DE2952008A1

DE2952008A1 - Remote controller for mining equipment - has two wire circuit to prevent spurious on signal

Info

Publication number: DE2952008A1
Application number: DE19792952008
Authority: DE
Inventors: Wolfdietrich 8190 Wolfratshausen Wohinz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-12-21
Filing date: 1979-12-21
Publication date: 1981-07-02

Abstract

The pair of control wires (1,2) is connected to one secondary winding (11) of a transformer (10). The start switch (3) has a spring return to its quiescent position connected through a diode (4) across the transformer winding. To give a start signal it is moved over to make the circuit through another diode (5) of opposite polarity. The output winding (13) of the transformer reflects the disturbance thus caused and, for example, the difference between two peak value detectors (14,15,16,17) may be used to set a flip flop (25) to give a start command. If a check signal (36) is not received within a set time the flip-flop resets and the start is cancelled. With the correct check the circuit latches in. The controls arepref. all solid state. The stop signals are given by switches (6,7) across the control lines (1,2). A short circuit between wires thus has the same effect. The circuit finds application in circumstances where a piece of appts., for example a conveyor, has to be switched on from a control station which is remote from the machinery, but for which several off or stop switches have to be provided at various points.

Description

Schaltungsanordnunz zur Fernschaltung von SteuerbefehlenCircuit arrangement for remote switching of control commands

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Fernschaltung von Steuerbefehlen mit einem Befehlsgeber zum Einschalten und einem oder mehreren Befehlsgebern zum Ausschalten sowie mit einer in eine Steuerleitung beim Einschalten einzufügenden Diode.The invention relates to a circuit arrangement for remote switching of control commands with a command generator for switching on and one or more Command transmitters for switching off as well as with one in a control line when switching on diode to be inserted.

Schaltungsanordnungen dieser Art werden insbesondere im Bergbau unter Tage eingesetzt, wo oft eine verhältnismäßig große Entfernung zwischen einem Steuerstand und einem zu steuernden Betriebsmittel besteht. Bei dem Betriebsmittel kann es sich z. B. um einen elektromotorischen Antrieb einer Gewinnungsmaschine, eines Förderzeuges o. dgl. handeln. Dabei kann die Forderung bestehen, daß ein EIN-Befehl nur von einem Befehlsgeber, der am Leitungsende vorgesehen sein kann, ausgelöst wird, während AUS-Befehle von mehreren Standorten möglich sein sollen. Die wichtigsten Leitungsfehler wie Kurzschluß oder Unterbrechung sollen einem AUS-Befehl gleichkommen. Wird ein Leitungsfehler behoben, so darf dies nicht einem EIN-Befehl entsprechen. Bisher war es üblich, wie dies die Fig. 1 zeigt, bei Verwendung eines Leitungspaares a, b als Steuerleitung einen EIN-Befehl durch Einfügen einer Diode in die Leitung zu bewirken.Circuit arrangements of this type are particularly used in mining Days used where there is often a relatively large distance between a steering position and an operating resource to be controlled. The equipment can be z. B. an electric motor drive of a mining machine, a conveyor act or the like. There may be a requirement that an ON command only from one Command transmitter, which can be provided at the end of the line, is triggered while OFF commands from several locations should be possible. The main line faults such as short circuit or interruption should be equivalent to an OFF command. Becomes a Line faults fixed, so may this does not correspond to an ON command. So far it has been customary, as shown in FIG. 1, when using a line pair a, b as a control line an ON command by inserting a diode in the line to effect.

