DE3114547A1 - "trennschalter mit uebertemperatur-ausloeseeinrichtung" - Google Patents
"trennschalter mit uebertemperatur-ausloeseeinrichtung"Info
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- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/008—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for protective arrangements according to this subclass
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Description
311A5A7
- 4 _ WS243P-2258
Trennschalter mit Übertemperatur-Auslöseeinrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf Trennschalter mit Mitteln zum elektronischen
Analysieren elektrischer Bedingungen in einem zu schützenden Schaltkreis und zum automatischen Unterbrechen des in den Sehaltkreis
fließenden Stroms, wenn elektrische Bedingungen vorbestimmte Grenzwerte überschreiten.
In industriellen und kommerziellen Anwendungsgebieten finden .Leistungsschalter
zum Schützen elektrischer Leitungen und daran angeschlossener Geräte vor Beschädigungen aufgrund zu starker Ströme weit verbreitete
Anwendung. Wenngleich Leistungsschalter anfänglich als direkter Ersatz für Sicherungen verwendet wurden, wurde von ihnen nach und nach gefordert,
kompliziertere Schutzaufgaben zu erfüllen als diejenige, eine Stromunterbrechung herbeizuführen, wenn der Stromfluß einen bestimmten
Pegel überschritt. Es wurden differenziertere Zeit/Strom-Auslösekennlinien gefordert, indem z.B. ein Leistungsschalter bei starken Überlastungen
rasch öffnen sollte, bei geringeren Lastströmen jedoch verzögert unterbrechen sollte, wobei die Verzögerungszeit etwa umgekehrt proportional
zum Grad der Überlastung war. Weiterhin wurde von Leistungsschaltern gefordert, bei Erfassung von Erdschlußströmen eine Unterbrechung
herbeizuführen. Mit dem Ansteigen der Komplexität elektrischer
a O
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Verteilungssehaltungen wurden die Steuerteile von Leistungsschaltern
• miteinander verbunden, um Selektivität und Koordinierungsmögliehkeiten zu schaffen. Hierdurch hatte der Systemingenieur die Möglichkeit, die
Reihenfolge festzulegen, in der die verschiedenen Leistungssehalter
unter speziellen Fehlerbedingungen abschalten wurden.
Am Ende der 60iger Jahre wurden elektronische Festkörper-Steuerschaltungen
für die Verwendung in Hochleistungs-Niederspannungs-Leistungsschaltern entwickelt. Diese Steuerschaltungen nahmen Funktionen wahr,
^ v.ie das sofortige und verzögerte Auslösen oder Abschalten, was bisher
durch magnetisch und thermisch arbeitende Mittel erreicht wurde. Die
verbesserte Genauigkeit und Flexibilität der elektronischen Festkörper-Steuerschaltungen
waren Grund für deren großen Anklang, wenngleich die elektronischen Steuersehaltungen teurer waren als ihre mechanischen
Gegenstücke.
Die ersten elektronischen Steuersehaltungen machten Gebrauch von diskreten
Bauteilen, wie z.B. Transistoren, Widerständen und Kondensatoren. Jüngere Anordnungen besaßen integrierte Schaltkreise, die zu einer verbesserten
Produktleistung bei etwas verminderten Kosten führten.
Da die Energiekoston weiter rasch ansteigen, besteht ein wachsendes
Sr ^V1
Interesse an der wirksamen Steuerung des Verbrauchs elektrischer Energie durch Schaffung höher entwickelter elektrischer Verteilungssehaltungen.
Es wird daher ein Leistungsschalter benötigt, der eine komplexere Analyse elektrischer Bedingungen in einem zu schützenden
Sehaltkreis und noch bessere Möglichkeiten zur Koordination mit anderen
Schaltern bietet. Wie stets, ist es in hohem Maße wünschenswert, diese Möglichkeiten bei den gleichen oder geringeren Kosten zu schaffen.
Bisher
- 6 - WS243P - 2258
Bisher wurde ein Schutz vor zu hohen Temperaturen bei mit elektronischen
Auslöseeinheiten ausgestatteten Leistungsschaltern durch die Verwendung von auf den Sehaltungstafeln angebrachten Thermistoren erreicht.
Wenngleich diese Methode im großen und ganzen zufriedenstellend ist, ist es dennoch wünschenswert, einen zusätzlichen Schutz zu
schaffen. Speziell ist es wünschenswert, eine Einrichtung zum Erfassen unrichtiger Anschlußverschaltungen , hoehohmiger interner Verbindungen
und geringen Hauptkontaktdrucks zu schaffen.
Folglich schafft die Erfindung einen in einem Gehäuse eingeschlossenen
Trennschalter, mit trennbaren Kontakten, einer Leitungsanordnung zum Verbinden der Kontakte mit einem zu schützenden Schaltkreis, einem
Mechanismus zum automatischen Trennen der Kontakte, einer Vorrichtung, die, wenn sie erregt wird, den Mechanismus betätigt und einer
Einrichtung zum Erregen der Betätigungsvorrichtung. Eine auf Energie ansprechende Einrichtung ist physikalisch mit der Leitungsanordnung
verbunden und elektrisch an die Betätigungsvorrichtung und die Erregungseinrichtung
angeschlossen. Die auf Energie ansprechende Vorrichtung veranlaßt die Erregungseinrichtung, die Betätigungsvorrichtung
immer dann zu erregen, wenn innerhalb des Gehäuses freigesetzte Energie einen vorbestimmten Pegel überschreitet, um dadurch
ein automatisches Trennen der Kontakte einzuleiten.
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Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung an-.hand
der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Leistungsschalters,
Fig. 2 ein funktionelles Bloekdiagramm des Leistungsschaltcrs gemäß
Fig. 1,
Fig. 3 ein Bloekdiagramm eines typischen elektrischen Verteilungssystems unter Verwendung von Leistungsschaltcrn der in Fig.
1 dargestellten Art,
Fig. 4 eine graphische Darstellung der Zeit/Strom-Auslösekennlinie
des Leistungsschaltcrs gemäß Fig. 1, dargestellt im doppeltlcgarithmisuiicn
Maßstab,
Fig. 5 eine detaillierte Vorderansicht der Frontplatte der Auslöseeinheit
des Leistungsschaltcrs gemäß Fig. 1 und 2,
Fig. -5A ein Bloekdiagramm des in Fig. 2 gcicigUm lYukrocoiutmUnt.,
Fig. 6 ein detailliertes schematisches Diagramm des Frontplatten-
Anzeigcsystcms gemäß Fig. 5,
Fig. 7 ' ein detailliertes schematisches Diagramm des Parameter-Eingabesystems
gemäß Fig. 2,
Fig. 8 ein detailliertes schematisches Diagramm der Bauartnummer-
Kennzeichnungsvorrichtung gemäß Fig. 2,
Fig. 9 ein schematisches Diagramm der Fernanzeige und Spannungsversorgung
gemäß Fig. 2,
Fig. 10
t> * β·
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Fig. 10 ein Wellcnformdiagramm, das an verschiedenen Stellen der
Fernanzeige und Spannungsversorgung gemäß Fig. 9 auftretende
Größen zeigt,
Fig. 11 ein Blockdiagramm der in Fig. 2 dargestellten System-Spannungsversorgung,
Fig. 12 ein sehematisches Diagramm der in Fig. 11 dargestellten System-Spannungsversorgung,
Fig. 13 ein Impulsdiagramm , das die an verschiedenen Stellen der Systcm-Spannungsvcrsorgung gemäß Fig. 11 und 12 auftretenden
Schaltpegel zeigt,
Fig. 14 ein sehematisches Diagramm des Daten-Eingabe/Ausgabe-Systems
und der Spannungsversorgung gemäß Fig. 2,
Fig. 15 ein Impulsdiagramm, das an verschiedenen Stellen des Systems
gemäß Fig. 14 auftretende Wellenformen darstellt,
Fig. 16 ein sehematisches Diagramm einer Schaltung für die Hardware-Initialisierung
bei Netzeinschaltung und für automatisches v_ Rücksetzen,
Fig. 17 ein Flußdiagramm der in dem Lesespeicher des in Fig. 2
dargestellten Mikrocomputers gespeicherten Haupt-Befchlsschleife,
Fig. 18 ein Flußdiagramm der ersten Funktion der in Fig. 17 gezeigten
Haupt-Befehlsschlcife,
Fig. 19 ein Flußdiagramm der zweiten Funktion der in Fig. 17 gezeigten
Haupt-Befchlssehleifc,
Fig. 20
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Fig. 20 ein Flußdiagramm der dritten Funktion der in Fig. 17 gezeigten
Haupt-Befchlssehleife,
Fig. 21 ein Flußdiagramm der vierten Funktion der in Fig. 17 gezeigten
Haupt-Bcfehlsschleifc,
Fig. 22 ein Flußdiagramm der fünften Funktion der in Fig. 17 gezeigten
Haupt-Befchlsschleife,
Fig. 23 ein Flußdiagramm der sechsten Funktion der in Fig. 17 gezeigten
Haupt-Befehlsschlcifc,
Fig. 24 ein Flußdiagramm der siebten Funktion der in Fig. 17 gezeigten
Haupt-Befehlsschlcife,
Fig. 25 ein Flußdiagramm der achten Funktion der in Fig. 17 gezeigten
Haupt-Befchlssehleife,
Fig. 26 ein Flußdiagramm des gemeinsamen Anzeige-Unterprogramms gemäß Fig. 17,
Fig. 27 ein Flußdiagramm des Auslösc-Untcrprogramms gemäß Fig.
17, und
t
t
Fig. 28 ein Flußdiagramm des Unterprogramms zum Erhalten von Einstcllwcrten von den Potentiometern gemäß Fig. 5.
-ΙΟΙ. EINFÜHRUNG
A. Die Verwendung eines Leistungsschalters in einem elektrischen
Energieverteilungssystem
Bevor die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert wird,
mag es hilfreich sein, im einzelnen die Funktion eines Leistungssehalters in einem elektrischen Energieverteilungssystem zu erläutern. Fig.
zeigt ein typisches elektrisches Verteilungssystem. Über Leistungssehalter
50, 52 und 54 werden mehrere elektrische Lasten 48 von einer von zwei elektrischen Energiequellen 56 und 58 gespeist. Bei den Quellen
und 58 kann es sich um an eine elektrische Hochspannungsleitung angeschlossene Transformatoren, einen d iesefeetriebenen Notgenerator oder
um eine Kombination dieser Elemente handeln. Die von der ersten Quelle 56 abgegebene Leistung gelangt durch einen ersten Haupt-Leistungsschalter
50 zu mehreren Verζweigungs-Leistungsschaltern 60-66.
In ähnlicher Weise gelangt Leistung von der zweiten Quelle 58 über einen zweiten Haupt-Leistungsschalter 52 zu einer zweiten Gruppe von
Verzweigungs-Leistungssehaltern 68-74. Alternativ kann Leistung von
entweder der Quelle 56 oder der Quelle 58 über den Verbindungs-Leistungssehalter
54 an die Verzweigungs-Leistungsschalter der jeweils gegenüberliegenden Seite geliefert werden. Im allgemeinen sind Haupt-
und Verbindungs-Leistungsschalter 50, 52 und 54 derart miteinander koordiniert,
daß keine" Verzweigungssehaltung gleichzeitig von zwei Quellen gespeist wird. Die Leistungsfähigkeit der Haupt- und Verbindungs-Leistungsschalter
50, 52 und 54 ist für gewöhnlich größer als die der Verzweigungs-Leistungssehalter.
Sollte beispielsweise am Punkt 76 eine Störung auftreten (ein anormal
starker Stromfluß), ist es wünschenswert, daß dieser Zustand von dem Verzweigungs-Leistungsschalter 62 erfaßt wird, so daß dieser Schalter
rasch auslöst oder öffnet, um die Störung von jeder elektrischen Energiequelle zu trennen. Die Störung am Punkt 76 kann ein großer Überstrom
sein, der z.B. durch einen Kurzschluß zwischen zwei Phasenleitern des
Schaltkreises
3TH547
Sehaltkreises verursacht wird, oder es kann sieh um eine Überlastung
.handeln, die nur geringfügig über der Nennleistung des Leistungssehalters
liegt, und die durch einen blockierten Motor verursacht wird. Andererseits
kann es sich um eine Störung durch Erdschluß handeln, verursacht durch das Durchsehlagen der Isolation eines der Leiter, so daß ein relativ
kleiner Stromfluß zu einem auf Erdpotential liegenden Gegenstand fließen kann. In jedem Fall würde die Störung auch durch die Hauptpder
Verbindungs-Sehalter 50, 52 oder 54 erfaßt werden, durch die die von dem Verzweigungs-Leistungsschalter 62 geführte Leistung zum Zeitig punkt der Störung fließt. Es ist jedoch wünschenswert, daß nur der
Verzweigungs-Leistungsschalter 52 zum Abtrennen der Störung von der
elektrischen Energiequelle arbeitet, nicht aber die Haupt- oder Verbindungssehalter.
Der Grund hierfür liegt darin, daß dann, wenn der Hauptoder Verbindungs-Leistungsschalter ausgelöst werden, ein Netzausfall
bei mehr als nur derjenigen Last auftreten würde, an die der Verzweigungs-Leistungsschalter
angeschlossen ist, wo die Störung aufgetreten ist. Es ist daher wünschenswert, daß die Haupt- und Verbindungsschalter
50, 52 und 54 eine längere Verzögerungsdauer im Anschluß an die Erfassung einer Störung aufweisen, bevor sie eine Auslösung einleiten.
Die Koordinierung der Verzögerungszeiten unter den Haupt-, Verbindungsund Verzweigungs-Leistungsschaltern für verschiedene Störungsursachen
ist der Hauptgrund dafür, daß höher entwickelte Steuerungen für eine
Auslöseeinheit erforderlieh sind,
t
t
B. Zeit/Strom-Auslösekennlinien
Um in der oben erläuterten Weise die Koordinierung der Leistungsschalter
untereinander zu erreichen, müssen für jeden Leistungsschalter Zeit/-Strom-Auslösekennlinien
spezifiziert werden. Herkömmlich hatten Leistungsschalter ähnliche Kennlinien wie in Fig. 4 dargestellt ist, wobei beide
Achsen logarithmisehen Maßstab aufweisen. Wenn die Stromstärke unter dem maximal zulässigen Nenn-Dauerstrom des Leistungssehalters liegt,
bleibt der Schalter selbstverständlich geschlossen. Worm der Strom jedoch
stärker wird, ist es an irgendeiner Stelle, beispielsweise am Punkt
300
■Ο *r * b
12 -
300 in Fig. 4, wünschenswert, daß der Leistungssehalter auslöst, d.h.
absehaltet, falls dieser Überlastungsstrom über einen längeren Zeitraum
hinweg andauert. Sollte der Strom entsprechend dem maximal zulässigen
Nenn-Dauerstrom dauernd fließen, so wird, wie in Punkt 300 in Fig. 4 zu erkennen ist, der Leistungsschalter nach etwa 60 Sekunden
auslösen.
Bei etwas höheren Stromstärken ist die Auslösezeit für den Schalter etwas
kürzer. Bei dem 1,6-fachen des maximalen Dauerstroms beispielsweise (vgl. 302 in Fig. 4) schaltet der Leistungsschalter nach etwa 30 Sekunden
ab. Der Abschnitt der Kurve zwischen den Punkten 300 und 304 ist als Kennlinienteil mit langer Verzögerung oder als thermischer Kennlinienteil
des Sehalters bekannt, da diese Kennlinie bei herkömmliehen Leistungsschaltern durch ein Bimetallelement erhalten wurde. Es ist wünschenswert,
daß sowohl der Strompegel, bei dem der Abschnitt langer Verzögerung beginnt,
als auch die Auslösezeit, die für irgendeinen Punkt in diesem Abschnitt erforderlich ist, einstellbar sind. Diese Parameter sind als Ansprechwert
für lange Verzögerung, bzw. als lange Verzögerungszeit bekannt und in der Zeichnung durch Pfeile 306 bzw. 308 kennlich gemacht.
Bei starken Überstrompegeln, beispielsweise beim 12-fachen des maximalen
Dauerstroms und darüber, ist es wünschenswert, daß der Leistungssehalter
so rasch wie m'öglich abschaltet. Diese Stelle 312 in der Kennlinie
ist als "Sofort"- oder magnetischer Auslösepegel bekannt, da bei herkömmlichen Leistungsschaltern ein in Serie mit den Kontakten liegender
Elektromagnet verwendet wurde, um ein möglichst rasches Ansprechen zu erzielen. Der Ansprechwert für sofortige Auslösung ist für gewöhnlich
einstellbar, wie durch den Pfeil 314 angedeutet ist.
Zur Unterstützung der Koordinierung von Leistungsschaltern innerhalb
eines Verteilungssystems besitzen moderne Leistungsschalter zusätzlich einen Kennlinienteil 316 für kurze Verzögerung. Dieser Kennlinienteil
liegt zwischen den Abschnitten für lang verzögerte Auslösung und sofortige
fortige Auslösung. Die vorliegende Erfindung gestattet die Einstellung
sowohl des Ansprechwertes für kurze Verzögerung als auch der kurzen Verzögerungszeit, die durch die Pfeile 312 und 320 angedeutet ist.
Unter gewissen Bedingungen ist es wünschenswert, daß die Auslösezeit
in dem Abschnitt kurzer Verzögerung auch umgekehrt zum Quadrat der
Stromstärke variiert. Dies ist als I2t-Kennlinie bekannt, was in Fig. 4
durch die gestrichelte Linie 310 angedeutet ist.
II. BESCHREIBUNG DES AUFBAUS UND DER ARBEITSWEISE
A. Der Leistungs- oder Trennschalter
Im folgenden wird Bezug genommen auf die Zeichnung, in der gleiche
Bezugszeichen entsprechende Bauteile bezeichnen. Fig. 1 und 2 zeigen eine perspektivische Ansicht bzw. ein funktionelles Blockdiagramrn einch,
ein gegossenes Gehäuse aufweisenden Leistungsschalters 10 gemäß der Erfindung. Wenngleich der Trennsehalter 10 ein dreiphasiger Leistungsschalter
ist, der Anwendung findet bei einem dreiphasigen elektrischen Schaltkreis, so ist die Erfindung selbstverständlich nicht hierauf beschränkt,
denn es könnte auch ein einphasiger Schaltkreis oder eine andere Art von Mehrphasenschaltkreis verwendet werden. An Eingangsanschlüsse 12 ist eihe Energiequelle, wie z.B. ein Transformator oder
eine Schalttafel-Sammelschiene angeschlossen, an die Ausgangsanschlüsse 14 ist eine elektrische Last angeschaltet. Die die Anschlüsse
12 und 14 verbindenden internen Leiter 16 stehen außerdem in Verbindung
mit Trennkontakten 18, die zum selektiven Öffnen und Schließen eines elektrischen Sehaltkreises durch den Leistungsschalter in Abhängigkeit
von von Hand oder automatisch eingeleiteten Befehlen öffnen und schließen. Die Kontakte 18 werden mechanisch von einem Mechanismus
20 betätigt, der auf manuell oder automatisch gegebene Befehle anspricht,
um die Kontakte 18 zu öffnen oder zu sehließen.
