DE3030252C2 - Method and circuit arrangement for detecting the switching states of a large number of peripheral switches - Google Patents
Method and circuit arrangement for detecting the switching states of a large number of peripheral switchesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Erfassung der Schaltzustände einer Vielzahl von peripheren Schaltern, denen je ein Geber zugeordnet ist, sowie von etwaigen Störungen im Übertragungssystem. The invention relates to a method and a circuit arrangement for detecting the switching states of a Large number of peripheral switches, each of which is assigned a transmitter, as well as any faults in the transmission system.
Bei Steueranlagen besteht häufig das Problem, daß die zu der Steuerung gehörenden peripheren Schalter weit vom eigentlichen Steuergerät entfernt sind. Um eine Überwachung der jeweiligen Schaltzustände der Schalter durchführen zu können, sind diese mit Tonfrequenzgebern ausgerüstet, über die eine Rückmeldung des Schaltzustandes an das zentrale Steuergerät erfolgt. Dies erfordert die Verlegung einer separaten Leitung vom zentralen Steuergerät zu jedem GeberIn control systems there is often the problem that the peripheral switches belonging to the control are far from the actual control unit. In order to monitor the respective switching states of the To be able to carry out switches, these are equipped with audio frequency transmitters, via which a feedback the switching status to the central control unit. This requires the laying of a separate line from the central control unit to each encoder
Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche in einfacher Weise durchzuführen und aufgebaut sind und eine einwandfreie Erfassung nichtProceeding from this prior art, the invention is based on the object of a method and a To create a circuit arrangement of the type mentioned, which can be carried out in a simple manner and are built up and a perfect recording is not
nur der jeweiligen Schaltzustände der in die Überwachung eingeschlossenen Schalter ermöglicht, sondern auch die Festlegung der Art etwa aufgetretener Fehler sowie deren Lokalisierung.only the respective switching states of the monitoring included switch, but also the definition of the type of error that has occurred as well as their localization.
Verfahrensgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß dem ersten der hintereinander angeordneten Geber ein Startsignal über eine Steuerader einer dreiadrigen Leitung (3) zugeführt wird, woraufhin dieser mit einem zeitlich definierten Antwortsignal, das vom jeweiligen Schaltzustand des zugehörigen Schalters oder einerAccording to the method, this object is achieved in that the first of the sensors arranged one behind the other a start signal is fed to a three-wire line (3) via a control wire, whereupon this with a Time-defined response signal that depends on the respective switching status of the associated switch or one
bo Störung im zugehörigen Übertragungssystem abhängig ist, diesen bzw. diese über die Adern (4, 5) der Leitung (3) zurückmeldet, wobei das Ende des Antwortimpulses des ersten Gebcis das Startsignal für den zweiten Geber über dieselbe Steuerleitung initiiert usw., bis durchbo disturbance in the associated transmission system dependent is, this or this reports back via the wires (4, 5) of the line (3), the end of the response pulse of the first Gebcis the start signal for the second encoder initiated via the same control line, etc., until through
h5 einen zeitlich variierten Antwortimpuls eines Endgliedes das Ende eines Abfragezyklus über die Adern der Leitung rückgcmeldet wird. Auf diese Weise ist eine Mchrfachausnutzung einer einzigen dreiadrigen Über-h5 a time-varying response pulse of an end link the end of a polling cycle via the wires of the Line is reported back. In this way, multiple utilization of a single three-wire over-
tragungsleitung für eine Vielzahl zu überwachender Schalter möglich, wobei die Datenübertragung über mehrere Kilometer erfolgen kann. Die Geber untereinander sind völlig gleich und ferngespeist, wobei Störungen der Anlage erkannt sowie Art und Ort der Störung angezeigt werden. Störspannungen auf der Übertragungsleitung können zu keiner fehlerhaften Aussage (Redundanz auf mehreren Ebenen) führen. Der Aufwand für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erweist sich im Vergleich zu den bekannten als sehr gering.transmission line for a large number of to be monitored Switch possible, whereby the data transmission can take place over several kilometers. The donors to each other are completely identical and supplied remotely, whereby faults in the system are recognized as well as the type and location of the fault are displayed. Interference voltages on the transmission line cannot lead to incorrect statements (Redundancy on several levels). The effort for carrying out the invention Procedure turns out to be very low compared to the known.