Dabei wird die Unsymmetrie der Halbwellen oder der Gleichspannungsanteil bei Einspeisung von Wechselspannung in die Steuerleitung erfaßt. Ein Beispiel für die Verwendung von Dioden zeigt die DE-AS 26 44 416. Damit bei Aufhebung eines Leitungsfehlers kein EIN-Befehl ausgelöst wird, muß der EIN-Befehl als Kurzzeitimpuls ausgelöst werden. Die Selbsthaltung, die gegebenenfalls erst nach erfolgter Rückmeldung eintreten soll, kann dann z. B. über einen Relaiskontakt r erfolgen, der zu dem Tastschalter für den EIN-Befehl parallelgeschaltet ist. Dies erfordert jedoch eine dritte Leitung c. Der AUS-Befehl wird durch einen Kurzschluß der Steuerleitung erreicht, wodurch das Relais R abfällt und der AUS-Befehl auch bei Loslassen der AUS-Taste erhalten bleibt.The asymmetry of the half-waves or the DC voltage component is thereby determined detected when AC voltage is fed into the control line. An example for DE-AS 26 44 416 shows the use of diodes no ON command is triggered, the ON command must be triggered as a short-term pulse will. The self-retention, which may only occur after feedback has been received should, then z. B. be done via a relay contact r to the push button switch is connected in parallel for the ON command. However, this requires a third line c. The OFF command is achieved by short-circuiting the control line, whereby the relay R drops out and the OFF command is received even when the OFF button is released remain.

Diese Funktion tritt jedoch nicht ein, wenn ein Fehler zwischen den Leitern b und c vorliegt; denn dann erfolgt nach Loslassen des Tastschalters für AUS oder bei Behebung eines anderen Leitungsfehlers, z. B. einer Unterbrechung der die Diode enthaltenden Leitung, ein ungewollter EIN-Befehl.However, this function does not occur if there is an error between the Ladders b and c are present; because then takes place after releasing the pushbutton switch for OFF or when remedying another line fault, e.g. B. an interruption of the the line containing the diode, an unwanted ON command.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beschriebenen Fehlfunktionen bei Verwendung einer nur zweiadrigen Steuerleitung zu vermeiden. Dies geschieht gemäß der Erfindung durch einen Schaltungsteil zur zeitlich begrenzten Selbsthaltung nach Eingabe eines impulsartigen EIN-Befehls und Fortsetzung der Selbsthaltung bei Eingabe eines Rückmeldesignals innerhalb der Zeitbegrenzung sowie Aufhebung der Selbsthaltung bei Vorliegen eines AUS-Befehls bzw. Leitungsf ehlers. Die Schaltungsanordnung geht erst dann in dauernde Selbsthaltung über, wenn rechtzeitig ein Rückmeldesignal auftritt. Die Selbsthaltung wird unterbrochen durch einen AUS-Befehl oder einen diesem gleichwertigen Leitungsfehler.The invention is based on the problem of the malfunctions described to be avoided when using only a two-core control cable. this happens according to the invention by a circuit part for time-limited self-holding after entering a pulse-like ON command and continuing the self-holding at Entry of a feedback signal within the time limit and cancellation of the Latching in the event of an OFF command or line fault. The circuit arrangement only then goes into permanent self-retention, if on time a feedback signal occurs. The latching is interrupted by an OFF command or an equivalent line fault.

Im Rahmen der Erfindung kann der Befehlsgeber zum Einschalten einen an ein Leitungspaar angeschlossenen Umschalttaster mit einseitiger Ruhelage und zwei Dioden entgegengerichteter Durchlaßrichtung umfassen, von denen die eine in der einen Schaltstellung und die andere in der anderen Schalt stellung an das Leitungspaar angelegt ist. Hierdurch ist bei ungestörter Leitung ständig eine Diode wirksam, die eine Überwachung gewährleistet. Durch das Betätigen des Umschalttasters wird kurzzeitig die Diodenrichtung umgekehrt.In the context of the invention, the command generator can switch on a toggle switch connected to a pair of cables with one-sided rest position and comprise two diodes of opposite forward direction, one of which in one switching position and the other in the other switching position on the line pair is created. This means that a diode is always active when the line is undisturbed, which ensures monitoring. By pressing the toggle button briefly reversed the diode direction.