«Jeder
- 14 -
Jeder der internen Phasenleiter 16 ist von einem Stromwandler 24 umgeben,
um den Pegel des Stromflusses durch den Leiter 16 zu ermitteln. Das Ausgangssignal der Stromwandler 24 gelangt zusammen mit dem
Ausgangssignal eines Stromwandlers 28, der den Pegel des in dem Schaltkreis fließenden Erdstroms erfaßt, zu einer Auslöseeinheit 26. Die Auslöseeinheit
26 überwacht permanent den Pegel der in dem Sehaltkreis, an den der Schalter 10 angeschlossen ist, fließenden Phasen- und Erdschlußströme
und gibt ein Befehlssignal an eine den Mechanismus 20 betätigende Auslösespule 22, um die Kontakte 18 immer dann zu öffnen,
wenn elektrische Bedingungen in dem zu schützenden Schaltkreis vorbestimmte, in der Auslöseeinheit 26 gespeicherte Grenzwerte überschreiten.
Unter normalen Betriebsbedingungen kann der Mechanismus 20 durch von Hand über eine Handbetätigungsvorriehtung 32 gegebene Befehle veranlaßt
werden, die Kontakte 18 zu öffnen und zu schließen. In Fig. 1 sieht man, daß der Leistungsschalter 10 ein gegossenes Isolierstoffgehäuse
34 aufweist. Die Anschlüsse 12 und 14 befinden sich auf der Rückseite des Gehäuses 34 und sind daher in Fig. 1 nicht zu sehen.
Auf der rechten Seite des Gehäuses 34 ist ein Handgriff 36 angebracht, mittels dessen eine Bedienungsperson eine (nicht gezeigte) Feder in dem
Mechanismus 20 spannen kann. Die Handbetätigungsvorriehtung 32 befindet
sich in der Mitte des Gehäuses 34. Fenster 38 und 40 lassen den Spannzustand der Feder bzw. die Stellung der Kontakte 18 erkennen.
Ein Druckknopf 42 ermöglicht es der Bedienungsperson, einen internen Elektromotor in Gang zu setzen, um die Feder entsprechend der Handbetätigung
mittels des Handgriffs 36 zu spannen. Mittels eines Druckknopfes 44 kann die Bedienungsperson bewirken, daß die Feder den
Mechanismus 20 betätigt, um die Kontakte 18 zu schließen. In ähnlicher
Weise ermöglicht ein Druckknopf 46 der Bedienungsperson, die Feder und den Mechanismus zu veranlassen, die Kontakte 18 zu öffnen.
B.
B. Auslöseeinheit
1. Frontplatte
Die Frontplatte der Auslöseeinheit 26 liegt auf der linken Seite des Gehäuses
34, wie man in Fig. 1 erkennt. Diese Platte, die im einzelnen in Fig. 5 dargestellt ist, enthält mehrere Anzeigelampen, Potentiometer,
numerische Anzeigevorrichtungen sowie Schalter, die der Bedienungsperson ermöglichen, die elektrischen Parameter des zu schützenden Schaltkreises
und die derzeit in die Auslöseeinheit eingegebenen Grenzwerte abzulesen und neue Grenzwerte einzugeben, falls dies erwünscht ist.
Ein Leistungssteckeinsatz 78 wird in die Fronttafel der Auslöseeinheit
26 eingeschoben, um den maximalen Dauerstrom zu spezifizieren, der durch den von dem Leistungsschalter zu schützenden Schaltkreis fließen
darf. Dieser kann kleiner sein als die tatsächliche Leistung des Schalters, welche als System- oder Rahmengröße bekannt ist. Beispielsweise kann
die Systemgröße des Leistungsschalters 1600 Ampere betragen; wenn der Leistungsschalter jedoch zunächst installiert wird, verbraucht der zu
schützende Schaltkreis vielleicht nur 1000 Ampere. Daher kann ein Leistungssteckeinsatz in die Auslöseeinheit eingesetzt werden, um sicherzustellen,
daß der zulässige maximale Dauerstrom, der durch den Schalter fließen dar, nur 1000 Ampere beträgt, selbst wenn der leistungsschalter
selbst in dfer Lage ist, 1600 Ampere sicher zu leiten.
Oben rechts in der Tafel der Auslöseeinheit ist eine Buchse 132 für
eine Hilfs-Wechselspannungsquelle vorgesehen, wie man in Fig. 5 sieht.
Diese Buchse wird dazu verwendet, dem Schaltkreis der Auslösecinheit eine Hilfs-Wechselspannung als Betriebsspannung zuzuführen (separat
von dem zu schützenden elektrischen Schaltkreis). Die Betriebsweise dieser Hilfs-Wechselspannungsversorgung wird im einzelnen im Abschnitt
III.E. erläutert.
2. Blockdiagramm
Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Auslösespule 22 über eine Leitung 136
von der Spannungsversorgung 144 gespeist wird. Der Strom flu ß durch
die
die Auslösespule wird gesteuert von einer nicht verriegelnden Schaltanordnung,
wie z.B. einem schaltenden Feldeffekttransistor 192, der durch die Hauptschaltung der Auslöseeinheit betätigt wird. Die Verwendung
eines nicht verriegelnden Schalters anstelle eines gesteuerten Siliciumgleichrichters
(SCR) oder einer anderen Art von Schaltgerät gemäß dem Stand der Technik schafft verbesserten Schutz vor Störungen.
Der Leistungsshalter 10 enthält weiterhin drei parallel geschaltete,
normalerweise geöffnete thermisch aktivierte Schalter 141, die bezüglich des FET 192 parallel geschaltet sind. Diese Sehalter sind körperlich
auf den Leitungen 16 in der Nähe der Kontakte 18 montiert, auf jedem Phasenleiter 16 ist ein Schalter vorgesehen.
Jeder Schalter enthält ein Bimetallelement, welches die Schalterkontakte
sehließt, wenn die Temperatur des zugehörigen Leiters auf 15O0C ansteigt,
und zurücksetzt, wenn die Leitertemperatur unter 1300C abfällt.
Wenngleich in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ein Bimetallschalter verwendet wird, können auch andere Arten thermisch aktivierter
Schalter Anwendung finden, beispielsweise können Thermistoren auf dem Leiter montiert werden. Alternativ können auch Strömungsfühler Anwendung
finden. Infrarotdetektoren könnten die an den Kontakten oder Leitern erzeugte Wärme fühlen, während Ultraviolett- oder HF-Detektoren
die Strahlung fühlen könnten, die durch Lichtbogen an Kontakten oder
Anschlüssen entstehen.
Die Schalter 141 dienen zum direkten Erregen der Auslösespule 22 bei
hohen Temperaturen. Zusätzlich steht die Hardware-Unterbrechungsleitung des Mikrocomputers mit der hohen Seite des Schalters 141 in
Verbindung, um dem Mikrocomputer 154 zu signalisieren, daß eine Auslösung stattgefunden hat. Dies veranlaßt die Ausführung geeigneter,
in dem internen ROM des Mikrocomputers 154 gespeicherter Befehle, um. Ausgangsdaten an eine Fernanzeige 145 zu geben. Da der Mechanismus
20 etwas mehr als 30 Millisekunden zum Öffnen der Kontakte im Anschluß an einen Auslösebefehl benötigt, hat die Auslöseeinheit 26
zwei
zwei vollständige Operationszyklen Zeit, selbst wenn von außen keine
•Spannung eingespeist wird. Alternativ könnten die Schalter 141 nur mit
dem Mikrocomputer 154 in Verbindung stehen, so daß dieser den Auslösevorgang in Gang setzt und Ausgangsdaten ebenso erzeugt, wie eine
Überstrom-Auslösung.
Die die elektrischen Parameter in dem Schaltkreis betreffende Information
wird von den drei Phasenstromwandlern 24 geliefert, von denen jeder den Stromfluß durch den jeweiligen Phasenleiter des Schaltkreises
überwacht. Der Wandler 28 umgibt die drei Phasenleiter des Schaltkreises und erfaßt Ströme, die durch die Phasenleiter aus einer Quelle
fließen und dann über unzulässige Wege durch Erde zurückfließen, was für gewöhnlich als Erdfehlerströme bezeichnet wird.
Die Signale von den Stromwandlern 24 gelangen an eine Gleichrichterund
Zuordnungsschaltung 142, die einen Gleichstrom abgibt, der proportional zu dem höchsten augenblicklichen Wechselstrom auf irgendeiner
der drei Phasen ist. Die Schaltung 142 liefert die normale Betriebsspannung für die Auslöseeinheit über eine Spannungsversorgung 144. Die
Wandler 24 und 28 dienen als Stromquellen und liefern an die Schaltung 142 eine begrenzte Spannung von etwa 40 Volt. Diese wird von der
^ Spannungsversorgung 144 in drei Betriebsspannungen umgesetzt: Eine
mit Vref bezeichnete Referenz- oder Bezugsspannung von 1,67 Volt,
eine Betriebsspannung von 5 Volt für den Mikrocomputer und die zugehörige Schaltung der Auslöseeinheit und eine Versorgungsspannung
von 40 Volt, welche die Auslösespule 22 betätigt. Die Information von
der Gleichrichter- und Zuordnungsschaltung 142, welche proportional ist zum derzeitigen Wert des Phasenstroms, gelangt außerdem zu der
Hilfsschaltung 140 und zur Hauptsehaltung der Auslöseeinheit, wie in Fig. 2 angedeutet ist.
Das-Signal von dem Erdstrom wandler 28 gelangt an eine Gleichrichterschaltung
146, die eine alternative Quelle für die Betriebsspannung der Auslöseeinheit über die Spannungsversorgung 144 darstellt und
außerdem
31U547
außerdem zum derzeitigen Wert des Erdstroms proportionale Information
an die Schaltung der Auslöseeinheit gibt. An die Spannungsversorgung 144 kann außerdem eine Betriebsspannung in der Größenordnung
von etwa 40 Volt durch eine externe Gleichspannungsquelle gegeben werden; auch kann eine externe Wechselspannungsquelle 150
eine Versorgungsspannung über die Frontplattenbuchse 132 der Auslöseeinheit
an einen Gleichrichter 152 und dann an die Spannungsversorgung 144 geben.
Die Ilauptschaltung der Auslöseeinheit enthält einen Informationsprozessor
und Ablaufsteuerung 154, wobei es sieh z.B. um einen Mikrocomputer 8048 der Firma Intel Corporation handeln kann, der käuflich
erworben werden kann. Ein Blockdiagramm der Steuerung 154 ist in Fig. 5A dargestellt. Hinsichtlich einer detaillierten Besehreibung des
8048-Mikrocomputers wird verwiesen auf das MCS-48 Microcomputer User's Manual, veröffentlicht von der Intel Corporation.
An den Datenbus 172 des Mikrocomputers 154 ist ein Analog/Digital-Umsetzer
156 angeschlossen, beispielsweise ein Umsetzer vom Typ ABC3084 der Firma National Semiconductor Corporation. Von einem
Multiplexor 158 (z.B. vom Typ CD4051B) wird nach Maßgabe einer von
dem Mikrocomputer über das Port 1 an den Multiploxer 158 gegebenen
Adresse einer von acht Eingängen für den Analog/Digital-Umsetzer (ADU) 156 ausgewählt. Die Eingänge sind: Spitzenwertgleiehrichter
und 162 für die Phasenstrom-, bzw. Erdstrom werte, eine Mittelungsschaltung 164 zum Mitteln des Phasenstroms, ein Paar Multiplexer
und 168 zum Ablesen der Frontplattenschalter und Potentiometer, die von dem Mikrocomputer über das Port 2 adressiert und ausgewählt
werden, und vier Leitungen einer Bauartnummer-Kennzeichnungsvorrichtung 170. Die Kennzeichnungsvorrichtung 170 ermöglicht es dem
Personal, dem Mikrocomputer 154 Information betreffend wahlweise Merkmals oder Betriebsarten zuzuleiten, so z.B. Information über die
Erdschlußerfassung und die Möglichkeit serieller Eingabe/Ausgabe, mit der die spezielle Auslöseeinheit versorgt wird. Durch die Verwendung
einer
einer solchen Kennzeiehnungsschaltung kann eine einzige Mikrocomputerkonfiguration
für mehrere unterschiedliche Modelle der Auslöseeinheit vorgesehen werden.
Weiterhin sind an den Datenbus 172 des Mikrocomputers ein externer
Lesespeicher (ROM) 151 und ein Daten-Eingabe/Ausgabe-System 174 angeschlossen, durch das die Auslöseeinheit mit anderen Bauteilen des
Leistungssehalters des elektrischen Energieverteilungssystems Information austauschen kann. Die Betriebsspannung für das Daten-Eingabe/Ausgabe-System
wird von einer separaten Spannungsversorgung 176 geliefert, wobei die Versorgungsspannung von dem Fünf-Volt-Bus der Spannungsversorgung
144 abgeleitet wird. Wie in einem späteren Abschnitt noch ausführlich beschrieben wird, handelt es sich bei der Daten-E/A-Spannungsversorgung
176 um eine gepulste Spannungsversorgung, die von einer an das Port 1 des Mikrocomputers 154 angeschlossenen Leitung 178
aktiviert wird.
Die Eingabe in den Mikrocomputer 154 von den Grenzwertpotentiometern
und -schaltern der Auslöseeinheit-Frontplatte erfolgt, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, über Multiplexer 166 und 168, die zu dem Multiplexer
158 führen. Die Ausgabeinformation für die Frontplatten-Anzeigevorriehtung
mit den Leuehtdioden 84 bis 100 und den numerischen Anzeigen 80 und 82 kommt vom Mikrocomputer 154 über das Port 2. Port 2 liefert
außerdem Adressen- und Auswahlinformation an die Multiplexer und 168.
Port 1 des Mikrocomputers 154 hat vielfältige Funktionen. Die Steuerung
des ADU 156 erfolgt über eine Leitung 180 vom Port 1 aus, um einen
Schalttransistor 182 zu schalten, welcher die Bezugsspannung für den ADU ändert. Die Eingabe in den ADU 156 durch den Multiplexer
wird über eine Leitung 184 vom Port 1 gesteuert, um einen Schalttransistor 186 zu betätigen und dadurch den zu dem ADU 156 führenden
Multiplexerausgang unter Steuerung des durch den Mikrocomputer abgearbeiteten Programms selektiv zu erden. Dies wird im folgenden
noch
noch erläutert. Das Erden des Ausgangs des Multiplexers 158 bei gleich-.
zeitiger Auswahl eines der Spitzenwertgleichrichter 160 und 162 veranlaßt ein Rücksetzen der Spitzenwertgleichrichter.
Vom Port 1 des Mikrocomputers gelangt über Adressleitungen 188 Adressinformation
an den Multiplexer 158, wodurch dieser eine Auswahl unter seinen verschiedenen Eingängen 160, 162, 164, 166, 168 und 170
trifft.
Die Steuerung der Auslösespule 22 erfolgt durch den Mikrocomputer über das Port 1 und eine Auslöseleitung 190. Wenn also bestimmt wird,
daß ein Auslösevorgang stattzufinden hat, sendet der Mikrocomputer 154 über das Port 1 ein Signal auf der Auslöseleitung 190, welches den
Schalttransistor 192 veranlaßt, die Auslösespule 22 zu erregen, den Mechanismus 22 zu aktivieren und die Kontakte 18 zu trennen.
3. Betriebsarten
Diese Betriebsart ist vorgesehen für sehr geringe Stromstärken des durch
den Leistungsschalter fließenden Stroms (weniger als 0,25 Einheiten der System- und Nennleistung), wenn der Auslöseeinheit keine externe
Leistung zugeführt wird. Unter diesen Bedingungen kann der Auslöseeinheit nicht kontinuierlich die notwendige Betriebsspannung zugeführt
werden, und einige der normalen Funktionen der Auslöseeinheit können
nicht zuverlässig durchgeführt werden. Daher erzeugt die Spannungsversorgung einen Spannungsversorgungsimpuls für die Schaltung der Auslöseeinheit,
welcher ausreicht, einen normalen Betriebszyklus der Auslöseeinheit durchzuführen, aber auf der numerischen Anzeige 80 lediglich
den Wert des derzeit durch den Sehalter fließenden Phasenstroms anzeigen kann. Dieser Wert wird durch die Anzeige blinkend dargestellt,
wobei sich die Blinkfrequenz mit ansteigendem Laststrom erhöht. Bei Lastströmen über 0,25 Einheiten der Systemnennleistung
wird in der Betriebsart 2 gearbeitet.
Betriebs-
.- 21 -
'In dieser Betriebsart wird gearbeitet, wenn der Laststrom größer als
0,25 Einheiten der Systemnennleistung, jedoch kleiner als 1,0 Einheiten der Leistungssteekeinsatz-Nennleistung ist, oder wenn die Auslöseeinheit
extern gespeist wird.
Wie man aus Fig. 5 ersehen kann, enthält die Frontplatte der Auslöseeinheit
eine Anzahl von Einstellpotentiometern, Leuehtdiodenanzeigen (LED's), Druckknopf schaltern und Zwei-Stellungs-Schaltern. Die Frontplatte
enthält weiterhin ein Paar numerischer Anzeigen 80, 82. Die elektronische Schaltung innerhalb der Auslöseeinheit veranlaßt die
numerischen Anzeigen 80 und 82, sequentiell den augenblicklichen Wert der elektrischen Bedingungen in dem zu schützenden Schaltkreis und
die verschiedenen Grenzwerteinstellungen anzuzeigen, die durch die Zeit/Strom-Auslösekurve des Leistungsschalters definiert sind, so wie
diese Werte gerade eingestellt sind. Im eingeschalteten Zustand zeigen die Leuchtdioden durch die jeder Anzeige zugeordnete Beschriftung
an, welcher Wert zu jedem Zeitpunkt durch die numerischen Anzeigen 80 und 82 dargestellt wird. Nach Wunsch können die auf den numerischen
Anzeigen 80 und 82 zur Anzeige gelangenden Zahlenwerte auch über den SER AUS-Anschluß des Daten-E/A-Systems 174 zu einer fernen
Stelle gesendet werden.
t
Bei der folgenden Erläuterung der in Fig. 5 dargestellten Frontplatte der Auslöseeinheit soll von oben nach unten vorgegangen werden. Die Leuchtdiodenanzeige 84 trägt links die Bezeichnung "Phasenstrom" und rechts die Bezeichnung "Erdstrom". Wenn die Leuchtdiode eingeschaltet ist, bedeutet dies, daß die derzeitige, auf den Einheitswert bezogene Stromstärke in der zu schützenden dreiphasigen Schaltung in der linken numerischen Anzeige 80 zur Anzeige gebracht wird und daß der derzeitige, auf eine Einheit bezogene Wert des Erdstroms in der zu schützenden Schaltung auf der rechten digitalen Anzeige 82 angezeigt wird. In ähnlicher Weise tr igt die Leuchtdiode 86 die Bezeichnung "Spitzen-KW-Einstellwert" bzw. "Spitzen-KW seit letztem Rücksetzen".