Vorteilhaft wird über ein Display und/oder über Leuchtdioden der jeweilige Schaltzustand der zu überwachenden Schalter angezeigt, so daß an einem Zentralgerät die gesainte Anlage jederzeit und leicht zu überwachen ist. In das Zentralgerät ist eine Erstwerterfassung integriert, so daß im störungsfreien Betrieb auf der Anzeige die Adressen der geschlossenen Schalter mit einer Kennzeichnung des zuerst betätigten Schalters erscheinen. In einem Störungsfall erscheint auf der Anzeige eine Angabe über die Art und den Ort einer aufgetretenen Störung.The respective switching state of the to be monitored is advantageously shown via a display and / or via light-emitting diodes Switch displayed so that the entire system can be easily monitored at any time on a central device is. An initial value acquisition is integrated in the central device, so that in trouble-free operation on the The addresses of the closed switches are displayed with an identification of the switch that was operated first. In the event of a malfunction, information about the type and location of a problem appears on the display Disturbance.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden die vom Zentralgerät empfangenen Daten ausgewertet, sortiert und mittels einer seriellen Schnittstelle, z. B. einer nachgeschalteten Steuerung, zugeleitet.According to an advantageous development of the invention the data received from the central device are evaluated, sorted and transferred via a serial interface, z. B. a downstream controller, fed.
Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, weiche ein mit einem Rechner sowie einem Impulsgeber ausgerüstetes Zentralgerät aufweist, welches über eine dreiadrige Leitung an die Geber derart angeschlossen ist, daß diese jeweils zwischen zwei den positiven und den Null-Anschluß bildenden Adern der Leitung liegen und die dritte Ader als Steuerleitung direkt über die hintereinander angeordneten Geber von Geber zu Geber geführt ist und zur Steuerung der einzelnen Geber dient. Mit Hilfe dieser Schaltungsanordnung ist es möglich, mit nur einer dreiadrigen Leitung eine Vielzahl von Gebern über viele Kilometer miteinander zu verbinden, deren Reihe durch ein Endglied abgeschlossen ist. Mit Hilfe dieser Schaltungsanordnung kann beispielsweise ein mehrere Kilometer langes Förderband im untertägigen oder aber auch im übertägigen Grubenbetrieb überwacht werden, welches mit einer Vielzahl von Seilzugschaltern od. dgl. versehen ist.The invention also extends to a circuit arrangement to carry out the method according to the invention, soft one with a computer as well a pulse generator equipped central device, which via a three-wire line to the encoder is connected in such a way that they each form the positive and the zero terminal between two The wires of the line lie and the third wire as a control line directly over the one behind the other Encoder is led from encoder to encoder and is used to control the individual encoders. With the help of this circuit arrangement it is possible to use just one three-core cable to send a large number of encoders over many kilometers to connect with each other, the row of which is terminated by an end link. With the help of this circuit arrangement For example, a conveyor belt several kilometers long in the underground or in the Above-ground mine operations are monitored, which od with a variety of cable switches. The like. Provided is.
Jeder Gebsr ist an die Anschlüsse e'nes Wechselkontaktes des zu überwachenden Schalters angeschlossen. Den beiden Schaltzuständen der Schalter sind jeweils bestimmte Impulse unterschiedlicher Dauer zugeordnet. Durch die Rückmeldung dieser Impulse findet im Zentralgerät eine Erfassung der Schaltzustände der jeweils zugehörigen Schalter c,tatt, so daß nicht nur eine genaue Erfassung, sondern auch eine daraus resultierende Steuerung möglich ist. Die Dauer der Impulse der einen Schaltzuständt der Schalter ist vorteilhaft halb so lang bemessen wie die der anderen Schaltzustände, so daß ein sicheres Auseinanderhalten möglich ist.Each Gebsr is connected to the connections of a changeover contact of the switch to be monitored. The two switching states of the switches are each assigned certain pulses of different duration. As a result of the feedback from these impulses, the switching states of the respective associated switches c , tatt are recorded in the central device, so that not only precise recording but also control resulting therefrom is possible. The duration of the pulses of one switching state of the switch is advantageously half as long as that of the other switching states, so that it is possible to keep them apart.