Die Auswertung der Schaltbefehle und die Erfassung von Leitungsfehlern kann durch einen Ubertrager erfolgen, an dessen eine Wicklung das Leitungspaar angeschlossen ist und dessen weitere Wicklung mit einer Wechselspannungsquelle verbunden ist, während an eine dritte Wicklung Schaltungsglieder zur Verarbeitung der EIN- und AUS-Befehle und eines Rückmeldesignals angeschlossen sind.The evaluation of the switching commands and the detection of line faults can be done by a transformer, to one winding of which the line pair is connected and its further winding is connected to an alternating voltage source, while to a third winding circuit elements for processing the IN and OFF commands and a feedback signal are connected.

Als Schaltungsglieder können mit Vorteil ein Subtraktionsglied, ein Komparator, ein Schmitt-Trigger, ein Flip-Flop und ein NAND-Schmitt-Trigger dienen. Wie noch erläutert wird, lassen sich diese handelsüblichen Schaltungsglieder mit weiteren einfachen Bauelementen wie Dioden, Widerständen und Kondensatoren zu einem funktionssicheren Gesamtaufbau verbinden.A subtraction element, a Comparator, a Schmitt trigger, a flip-flop and a NAND Schmitt trigger are used. As will be explained, these commercially available circuit elements can also be used other simple components such as diodes, resistors and capacitors into one connect functionally reliable overall structure.

Bei der Betätigung des Umschalttasters tritt neben einem Setzimpuls für das Flip-Flop ein Rückschaltimpuls des Komparators auf. Damit dieser Rückschaltimpuls nicht mit dem Setzimpuls zusammenfällt, kann ein Zeitglied zur Verzögerung und Bedämpfung des Rückschaltimpulses vorgesehen sein.When the toggle button is pressed, a setting pulse occurs a switch-back pulse of the comparator for the flip-flop. So that this switch-back pulse does not coincide with the setting pulse, a timer to delay and damping of the switch-back pulse can be provided.

Ein durch Kurzschluß des Leitungspaares bewirkter AUS-Befehl kann einen Ladungsausgleich an dem Subtraktionsglied und ein L-Signal am Ausgang des Komparators veranlassen, wobei dieses L-Signal nach Durchschreiten der Verzögerungszeit des Zeitgliedes und eines weiteren Zeitgliedes den NAND-Schmitt-Trigger zur Abgabe eines Rücksetzsignals ansteuert. Diese Rücksetzzeit kann mittels eines Kondensators und durch Widerstände einstellbar sein. Zur Sicherheit des Betriebes kann durch eine dynamische Rücksetzung bei Unterbrechung des Rückmeldesignals innerhalb der Rttcksetzzeit beigetragen werden.An OFF command caused by a short circuit in the line pair can a charge equalization on the subtraction element and an L signal at the output of the Initiate the comparator, this L signal after the delay time has been exceeded of the timer and another timer the NAND Schmitt trigger for delivery a reset signal. This reset time can be achieved by means of a capacitor and adjustable by resistors. For the safety of the company can through a dynamic reset if the feedback signal is interrupted within the Reset time to be contributed.

Ein Fehler des zu steuernden Betriebsmittels, der sich in der Unterbrechung des Rückmeldesignals äußert, führt somit zu einer sofortigen Stillsetzung des zu steuernden Betriebsmittels.An error in the equipment to be controlled, resulting in the interruption of the feedback signal, thus leads to an immediate shutdown of the controlling resources.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to that shown in FIG Embodiment explained in more detail.

In dem Schaltungsbeispiel gemäß der Fig. 2 ist am Ende eines aus den Leitern 1 und 2 gebildeten Leiterpaares ein Umschalttaster 3 angeordnet, in dessen Ruhelage eine Diode 4 wirksam ist. In der Arbeitsstellung des Umschalttasters 3 ist das Leiterpaar gleichfalls durch eine weitere Diode 5 abgeschlossen, die jedoch mit umgekehrter Durchlaßrichtung wie die Diode 4 betrieben wird. An beliebigen Stellen des Leiterpaares sind AUS-Taster 6 und 7 zwischen die Leiter 1 und 2 geschaltet, bei deren Betätigung die Leiter kurzgeschlossen werden.In the circuit example according to FIG. 2, one of the ends is at the end Conductors 1 and 2 formed pairs of conductors arranged a switch button 3, in which Rest position a diode 4 is effective. In the working position of the switch button 3 the pair of conductors is also terminated by a further diode 5, which however with the reverse forward direction as the diode 4 is operated. Anywhere of the pair of conductors, OFF buttons 6 and 7 are connected between conductors 1 and 2, when actuated, the conductors are short-circuited.