Bei der folgenden Erläuterung der in Fig. 5 dargestellten Frontplatte der Auslöseeinheit soll von oben nach unten vorgegangen werden. Die Leuchtdiodenanzeige 84 trägt links die Bezeichnung "Phasenstrom" und rechts die Bezeichnung "Erdstrom". Wenn die Leuchtdiode eingeschaltet ist, bedeutet dies, daß die derzeitige, auf den Einheitswert bezogene Stromstärke in der zu schützenden dreiphasigen Schaltung in der linken numerischen Anzeige 80 zur Anzeige gebracht wird und daß der derzeitige, auf eine Einheit bezogene Wert des Erdstroms in der zu schützenden Schaltung auf der rechten digitalen Anzeige 82 angezeigt wird. In ähnlicher Weise tr igt die Leuchtdiode 86 die Bezeichnung "Spitzen-KW-Einstellwert" bzw. "Spitzen-KW seit letztem Rücksetzen".
Wenn
- 22 -
Wenn diese Leuchtdiode eingeschaltet ist, ist der in der linken numerischen
.Anzeige 80 dargestellte Wert der von der zu schützenden Schaltung gelieferte
Kilowatt-Wert, der die Erzeugung eines "Nachfrage"-Signals durch das Daten-Eingabe/Ausgabe-System veranlaßt. Auf der numerischen Anzeige
82 wird der Spitzenwert der Kilowattzahl angegeben, die seit
dem letzten Zurückstellen der Anzeige (durch den rechts daneben befindlichen Druckknopf 105) durch den Schalter gezogen wurden. Die
Leuchtdioden 88 und 90 zeigen entsprechend "derzeitige KW" und "MW χ Stunden" bzw. den mit des Leitungsspannung wie folgtTmultiplizierten
Leistungsfaktor ("PF χ Leitungsspannung") an:
Derzeitige KW = derzeitiger Phasenstrom χ (Leistungsfaktor χ Leitungsspannung)
von Bedienungsperson über Frontplatte eingegeben
tatsächliche Megawatt-Stunden = (MW X Stunden) χ System-Nennleistung
Hierdurch kann ein Benutzer auf einfachere Weise für sein System Energiemanagementfunktionen
wahrnehmen. Es wird nicht nur eine dauernde Anzeige der augenblicklichen Nachfrage, der Spitzennachfrage und des Gesamtenergieverbrauehs
geschaffen, sondern darüber hinaus kann durch das über das Daten-E/A-System in Abhängigkeit der 'TSpitzen-KW"-Überwactningst'unktion
gelieferte A.usgangssignal eine Alarmierung oder automatische
Lastabschaltung erfolgen.
Nach Wunsch kann dem Leistungsschalter 10 ein Potentialwandler hinzugefügt
werden, um die Leiterspannung zu überwachen, so daß das Eingeben eines Wertes der Leitungsspannung nicht notwendig ist. Weiterhin
könnte ein Hochgeschwindigkeits-ADU hinzugefügt werden, um die Leitungsspannung und den Phasenstrom mit einer so hohen Geschwindigkeit
abzutasten, daß eine direkte Berechnung der Leistung möglieh ist, so daß die Bedienungsperson nicht mehr den Leistungsfaktor eingeben
muß.
Unter
Unter dem Leistungssteckeinsatz 78 erkennt man eine Reihe von Leuchtdioden,
die die Bezeichnung "Sofort", "lange Verzögerung", "kurze Verzögerung"
und "Erdschluß" tragen. Links von der Reihe der Leuchtdioden findet sieh die Beschriftung "Strom-Ansprechwert", rechts die Beschriftung
"Zeit in". Wenn die mit "Sofort" beschriftete Leuchtdiode 92 leuchtet, so bedeutet dies, daß der Wert des Stroms , welcher zu einer
sofortigen Abschaltung führt, derzeit in der linken digitalen Anzeige 80 zur Anzeige gelangt. Per de finitionem erfolgt die sofortige Auslösung
unmittelbar, so daß keine entsprechende Zeit angezeigt wird und die Anzeige 82 leer ist. Wenn die Leuchtdiode 94 mit der Bezeichnung
"lange Verzögerung" leuchtet, so zeigt dies an, daß die linke numerische Anzeige 80 derzeit den Stromwert anzeigt, bei dem eine lange verzögerte
Auslösung eingeleitet wird, während die rechte numerische Anzeige 82 in Sekunden den Zeitparameter einer lange verzögerten Auslösung darstellt.
Diese Zeit- und Strom werte entsprechen der oben im Zusammenhang mit der Zeit/Strom-Auslösekurve des Leistungsschalters erläuterten
lange verzögerten Auslösung.
Wenn die Leuchtdiode 96 mit der Bezeichnung "kurze Verzögerung" leuchtet,
zeigt die linke numerische Anzeige 80 den Strom wert an, welcher eine kurz verzögerte Auslösung veranlaßt, während die rechte numerische
Anzeige 82 in Perioden die Zeitdauer einer kurz verzögerten Auslösung
angibt. Wenn die Leuchtdiode 98 mit der Beschriftung "Erdschluß" leuchtet, zeigt die linke numerische Anzeige 80 den Wert des Erdstroms
an, der eine Erdschluß-Auslösung veranlaßt, während die rechte numerische Anzeige 82 die Anzahl von Perioden anzeigt, die zwischen
der Erfassung des Erdschlußstroms und dem Befehl zum Auslösen des Trennschalters liegen.
Wie man aus Fig. 5 ersieht, besitzen einige der Beschriftungen das
Symbol eines voll ausgezeichneten Kreises, wohingegen andere Beschriftungen ein voll ausgezogenes Quadrat aufweisen. Die kreisförmigen
Symbole zeigen an, daß der zu der jeweiligen Beschriftung gehörige Parameter als Vielfaches der Systemnennleistung angezeigt wird.
Die
1 * V
Die mit einem rechteckigen Symbol versehenen Parameter werden als ,Vielfache der Leistungssteckeinsatz-Nennleistung angezeigt. Als Beispiel
sei angenommen, daß die Anzeigen 80 und 82 momentan die Werte 0,61 bzw. 0,003 anzeigen und die Leuchtdiode 84 erleuchtet sei. Dies
bedeutet einen derzeitigen Phasenstrom von 976 Ampere (0,61 χ System-Nennleistung
= 0,61 χ 1600 A = 976) und einen derzeitigen Erdstrom von 3,6 Amperde (0,003 χ Leistungssteckeinsatz-Nennleistung = 0,003 χ
1200 A = 3,6 A).
Ein Paar von Miniatursehalterh 102 und 104, die die Bezeichnung "I
Verhalten" tragen, werden zum Variieren der Form der Zeit/Strom-Auslösekurve in den Bereichen für kurze Verzögerung, bzw. Erdschluß
verwendet. Wenn die Schalter 102 und 104 in der unteren Stellung sind, bedeutet dies, daß die Abschnitte "Erdschluß" und "kurze Verzögerung"
der Kurve nicht eine I^T-Schräge übersteigen, sondern stattdessen
horizontal verlaufen. Wenn die Sehalter 102 und 104 in der oberen Stellung sind, wird die I^T-Kennlinie verwendet, und die Auslösung
mit kurzer Verzögerung hat die in Fig. 4 dargestellte Gestalt.
Ein an den zugehörigen Schaltkreis angeschlossener Potentialwandler
könnte dazu verwendet werden, Daten betreffend die Leitungsspannung zu erhalten, und eine Sehnelle Abtastung und eine direkte Multiplikation
der Augenblickswerte des Phasenstroms und der Leitungsspannung könnten zum Berechnen der Wirkleistung herangezogen werden. Das hier offenbarte
Verfahren jedoch stellt ein geeignetes und kostenwirksames Verfahren dar, welches die bei Potentialwandlern auftretenden Isolationsprobleme vermeidet.
Zusammengefaßt: Im normalen Betrieb werden die folgenden Verarbeitungsschritte
nacheinander ausgeführt, wobei sich die gesamte Sequenz pro Sekunde 60 mal wiederholt: Spitzen-KW, MW-Stunden-Integration,
sofortige Auslösung, lang verzögerte Auslösung, kurz verzögerte Auslösung und Erdschlußauslösung.
Darüber
31U547
Darüber hinaus werden die folgenden Werte nacheinander paarweise angezeigt,
wobei jede Anzeige 4 Sekunden dauert: DERZEITIGER PHASENSTROM - DERZEITIGER ERDSTROM, SPITZEN-KW-EINSTELLWERT
(Nachfrage) - SPITZEN-KW SEIT RÜCKSETZEN, DERZEITIGE KW-MWH, LEISTUNGSFAKTOR χ LEITUNGSSPANNUNG, ANSPRECHWERT FÜR
SOFORTIGE AUSLÖSUNG-ZEIT, ANSPRECHWERT FÜR LANGE VERZÖGERUNG-ZEIT, ANSPRECHWERT FÜR KURZE VERZÖGERUNGZEIT, ANSPRECHWERT FÜR ERDSCHLUSS-ZEIT.
In dieser Betriebsart wird gearbeitet, wenn entweder der Phasenstrom
über dem Ansprechwert für lange Verzögerung liegt oder der Erdstrom über dem Anspreehwert für Erdstrom liegt. Die Abfolge der angezeigten
Werte und der Leuchtdiodenanzeige wird wie in der Betriebsart 2 fortgesetzt, selbst wenn der Leistungsschalter überlastet ist. Darüber
hinaus wird die Leuchtdiode 94 für den Anspreehwert für lange Verzögerung eingeschaltet.
Wenn die Überstrom- oder Erdschluß bedingung andauert, leitet die Auslöseeinheit
eine Auslösung nach Maßgabe der von dein Benutzer geladenen Zeit/Strom-Auslösekennlinie ein. Wenn eine Auslösung erfolgt, wird
die die Auslösung in Gang setztende Funktion (lange Verzögerung, kurze Verzögerung, sofortiges Ansprechen oder Erdschluß) auf der Frontplatte
durch Erregen der entsprechenden Leuchtdiode, 92, 94, 96 oder 98 angezeigt. Die Information über die Ursache der Auslösung wird von dem
Daten-E/A-System an die Fernanzeige 145 gegeben. Zusätzlich wird der auf die Einheit bezogene Phasen- oder Erdschlußstrom, der die
Auslösung verursacht hat, auf der numerischen Anzeige 80 angezeigt
und festgehalten.
Zusätzlich zu der seitens des Mikrocomputers veranlaßten Auslösung weist
der.Leistungsschalter die Thermoschalter 141 als Sicherungssystem auf.
Sollte dieses System eine Auslösung in Gang setzen, wird die "Sofort"-Leuchtdiode
92 erleuchtet, auf der numerischen Anzeige wird ein Wert
von
von 15,93 Stromeinheiten angezeigt, und von dem Daten-E/A-System .wird ein Signal "Sofort" abgegeben.
Wie man aus Fig. 5 ersieht, enthält die Frohtplatte der Auslöseeinheit
außerdem mehrere Grenzwertpotentiometer, die den verschiedenen Beschriftungen auf der Frontplatte der Auslöseeinheit zugeordnet sind.
Diese Potentiometer sind vorgesehen, damit eine Bedienungsperson die Schaltungsanordnung der Auslöseeinheit einstellen kann, um die Art der
Auslösekennlinien zu definieren, die von der Auslegung des gesamten elektrischen Verteilungssystems gefordert werden. Wenn eine Bedienungsperson
eines der Potentiometer auswählt, beispielsweise das Potentiometer "Stromansprechwert SOFORT" 112, so wird diese Einstellung von der
Schaltung der Auslöseeinheit erfaßt, und die sequentielle Anzeige der Werte wird unterbrochen. Der eingestellte Pararneterweri wird sofort
auf der numerischen Anzeige angezeigt, und die entsprechende Leuehtdiodenanzeige
wird eingeschaltet. Wenn z.B. gewünscht wird, den Stromansprechwert für die sofortige Auslösung einzustellen, steckt die Bedienungsperson
einen Schraubendreher oder ein anderes Werkzeug in das Potentiometer 112 und dreht es. Sofort erleuchtet die Leuchtdiodenanzeige
"Sofort" 92, und der dei zeitige Stromansprechwert für die sofortige
Auslösung wird auf der numerischen Anzeige 80 angezeigt. Diese Zahl wird im auf Einheiten bezogenen Format angegeben, d.h. als Vielfaches
der System-Nennleistung, wie es durch das ausgezogene runde Symbol spezifiziert wird. Wenn also das Potentiometer 112 gedreht wird,
ändert sich der in der Anzeige 80 dargestellte Wert langsam, indem er in diskreten Schritten von beispielsweise 1,00 bis zu dem maximal
zulässigen Wert ansteigt, wie er innerhalb der Auslöseeinheit gespeichert ist. Dieser Wert beträgt hier 10,0. Wenn der gewünschte Wert erreicht
ist, wird die Einstellung des Potentiometers beendet und die Auslöseeinheit nimmt ihre sequentielle Abtastung und Anzeige der derzeitigen
Werte und Einstellungen wieder auf. In ähnlicher Weise kann jedes der Potentiometer auf der Frontplatte der Auslöseeinheit eingestellt werden,
um die gewünschte Parametereinstellung vorzunehmen.
In
In der Vergangenheit hat die Einstellung von Parameterwerten unter
Verwendung von Potentiometern in Verbindung mit digitalen Schaltungen Probleme aufgeworfen. Es bestand beispielsweise die Tendenz, daß sich
der eingestellte Wert eines Potentiometers von Minute zu Minute änderte, was unmittelbar zu einem anderen angezeigten Wert führte. Dies verursachte
eine lästige schnelle Änderung der Anzeige, welche die Einstellung
schwierig machte. Weiterhin verursachten Temperaturschwankungen und andere weniger wichtige Störungen in der Schaltung eine Änderung
der Anzeige und des eingestellten Wertes des Potentiometers, selbst wenn keine Einstellung vorgenommen wurde. Darüber hinaus verhinderte
früher manchmal ein Fehler des Potentiometers, daß der festgelegte Parameter überhaupt lesbar war.
Um diese Probleme zu vermeiden, verwendet die vorliegende Erfindung
die Potentiometer zum Auswählen eines von acht vorbestimmten Parameterwerten, die in dem ROM des Mikrocomputers der Auslöseeinheit
gespeichert sind. Somit dient das Potentiometer als diskreter Mehrstellungsschalter
anstelle einer kontinuierlich veränderbaren Einstelleinrichtung. Im Falle des Versagens eines Potentiometers wählt die
Auslöseeinheit den engsten Wert des dem fehlerhaften Potentiometer zugeordneten Parameters für die Verwendung bei den Überwachungsfunktionen aus.
Um die Einstellung *noch bequemer zu gestalten, enthält die Auslöseeinheit
eine Hystereseeigenschaft, die im einzelnen im Abschnitt III.C. beschrieben wird.
Ferner können Parameter von einer externen Schaltung über den Anschluß
SER EIN des Daten-E/A-Systems 174 eingegeben werden.
Betriebsart 5: Testbetrieb
Die hier dargestellte Auslöseeinheit weist außerdem eine TEST-Betriebsart
auf. Durch Drücken eines der Druckknopfschalter 128, 130 kann eine
Uberstrom-
Überstrombedingung bzw. eine Erdschlußbedingung simuliert werden. Wenn
• sich der Schalter 106 in der Stellung "nicht auslösen" befindet, bestimmt
sich der zu simulierende Fehlerstromwert durch die Einstellung des Potentiometers 120, wenn der Schalter 128 oder 130 gedrückt ist. Befindet
sich der Schalter 106 in der Stellung "auslösen", werden feste Werte für den Fehlerstrom simuliert. Diese simulierte Überstrom- oder
Erdsehlußbedingung führt entweder zu einem tatsächlichen Öffnen der Kontakte des Leistungssehalters oder nicht, wie es durch die Einstellung
des "auslösen'V'nicht auslösen"-Sehalters 106 bestimmt wird. In jedem
Fall wird der Test nach dem Loslassen der Drüekknöpfe 128, 130 eingeleitet,
was das Aufleuchten der "Testbetrieb'HLeuchtdiode 100 zur
Folge hat. Wenn der Verzögerungszeitraum zu Ende geht, wird die entsprechende Leuchtdiode 92, 99 oder 96 erleuchtet, wodurch die erfolgreiche
Beendigung des Tests angezeigt wird. Wenn der Schalter 106 in
die Stellung "auslösen" gebracht ist, öffnen sieh auch die Kontakte des
Leistungsschalters.
Durch die Verwendung der Testbetriebsart bei der Schalterstellung "kein Auslösen" kann eine Bedienungsperson jeden gewünschten Punkt
in der Zeit/Strom-Auslösekennlinie prüfen. Er tut dies durch Drücken des gewünschten Testknopfes 128 oder 130, und durch Eingeben des
gewünschten Vielfachens des maximalen Dauerstronis über das Test-Potentiometer 120. Dann läßt er den gewünschten Phasen- oder Erdschluß-Testknopf
128 oder 130 los. Die Auslöseeinheit simuliert einen Fehler bei dem Pegel des über das Test-Potentiometer 120 eingegebenen
Vielfachen des maximalen Dauerstroms und simuliert eine Auslösung, ohne daß die Kontakte tatsächlich geöffnet werden.
Nach Beendigung des Tests wird die Leuchtdiode 92, 94, 96 oder 98 eingeschaltet, um anzuzeigen, ob der ausgelöste Schalter in der Betriebsart
"sofort", "lange Verzögerung", "kurze Verzögerung" oder "Erdschluß" ausgelöst hat. Die Anzeige 80 zeigt im Einheitswert die Stromstärke
an, bei der der Leistungsschalter "ausgelöst", d.h. "abgeschaltet" wurde (dieser Wert ist derselben Wert, der über das Potentiometer 120 einge
geben
31U547
geben wurde), und die Anzeige 82 zeigt die Anzahl von Sekunden oder
Perioden (was durch die Leuchtdiode 92, 94, 96 oder 98 spezifiziert wird), die auf das Einleiten des Tests, bei dem der Schalter ausgelöst
wurde, gefolgt sind.
Während der Durchführung eines Tests erfolgt eine Bestimmung, welcher
von den folgenden Werten der größere Wert ist: Tatsächlicher Phasen-(oder Erd-)Strom oder simulierter Phasen-(oder Erd-)Strom; der größere
der zwei verglichenen Werte wird mit den verschiedenen Einstellwerten verglichen. Auf diese Weise kann ein Test stattfinden, ohne daß die
Schutzfunktion unterbrochen oder ausgesetzt wird. Wenn weiterhin der
simulierte Strom größer ist als der tatsächliche Strom, beide Werte jedoch größer sind als der Ansprechwert für lange Verzögerung, erfolgt
am Ende des Tests eine Auslösung, und zwar ungeachtet der Stellung des "auslösen" / "nicht auslösen"-Schalters 106.