Vorteilhaft besteht jedes Antwortsignal der einzelnen Geber zur Erfassung der Schaltzustände aus drei Zeiteinheiten, von denen eine oder zwei auf die Impulse und eine oder zwei auf Pausen zwischen den Impulsen ent= fallen. Durch diese Variierung ist es möglich, etwaige Leitungsfehler, z. B. Adernbruch und -Schluß, zwischen dem Geber und dem dazugehörigen Schalter sicher zu erkennen, wobei überdies auch der On des Fehlers ermittelt wird. Das gleiche gilt für Unterbrechungen des Übertragungskabcls. Außerdem ist durch die Wahl der Signalformen eine Überwachung des Kontaktes des Schalters gewährleistet.Each response signal from the individual transmitters for recording the switching states advantageously consists of three time units, of which one or two on the impulses and one or two on pauses between the impulses ent = fall. This variation makes it possible to avoid any line errors, e.g. B. broken wire and short circuit, between the encoder and the associated switch to reliably detect, and the On of the error is also determined will. The same applies to interruptions in the transmission cable. In addition, the choice of Signal forms a monitoring of the contact of the switch guaranteed.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung bestehen die Signale für das Endglied aus vier Zeiteinheiten, von denen die ersten drei auf Pausen und die letzte Zeiteinheit auf Impulse entfallen.According to one embodiment of the invention, the signals for the end member consist of four time units, from where the first three are pauses and the last time unit is impulses.
Zur Meldung eines Leitungsbruches zwischen Schalter und dazugehörigem Geber besteht jedes Signal aus vier Zeiteinheiten, von denen die beiden ersten auf Pausen entfallen und die beiden letzten die Antwortimpulse darstellen.To report a line break between the switch and the associated encoder, each signal consists of four time units, of which the first two are pauses and the last two are the response pulses represent.
Zur Meldung eines Kurzschlusses zwischen Geber und dazugehörigem Schalter besteht jedes Signal aus zwei Zeiteinheiten, von denen die erste die Pause darstellt, während die zweite den Antwortimpuls ergibt.To report a short circuit between the encoder and the associated switch, each signal consists of two units of time, the first of which is the pause, while the second is the response pulse.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigtAn embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawing, namely shows
F i g. 1 in schematischer Darstellung den Aufbau der Schaltungsanordnung,F i g. 1 a schematic representation of the structure of the circuit arrangement,
Fig.2 in schematischer Darstellung den Anschlußplan der Geher,2 shows the connection diagram in a schematic representation the walker,
F i g. 2 in schematischer Darstellu --^ den Anschlußplan der Geber,F i g. 2 in a schematic representation - ^ the connection diagram the giver,
F i g. 3 ein Diagramm mit den für die beiden Schaltzustände eingezeichneten Formen der Antwortsignale.F i g. 3 shows a diagram with the forms of the response signals drawn in for the two switching states.
Fig.4 ein Diagramm mit dem Antwortsignal für das Endglied4 shows a diagram with the response signal for the End link
F i g. 5 ein Diagramm mit dem Antwortsignal bei Unterbrechung der Leitung zum Schalter und ,
F i g. 6 ein Diagramm mit Antwortsignal bei kurzgeschlossener Leitung zum Schalter.F i g. 5 shows a diagram with the response signal when the line to the switch is interrupted and
F i g. 6 shows a diagram with the response signal when the line to the switch is short-circuited.