Es können beliebig viele AUS-Taster vorgesehen sein.Any number of OFF buttons can be provided.

Am anderen Ende des Leiterpaares 1, 2 befindet sich ein Ubertrager 10, an dessen eine Wicklung 11 die Leiter 1 und 2 angeschlossen sind. Eine weitere Wicklung 12 des Ubertragers 10 dient zur Einkopplung einer Wechselspannung, z. B. einer Rechteckwechselspannung. Die Auswertung der Steuerbefehle geschieht mittels einer dritten Wicklung 13 des Ubertragers 10, an der eine Wechselspannung mit unsymmetrischer Halbwellenamplitude auftritt, solange eine der Dioden 4 oder 5 wirksam ist. At the other end of the pair of conductors 1, 2 there is a transformer 10, to one winding 11 of which the conductors 1 and 2 are connected. Another Winding 12 of the transformer 10 is used to couple an alternating voltage, for. B. a square wave alternating voltage. The control commands are evaluated using a third winding 13 of the transformer 10, to which an alternating voltage with asymmetrical Half-wave amplitude occurs as long as one of the diodes 4 or 5 is effective.

Durch Spitzenwertgleichrichter 14 und 15 werden Kondensatoren 16 und 17 unterschiedlich hoch aufgeladen. Die aus den anschließenden Widerständen 20 und 21 gebildete Subtraktionsschaltung liefert daher eine von der halben Betriebsspannung (UB/2) abweichende Ausgangsspannung, deren Polarität durch einen Brückengleichrichter 22 nach Verstärkung in einem Verstärker 23 unabhängig von der Durchlaßrichtung der dem Umschalttaster 3 zugeordneten Dioden 4 und 5 ist. Ein Komparator 24 wandelt diese Spannung in ein logikgerechtes H-Signal um und bereitet damit ein Flip-Flop 25 zum Setzen vor. Das Setzen geschieht durch Betätigen des Umschalttasters 3, wodurch zunächst der Kondensator 17 auf einen höheren Betrag als der Kondensator 16 aufgeladen und die Spannung am Verbindungspunkt der Widerstände 20 und 21 positiv gegenüber UB/2 wird. Dadurch wird die Ausgangsspannung des Verstärkers 23 negativ und Uberschreitet die Schaltschwelle eines Schmitt-Triggers 26, der nun an seinem Ausgang eine positive Flanke an den Setzeingang des Flip-Flop 25 liefert. Dies führt zu einem H-Signal am Ausgang 27 des Flip-Flop 25, woraus ein Schaltbefehl für ein zu steuerndes Betriebsmittel gewonnen wird. Die Schaltungsanordnung befindet sich damit im Zustand einer zeitlich begrenzten Selbsthaltung, die durch rechtzeitiges Eintreffen einer RUckmeldung verlängerbar ist, bis ein AUS-Befehl gegeben wird oder ein Leitungsfehler auftritt.By peak value rectifiers 14 and 15 capacitors 16 and 17 charged to different levels. The from the subsequent resistors 20 and 21 formed subtraction circuit therefore supplies one of half the operating voltage (UB / 2) different output voltage, the polarity of which is determined by a bridge rectifier 22 after amplification in an amplifier 23 regardless of the forward direction of the the toggle button 3 is assigned diodes 4 and 5. A comparator 24 converts This voltage converts into a logic-compliant H signal and thus prepares a flip-flop 25 to set. The setting is done by pressing the toggle button 3, whereby first the capacitor 17 is charged to a higher amount than the capacitor 16 and the voltage at the junction of resistors 20 and 21 is positive versus UB / 2 becomes. As a result, the output voltage of the amplifier 23 becomes negative and exceeds the switching threshold of a Schmitt trigger 26, which now has a positive at its output Edge to the set input of the flip-flop 25 supplies. This leads to an H signal at the output 27 of the flip-flop 25, from which a switching command for a device to be controlled is won. The circuit arrangement is thus in the state of a temporal limited self-retention, which can be extended by timely receipt of feedback is until an OFF command is given or a line fault occurs.