Die Bedienungsperson kann dann den angezeigten Zeit/Strom-Wert aufzeichnen,
um zu sehen, ob dieser Punkt auf der gewünschten Zeit/Strom-Auslösekennlinie liegt. Auf diese Weise kann jede beliebige Anzahl von.
Punkten getestet werden, was eine vollständige Verifizierung der in die Auslöseeinheit eingegebenen Auslösekennlinie gestattet.
f~* C. Fernanzeige und Spannungsversorgung
An die Auslöseeinheit 26 kann weiterhin eine Fernanzeige und Spannungsversorgung
145 angeschlossen sein. Dieses Gerät schafft die Möglichkeit, an einer von dem Leistungsschalter 10 entfernten Stelle eine Anzeige
darüber zu erhalten, daß der Schalter ausgelöst wurde und was die Ursache für die Aulösung war. Weiterhin kann das Gerät 145 anzeigen,
wenn die Spitzen-Leistungsnachfrage einen voreingestellten Grenzwert überschritten hat. Diese Anzeigen erfolgen über vier Leuchtdioden, die
folgenden Bedingungen entsprechen: "Spitzen-KW-Nachfrage überschritten",
"Überstromauslösung" (lange Verzögerung), "Kurzschlußauslösung" (sofortige, kurz verzögerte oder thermische Auslösung) und "Erdschlußauslösung".
Außerdem
Außerdem sind in der Fernanzeige 145 zwei Relais vorgesehen. Ein Relais wird bei Erhalt einer Spitzen-KW-Nachfrage-Anzeige betätigt,
um eine automatische Lastabsehaltung zu ermöglichen. Das andere Relais wird bei Erhalt irgendeiner Art von Auslöse-Anzeige betätigt,
um eine Alarmglocke oder eine Alarmlampe einzusehalten oder eine andere gewünschte Funktion einzuleiten.
Das Gerät 145 enthält weiterhin eine von der Wechselstromleitung gespeiste
Spannungsversorgung, die 32 Volt Gleichspannung abgibt. Der Ausgang dieser Spannungsversorgung ist an den in Fig. 2 gezeigten Anschluß
EXT DC 148 angeschlossen.
Eine ausführliche Beschreibung der Schaltungsanordnung der Fernanzeige
und Spannungsversorgung ist im Abschnitt III. E. enthalten.
IH. BESCHREIBUNG. DER ELEKTRISCHEN SCHALTUNG
A. Arithmetisch-logischer und Steuer-Prozessor
Der arithmetisch-logische und Steuer-Prozessor 154 ist ein Mikrocomputer
8048 der Firma INTEL Corporation. Aus Fig. 5 A ist ersichtlich, daß der einzelne 40 Anschlußstifte aufweisende Baustein folgende Funktionen
enthält: Eine arithmetisch-logische Einheit von 8 Bits, eine Steuereinheit, einen IKx 8-Bit-ROM-Programmspeicher 153, einen 64 χ 8-Bit-RAM-Datenspeieher
157, einen bidirektionalen 8-Bit-Datenbus 172 und zwei quasi-bidirektionale 8-Bit-Ports PORT 1 und PORT 2. Weiterhin
sind zusätzliche Steuerleitungen vorgesehen. Hinsichtlich einer ausführlicheren Beschreibung sei verwiesen auf das schon oben erwähnte
MST48 Microcomputer Users Manual. Unter Bezugnahme auf die Figuren, spezielle auf Fig. 2, soll nun die Versehaltung des Mikrocomputers
beschrieben werden.
Der achtadrige Datenbus 172 ist an die acht Ausgangsanschlüsse des
ADU 156 angeschlossen. Die 8 Bits umfassenden Digitalwerte, die von
dem
dem ADU geliefert werden, werden dadurch von dem Mikrocomputer
.durch folgende Sequenz gelesen: Auf der WR-Leitung des Mikrocomputers
154 wird ein Impuls an den ADU 156 gegeben, der dem ADU befiehlt, die an seinen Eingangsanschlüssen anstehende Analoggröße in einen 8-Bit-Digitalwert
umzuwandeln. Nach Beendigung des Umwandlungsvorganges erzeugt der ADU 156 auf der an den Tl-Testanschluß des Mikrocomputers
angeschlossenen Leitung einen Impuls. Der Mikrocomputer erzeugt dann einen Impuls auf der RD-Leitung, welcher das von dem ADU erzeugte
Bit-Muster in den Akkumulator des Mikrocomputers 154 überträgt.
Der Datenbus 172 ist außerdem an das Daten-Eingabe/Ausgabe-System 174 angeschlossen, um der Auslöseeinheit 26 zu ermöglichen, mit anderen
Leistungsschaltern und mit der Fernanzeige/Spannungsversorgung 145 in Übermittlungsverbindung zu treten. Das Daten-Eingabe/Ausgabe-System
wird im Abschnitt III.G. vollständig beschrieben werden.
Port 1 und Port 2 des Mikrocomputers schaffen die Möglichkeit, nüi.
anderen Bauelementen der Auslöseeinheit 26 Information auszutauschen
und Steuerungsaufgaben wahrzunehmen. Die spezielle Verschaltung soll im folgenden beschrieben werden.
Port 1:
Leitung 0, Leitung «1, Leitung 2: Diese Leitungen liefern die Kanaladresseninformation
vom Mikrocomputer 154 an den Multiplexer 158, wie in Fig. 2 bei 188 angedeutet ist.
Leitung 3: Diese Leitung (180 in Fig. 2) betätigt den FET 182, um die
an den ADU 156 gegebene Bezugsspannung zu ändern und dadurch die Auflösung für die Phasenstrommessung für lange Verzögerung zu erhöhen.
Leitung 4: Diese Leitung aktiviert den Transistor 192 zum Erregen der
Auslösespule 22 und zum Veranlassen des Mechanismus 22, die Kontakte
des
des Schalters zu öffnen. Leitung 4 ist in Fig. 2 mit dem Bezugszeichen
•190 kenntlich gemacht.
Leitung 5: Diese Leitung betätigt den FET 186 zum Erden des Ausgangs
des Multiplexers 158, wodurch ebenfalls der Eingang des Multiplexers 148, der zu dieser Zeit ausgewählt ist, geerdet wird. Dadurch kann das
Aktivieren der Leitung 5 (184 in Fig. 2) die Spitzenwertgleichrichter 160
und 162 zurücksetzen, wenn diese von dem Multiplexer 158 ausgewählt
werden.
Leitung 6: Diese Leitung aktiviert die ChipauswahHChip Select) Klemme
des externen ROM, wenn eine Leseoperation durchgeführt wird.
Leitung 7: Diese Leitung (178 in Fig. 2) erregt die Spannungsversorgung
176 des Daten-Eingabe/Ausgabe-Systems 174 periodisch.
Port ?.:
Leitung 0, Leitung 1, Leitung 2, Leitung 3: Diese Leitungen übertragen
die von dem Mikrocomputer 154 an die Frontplatten-Anzeigevorrichtung 155 gesendeten Daten. Wie man aus Fig. 6 ersieht, gelangen diese
Digitalwerte über die genannten Leitungen an einen Zwischenspeicher-Decoder 194 zwecks Anzeige auf den numerischen Anzeigen 80 und 82.
Leitung 0, Leitung \ und Leitung 2 (207 in Fig. 6 und Fig. 7) übertragen
außerdem Kanaladressinformation an die Multiplexer 206, 166 und 168. Leitung 3 (216 in Fig. 7) ist an die INHIBIT-Anschlüsse der Multiplexer
166 und 168 angeschlossen und dient zum Kippen oder selektiven Aktivieren der Multiplexer 166 und 168.
Leitung 4: Diese Leitung betätigt den Transistor 198, um den Dezimalpunkt
der numerischen Anzeigen 80 und 82 zu erleuchten.
Leitung 5: Diese Leitung ist an den "Zwischenspeicher-Freigabe"-Ansehluss
des Zwischenspeicher-Decoders 194 angeschlossen und dient zum Einspeichern der auf den Leitungen 0 bis 3 am Zwischenspeicher-Decoder
erscheinenden
erseheinenden Datenwerte.
Leitung 6: Diese Leitung erregt den Transistor 208, der in Verbindung
mit den Ausgangsleitungen des Zwischenspeicher-Decoders 194 die Leuehtdiodenanzeigen
84 bis 98 aktiviert.
Leitung 7: Diese Leitung ist an den INHIBIT-Anschluß des Multiplexers
206 angeschlossen (212 in Fig. 6).
Der Unterbrechungs-(Interrupt) Anschluß 143* des Mikrocomputers ist
an die Hochspannungsseite der Thermoschalter 141 angeschlossen. Das Aktivieren dieser Schalter bewirkt daher, daß der Unterbreehungsanschluß
143 auf niedriges Potential (LOW) geht und die Unterbrechungsbefehle in dem ROM mit der Abarbeitung beginnen, wodurch die thermische
Auslösung behandelt wird und eine sofortige Auslö.sung angezeigt wird.
B. Frontplatten-Anzeigevorriehtung
Ein detailliertes schematisches Diagramm der Frontplatten-Anzeigevorrichtung
gemäß Fig. 2 ist in Fig. 6 dargestellt. Wie aus der Skizze ersichtlich ist, ist ein 7-Segment-Zwisehenspeicher-Decoder 194 (z.B.
vom Typ CD 4511B) vorgesehen. Von den Leitungen 0-3 des Ports 2 des Mikrocomputers 154 wird ein 4-Bit-Eingangssignal geliefert. Die
Decoderschaltung 194 liefert auf sieben Leitungen ein Ausgangssignal über ein Lastwiderstandsfeld 196 an ein Paar vierstelliger 7-Segment-LED-Anzeigen
80 und 82. Eine achte Leitung aktiviert den Dezimalpunkt der digitalen Anzeigen 80 und 82 über einen Transistor 198, der
über eine Leitung 200, die ebenfalls an das Port 2 des Mikrocomputers 154 angeschlossen ist, betätigt wird. Eine Treiberschaltung 202 und
ein Transistor 204 werden von einer Multiplexerschaltung 206 gesteuert,
die z.B. vom Typ CD4051B ist. Als Eingangssignal wird der Multiplexerschaltung
206 ein 3-Bit umfassendes Auswahl-Signal angeboten, welches ebenfalls von drei Leitungen 206 des Ports 2 des Mikroprozessor.·,
31U547
zessors abgegeben wird. Die Leuchtdiodenanzeigen 84, 86, 88, 90, 92,
- 96, 98 und 100 werden über den Transistor 208 von einer vom Port 2
des Mikrocomputers 154 kommenden Leitung in Verbindung mit den digitalen Anzeigen 80 und 82 aktiviert. Die "Test"-Leuchtdiode 100 wird
ebenfalls von dem Transistor 108 und einem zusätzlichen Transistor in Verbindung mit einer INHIBIT-Leitung 212, die ebenfalls vom Port
2 des Mikrocomputers an den Multiplexer 206 gelegt ist, aktiviert.
C. Parametereingabe
Grenzwerte für die Auslöseeinheit 26 werden von den Potentiometern
108 - 120 geliefert, wie in den Fig. 2, 5 und 7 dargestellt ist. Jedes der Potentiometer ist mit einem Ende seines Widerstandselementes an
die VREp-Quelle angeschlossen, die andere Klemme des Widerstandselementes
ist geerdet. Der Schleifer jedes Potentiometers steht in Verbindung mit einem Eingangsanschluß eines der Multiplexer 166 und 168,
bei denen es sich z.B. um Multiplexer vom Typ CD4051B handelt. Auf
diese Weise liefert jedes der Potentiometer ein analoges Spannungssignal an die zugehörige Multiplexer-Eingangsklemme. Diese Eingangsklemmen werden von der 3-Bit-Adressleitung; 214 und einer INHIBIT-Leitung
216 ausgewählt, die an das Port 2 des Mikroprozessors angeschlossen sind.
Die Zwei-Stellungs-Schalter 102, 104 und 106 entsprechen den I2T-Ein/Aus-Schaltern
für Phasen- und Erdstrom und einer" Auslösen" / "nicht Auslösen"-Funktion für den Testbetrieb. Man sieht, daß diese Schalter
dazu dienen, einen variablen Spannungsteiler zwischen Vref und Erde
zu bilden, der irgendeinen von sechs Analogspannungswerten an einen Anschluß des Multiplexers 178 gibt. In ähnlicher Weise entsprechen
Druckknopfschalter 107, 105, 128 und 130 "Anzeige Rücksetzen", "Nachfrage Rücksetzen", "Phasentest" und "Erdtest"; die Sehalter dienen
dazu, irgendeines von acht Analogspannungssignalen an einen anderen Anschluß des Multiplexers 168 zu geben.
D.
D. Bauartnummer-Kennzeichnungsvorrichtung
Fig. 8 zeigt im einzelnen die in Fig. 2 dargestellte Bauartnummer-Kennzeiehnungsvorrichtung
170. Jede vierstellige dezimale Bauartnummer entspricht einer speziellen Wahlkombination. Wie man in Fig. 8 erkennt,
liefert die Bauartnummer-Kennzeiehnungsschaltung Eingangssignale an
vier Anschlüsse des Multiplexers 158. Jeder dieser Anschlüsse repräsentiert eine Ziffer der dezimalen Bauartnummer und kann mit irgendeinem
von vier Anschlüssen eines von Widerständen 218, 220 uhd 222 gebildeten Spannungsteilers, die zwischen Erde und Vßgp liegen, verbunden
werden. Diese Verbindungen werden von herstellerseitig verdrahteten Überbrückungsverbindungen ausgewählt und eingerichtet, um jeden Anschluß
des Multiplexers 158 mit einem von vier möglichen Analogspannungssignalen zu beaufschlagen. Dann liefert der Multiplexer 158
diese Werte auf Befehl zum ADU 156, der sie in den 8-Bit-Digitalcode
umsetzt, die von dem Mikrocomputer gelesen und als die Bauartnummer interpretiert werden, wodurch der Mikrocomputer bestimmen kann, welche
der vielen Wahlkombinationen für die Auslöseeinheit 36 in dieser speziellen Auslöseeinheit tatsächlich gegeben ist.
E. Fernanzeige und Spannungsversorgung
Das Daten-Eingabe/Ausgabe-System 174 liefert impulscodierte Ausgangssignale
über ein einzelnes wahlweise gekoppeltes Paar von Leitungen, um eine Fernanzeige darüber zu erzeugen, daß die von dem Leistungsschalter
gespeiste Last eine vorbestimmte Leistungsgrenze übersehritten hat. Zusätzlich sind Anzeigen betreffend die Ursache einer Auslösung
vorgesehen, nämlich Anzeigen eines Überstroms, eines Kurzschlusses oder eines Erdschlusses. Die zu beschreibende Schaltung decodiert die
entsprechenden vier Eingangssignale, um sowohl Leuchtdiodenanzeigen zu schaffen als auch Relais zu schließen.
Zusätzlich stellt die Schaltung eine F ern-Spannungs Versorgung von der
Weehselstromleitung und von Batterien für die Spannungsversorgung 144
dar.
dar. Diese Möglichkeit wird in solchen Anwendungsfällen benötigt, in
denen das kontinuierliche Erhalten von Daten erforderlich ist, so z.B. der Anzeige betreffend die Ursache einer Auslösung und Energiefunktionen,
darunter Megawattstunden und Spitzennachfrageleistung.
Wie man in Fig. 9 sehen kann, gelangt die Eingangsleistung über einen
Transformator 602, eine Gleiehrichterschaltung 604 und einen Filterkondensator
606, um einen Pegel von etwa 32 Volt zu erhalten. Ein Strombegrenzungswiderstand 608 dient als Schutz gegen unbeabsichtigten
Kurzschluß an dem Ausgangsanschluß 610. Der Anschluß 610 steht in Verbindung mit dem Anschluß EXT DC 148 (Fig. 2), und der Anschluß
612 ist mit dem digitalen Erdanschluß der Auslöseeinheit 26 verbunden. Liegt ein Verbindungsdraht zwischen den Anschlüssen 610 und 614,
können die drei internen 8-Volt-Nickel-Cadmium-Batterien 616 aktiviert
werden, um die Ausgangsspannung bei 24 Volt zu halten, wenn die Eingangs-Wechselspannung unterbrochen werden sollte. Für die Batterieaufladung
ist ein 10 K-"Pufferladungs"-Widerstand 618 vorgesehen.
Durch einen Widerstand 620, eine Zenerdiode 622 und einen Kondensator
624 wird eine Versorgungsspannung von 8,2 Volt für die Decodierund Alarmschaltung erzeugt.
Der Daten-E/A-Ausgangsansehluß 508 in Fig. 14, der die Bezeichnung
"Fernanzeige Aus" trägt, ist an den Anschluß 626 in Fig. 9 angeschlossen und der Anschluß "E/A Gemeinsam" gemäß Fig. 14 ist an
den Anschluß 628 in Fig. 9 angeschlossen. Die 100 MikroSekunden dauernden, eine Amplitude von 4 Volt aufweisenden Ausgangsimpulse ,
die auf die Anschlüsse 626 und 628 gegeben werden, rufen in einem Optokoppler 630 einen Stromfluß von 8 Milliampere hervor. Dieser
Strom schaltet den Koppeltransistor an, welcher am Widerstand 632 einen Spannungsimpuls von 8 Volt erzeugt.
Der Mikrocomputer 154 kann alle 2 Millisekunden einen Impuls mit einer Dauer von 100 Mikrosekunden erzeugen, oder maximal 8 Impulse
pro
pro Periode der Wechselleistung. Es wird eine Codiermethode angewendet,
gemäß der eine von 8 Impulsen einen "Nachfrage"-Alarm bezeichnet.
Wenn eine Auslösung erfolgt ist, kennzeichnen zwei aufeinanderfolgende Impulse von 8 Impulsen eine Erdschluß-Auslösung, drei
aufeinanderfolgende Impulse von 8 Impulsen kennzeichnen eine Überstromauslösung
(lange Verzögerung), fünf aufeinanderfolgende Impulse von 8 Impulsen kennzeichnen eine Kurzschluß-Auslösung (entweder sofortige
oder kurz verzögerte Auslösung). Das Impuls-Codierschema ist in Fig. 10 dargestellt.