In Fig. 1 ist mit 1 ein Netzteil bezeichnet, der die Wechselspannung des Netzes auf Gleichspannung von 24 Volt umformt, mit der das Zentralgerät 2 gespeist wird. Vom Zentralgerät 2 führt die dreiadrige Leitung 3 zu den hintereinander angeordneten Gebern 1. Il ... N, denen das Endglied M nachgeschaltet ist. Die Geber I. Il ... Nsowie das Endglied Msind an die Leitung3 derart angeschlossen, daß diese jeweils zwischen deren Adern 4,5 liegen, von denen die Ader 4 den positiven Anschluß darstellt und die Ader 5 den Null-Anschluß. Die dritte Ader 6 ist die .Steuerleitung, welche von Geber I zu Geber II usw. bis zum Endglied Mgeführt ist.In Fig. 1, 1 denotes a power pack which converts the AC voltage of the network to DC voltage of 24 volts, with which the central device 2 is fed. From the central unit 2, the three-wire line 3 leads to the consecutively arranged donors 1. Il ... N, where the end member M is connected downstream. The transmitters I. Il ... N and the end member M are connected to the line 3 in such a way that they are each between its wires 4,5, of which wire 4 represents the positive connection and wire 5 represents the zero connection. The third wire 6 is the control line, which is led from encoder I to encoder II, etc. up to the M end member.
Das Zeniralgerät 2 ist mit einem nicht weiter dargestellten Rechner sowie einem ebenfalls nicht dargestellten Impulsgeber herkömmlicher Bauart iusgerüstet. Je nach der Anzahl der zu überwachenden Geber I. Il... N ist der Rechner, z. B. ein Microprozessor, bemessen. Vom Zentralgerät 2 führt eine weitere Leitung 7 zu einer nicht dargestellten Steuerung.The central device 2 is equipped with a computer, not shown, and a pulse generator of conventional design, also not shown. Depending on the number of sensors to be monitored I. Il ... N , the computer, z. B. a microprocessor sized. Another line 7 leads from the central device 2 to a controller (not shown).
Der Anschlußplan der Geber 1, Il ... /V an die zu überwachenden Scha'ter ist aus Fig. 2 ersichtlich. Der Anschluß ist nur für den zum Geber 1 gehörenden Schalter 1.1 eingezeichnet, jedoch sind die weiter vorhai:denen Geber Il ... N in gleicher Weise an die mit ihnen verbundenen Schalter 11.2 usw. angeschlossen.The connection diagram of the transmitter 1, II ... / V to the switch to be monitored is shown in FIG. The connection is only shown for the switch 1.1 belonging to the transmitter 1, but those are also available: those transmitters II ... N connected in the same way to the switches 11.2 etc. connected to them.
Der im einzelnen nicht dargestellte Schalter 1.! weist einen Wechselkontakt 8 auf. dessen Anschlüsse 9 über die dreiadrige Leitung 10 an den Geber I angeschlossen bo sind.The switch, not shown in detail 1.! shows a changeover contact 8. whose connections 9 are connected to the encoder I via the three-wire line 10 bo are.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist wie folgt:The operation of the circuit arrangement according to the invention is as follows:
Im Norm al bet rieb führen die Geber I. Il ... N keinen Strom. Durch Betätigen des Impulsgebers im Zentraiget,5 rät 2 wird ein Einlesezyklus der Abfragesignale über die Steuerader gestartet, indem dem ersten Geber I ein Signal übermittelt wird. Der Geber I fragt den zugehörigen Schalter 1.1 ab und aniworiet mit einem zeitlichIn normal operation, encoders I. Il ... N do not carry any current. By activating the pulse generator in the center, 5 advises 2, a read-in cycle of the interrogation signals is started via the control wire by transmitting a signal to the first transmitter I. The transmitter I queries the associated switch 1.1 and aniworiet with a timed
definierten Antwortsignal, dessen Dauer vom jeweiligen Schaltzustand des zugehörigen Schalters 1.1 abhängig ist. Aus F i g. 3 sind die Antwortsignale Il für die beiden Schaltzustände eines Schalters ersichtlich. Jedes Signal Il besteht aus drei Zeiteinheiten 12, 13, 14. von ·, denen eine oder zwei auf die Impulse 15, 16 und eine oder zwei auf Pausen zwischen den Impulsen 15, 16 entfallen.defined response signal, the duration of which depends on the respective Switching state of the associated switch 1.1 is dependent. From Fig. 3 are the response signals II for the can be seen in both switching states of a switch. Each signal II consists of three time units 12, 13, 14 of ·, which one or two on the pulses 15, 16 and one or two pauses between the pulses 15, 16 are omitted.
