfrelais PR an andere Erfordernisse angepaßt werden. Ähnliches gilt sinngemäß bei Anlagen, die eine größere oder eine kleinere Anzahl m von zu überwachenden Einrichtungen und damit eine veränderte Anzahl von Ruhestromrelais aufweisen. In den letztgenannten Fällen ändert sich entsprechend die Anzahl der Arbeitskontakte 1UR 1 bis 1UR 5 bzw. zusätzlich hinsichtlich der Ausführungsform nach Fi g. 3 die Anzahl der Ruhekontakte 2URi bis 2UR 5. Außerdem wird die erforderliche Anzahl von Zenerdioden Z1 bis Z 5 systematisch angepaßt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Auswerten der Schaltzustände von m Relais, von denen je ein im Betrieb in der einen Schaltlage geschlossener Kontakt mit parallel geschalteter Diode in einer Reihenschaltung liegt, die mit elektrischer Energie versorgt wird, wobei ein Spannungsüberwacher vorgesehen ist, dessen Versorgungsspannung sich ändert, wenn eine vorgegebene Anzahl der Relais in die andere Schaltlage gelangt, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenschaltung aus Arbeitskontakten (WR 1, \UR2 bis IUR 5) von in der einen Schaltlage erregten Ruhestromrelais (URX, UR2 bis URS) besteht und jedem Arbeitskontakt (XURX) eine Zenerdiode (ZX) parallel geschaltet ist, wobei diese Reihenschaltung über ein als Spannungsüberwacher dienendes Ruhestrommelderelais (MR) an einer Steuerspannung (UST) liegt, und zum Melden des Abschalter« einer Anzahl von η der m Ruhestromrelais (UR X bis UR 5) bei Verwendung von Zenerdioden (Zi, Z2 bis ZS) mit gleicher Zenerspannung eine Bemessung vorgenommen ist, derart, daß die Abfallspannung des Ruhestrommelderelais (MR) kleiner/gleich ist als die um die nfache Zenerspannung verminderte Steuerspannung (UST).

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Reihenschaltung zwischen die Arbeitskoniakte (1UR 1,1UR 2 bis 1UR 5) der Ruhestromrelais (UR 1, UR 2 bis UR 5) und das Melderelais (MR) ein Arbeitskontakt (XMR) des Melderelais (MR) mit parallelgeschaltetem Arbeitskontakt (XRT) einer Rückstelltaste sowie in Reihe damit ein Ruhekontakt (XPT) einer Prüftaste eingefügt sind, wobei dem Ruhekontakt (XPT) der Prüftaste und dem Melderelais (MR) die Reihenschaltung aus einem Prüfrelais (PR) und parallelgeschalteten Ruhekontakten (2UR X, 2UR 2 bis 2UR 5) der Ruhestromrelais (UR \,UR2 bis UR 5) parallelgeschaltet ist, daß ferner dem Arbeitskontakt (XRT) der Rückstelltaste und den Ruhekontakten (2UR X bis 2UR5) der Ruhestromrelais (UR X bis UR 5) gemeinsam ein Arbeitskontakt (2PT) der Prüftaste parallelgeschaltet ist sowie die Reihenschaltung aus einem Ruhekontakt (2MR) des Melderelais (MR) und einem Arbeitskontakt (i PR) des Prüfrelais (PR), wobei für das Prüfrelais (PR) eine Anzugspannung vorgesehen ist, die größer/gleich der um die Zenerspannung verminderten Steuerspannung ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Verwendung einer stabilisierten Steuerspannung.