Die Eingangsimpulse liefern Trigger-Eingangssignale für ein erneut triggerbares
Monoflop, das an seinem Ausgang Ql ein 3 Millisenkunden andauerndes
Signal abgibt. Das Monoflop ist Bestandteil einer integrierten Schaltung 634, die beispielsweise vom Typ RCA CD4098 ist. Das Merkmal
der erneuten Triggerbarkeit bedeutet, daß jeder Impuls, der während
des 3 Millisekunden andauernden Zeitintervalls auftritt, ein neues 3 Millisekunden dauerndes Intervall beginnen läßt. Die Wellenform B in
Fig. 10 zeigt das sich ergebende Ausgangssignal am Ausgang Ql, für einen, zwei, drei und vier aufeinanderfolgende Eingangsimpulse entsprechend
einem "Nachfrage"-Alarm, einer "Erdsehlußauslösung", einer
"lang verzögerten Auslösung", bzw. einer "Kurzschlußauslösung". Die
Amplitude der Ql-Impulse gleicht der dem integrierten Schaltkreis
634 zugeführten Versorgungsspannung. Wenn das Ql-Ausgangssignal von
dem Widerstand 636 und dem Kondensator 638 gemittelt wird, wird eine Gleichspannung T erzeugt, dessen Wert einem der nachstehend angegebenen
Bruchteile der Versorgungsspannung entspricht: 3/16 Volt 5/16 Volt, 7/16 Volt oder 11/16 Volt. Dieser Wert wird auf die invertierenden
Eingänge eines Vierfach-Komparators 640 gegeben, die den
gefilterten Wert C mit festen Bruchteilen der Versorgungsspannung von 1/8 Volt, 1/4 Volt, 3/8 Volt und 9/16 Volt vergleichen. Diese Werte
werden von einem Spannungsteilernetzwerk erzeugt, das Widerstände 642, 644, 646, 648 und 650 enthält. Dann gibt der Komparator Ausgangssignale
ab, die angeben, welches der vier möglichen Impulsmuster an die Eingangsanschlüsse 626 und 628 gegeben wurde. Wenn beispielsweise
eine "Nachfrage"-Bedingung vorliegt, wodurch ein Impulsmuster
entsprechend
entsprechend einem von 8 Impulsen erzeugt wird, beträgt die Gleichspannung
am invertierenden Eingang des !Comparators A von 640 dann 3/16 der Versorgungsspannung, was mehr ist als 1/8 der Versorgungsspannung, jedoch weniger als 1/4 der Versorgungsspannung. Folglich ist
der Ausgangsanschluß des Komparators A niedrig, während sämtliche anderen Ausgänge hoch sind. Durch einen Stromfluß durch den Widerstand
656 werden der Transistor 652 und das Relais 654 eingeschaltet, ebenso die "Nachfrage"-Leuchtdiode 658.
w Eine Überstrom-Auslösebedingung läßt drei aufeinanderfolgende Impulse
an den Eingangsanschlüssen 626 und 628 auftreten, und ein gemittelter
Wert von 3/16 der Versorgungsspannung erscheint an den invertierenden Eingängen der in der Komparator anordnung 640 enthaltenen Vergleicher.
Dieser Wert ist größer als 3/8 der Versorgungsspannung, jedoch kleiner als 5/8 der Versorgungsspannung. In diesem Fall sind die Ausgangsanschlüsse
der Vergleicher A, B und C niedrig. Ein Transistor 660 und ein Relais 662 werden aufgrund des Stromflusses durch die Überstrom-Leuchtdiode
664 und den Widerstand 666 eingeschaltet. Der Transistor 652 und die "Nachfrage"-Leuchtdiode sind ausgeschaltet, aufgrund der
Kurzschlußwirkung des Transistors 668. Ebenso ist die "Erde"-Leuchtdiode 670 ausgeschaltet aufgrund der Kurzschluß wirkung der "Überstrom"-Leuehtdiode
664. Auf diese Weise dominiert stets der höchste Vergleichspegel. Eine Funktion der integrierten Schaltung 672, bei der es
sich beispielsweise um den Typ CD040 von RCA handelt, und von Ql besteht darin, eine eine 1/2 Sekunde dauernde EIN-Verzögerung für
die Vergleicher zu schaffen, die notwendig ist, damit sieh die Spannung
am Kondensator 638 stabilisieren kann. Die Ql-Impulse erscheinen alle
1/60 Sekunden. Sie werden von einem Zähler 672 gezählt, bis 32 Impulse gezählt sind und der Ausgang Q6 hoch wird. Zu diesem Zeitpunkt wird
der Ausgang Ql eingeschaltet, und zusätzliche Impuls-Eingangssignale werden von der Diode 674 gesperrt.
Etwa 30 Millisekunden nach dem letzten von dem optischen Isolator 630 empfangenen Impuls wird die Q~2-Klemme des erneut triggerbaren
Monoflops
31U547
Monoflops 634 hoch. Dies setzt den Ausgang Q6 von 672 zurück und schaltet Ql ab. Die Funktion des Zählers 672 und von Ql besteht darin,
ein sicheres Ein/Aus-Schalten der Leuchtdiodenanzeigen sowie der Alarm/Verriegelungs-Aus- und "Nachfrage"-Relais 662 und 654 zu gewährleisten.
F. Daten-Eingabe/Ausgabe-System und die zugehörige Spannungsversorgung
Wie oben erläutert wurde, ist in Betracht zu ziehen, daß ein erfindungsgemäß
aufgebauter Leitungsschalter in einem elektrischen Verteilungssystem in Koordination mit einer Anzahl weiterer Leistungsschalter
verwendet wird. Es ist manchmal wünschenswert, daß verschiedene Befehle
und Informationen von diesem Leistungsschalter gesendet werden, und daß verschiedene von anderen zugehörigen Leistungsschaltern gesendete
Parameter von diesem Leistungssehalter erfaßt werden. Diese Information wird dazu verwendet, das gewünschte Verriegelungssehema
zu erhalten, wie es von dem Systemarchitekten oder -entwerfer spezifiziert wird.
Das System enthält vier Ausgangsleitungen: "KV (SD)-Verriegelung AUS"
(KV = kurze Verzögerung) 502, "Erdschlußverriegelung AUS" 504, "SER AUS" 506 und "Fernanzeige AUS" 508.
Es sind drei Eingangsanschlüsse vorgesehen: "KV (SD)-Verriegelung EIN"
(KV= kurze Verzögerung) 510, "Erdschlußverriegelung EIN" 512 und "SER EIN" 514. Die Anschlüsse SER AUS und SER EIN werden zur
Übermittlung digitaler Daten zwischen dem Mikrocomputer 154 und einer entfernt angeordneten digitalen Schaltung verwendet. Der Am
Schluß "Fernanzeige AUS" stellt einen eins-aus-vier-codierten Impulsausgang
für die Anzeige der Ursache einer Auslösung (Überstrom, Kurzschluß oder Erde) und einen"Spitzennachfrageleistung"-Alarm dar. Die
Eingangs- und Ausgangs-Verriegelungsanschlüsse gestatten direkte Verriegelungsverbindungen
zwischen Leistungsschaltern ohne zusätzliche Bauelemente,
Wenn
- 40 -
Wenn typische Optokopplerschaltungen verwendet werden, werden 40 Milliwatt Leistung benötigt (12 Milliampere bei 5 Volt Gleichspannung
für jede der sieben Leitungen). Die Leistung, die die Stromwandler 24
liefern können, beträgt lediglich etwa 500 Milliwatt (100 Milliampere bei 5 Volt Gleichspannung), von der das meiste vom Mikrocomputer 154
verbraucht wird. Herkömmliche Optokopplerschaltungen können daher nicht verwendet werden.
Die Spannungsversorgung für das Daten-Eingabe/Ausgabe-System 174
enthält einen Impulstransformator 501, der über einen Transistor 228
an die Leitung 7 des Ports 1 angeschlossen ist, wie es in Fig. 10 durch das Bezugszeichen 178 angedeutet ist. Der Mikrocomputer liefert alle
2000 Mikrosekunden einen 100 MikroSekunden andauernden Impuls, wie es von dem gemeinsamen Anzeige-Unterprogramm vorgegeben wird,
um dadurch die Spannungsversorgungserfordernisse des Daten-Eingabe/ Ausgabe-Systems 174 um einen Faktor von etwa 20 zu 1 oder auf etwa
20 Milliwatt (4 Milliampere durchschnittlich bei 5 Volt Gleichspannung) herabzusetzen. Dies ist wenig genug, um von der Spannungsversorgung
144 ohne Schwierigkeiten bereitgestellt werden zu können.
Die in der Spannungsversorgung 176 auftretenden Wellenformen sind in
Fig. 15 dargestellt. Die Wellenform A erscheint auf der Leitung 7 des Ports 1 des Mikrocomputers 154. Für etwa 100 Mikrosekunden in einem
Zeitraum von etwa* 2000 Mikrosekunden (tatsächlich 1/8 χ 1/60 Sekunden)
wird die Leitung 7 von Port 1 niedrig auf Mikroeomputer-Schaltungserde gehalten. Dies schaltet den Transistor 228 ein, wodurch + 5 Volt
an den Eingang des Transformators 501 gelegt werden, wie in Wellenform B in Fig. 15 zu sehen ist. Eine entsprechende Wellenform wird
an dem Ausgangsanschluß des Transformators 501 erzeugt, bezogen auf den für das System gemeinsamen Anschluß des Daten-Eingabe/
Ausgabe-Systems 174.
Wenn z.B. von' dem Anschluß "Fernanzeige AUS" 508 eine Ausgabe gewünscht
wird, wird die entsprechende Ausgangsleitung des Mikrocomputers,
nämlich
31U547
nämlich Leitung 3 des Datenbusses 172, auf Schaltungserde gehalten,
,wie in der Wellenform C in Fig. 15 zu sehen ist. Durch den durch den
Transistor 228 fließenden Strom wird die Leuchtdiode 516 eingeschaltet. Der Phototransistor 517 schaltet dann den Transistor 518 an, wodurch
die Ausgangsspannung gemäß der Wellenform D entsteht. Wenn die Leitung 178 (Wellenform C) "hoch" ist, ist das entsprechende Ausgangssignal
des Transistors 518 "Null", wie durch die Wellenform D dargestellt ist.
Die Eingabeschaltung ist so ausgelegt, daß sie sowohl mit einem direkt
gekoppelten Gleichspannungssignal von einem älteren Leistungsschalter als auch mit einer Impulseingabe arbeitet, wie sie weiter unten in
diesem Abschnitt beschrieben wird. Ein Eingangssignal an beispielsweise dem Anschluß "FER EIN" 514, wie es in der Wellenform E dargestellt
ist, erseheint ebenfalls am Gate des FET 236, wie in der Wellenform F
gezeigt ist. Wenn die Impulsspannung am Ausgang des Impulstransformators 501 erscheint, fließt Strom in die Leuchtdiode 238 und dann
durch den FET 520, der durch das Eingangssignal am Anschluß "SER EIN" 514 eingeschaltet wurde. Der FET 236 besitzt eine Einschalt-Gate-Spannung
von 2,5 Volt und einen internen Gate-Source-Zenerdiodenschutz von 15 Volt. Dieser Bereich ist erforderlich, um dem 4 Volt betragenden
Impuls-Eingangssignal zu entsprechen, das vor» der Mikrocomputersehaltung
geliefert wird, und um einem 12-Volt-Gleichspannungssignal zu entsprechen,
welches v*on der älteren Art von Festkörper-Auslöseeinheit geliefert wird.
Der FET. 236 erfüllt zwei Funktionen: Als erstes stellt er ein Speicherelement
dar, wenn das Eingangssignal ein Impuls ist. Dies geschieht in Verbindung mit dem Kondensator 232, der über den Widerstand 230
von dem 100 MikroSekunden andauernden Eingangsimpuls aufgeladen wird. Die Werte des Kondensators 232 und des Widerstands 230 werden so
gewählt, daß sich eine Zeitkonstante von 15 MikroSekunden ergibt. Der
Kondensator 232 wird über den Widerstand 234 entladen, der so bemessen ist, daß sich eine Zeitkonstante von 10 Millisekunden ergibt. Der Konden
sator
sator 232 kann über 230 nicht aufgeladen werden, Weil das Eingangssignal
von dem Emitter eines npn-Transistors geliefert wird. Somit wird das Gate des Transistors 236 so lange auf hohem Potential gehalten,
wie Eingangsimpulse alle 2 Millisekunden auftreten. Etwa 10 Millisekunden nach dem Verschwinden der Eingangsimpulse schaltet der Transistor
236 ab.
Die zweite Aufgabe des Transistors 236 besteht in der Stromverstärkung.
Der Optokoppler 226 benötigt etwa 20 Milliampere zum Einschalten des
zugehörigen Phototransistors. Dieser Strom wird von dem Transistor geliefert. Die hohe Gleichspannungs-Eingangsimpedanz am Eingangsanschluß
ist deshalb erforderlieh, weil ältere Auslöseeinheit-Steuerschaltungen
lediglich einen kleinen Eingangs-Gleichstrom liefern können.
Das Vorhandensein oder NichtVorhandensein eines Eingangssignals wird
von dem Mikrocomputer auf der Leitung Null des Datenbusses erfaßt (vgl. Wellenform G); die Leitung hat während der 100 MikroSekunden
anhaltenden Impulsdauer hohes Potential, wenn, und nur wenn ein Eingangssignal am Anschluß 514 vorhanden ist. Ein Herunterzieh-Widerstand
237 ist vorgesehen, um die an die Daten-Eingangsanschlüsse angeschlossenen Datenbusleitungen auf Schaltungserde zu halten, wenn
kein Eingangssignal am Anschluß 514 vorhanden ist. Auf diese Weise kann ein von einem Leistungsschalter, einem Notstromgenerator oder
einem anderen zugehörigen Bauteil des elektrischen Energieverteilungssystem kommendes Signal von dem Mikrocomputer 154 erfaßt werden,
und der Leistungsschalter 10 kann veranlaßt werden, in der erforderliehen
Weise tätig zu werden. Weiterhin können über den Anschluß '1SER EIN" 510 Parameterwerte von einer entfernten Stelle eingespeist
werden. Entsprechende Befehle in dem ROM codieren dann die ankommende Information und speichern sie in dem RAM, wo sie für
die Verwendung bei den Grenzwert-Prüffunktionen zur Verfügung stehen.
f
- 43 -
G. System-Spannungsversorgung
1. Blockdiagramm-Hrläuterung
Die Spannungsversorgung 144 gemäß Fig. 2 ist in Fig. 11 in Blockdiagrammform
dargestellt. Die Spannungsversorgungssehltung kann von einer von vier Quellen gespeist werden: Einer externen Weehsel- oder
Gleichspannung, der Fernanzeige 145 gemäß Fig. 2, einem Stromeingang von. dem Erdstrom-Detektorwandler 28 oder einem Stromeingang von den
drei Phasenstrom-Meßwandlern 24.
Die gleichgerichtete Ausgangsgröße der externen Weehselspannungsquelle
*■' wird mit der von der Fernanzeige kommenden Gleichspannung verglichen
und der größte augenblickliche Wert wird von einem Spannungszuordner
702 an den Energiespeicherkondensator 704 der Spannungsversorgung geliefert, um von dem Gleichspannungs/Gleichspannungs-Wandler
706 und der Auslösespule 202 verwendet zu werden. Ein Spannungsfühler 708 überwacht das Ausgangssignal des Spannungszuordners 702.
Immer wenn diese Spannung größer als 22 Volt Gleichspannung ist, wird
der Gleiehspannungs/Gleiehspannungs-Wandler 706 eingeschaltet. Ein
Stromsehalter 710 wird in die Stellung (2) gezogen, wenn die Spannung 24 Volt Gleichspannung überschreitet. Der Wandler 706 liefert die 5 Volt
Versorgungsgleichspannung (mit 100 Milliampere) für die Mikrocomputerschaltung, eine Bezugsspannung Vrejt (1,64 Volt Gleichspannung) und
ein Netz-Ein-Rücksetz-Steuersignal RS.
Die Einheit kann außerdem entweder von dem gleichgerichteten Ausgangssignal
des Erdstrom Wandlers oder dem gleichgerichteten zugeordneten Ausgangsstrom der drei Phasenstromwandler 24 gespeist werden. Die
zwei Ströme werden bei 712 summiert und dem Schulter 710 zugeführt,
der den Strom entweder dem Energiespeicherkondensator 704 oder einer Stromnebenweg-"Breehstange" 714 zuführt. Der Strom fließt in dem
Kondensator 704, bis die Kondensatorspannung etwa 39 Volt Gleichspannung erreicht. An diesem Punkt überträgt der Schalter 710 den Strom zu der
Stromnebenwegschaltung 714. Das Umleiten des Stroms wird fortgesetzt,
bis
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bis die Spannung am Kondensator 704 auf etwa 34 Volt Gleichspannung
. abfällt und der Schalter 710 den Strom erneut veranlaßt, in den Kondensator zu fließen.
2. Schaltungsbeschreibung
Die Spannungsversorgung 144 ist in Fig. 12 im einzelnen dargestellt.
Der ankommende externe Wechselstrom (EXT AC) wird von BR201 gleichgerichtet
und mit dem externen Gleichspannungs-Eingangssignal verglichen. Das Ergebnis wird über DlOl an Energiespeicherkondensatoren
C102 und C112 geleitet. Die gefühlte Spannung wird außerdem zu der
"Brechstangen"-Schaltung geführt, die von Leistungs-Feldeffekttransistoren QlOl und NAND-Gliedern A und B (die als Negatoren verschaltet sind)
gebildet wird. Die Vierfach-NAND-Schaltung wird von dem durch R103,
D107, D108 und D109 fließenden Strom gespeist, welcher eine temperaturstabilisierle
Spannung von etwa 10 Volt Gleichspannung' an den Stift 14 von IClOl erzeugt. Das Vierfach-NAND-Glied besitzt eine Eingangshysterese, die veranlaßt, daß das Ausgangssignal niedrig wird, wenn die
Eingänge etwa 70 96 der Versorgungsspannung (7 V=) übersehreiten. Das
Ausgangssignal bleibt dann auf niedrigem Pegel, bis die Eingangssignale auf 30 % der Versorgungsspannung (3 V=) abfallen. Daher wird dic
"Brechstange" eingeschaltet, wenn am Widerstand R105 7 Volt Gleichspannung
auftreten, was 25 Volt Gleichspannung an dem externen Gleichspannungseingang entspricht (7 V= zuzüglich des Abfalls an R104,
R102 und D103). Man erkennt, daß die "Brechstange" außerdem eingeschaltet
wird, wenn die Spannung am Energiespeieherkondensator 39 V=. den Spannungsabfall an R105, R104, R102 und D104 überschreitet, wenn
die Spannung an R105 7 V= erreicht.
Wenn externe Leistung zur Verfügung steht , wird der Ein/Aus-Zustand
des Wandlers 706 von der externen Versorgungsspannung gesteuert und nicht von der Spannung des Speicherkondensators.
Der 24 V= -Schaltpunkt für die externe Gleichspannungseingabe entspricht
der minimalen Gleichspannung, die für die Betätigung der Auslösespule
erforderlich
31H547
erforderlich ist. Die 39 V=-Grenze der Spannung am Energiespeicher-.
kondensator ist ein Kompromis zwischen der 50 Volt-Maximalgrenze des Kondensators und der 30 Volt-Minimaleingabe für den Wandler, die
notwendig ist, um 5 Volt Gleichspannung bei 100 Milliampere Gleichstrom abzugeben, wobei das Minimum-Stromwandler-Ausgangssignal
beträgt.