Der Start eines Einlesezyklus, ausgelöst durch das Zentralgerät 2. beginnt im Kreuzungspunkt der Achsen in dos Diagramms, wonach zuerst zwei Zeiteinheiten 12, 13 als Pausen durchlaufen werden und sich dann der Antwortimpuls 15 ausbildet, welcher für einen Schaltzustand des \om Geber 1 zu überwachenden Schalters 1.1 charakteristisch ist. Dieser Impuls 15 soll beispielsweise i) anzeigen, daß der zugehörige Schalter 1.1 unbetätigt ist. Das Ende des Impulses 15. welches in F i g. 3 durch die senkrechte Linie am Ende der Zeiteinheit 14 gekennzeichnet ist. stellt das Startsignal für das Antwortsignal i i des zweiten Gebers ii dar. .'< >The start of a read-in cycle, triggered by the central device 2. begins at the intersection of the axes in dos diagram, according to which first two time units 12, 13 are passed through as pauses and then the response pulse 15 is formed, which for a switching state of the switch 1.1 to be monitored is characteristic. This pulse 15 should, for example, i) indicate that the associated switch 1.1 is not activated. The end of the pulse 15. which is shown in FIG. 3 indicated by the vertical line at the end of the time unit 14 is. represents the start signal for the response signal i i of the second encoder ii.. '< >
Dessen Impuls 16 erstreckt sich über zwei Zeiteinheiten 13, 14 und zeigt somit an. daß der zum Geber Il gehörende Schalter 11.2 sich in dem anderen Schallzustand befindet, d. h. also betätigt wurde. Auch hier bewirkt das Ende des Antwortimpulses 16 das Startsignal 2j für den iijchgeordneten Geber UI usw. bis /V.Its pulse 16 extends over two time units 13, 14 and thus indicates. that the switch 11.2 belonging to the transmitter II is in the other sound state, that is to say it has been actuated. Here, too, the end of the response pulse 16 causes the start signal 2j for the assigned transmitter UI, etc. to / V.
Die Antwortimpulse 15, 16 werden über die Ader 4 der Leitung 3 jeweils zum Zentralgerät 2 zurückgemeldet. so daß im Anzeigeteil des Zentralgerätes 2 eiine genaue Anzeige über die jeweiligen Schaltzustande vorliegt, so daß über die Leitung 7 die Information einer nachgeschalteten Steuerung weitergeleitet wenden kann.The response pulses 15, 16 are reported back to the central device 2 via the wire 4 of the line 3. so that there is an exact display of the respective switching states in the display part of the central device 2, so that the information is forwarded to a downstream controller via line 7 can.
leder Einlesezvklus endet mit Durchlaufen sämtlicher vorhandener Geber, wobei das Ende durch das Endg ied Λ/ angezeigt ist. dessen Signal 11 aus F i g. 4 ersichtlich ist. Das Signal 11 für das Endglied Λ/ besteht aus vier Zeiteinheiten 22, 23, 24, 25 vor: denen die ersten drei Zeiteinheiten 22, 23, 24 auf Pausen entfallen und die letzte Zeiteinheit 25 den Impuls 17 darstellt. Nach Ernpfang des Impulses 17 vom Zentralgerät 2 wird ein neuer Einlesez>klus gestartet.leather reading cycle ends when all existing encoder, the end ied through the end Λ / is displayed. whose signal 11 from FIG. 4 can be seen is. The signal 11 for the end link Λ / consists of four Time units 22, 23, 24, 25 before: those the first three Time units 22, 23, 24 are omitted from pauses and the last time unit 25 represents the pulse 17. After reception of the pulse 17 from the central device 2, a new reading cycle is started.