Während der Umpolung der Dioden 4 und 5 durch Betätigen des Umschalttasters 3 findet auch ein Polaritätswechsel am Ausgang des Verstärkers 23 statt, der zu einem kurzen Rückschaltimpuls des Komparators 24 führt. Damit dieser Rückschaltimpuls nicht mit dem Setzimpuls zusammenfällt, wird der Rückschaltimpuls über ein Zeitglied verzögert und bedämpft, das aus einem Widerstand 30 und einem Kondensator 31 besteht.During polarity reversal of diodes 4 and 5 by pressing the toggle button 3 there is also a polarity change at the output of amplifier 23, which leads to a short switch-back pulse of the comparator 24 leads. So that this switch-back pulse does not coincide with the set pulse, the switch-back pulse is triggered by a timer delayed and damped, which consists of a resistor 30 and a capacitor 31.

Das Flip-Flop 25 besitzt einen Rücksetzeingang 32, bei dessen Beaufschlagung mit einem H-Signal der Ausgang 27 dominierend auf L zurückgesetzt wird. Dies geschieht, wenn einer der AUS-Taster 6 oder 7 betätigt wird oder ein Kurzschluß zwischen den Leitern 1 und 2 auftritt.The flip-flop 25 has a reset input 32, when activated output 27 is predominantly reset to L with an H signal. This happens, if one of the OFF button 6 or 7 is pressed or a short circuit between the Ladders 1 and 2 occurs.

In diesem Fall gleichen sich die Ladungsbeträge der Kondensatoren 16 und 17 aus, und die Spannungsdifferenz an dem Brückengleichrichter 22 wird Null. Hat dann das an dem Komparator 24 auftretende L-Signal die Laufzeiten des aus dem Widerstand 30 und dem Kondensator 31 bestehenden Zeitgliedes und eines weiteren, aus einem Widerstand 33 und einem Kondensator 34 bestehenden Zeitgliedes durchschritten, so liefert ein NAND-Schmitt-Trigger 35 das Rücksetzsignal.In this case, the amounts of charge on the capacitors are the same 16 and 17 off, and the voltage difference across the bridge rectifier 22 becomes zero. If the L signal occurring at the comparator 24 then has the transit times of the from the Resistor 30 and the capacitor 31 existing timing element and another, a timer consisting of a resistor 33 and a capacitor 34, a NAND Schmitt trigger 35 thus supplies the reset signal.

An einem Rückmeldeeingang 36 der Schaltungsanordnung läßt sich ein Rückmeldesignal einführen, durch das z. B.A feedback input 36 of the circuit arrangement can be used Introduce feedback signal through which z. B.