Stromnebenschlüsse RlOO und RlOl werden dazu verwendet den Phasenbzw.
Erdstrom zu fühlen. Es sei darauf hingewiesen, daß der Stromfluß durch die Widerstände entweder durch QlOl ("Brechstange EIN")
oder C105 und C112) (Brechstange "AUS") und IC102 erfolgt.
Die benötigte Ausschaltverzögerung von 15 Millisekunden für die
+ 5 V= -Versorgung wird mittels einer Diode DIlO, eines Widerstandes
Rl07 und eines Kondensators C102 erreicht. Wenn die Spannung an den
Stiften 8 und 9 des IClOl unter 3 V= abfällt, nimmI der Ausgangsstift
10 hohes Potential an. Eine 15 Millisekunden dauernde Verzögerung
liegt vor, bevor der Stift 12 und der Stift 13 7 V- erreichen. Zu diesem Zeitpunkt geht der Stift 11 auf niedriges Potential, wodurch
die + 5 V=-Bezugsspannung auf Null geht.
Der Spannungssensor 708 bewirkt außerdem eine Ein//\us-Steuerung
für den Gleichspannungs/Gleichspannungs-Wandler 706. Der Wandler wird eingeschaltet, wenn die Kondensatorspannung 37 V= erreicht, er
wird ausgeschaltet, wenn die Spannung auf 33 V= abfällt. Eine 15 Millisekunden
dauernde Verzögerung im Aus-Signal stellt sicher, daß der Mikrocomputer 154 lange genug eingeschaltet ist, um den derzeitigen
Wert des Phasen- und Erdstrorns selbst dann nirar/.oi^on, wenn dor
Ausgangsstrom der Wandler 24 zu klein ist, um den Betrieb des Wandlers
706 aufrechtzuerhalten. Hierdurch wird die Aufrechterhaltung eines Auslösesignals für so lange Zeit sichergestellt, daß die Auslösespule
22 ausgelöst werden kann. Man beachte, daß die Auslösespule von dem nicht verriegelnden FET 192 gesteuert wird, anstatt durch
ein schaltendes oder verriegelndes Gerät, wie z.B. einem gesteuerten
Silieium- BAD ORIGINAL
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Siliciumgleiehrichter, wie er im Stand der Technik verwendet wird.
•Hierdurch wird eine Unempfindlichkeit bezüglich durch Störungen hervorgerufener
Auslösungen geschaffen. Solche Auslösungen können durch elektrische Überschwinge entstehen. Die erwähnte Tatsache verhindert,
daß dann, wenn die Betriebsspannung von einer Batterie geliefert wird, eine unnötige Stromsenke in der Spannungsversorgung vorliegt.
Die Sehaltpunkte der Ein/Aus-Steuerung 708 und der "Brechstange" sind in Fig. 13 dargestellt.
Bei dem Wandler 706 handelt es sich, um einen Wandler vom Zerhackertyp,
der aus dem Schalttransistor IC102, der Induktivität L102, einer "frei laufenden" Diode D112 und einer vom Transistoren Q103 und Q104
gebildeten Spannungsrückkopplung besteht. Die Spannung an der Basis von Q103 wird durch R109 auf + 5 V- eingestellt. Diese Spannung entspricht
etwa 1/2 der temperaturstabilisierten Spannung von + 10 V=, die von D107, D108 und D109 erzeugt wird.
Die Schaltung arbeitet wie folgt: Wenn die Ausgangsspannung unter + 5 V= liegt, ist Q103 eingeschaltet, Q104 ist ausgeschaltet. Der
Kollektorstrom von Q103 ist der Basisstrom des pnp-Darlington-Transistors
IC102, der dann eingeschaltet wird. Werden der Induktivität 101 etwa + 35 V= zugeführt, steigt der Strom linear an. Der
Strom fließt in C106 und die angeschlossene Last. Wenn die Ausgangsspannung + 5 V= übersteigt, wird Q103 ausgeschaltet, und Q104 wird
eingeschaltet. Der Kollektor strom von Q104 schaltet Q102 an, der die Basis von IC102 klemmt, wodurch dieser rasch ausgeschaltet wird.
Zu diesem Zeitpunkt schaltet der Strom in LlOl von IC102 auf die Diode Dl 12. Die Ausgangsspannung beginnt abzunehmen, bis Q103
einsehaltet und Q104 ausschaltet und sich der Vorgang selbst wiederholt.
Die Hysterese bei dem Ein/Aus-Schalten ergibt sieh aus dem naturgemäßen Über- und Untersehwingen des durch LlOl und C106
gebildeten Resonanzkreises. Die positive Schaltrückkopplung erfolgt durch C103 und RIlO. Die Schaltpunkte der Spannungsversorgung 144
sind
sind in Fig. 13 dargestellt.
Zusätzlich zu dem + 5 V=-Pegel liefert die Spannungsversorgung 144
außerdem eine Bezugsspannung Vrj?j?, die von dem Mikrocomputer
gebraucht wird. Von dem IC103 wird in Kombination mit .R114, R115,
R116 und C106 ein zusätzliches Signal, nämlich ein Netz-Ein-Rücksetzsignal
für den Mikrocomputer geliefert. Wenn der Wandler einsehaltet und + 5 Volt Gleichspannung erzeugt werden, bleibt die RS-Leitung für
etwa 5 Millisekunden auf Schaltungserde. Dieses Signal gelangt an den Mikrocomputer, der dann zurückgesetzt wird. Die Diode Dill bewirkt
ein Zwisehen-Netz-Aus-Rücksetzen, sobald die 5 Volt betragende Bezugsspannung auf Null heruntergeht, wodurch sowohl ein sicherer
Netz-Ein- als auch Netz-Aus-Übergang gewährleistet ist.
H. Der Lesespeiciier (RQM)
Der intern in dem Mikrocomputer vorgesehene Lesespeicher (ROM) speichert
Befehle, die eine Folge von acht Hauptfunktionen definieren, die bei jeder Periode des Wechselstroms, d.h., alle 1G,GG7 Millisekunden
abgearbeitet werden. Jede Funktion it>l verantwortlich für uas Auf
finden eines oder mehrerer Parameterwerte außerhalb des Mikrocomputers. Diese Parameter enthalten Werte, die von dem zu schützenden elektrischen
Schaltkreis erhalten werden, so z.B. den Phasenstrom und den Erdstrom, weiterhin Werte, die durch die Potentiometer und Schalter
auf der Frontplatte spezifiziert werden. Die entsprechende Funktion lädt dann den Parameterwert in eine spezifizierte Speieherstelle innerhalb
des Schreib/Lese-Speichers (RAM). Darüber hinaus sind die meisten Funktionen außerdem verantwortlich für die Durchführung einer odor
mehrerer Grenzwertprüfungen, so z.B. für das Vergleichen des derzeitigen Phasenstroms mit dem Ansprechwert für sofortige Auslösung
(im folgenden als Sofort AW abgekürzt). Da die gesamte Schleife der acht Funktionen alle 16,667 Millisekunden durchgeführt wird, erfolgt
jede Grenzwertprüfung bei dieser Geschwindigkeit.
Zusätzlich
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Zusätzlich zu der Aufgabe des Abtastens und Grenzwertprüfens ist jede
' Funktion für zwei Operationen verantwortlich, die sich auf die numerischen Anzeigen 80 und 82 in der Frontplatte beziehen. Alle 4 Sekunden liest
eine Funktion einen Anzeigeparameterwert aus der zugewiesenen Speicherstelle des RAM. Dann formatiert die Funktion diesen Parameterwert
in vier Ziffern werte um. Entspricht beispielsweise der derzeitige
Phasenstrom 2,14 Einheiten, würde die entsprechende Funktion vier Ziffernwerte erzeugen, nämlich eine Leerstelle, eine 2, eine 1 und eine
4. Diese Ziffernwerte würden dann in zugewiesene Speicherstellen des RAM gebracht werden, wobei jede Stelle einer Ziffernstelle der
numerischen Anzeige 80 entspricht. Im allgemeinen formatiert jede Funktion zwei Parameterwerte und lädt somit insgesamt acht Ziffernwerte in die entsprechenden RAM-Speicherstellen. Diese Ziffernwerte
verbleiben 4 Sekunden lang in dem RAM, bis die nächste Funktion ihre Pflicht zum Laden der Ziffernwerte erfüllt.
An dieser Stelle befinden sieh die Ziffernwerte in dem RAM. Sie
müssen nun zu der richtigen Ziffer innerhalb der numerischen Anzeigen 80 und 82 geschickt werden, dies ist die zweite Operation, die von
den acht Hauptfunktionen wahrgenommen wird. Jede Funktion ist jedesmal, wenn sie ausgeführt wird, verantwortlich für das Auffinden eines
der Ziffernwerte aus dem RAM und für das Senden dieses Ziffernwertes über das Port 2 des Mikrocomputers 154 an die numerische Anzeige 80
oder 82. Der Digitalwert erscheint dann erleuchtet an der richtigen
Stelle innerhalb der numerischen Anzeige. Da etwa alle 2 Millisekunden (16,667/8 ms) eine neue Funktion ausgeführt wird, erscheint der
Digitalwert für diesen Zeitabschnitt auf der numerischen Anzeige, bevor er erlischt und der nächste Ziffernwert an eine andere Ziffernstelle
der numerischen Anzeige gesendet wird. Zu jedem beliebigen Zeitpunkt erscheint also lediglich eine Ziffer auf der numerischen
Anzeige 80 und 82. Die Ziffern blinken jedoch so rasch, daß sie einem Betrachter als gleichzeitig erleuchtet erscheinen.
Das
Das externe R0M151 ist optional, d.h. wahlweise vorzusehen, und es
.kann dazu verwendet werden, Befehle zum Wahrnehmen zusätzlicher Funktionen zu speiehern, so z.B. für weitere Funktionen bezüglich des
Daten-E/A-Systems. Außerdem kann die Wertetabelle für die Potentiometereinstellungen
in dem externen ROM gespeichert werden, um ein Wechseln der Tabellenwerte zu erleichtern.
Die Organisation der Hauptbefehlssehleife in dem ROM des Mikrocomputers
ist in Fig. 17 dargestellt. Die acht Hauptfunktionen sind als FUNKTx bezeichnet, wobei χ die Werte 1 bis 8 annehmen kann. Die von diesen
Funktionen aufgerufenen hauptsächlichen Unterprogramme sind das gemeinsame Anzeigeprogramm CMDIS, das Analog/Eigital-Umsetzprogramm
ADCVl, das Unterprogramm zum Umsehalten zwischen den zwei Anzeigepanelen-MuItiplexern
166 und 168 und zum Durchführen der Analog/ Digital-Umsetzung TADCV1 sowie das Unterprogramm "Lesen" zum Erhalten
diskreter Werte von den Potentiometereinstellungen. Die Hauptfunktionen sowie die entsprechenden Unterprogramme sollen im folgenden
ausführlich erläutert werden.
CMDIS - Figur 26
Dieses Unterprogramm wird von jeder Hauptfunktion aufgerufen und
daher alle 2 Millisekunden ausgeführt. Es bringt einen Digitalwert, wie er von dem Register Rl adressiert wird, zur Anzeige und führt
eine Analog/Digital-Umsctzung auf einer der 8 Eingnngsleitungen dos
Multiplexers 158 durch,'win es durch das Register KO spezifiziert wird.
Das Unterprogramm CMDIS gibt auf der Leitung 7 des Ports 1 einen Impuls mit einer Dauer von 100 Mikrosekunden ab, um die
Daten-Eingabe/Ausgabe-Spannungsversorgung 176 zu erregen. Ein Abschnitt
von CMDIS, bezeichnet mit TADCV, schaltet zwischen dem Multiplexer 166 und dem Multiplexer 168 um, um ein Potentiometer
von der anderen Seite der Schalttafel zu lesen. Weiterhin vervollständigt BAD ORIGINAL
31U5A7
ständigt CMDIS eine Zeitverzögerung, um sieherzustellen, daß jede
. Hauptfunktion in exakt 16,667/8 Millisekunden durchgeführt wird.
Für eine ausführliche Beschreibung von CMDIS soll nun auf Fig. 26 Bezug genommen werden. Zuerst wird ein interner Zähler geprüft, um
zu bestimmen, ob das 16,667 ms/8 dauernde Zeitfenster abgelaufen oder verstrichen ist. Ist dies nicht der Fall , läuft das Unterprogramm
in der Schleife, bis das Zeitfenster abgelaufen ist. Dann wird der Zähler zurückgesetzt.
Als nächstes wird die Leitung 7 von Port 1 aktiviert, um zwei Funktionen
zu erfüllen. Durch diese Leitung wird der Chipauswahl-Anschluß des Analog/Digital-Umsetzers deaktiviert. Diese Leitung steht außerdem in
Verbindung mit dem Transistor 228 der Daten-Eingabe/Ausgabe-Spannungsversorgung.
Somit" bildet die Aktivierung der Leitung 7 des Ports 1 die Vorderflanke eines etwa 100 Mikrosekunden andauernden Impulses für
die Daten-E/A-Spannungsversorgung.
Nun werden vorher vorhandene Alarm bedingungen geprüft, um zu bestimmen,
ob ein Impuls auf dem Anschluß SER AUS der optisch gekoppelten Daten-Eingabe/Ausgabe-Schaltung 174 ausgesendet werden
sollte. Wie oben beschrieben wurde, liefert SER AUS ein impuls-
— codiertes Signal über einem 16,667-Millisekunden-Zeitfenster, um die
Fernanzeige über mögliche Alarm- oder Auslösebedingungen zu informieren.
Nun wird das Register 6 erhöht, um die Kanaladresse für die nächste
Eingangsleitung zu erhalten, auf die der Multiplexer 158 zugreifen soll. Das Register 1 wird nun vermindert, um die Adresse des nächsten
Digitalwertes für die Anzeige zu erhalten.
Indem das Register Rl als Adressenzeiger verwendet wird, wird nun einer von acht Digitalwerten aus dem RAM geholt und vorbereitet
für
für die Abgabe an die numerischen Anzeigen. Da der Digitalwert lediglich
4 Bits benötigt, werden die oberen 4 Bits dazu verwendet, die Zwisehenspeicher-Freigabeleitung 5 des Ports 2 und die Inhibitleitung
des Ports 2 richtig einzustellen. Die Leuchtdiodenanzeige 84, 86, 88, 90, 92, 94, 96, 98 oder 100, die dem derzeit angezeigten Parameter
entspricht, wird vom Bit 6 des Ports 2 gesteuert. Das entsprechende Bit in dem angezeigten Digitalwert wird von dem Unterprogramm SRACE
in FUNKTl gesetzt oder zurückgesetzt. Diese Steuerinformation sowie
der Digitalwert werden dann über das Port 2 an den Zwischenspeicher-Decoder
194 im Anzeigesystem 155 gesendet.
Die Kanaladresse für den Multiplexer 158, enthalten im Register R6,
wird nun über das Port 2 ausgesendet. Es wird die Analog/Digital-Umsetzroutine
ADCVl ausgeführt, und der Digitalwerl des Eingangs des
Multiplexers 158 wird im Register 3 und im Akkumulator gespeichert.
FUNKTl - Figur 18
Diese Funktion initialisiert zuerst das Register Rl mit einer Adresse,
die um eins größer ist als die Adresse von Ziff. 1. dom Digitalwert,
der in der am weitesten rechts liegenden Stelle der numerischen Anzeigen 80 und 82 angezeigt wird (der Wert wird vor der Verwendung
von CMDIS vermindert). Die Funktion initialisiert außerdem das Register
R6 mit der ersten Kanaladresse, auf die der Multiplexer 158 zugreift.
Als nächstes wird das Unterprogramm SRACE betreten. Diese Unterprogramm
erhöht einen 4-Sekunden-Zähler. Wenn dieser Zähler von
einem Hexadezimalwert FF auf Null überläuft, so zeigt dies an, daß die 4-Sekunden-Anzeigedauer verstrichen ist, und gemäß Zeitsteuerung
wird ein neues Paar von Werten in den numerischen Anzeigen 80 und 82 dargestellt. Dies erfolgt durch Verschieden des Inhalts des Registers
R7. Als nächstes setzt SRACE das Bit 6 in einen der acht Ziffernwert-RAM-Speiehei'stellen,
an rijiß die den mitfe/.ei|iten Piinmieteni
ent sprechende LeuehtdioderiimZeige eingeschaltet winl.
Nun
' BAD ORIGINAL T
Nun wird die gemeinsame Anzeigeroutine CMDIS aufgerufen. Nach Be-'
endigung der Routine wird Ziff. 1, die am weitesten rechts liegende
Ziffernstelle der numerischen Anzeige 82, eingeschaltet, und der derzeitige Phasenstrom ist nun gelesen und von dem ADU156 verarbeitet.
Der derzeitige Phasenstromwert wird· nun im RAM gespeichert.
Nun wird das Indexregister R7 geprüft, um zu bestimmen, ob es Zeit
ist, den derzeitigen Phasenstromwert auf der numerischen Anzeige 80 der Frontplatte zur Anzeige zu bringen. Falls ja, wird der derzeitige
Phasenstromwert in vier Ziffernwerte formatiert, und jeder dieser Ziffernwerte wird in Speicherstellen ZIFFER 8, ZIFFER 7, ZIFFER 6,
ZIFFER 5 innerhalb des RAM entsprechend den am weitesten links liegenden Anzeigeziffern gespeichert, d.h. in den Ziffernstellen für
die numerische Anzeige 80. Außerdem wird der derzeitige Erdstrom in vier Digitalwerte formatiert. Diese Digitalwerte werden in den RAM-Speicherstellen
ZIFFER 4, ZIFFER 3, ZIFFER 2 und ZIFFER 1 entsprechend den Werten der am weitesten rechts liegenden Ziffern gespeichert,
d.h. entsprechend den vier Ziffernstellen der numerischen Anzeige 82. (In den Flußdiagrammen wird für den derzeitigen Phasenstromwert die
Abkürzung PPCÜR und für den derzeitigen Erdstromwert die Abkürzung PGCUR verwendet.)
Als nächstes wird cjer für die Funktion der langen Verzögerung verwendete
Wert des Phasenstroms gelesen. Um einen Wert zu erhalten, der doppelte Auflösung des Standardwertes des derzeitigen Phasenstroms
aufweist, wird die dem ADU156 zugeleitete Bezugsspannung über die Leitung 6 des Ports 1 eingestellt. Der ADU wird nun veranlaßt,
erneut den Wert des Spitzenwertgleichrichters 160, wie er über den Multiplexer 158 geliefert wird, umzusetzen. Im Anschluß an
die Beendigung der Analog/Digital-Umsetzung wird der Kondensator des Phasenstrom-Spitzenwertgleiehrichters 160 durch Erden des Ausgangs
des Multiplexers 158 über den FET 186 entsprechend dem über" die Leitung 5 des Ports 1 gegebenen Befehl zurückgesetzt. Der Wert
des Phasenstroms für lange Verzögerung ist nun im RAM gespeichert.