Da1, Signa! Il bei einem Bruch der Leitung 10 von einem Geber zum zugehörigen Schalter ergibt sich aus F 1 g. 5. Wenn beispielsweise die Leitung IO vom Geber I zu seinem zugehörigen Schalter 1.1 unterbrochen ist. ergibt sich das aus F i g. 5 ersichtliche Signal 11. Dieses besteht aus vier Zeiteinheiten 12, 13, 14, 12. von denen die beiden ersten 12, 13 auf Pausen entfallen, während die beiden letzten 14, 12 die Antwortimpulse 18 ergeben. Die Rückmeldung der Impulse 18 an das Zentralgerät 2 ergibt die Möglichkeit der Erfassung der Art und des Ortes des etwa eingetretenen Fehlers.There 1 , Signa! II in the event of a break in line 10 from a transmitter to the associated switch results from F 1 g. 5. If, for example, the line IO from encoder I to its associated switch 1.1 is interrupted. this results from FIG. The signal 11 shown in FIG. 5 consists of four time units 12, 13, 14, 12, of which the first two 12, 13 are pauses, while the last two 14, 12 result in the response pulses 18. The feedback of the pulses 18 to the central device 2 provides the possibility of detecting the type and location of any error that has occurred.
In F i g. 6 ist das Signal 11 für den Fall dargestellt, daß ein Kurzschluß in der Leitung IO vom Geber zum zügehörigen Schalter eingetreten ist. In diesem Falle besteht jedes Signal 11 aus zwei Zeiteinheiten 12,13. von denen die erste 12 die Pause darstellt, während die zweite 13 den Antwortimpuls 19 ergibt. Die Rückmeldung der Impulse 16 zum Zentralgerät 2 zeigt also einen andersartigen Fehler an als vorher erörtert, nämlich einen Kurzschluß gegenüber einem Bruch einer Ader der Leitung 3. aber ebenso w ie diese den jeweiligen Ort des aufgetretenen Fehlers.In Fig. 6 the signal 11 is shown for the case that a short circuit in the line IO from the encoder to the associated Switch has been entered. In this case, each signal 11 consists of two time units 12, 13. of which the first 12 represents the pause, while the second 13 gives the response pulse 19. The feedback of the impulses 16 to the central device 2 thus indicates a different type of error than previously discussed, namely a short circuit compared to a break in a wire of the line 3. but just like this the respective location of the occurrence Error.
Das erfindungsgemäße Prinzip beruht darauf, daß dieThe principle of the invention is based on the fact that the
r~.,-.un- «~.—nnu»,-^rA un:-xA_ c. — r.--.u-An :nA^~u An* r ~., -. u n - «~ .— nn u», - ^ r A u n : -x A _ c. - r .--. U- An : n A ^ ~ u A n *
jeweils angesprochene Geber, der über die Adern 4, 5 seiner Versorgungsleitung 3 an einer Spannung von z. B.each addressed encoder, which is transmitted via wires 4, 5 its supply line 3 at a voltage of z. B.
12 Volt liegt, kurzzeitig einen erhöhten Strom zieht, wc bei die Zeit des erhöhten Stroniflusses den Inform.] tionsinhalt darstellt, welcher vom Geber an das Zentra gerät zurückgemeldet wird.12 volts, briefly draws an increased current, wc at the time of the increased Stroni flow inform.] represents the content that is reported back from the encoder to the central device.
Hierzu 2 Ulatt ZeichnungenIn addition 2 Ulatt drawings
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-
1980
- 1980-08-09 DE DE3030252A patent/DE3030252C2/en not_active Expired
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DE3030252A1 (en) | 1982-06-09 |
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