bestätigt werden kann, daß ein Einschaltbefehl zur Ingangsetzung des Betriebsmittels geführt hat. Bleibt dieser Rückmeldeeingang 36 unbeschaltet oder wird ein L-Signal angelegt, so ist das dem Ausgang 27 des Flip-Flop 25 komplementäre Signal an dem Ausgang 32 im AUS-Zustand H und lädt über einen Strombegrenzungswiderstand 37 einen Kondensator 40 etwa auf UB auf. Wird nach dem Setzen des Flip-Flop 25 an den Rückmeldeeingang 36 ein L-Signal angelegt, so entlädt sich der Kondensator 40 infolge einer sperrenden Diode 41 über den Widerstand 37 und einen weiteren Widerstand 42, bis die Schaltschwelle des NAND-Schmitt-Trigger 35 unterschritten ist, so daß eine Rücksetzzeit eingehalten wird. Diese ist durch den Widerstand 42 einstellbar. Falls innerhalb dieser Rücksetzzeit an dem Rückmeldeeingang 36 ein Signalwechsel von L nach H eintritt, so wird die weitere Entladung des Kondensators 40 unterbunden und das Flip-Flop 25 bleibt gesetzt. Springt nun jedoch das Signal am Rückmeldeeingang 36 auf L zurück, so erfolgt das Rücksetzen nicht nach Ablauf der Entladezeit, sondern über einen weiteren Eingang des NAND-Schmitt-Trigger 35 dynamisch, d. h. ohne Zeitverzug, durch die negative Flanke des Rückmeldesignals, die durch den Kondensator 34 übertragen wird.it can be confirmed that a switch-on command to start the Equipment has led. If this feedback input 36 remains unconnected or if an L signal is applied, the output 27 of the flip-flop 25 is complementary Signal at output 32 in the OFF state H and charges via a current limiting resistor 37 a capacitor 40 on approximately UB. Turns on after flip-flop 25 is set If an L signal is applied to the feedback input 36, the capacitor 40 discharges as a result a blocking diode 41 via resistor 37 and another resistor 42, until the switching threshold of the NAND Schmitt trigger 35 is undershot, so that a Reset time is observed. This can be adjusted by means of the resistor 42. If a signal change from L at the feedback input 36 within this reset time after H occurs, the further discharge of the capacitor 40 is prevented and the flip-flop 25 remains set. But now the signal at the feedback input jumps 36 back to L, the reset does not take place after the discharge time has elapsed, but dynamic via a further input of the NAND Schmitt trigger 35, d. H. without delay, by the negative edge of the feedback signal transmitted through capacitor 34 will.

8 Ansprüche 2 Figuren Leerseite8 claims 2 figures Blank page

Claims

Patent claims circuit arrangement for remote switching of control commands, especially for underground mining, with a command device to switch on and one or more command transmitters for switching off and one in a control line Diode to be inserted when switching on, not shown Circuit part for time-limited self-holding after entering a pulse-like ON command (toggle button 3) and continuation of self-holding when entering a Feedback signal (feedback input 36) within the time limit and cancellation self-holding in the event of an OFF command or line fault.

2. Circuit arrangement according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the command generator to switch on one to a line pair (1, 2) connected toggle button (3) with one-sided rest position and two diodes (4, 5) opposite transmission direction, of which one (4) in the one switch position and the other (5) in the other switch position to the line pair (1, 2) is applied.

3. Circuit arrangement according to claim 2, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h a transformer (10), on one winding (11) of which the line pair (1, 2) is connected and its further winding (12) with an AC voltage source is connected, while a third winding (13) circuit elements (23, 24, 25, 26, 35) for processing the ON and OFF commands and a feedback signal (36) are connected.

4. Circuit arrangement according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that a subtraction element (14, 15, 16, 17, 20, 21), a comparator (24), a Schmitt trigger (26), a flip-flop (25) and a NAND Schmitt trigger (35) are used.

5. Circuit arrangement according to claim 4, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h a timer (30, 31) for delaying and damping a when actuated of the switch button (3) occurring switch-back pulse of the comparator (24) opposite a set pulse of the flip-flop (25).

6. Circuit arrangement according to claim 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that an OFF command caused by a short circuit of the line pair (1, 2) a charge equalization on the subtraction element and an L signal at the output of the Comparator (24) causes that after the delay time of the timer has been exceeded (30, 31) and a further timing element (33, 34) the NAND Schmitt trigger (35) for Output of a reset signal controls.

7. Circuit arrangement according to claim 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the reset time by means of a capacitor (34) and through Resistors (37, 42) is adjustable.

8. Circuit arrangement according to claim 6, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h dynamic reset (capacitor 34) when the feedback signal is interrupted (36) within the reset time.