Dieser
Dieser Wert ist im Flußdiagramm gemäß Fig. 18 mit LDPU abgekürzt.
FUNKTl sendet nun über das Port 1 eine Kanaladresse an den Multiplexer
158, um den Erdstrom-Spitzenwertgleichriehter 162 auszuwählen. Die Analog/Digital-Umsetzroutine ADCVl wird aufgerufen, den Erdstrom
zu lesen und den Wert in einen Digitalwert umzusetzen. Nun wird der Erdstrom-Spitzenwertgleichrichterkondensator zurückgesetzt.
Bei höheren Werten des Phasenstroms kann der Erdstromwandler 28 fiktive Worte des Erdstroms erzeugen, wenn ein solcher Wert tatsächlich
nicht existiert. Dieser Effekt ist umso spürbarer, desto mehr der
Phasenstrom ansteigt. Daher wird dem fiktiven Erdstrom dadurch Rechnung getragen, daß der Wert des in dem RAM zu speichernden Erdstroms um
einen Faktor 1/8 des Phasenstroms vermindert wird, wenn der Phasenstrom zwischen 1,5 Einheiten und 9 Einheiten liegt. Wenn der derzeitige
Wert des Phasenstroms größer ist als 9 Einheiten, wird der Erdstrom dadurch vernachlässigt, daß der derzeitige Erdstromwert auf
Null gesetzt wird, wobei der richtige Wert des Erdstroms nun in dem
RAM gespeichert ist.
FUNKT2 - Figur 19
Diese Funktion bestimmt den durchschnittlichen Pliasonstrom, nimmt
t
Energieberochnungen vor und legt die Bauartnummer der Auslösccinheit 26 fest. Zuerst wird der Multiplexer 158 über das Porti mit einer Adresse versorgt, die durch das Register 36 indiziert wird, um die Mittelungssehaltung 164 zu veranlassen, einen Analogwert an den ADU156 zu geben. Es wird die gemeinsame Anzeigeroutine aufgerufen, durch die veranlaßt wird, daß Ziff. 2, d.h. die zweite Ziffernstelle von rechts in der numerischen Anzeige 82, eingeschaltet wird, und daß ein Digitalwert für den durchschnittlichen Phasenstrom geliefert wird. Der durchschnittliche Phasenstrom ist in dem Flußdiagramm durch die Abkürzung ^AVE bezeichnet. Als nächstes wird der Wert des mittleren Ph.'isenstroms mit dem Produkt aus Leistungsfaktor (PF) und Leit
Energieberochnungen vor und legt die Bauartnummer der Auslösccinheit 26 fest. Zuerst wird der Multiplexer 158 über das Porti mit einer Adresse versorgt, die durch das Register 36 indiziert wird, um die Mittelungssehaltung 164 zu veranlassen, einen Analogwert an den ADU156 zu geben. Es wird die gemeinsame Anzeigeroutine aufgerufen, durch die veranlaßt wird, daß Ziff. 2, d.h. die zweite Ziffernstelle von rechts in der numerischen Anzeige 82, eingeschaltet wird, und daß ein Digitalwert für den durchschnittlichen Phasenstrom geliefert wird. Der durchschnittliche Phasenstrom ist in dem Flußdiagramm durch die Abkürzung ^AVE bezeichnet. Als nächstes wird der Wert des mittleren Ph.'isenstroms mit dem Produkt aus Leistungsfaktor (PF) und Leit
wir
wie sie durch das Potentiometer 110 der Frontplatte spezifiziert wird,
- multipliziert. Das Ergebnis ist der Wert für die derzeitige Kilowattzahl, PRKW. Dieser Wert wird zwischenzeitlich gespeichert und außerdem
auf die Megawattstunden-Zwischensumme addiert. Es wird geprüft, ob PRKW größer ist als der nach der letzten Betätigung des Kilowatt-Rücksetzknopfes
105 registrierte Spitzen-Kilowattwert (PKACKW). Ist PRKW größer als dieser Wert, wird der aufgelaufene Spitzen-Kilowattwert
mit PRKW gleichgesetzt, und beide Werte werden in dem RAM gespeichert.
Das Register R7 wird daraufhin geprüft, ob es an der Zeit ist, die derzeitigen
Kilowatt- und Megawattstundenwerte auf den numerischen Anzeigen 80 lind 82 anzuzeigen. Ist dies der Fall, so werden die genannten
Größe in vier Ziffernwerte formatiert und in die Spcichcr-.stcllen
für die Ziffernwerte innerhalb des RAM geladen.
Nun wird für den Multiplexer 158 eine Adresse erzeugt, um die Bauartnummer-Kennzeichnungsvorriehtung 170 auszuwählen, so daß
diese einen Wert an den ADU156 gibt. Nun erfolgt die A/D-Umsetzung der Bauartnummei; und der umgesetzte Wert wird irr* RAM gespeichert,
um anzuzeigen, welches der verschiedenen wahlweisen (optionalen) Merkmale in der vorliegenden Auslöseeinheit enthalten ist, und um die
Ausführung der entsprechenden Befehle weiter unten im ROM auszuwählen.
FUNKT3 - Figur 20
Die erste Aufgabe dieser Funktion besteht darin, die Anzahl von über
den Anschluß FER AUS auszusendenden Impulse zurückzusetzen.Diese Information wird später von dem gemeinsamen Anzeigeprogramm dazu
verwendet, den richtigen Impulscode auf dem seriellen Ausgang (SER AUS) zu erzeugen. Das gemeinsame Anzeigeprogramm wird nun ausgeführt,
um die Ziffer 3 einzuschalten, wobei es sieh um die dritte Ziffer von rechts auf den numerischen Anzeigen handelt, und um einen
Digitalwert
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Digitalwert von dem Spitzen-Kilowatt-Einstellpotentiometer 108 zu er-■
halten. (Dieses Potentiometer ist in Fig. 20 durch KWST-Pot abgekürzt).
Als nächstes wird ein Flag gesetzt, um zu verhindern, daß ein fehlerhafter
Impuls von dem Anschluß FER AUS ausgesendet wird. Dann wird das Unterprogramm LESEN ausgeführt, um einen von acht diskreten
Werten der Spitzen-Kilowatteinstellung zu erhalten, wie sie durch das
entsprechende Potentiometer 108 spezifiziert wird. Diese Routine wird
unten noch im einzelnen erläutert.
Nun wird geprüft, ob es Zeit für die Anzeige der Spitzen-Kilowatt-Einstellung
(KWST) auf der numerischen Anzeige 80 ist. Falls ja, wird die Spitzen-Kilowatteinstellung, wie sie durch das Unterprogramm
LESEN bestimmt wurde, in vier Eigilalwerte formatiert und in den Ziffern wer t-Speici !erstellen innerhalb des RAM gespeichert, weiche den
Ziffern der numerischen Anzeige 80 entsprechen.
In dem RAM wird eine laufende Zwischensumme der Kilowattzahl gehalten.
Diese Zwisehensumrne wird von dein derzeitigen Kilowattwert
bei jeder Ausführung von FUNKT3 erhöht, uiii uaüurch die Kilowattwerte
über die Zeit zu integrieren, was zu einem den Kilowattstunden entsprechenden Wert führt. Nun wird diese Stelle des RAM
geprüft, um zu bestimmen, ob ein Wert entsprechend den Kilowattstunden erreicht ist. Falls ja, ■ wird eine Megawattstunden-Zwischensumme
im RAM erhöht, und die Kilowattstunden-Zwischensumme wird unter Beibehaltung des Restes zurückgesetzt. Es wird geprüft, ob
es an der Zeit ist, den Inhalt der Megawattstunden-Zwischensumme auf der Anzeige darzustellen. Falls ja, so wird diese Größe in vier
Ziffernwerte formatiert und in den Ziffernwert-Speicherstellen des RAM entsprechend der numerischen Anzeige 82 gespeichert.
Nun wird die Leitung 3 des Ports 2 aktiviert, um den Multiplexer 1(>6
fiiis/.iiwühleii und den Multiplexer 1 (»8 ηIs Hirifjfiheqrielle für den Multi
plexer
31U547
plexer 158 auszuschließen. Es erfolgt eine Analog/Digital-Umsetzung
.der Werte der Frontplattensehalter 102, 104 und 106, und ein für jede
Kombination der Schaltereinstellungen einzigartige Digitalwert wird in dem RAM gespeichert.
FUNKT4 - Figur 21
Die erste Aufgabe von FUNKT4 besteht darin, das gemeinsame Anzeigeprogramm
zum Einschalten der Ziff. 4 aufzurufen, wobei es sieh bei
der Ziff. 4 um die vierte Ziffer von rechts der numerischen Anzeige handelt. Ferner wird das PFxLF-Potentiometer 110 (Potentiometer für
die Größe Leistungsfaktor (PF) χ Leitungsspannung (LS)) abgelesen und es wird ein entsprechender Digitalwert zurückgegeben. Nun wird das
Unterprogramm LESEN aufgerufen, um den dem Digitalwert des PFxLS-Potentiometers 110 entsprechenden Tabellenwert zu erhalten.
Wenn es an der Zeit ist, den PFxLS-Wert anzuzeigen, wird dieser Wert in vier Ziffernwerte formatiert und in den der numerischen
Anzeige 80 entsprechenden Speicherstollen des RAM gespeichert.
Nun wählt die Leitung 3 des Ports 2 den Multiplexer 166 als Eingabequelle
für den ADU156 über den Multiplexer 158 aus, es wird eine Analog/Digital-Umsetzung auf dem Spannungsteilernetzwerk, welches
die Druckknopfschalter 105, 107, 128 und 130 enthält, durchgeführt. Ein dem Muster def nun gedrückten Druckknöpfe entsprechender einzigartiger
Digitalwert wird in dem RAM gespeichert. Diese Größe wird außerdem daraufhin überprüft, ob überhaupt irgendein Druckknopf
gedrückt wurde. Falls nicht, wird die Routine FUNKT5 betreten. Andernfalls wird geprüft, ob der Kilowatt-Rüeksetz-(KWST-)Druckknopf
105 gedruckt wurde. Falls ja, wird der Wert der Spitzen-Kilowattzahl
im RAM gelöscht. Als nächstes wird geprüft, ob die System-Rücksetztaste 107 gedrückt wurde. Falls ja, werden sämtliche Auslöseanzeigen
gelöscht, die seriellen Ausgangs-Impulscodes werden auf Null gesetzt, die Anzeigesequenz wird zurückgesetzt, und die Unterbrechung
wird freigegeben. Wenn der System-Rücksetzknopf nicht gedrückt
drückt wurde, dann ist einer der Test-Druckknöpfe 128 und 130 gedrückt.
Der Digitalwert des über die Multiplexer 166 und 158 gelesenen Druckknopfes wird nun in einem Test Flag gespeichert.
FUNKT5 - Figur 22
Es wird die gemeinsame Anzeige rout ine aufgerufen, um die Ziff. 5, d.h.
die fünfte Ziffer von rechts gesehen, anzuzeigen, und um das Potentiometer 112 für den Sofort-Anspreehwert abzulesen. Das Unterprogramm
LESEN nimmt den von der gemeinsamen Anzeigeroutine gelieferten Digitalwert der Potentiometereinstellung und ermittelt den aktuellen
Einstellwert aus der in dem ROM gespeicherten Tabelle. Nun wird geprüft, ob es Zeit für die Anzeige des eingestellten Sofort-Ansprechwertes
auf der numerischen Anzeige 80 ist. Falls ja. wird der Sofort-Ansprechwert
in vier Ziffernwprte formatiert und in den Ziffern der numerischen Anzeige 80 entsprechenden RAM-Speicherstellen gespeichert.
Nun wird das Test-Potentiometer 120 über die Multiplexer 168 und 158
gelesen,und es wird ein entsprechender Digitalwert ermittelt. Der
zuvor von der Abtastung dor Frontplnttonsphiiltcr prhMltono Dirntillwort,
wird nun geprüft, um zu bestimmen, ob der Sehalter 106 in der Stellung
"Auslösen" ist. Falls ja, wird in die RAM-Speichersteile, wo normalerweise der Wert des Test-Potentiometers 120 gespeichert würde, ein
t
fester Wert gespeichert. Dieser feste Wert wird zu einem späteren
fester Wert gespeichert. Dieser feste Wert wird zu einem späteren
Zeitpunkt der Ausführung des Tests interpretiert als sechs Einheiten
für den Phasenstrom oder 1,5 Einheiten für den Erdstrom . Wenn der
Schalter 106 in der Stellung "nicht auslösen" ist, wird als nächstes geprüft, ob mehr als ein Druckknopf gedrückt ist. Dies ist ein unzulässiger
Zustand, und es wird kein Test durchgeführt. Wenn bestimmt wird, daß nur ein Druckknopf gedrückt ist, wird geprüft, um welchen
Druckknopf es sich handelt. Wurde der Druckknopf "Erde" 130 gedruckt,
wird geprüft, ob der Wert des Test-Potentiometers 120, wie er im RAM gespeichert ist, größer oder gleich dem derzeitigen Wert des Erdstroms
ist. Falls nicht, so bedeutet dies, daß der tatsächliche Wert des Erdstroms
BAD
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Stroms, dor nun von dem System erfaßt wird, größer als der Wert des
■ von dem Potentiometer 120 simulierten Erdstroms ist. Daher wird kein Test ausgeführt und die Auslöseeinheit führt die Standard-Erdstrom-Grenzwertprüfungen
durch. Wenn der Wert des Test-Potentiometers 120 , wie er im RAM gespeichert ist, größer ist als der derzeitige Wert des
Erdstroms, werden Indizes gesetzt, um die Test-Leuchtdiode 100 anzuschalten, der Wert des Test-Potentiometers 120 wird in vier Ziffernwerte
formatiert und in den den Ziffern der numerischen Anzeige 82 entsprechenden RAM-Speicherstellen gespeichert, und die Anzeige der
numerischen Anzeige 82 wird festgehalten.
Ist der Druckknopf "Phase" 120 gedruckt, wird geprüft, ob der Wert
des Test-Potentiometers, wie er im RAM gespeichert ist, größer ist als der derzeitige Phasenstrom. Falls nicht, ist der tatsächliche Wert
des Phasenstroms kritischer als der simulierte Testwert, und es v-M'rd
kein Test durchgeführt. Stattdessen werden von dem System die normalen Grenzwertprüfungen betreffend den derzeitigen Phasenstrom durchgeführt.
Wenn der simulierte Testwert des Phasenstroms größer ist als dor derzoitigo Wert des Phasenstroms, wird ein Index: gesetzt, unn
die Test-LoiK'htdiode 100 einzuschalten, der Wert d^s Te^t-Potentiometers
120 wird in vier Ziffernwerte formatiert und in den den Ziffern der
numerischen Anzeige 80 entsprechenden RAM-Speicherstellen gespeichert, und es wird ein Index gesetzt, um die numerische Anzeige 80 festzuhalten,
d.h. "einzufrieren".
Es wird nun geprüft, ob das Test-Flag gleich dem durch die Abtastung
der Druckknöpfe erzeugten Bit-Muster ist. Falls ja, so bedeutet dies, "daß der Test-Druckknopf noch gedrückt wird. Weil nicht eher ein
Test durchgeführt wird, als bis der Knopf losgelassen ist, wird zu diesem
Zeitpunkt kein Test durchgeführt. Unterscheidet sich der Wert des Test-Flags von dem des Druekknopfes, wird geprüft, ob der Druckknopf
"Ph.'iso" 128 gedruckt ist. Falls ja, wird der Wert des Test-Potentiometers
120 in den dom derzeitigen Phasenstrom und dem lange verzögerten
Phasenstrom entsprechenden RAM-Speicherstellen gespeichert. Wurde
der
BAD ORIGINAL
31H547
5 U
der Knopf "Erde" gedrückt, wird der Wert des Test-Potentiometers in denjenigen RAM-Speicherstellen gespeichert, die dem derzeitigen
Wert des Erdstroms entsprechen. Dies beendet den Abschnitt der in Funktion 5 enthaltenen Testfunktion.
Als nächstes wird der derzeitige Wert des Phasenstroms mit den Sofort-Ansprechwert
verglichen, der durch das Potentiometer 112 spezifiziert ist. Wenn der derzeitige Wert des Phasenstroms unter diesem Wert liegt,
wird sofort in die Funktion 6 eingetreten. Wenn der derzeitige Wert des Phascnslroms großer ist als der Sofort-Anspreehwort, wird ein Index
gesetzt, um das gemeinsame Anzcigounlerprogrnnim zu veranlassen, ein
Muster von Impulsen an den Anschluß SER AUS auszugeben, um anzuzeigen, daß eine sofortige Auslösung erfolgt ist, und es wird das Unterprogramm
"Auslösen" aufgerufen, was in einem späteren Abschnitt erläutert werden wird.
FUNKT6 - Figur 23
Die gemeinsame Anzeigoroutine wird zum Einschalten der Ziff. ti ausgeführt,
und das Potentiometer für den Ansprechwert für lange Verzögerung wird gelesen und umgesetzt. Der Digitalwert entsprechend
dieser Potentiometereinstellung wird nun durch das Unterprogramm
"Lesen" behandelt, um den entsprechenden Tabellenwert zu ermitteln. Wenn es Zeit für die Anzeige des Ansprechwertes für lange Verzögerung
auf den numerischen Anzeigen ist, wird der Ansprechwert für lange Verzögerung (LDPU) in vier Ziffernwerte formatiert und in den RAM-Speicherstellen
gespeichert, die den Ziffern der numerischen Anzeige 80 entsprechen. Als nächstes wird das Potentiometer 122 für die lange
Verzögerungszeit (LDT-Potentiometer) abgetastet, und der gelesene Wert
wird in einen Digitalwert umgewandelt und von der Routine "Lesen" verarbeitet, um den Tabellenwert für die lange Verzögerungszeit zu
erhalten.
Dann wird eine Grenzwertprüfung für die lange Verzögerung durchgeführt,
indem zuerst dor IMifisrnstrom für Innige Ver/.o|r<>niMfr und (Ut
Anspruch
BAD ORIGiNAL
Ansprechwert für lange Verzögerung verglichen werden (LDPC > LDPU ?).
.Ist der Phasenstrom für lange Verzögerung (LDPC) nicht größer als der
Anspreehwert für lange Verzögerung, wird die Zwischensumme für lange
Verzögerung um das Quadrat der Differenz zwischen dem eingestellten Anspreehwert für lange Verzögerung und den Phasenstrom für lange
Verzögerung vermindert. Dann wird in FUNKT7 eingetreten.
Wenn der Phasenstrom für lange Verzögerung größer ist als der Ansprechwert
für lange Verzögerung, wird die Zwischensumine für lange Verzögerung
um das Quadrat des Phasenstroms für lange Verzögerung erhöht. Es wird nun geprüft, ob die Zwischensumme für lange Verzögerung
größer ist als der Wert der für eine lange verzögerte Auslösung spezifizierten Zwischensumme für lange Verzögerung. Falls nicht, wird in FUNKT7
eingetreten. Wenn der Stromwert der Zwischensumme größer ist als der Auslösepegel, wird in dem RAM ein Code gespeichert, damit das gemeinsame
Anzeigeprogramm den richtigen Impulscode über den Anschluß SER AUS abgibt, um so eine lange verzögerLe Auflösung anzuzeigen.
Als nächstes wird das Unterprogramm "Auslösen" aufgerufen, und die Zwischensumme für lange Verzögerung wird gelöscht. Dann wird in
FUNKT7 eingetreten.
FUNKT7 - Figur 24
Das gemeinsame Anzeigeprogramm wird aufgerufen, um die Ziff. 7 anzuzeigen
und einen Digitalwert der Einstellung des Potentiometers 116 für den Anspreehwert für kurze Verzögerungszeit zu erhalten. Dann wird
die Routine "Lesen" aufgerufen, um den entsprechenden Tabellenwert für den dem vom Potentiometer abgetasteten Digitalwert entsprechenden
Ansprechwert für kurze Verzögerung zu erhalten. Es wird geprüft, ob es Zeit für die Anzeige des Ansprechwertes für kurze Verzögerung
ist. Falls ja, wird der Anspreehwert für kurze Verzögerung in vier Ziffernwerte formatiert und in denjenigen RAM-Speicherstellen gespeichert,
die den Ziffern der numerischen Anzeige 80 entsprechen.
Leitung
BAD ORIGfNAL
31U547
Leitung 3 von Port .2 wird nun aktiviert, um Multiplexer 166 auszuwählen,
• das Potentiometer 124 für kurze Verzögerungszeit (SDT) abzutasten und
hieraus einen Digitalwert zu erhalten. Dann wird der Tabellenwert für die kurze Verzögerungszeit durch das Programm "Lesen" ermittelt.
Wenn es nun Zeit für die Anzeige der kurzen Verzögerungszeit ist, wird der Wert der kurzen Verzögerungszeit in vier Ziffernwerte formatiert
und in den RAM-Speieherstellen gespeichert, die für die Anzeige als Ziffern 1 bis 4 in der numerischen Anzeige 82 vorgesehen sind.
Nun wird der Grenzwert für die kurze Verzögerung geprüft, indem zuerst
der derzeitige Phasenstrom (PPCUR) mit dem Anspreehwert für kurze Verzögerung (SDPU) verglichen wird. Wenn der eingestellte
Ansprechwert nicht überschritten wird, wird die Zwischensumme für kurze Verzögerung (SD) gelöscht und in die Funktion 8 eingetreten.
Wenn der derzeitige Phasenstrom größer ist nls der Ansprechwert für
kurze Verzögerung, wird die RAiVl-Spoicherstello entsprechend dom
Muster der Schalter 102, 104 und 106 geprüft, um zu bestimmen, ob eine kurz verzögerte I^T-Funktion über den Schalter 1(1?. aufgerufen
ist. Falls ja, wird das Quadrat dps dor/eitigpn Ph'i^pn^trnmwfrtos «luf
die Zwischensumme für die kurze Verzögerung addiert, und der neue Wert der Zwischensumme für die kurze Verzögerung wird mit dem Auslösepegel
für kurze Verzögerung verglichen. Wenn der Auslösepegel übersehritten wird, wird ein Impulscode für den Anschluß SER AUS und
die Fernanzeige gespeichert und es wird das Unterprogramm "Auslösen" aufgerufen. Wird der Zwischensummen-Auslösepegel nicht überschritten,
wird in die Funktion 8 eingetreten.
Wurde für den Test kurzer Verzögerung keine I^T-Funktion spezifiziert,
wird der derzeitige Phasenstrom wert auf den Zwischenwert für die kurze Verzögerung addiert und es wird ein Vergleich durchgeführt,
um zu bestimmen, ob der neue Wert der Zwischensumme für die kurze Verzögerung nun den Zwisehenwert-Auslöscpegel für kurze
Verzögerung überschreitet·. Falls nicht, wird sofort in FUNKT8 eingetreten.
trol en. Wenn der Zwisehensummen-Auslösepegel überschritten wird, wird
der Impulseeode für SER AUS und die Fernanzeige gespeichert, und es
wird die Routine "Auslösen" vor dem Eintritt in FUNKT8 aufgerufen.
FUNKT8 - Figur 25
Die gemeinsame Anzeigeroutine wird aufgerufen, um Ziff. 8 anzuzeigen,
die am weitesten links liegende Ziffernstelle in der numerischen Anzeige 80, und um das Potentiometer für den Erdschluß-Ansprechwert abzutasten
und umzuwandeln. Der Tabellen wert für den Erdschluß-Anspreehwert( GFPU) entsprechend dem Digitalwert des Potentiometers 118 wird
dann von dem Unterprogramm "Lesen" bestimmt und im RAM gespeichert.
Wenn es nun an der Zeit ist, den Erdschluß-Ansprechwert anzuzeigen,
wird diese Größe in vier Ziffernwerte formatiert und in den den vier Ziffern der numerischen Anzeige 80 entsprechenden RATvI-speichersteilen
gespeichert.
Das Potentiometer 126 für die Erdschlußzeit(GFT ) wird nun abgetastet,
und es wird ein entsprechender Digitalwert ermittelt. Dann bestimmt das Unterprogramm "Lesen" den Tabellenwert entsprechend
;dem Digitalwert des Potentiometers 126. Wenn es an der Zeit ist für
die Anzeige des Erdschlußwertes, wird diese Größe in vier Ziffernwerte formatiert und in den den vier Ziffern der numerischen Anzeige 82
entsprechenden RAM-Speicherstellen gespeichert. Nun wird geprüft, ob der derzeitige Wert des Erdsehlußstroms( PGTUR) größer ist als
der Erdschluß-Ansprechwert (GFPU). Falls nicht, erfolgt eine zusätzliche Prüfung dahingehend, ob der derzeitige Wert des Erdsehlußstroms
größer ist als die Hälfte des Erdschluß-Ansprechpegels. Falls ja, wird das Erdschluß-Verriegelungsflag gesetzt. Die Erdschluß-Zwischensumme
wird anschließend erniedrigt, und die Schleife kehrt zu FUNKTl zurück.
Wenn der derzeitige Wert des Erdsehlußstroms nicht größer ist als
der Erdschluß-Ansprechpegel, wird anschließend die das Frontplatten-Sehalter-
31H547
Sehaltermuster spezifizierende Speicherstelle des RAM geprüft. Ist
■ der Erdschluß-I2T-Schalter 104 gesetzt, wird eine Größe entsprechend
dem 1,5-fachen des derzeitigen Wertes des Erdschlußstrorns auf die Erdschluß-Zwischensum mc (GF-Zwisehensummo) addiert. Wenn dor I^T-Schalter
104 nicht gesetzt ist, wird die Erdsehluß-Zwischensumme lediglieh
erhöht.
Als nächstes wird geprüft, ob die Erdsehluß-Zwischensumme größer
ist als der Erdsehlußzeit-Grenzwert. Falls nicht, wird bei FUNKTl erneut in die Hauptprogrammschleife eingetreten. Ist die Zwischensumme größer
als die Erdschlußzeit (GFT), wird ein Impulscode gespeichert, der ermöglicht, daß das richtige Codemuster auf dem Anschluß SER AUS
abgegeben wird, und es wird das Unterprogramm "Auslösen" vor der Rückkehr zum oberen Teil der Hauptprogramnibdiieife bei FUNKTi
aufgerufen.
AUSLÖSEN - Figur 27
Dieses Unterprogramm wird immer dann ausgeführt, wenn elektrische Bedingungen des Leistungsschalters die Grenzwerte der Zeit/Strom-Kennlinie,
wie sie über die Frontplatte der Ausloseeinheit 26 eingegeben
wurden, überschritten werden. Bedingungen außerhalb der Grenzen werden durch die aufrufenden Funktionen der Hauptprogrammschleifenbefehle
erfaßt, die in dem ROM gespeichert sind.
Das Unterprogramm "Auslösen" prüft zuerst das Auslöseflag, um zu bestimmen, ob diese Auslösebedingung bei einer vorhergehenden Ausführung
der Hauptschleife erfaßt wurde. Falls ja, wird im nächsten Schritt das Register R7 gesetzt und die numerische Anzeige festgehalten.
Ist dies das erste mal, daß die Auslösebedingung erfaßt wird, wird das Auslöseflag zurückgesetzt, und der derzeitige Wert des
Phasenstroms wird in die Ziffernwertstellen des RAM entsprechend den
Ziffern der numerischen Anzeige 80 geladen. Als nächstes wird Bit der entsprechenden Ziffernwertsteile im RAM gesetzt, um zu veranlassen
BAD ORlGfNAL
lassen, daß die richtige Leuchtdiode auf der Frontplatte leuchtet, um
diejenige Funktion anzuzeigen, die den Auslösevorgang verursacht hat. Man beachte, daß, wenn Bit 6 eines Ziffernwertes auf Port 2 gesendet
wird, die Leitung 6 von Port 2 aktiviert wird, wenn und nur wenn die an die richtige Leuchtdiode angeschlossene Ziffer erleuchtet ist.
Dies schaltet den Transistor 208 an, um die richtige Leuchtdiode (LED) zu erleuchten.
Dann wird das Register R7 gesetzt, um die numerische Anzeige einzufrieren
und zu verhindern, daß irgendeine der Funktionen der Hauptschleife versucht, eine andere Größe zur Anzeige zu bringen. Nun erfolgt
eine Unterbrechungssperre, und es wird geprüft, ob dieser Aufruf der Routine "Auslösen" das Ergebnis eines ausgeführten Test war,
d.h. das Ergebnis davon, daß die Bedienungsperson entweder den Knopf "Phase" 128 oder den Knopf "Erde" 130 betätigt hat. Falls ja, wird
geprüft, ob der Schalter 106 sich in der Stellung "nicht auslösen" t)ofindet. Ist dies der Fall, setzt das Unterprogramm das Testflag und
den 4-Sekunden-Zeitgeber zurück und kehrt zur aufrufenden Stelle zurück.
Wenn der Schalter 106 sich in der Stellung "Auslösen" befindet oder
wenn der Aufruf des Unterprogramms "Auslösen" nicht durch einen Test veranlaßt wurfde, wird die Leitung 4 des Ports 1 betätigt. Hierdurch
wird ein Signal über die Leitung 190 (Fig. 2) an den Transistor 192 gegeben, welches die Auslösespule 22 betätigt und ein
Öffnen der Kontakte 18 veranlaßt. Das Testflag und der 4-Sekunden-Zeitgeber werden zurückgesetzt und das Unterprogramm kehrt zur
aufrufenden Stelle zurück.
LESEN - Figur 28
Dieses Unterprogramm erfüllt eine Tabellen-Nachsehlagefunktion, so
daß die Grenzwert-Einstellpotentiometer auf der Frontplatte der Auslöseeinheit 26 irgendeinen der acht diskreten Werte auswählen können
anstatt
31U547
anstatt ein sich kontinuierlich änderndes Ausgangssignal abzugeben.
Zusätzlich schafft das Unterprogramm einen Hystereseeffekt, wenn die Potentiometer eingestellt werden, um das unerwünschte Ändern der
Potentiometerwerte bei Änderung der Umgebungstemperatur auszuschalten
und den Einstellvorgang leichter und einfacher zu gestalten.
Nach Eintritt in das Unterprogramm "Lesen" enthält das Register RO die
Adresse derjenigen RAM-Speichcrslellc,. unter der der auszulösende
Parameterwert gespeichert ist, Register 2 enthält die Anfangsadresse der Tabelle von 8 Werten, die von dem Potentiometer ausgewählt
werden können, und der Akkumulator und Register R3 enthalten jeweils den Digitalwert der von dem Potentiometer eingestellten Spannung,
wie sie an den ADU156 geliefert wird.
Zuerst wird geprüft, ob bereits ein Auslosovorgang stattgefunden liat.
Falls ja, wird das Unterprogramm sofort verlassen. Andernfalls werden
von dem 8 Bits umfassenden Digit.nlwert der Potentiometer-Spannun.gseinstellung
die unteren fünf Bits fallengelassen, und die drei höchstwertigen Ziffern werden zirkuliert, um die niedrigstwertigen "its /.υ
werden. Der Akkumulator enthält somit eine Dinärzahl mit einem Dc/irrnl
wert zwischen Null und 7. Diese Größe wird dann auf die Anfangsadresse der Tabelle addiert, die i m Register R2 gespeichert ist, wodurch sich die RAM-Adresse des von dieser speziellen Einstellung des
Potentiometers ausgewählten Tabellenwertes ergibt. Der so erhaltene Wert kann zum Aktualisieren des speziell eingestellten Parameters
herangezogen werden oder nicht, abhängig von dem vorhergehenden Wert dieses Potentiometers.
Wenn die neue Einstellung, wie sie von der Tabelle erhalten wird,
der alten Einstellung gleicht, wird die alte Einstellung in den RAM unter die durch das Register RO spezifizierte Adresse zurückgeladen.
Wenn der neue Einstellwert nicht dem alten Einstellwert gleicht, erfolgt der Hysteresetest.
Grundsätzlich
ORIGINAL
31U5A7
Grundsätzlich prüft der Hysteresetest den gesamten 8-Bit-Ausgang des
ADU 156, wie er von dem Potentiometer abgetastet wird. Sind Bit 1 und Bit 2 gleich, d.h. sind die Bits entweder 00 oder 11, wird der neue
Einstellwert ignoriert, und der alte Einstellwert wird in das RAM zurückgeladen.
Der Zweck dieser Maßnahme läßt sich aus Tabelle I ersehen, in der von 28 möglichen Kombinationen des AD U-Ausgangssignals 8 Werte
dargestellt sind. Wie bereits erläutert wurde, bestimmen die höchstwertigen Bits, d.h. die Bits 5, 6 und 7, den Einstellpunkt des Potentiometers.
Wie man aus Tabelle I ersieht, erhöht sich die Potentiometereinstellung in binäre Schreibweise von 100 auf 101, wenn das Ausgangssignal
des Analog/Digital-Umsetzers von dem Wert D auf den Wert E wechselt. Durch Ignorieren einer Änderung in der Potentiometereinslellung,
bei der Bits 1 und 2 entweder 11 oder 00 sind, wird ein Hystoreseeffekt erzielt.
Bit-Nummer:
Wert
1 | O | υ | 1 | 1 | 1 | O | ο | A |
1 t 1 |
O O |
0 0 |
1 1 |
1 1 |
1 1 |
O 1 |
D | |
1 | O | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 |
J.
η |
|
1 | O | 1 | O | O | O | O | U | *-" |
1 | O | 1 | O | O | O | O | 1 _ | _ rv |
1 | O | 1 | O | O | O | 1 | J. | U |
1 | O | 1 | O | O | O | 1 | η _ | — τ? |
u — | Γ, | |||||||
1 | ||||||||
i. | ||||||||
η | ||||||||
U — — | KJ | |||||||
1 | H |
Vergegenwärtigt man sich, daß der Hysteresetest nur durchgeführt wird,
wenn eine Änderung in den oberen drei Bits des Ausgangssignals des
AI)U vorliegt, ersieht man, daß ein Erhöhen des Ausgangssignals des
ADU vom Wert B auf den Wert C nicht dazu führt, daß ein neuer
Wert
Wert gespeichert wird, weil die oberen drei Bits von B und C gleich
' sind. Ein Ansteigen vom Wert B auf den Wert G jedoch würde klar dazu
führen, daß ein neuer Wert gespeichert wird, da Bit 5 die Ausgangsgröße
von 0 auf 1 gewechselt hat.
Ohne die Ausführung des Hysteresetests würde ein Ansteigen der ADU-Ausgangsgröße
vom Wert C auf den Wert F in ähnlicher Weise dazu führen, daß ein neuer Potentiometerwert gespeichert wird. Dies jedoch
stellt eine Änderung des Wertes von etwa 3/256 der maximalen Potentiometereinstellung
oder weniger als 1,2 % dar. Eine solche Veränderung kann leicht aufgrund von Schwankungen der Umgebungstemperatur auftreten.
Durch die Verwendung des Hysterebetests, in dem die ADU-Ausgangsgröße
mit gleichen Werten in den BiLs 1 und 2 ignoriert werden , würui;
eine Änderung der ADU-Ausgangsgröße vom Wert C auf den Wert F
dazu führen, daß die neue Potentiomctcreinstellung ignoriert wird ur.d
die alte Potentiometereinstellung in den RAM zurückgeladen wird, weil Bit 1 und 2 des Wertes F beide Null sind. Wenn in ähnlicher
Weise die Bedienungsperson den Wert des Potentiometers vermiiiuein
würde, was zur Folge hat, daß die ACU-Ausgangsgröße sich vom Wert
G auf den Wert C ändert, würde ebenfalls der neue Wert ignoriert und der alte Wert beibehalten werden, weil die Bits 1 und 2 des Wortes
C beide 1 sind, und der Hysteresetest würde die neue Einstellung zurückweisen. Man sieht daher, daß der Hysteresetest sieherstellt, daß
die Potentiometereinstellung um mehr als 4/256 des insgesamt möglichen Einstcllbereichs geändert werden muß, bevor eine neue Einstellung
akzeptiert wird. Man könnte entgegenhalten, daß der beschriebene Hysteresetest nicht ausreichend genau ist, weil eine zulässige Einstellungsänderung
möglicherweise ignoriert wird. Dies könnte beispielsweise eintreten, wenn die alte Potentiometereinstellung eine ADU-Ausgangsgröße
erzeugt, die wesentlich größer ist als der Wert H. beispielsweise 10110101, und der neue Potentiometereinstellwert, der
von einem ADU-Ausgangssignal erzeugt wird, der Wert D ist. Man
BAD ORIGINAL
31U547
sieht, daß dies eine sehr große Winkeländerung des Potentiometers dar-.
stellt und dennoch die einen dem Wert D entsprechenden Wert erzeugende
Endstellung ignoriert würde, weil Bit 1 und Bit 2 beide 1 sind. Es sei jedoch daran erinnert, daß ein interaktiver Vorgang stattfindet und
daß der von dem Unterprogramm "Lesen" ausgewählte Parameterwert vom Standpunkt einer menschlichen Bedienungsperson aus gesehen sofort
auf der numerischen Anzeige 80 oder 82 dargestellt wird. In dem gerade angegebenen Beispiel würde die Bedienungsperson sehen, daß eine sehr
große Verstellung des Potentiometers keine Änderung des Einstellwertes erzeugte, und die Bedienungsperson würde selbstverständlich noch eine
weitere Einstellung vornehmen. An irgendeinem Punkt würden die weiteren Einstellversuche dazu führen, daß ein neuer Wert von der
Routine "Lesen" ausgewählt wird und auf der numerischen Anzeige dargestellt wird. Wäre die erzeugte Änderung größer als erwünscht,
würde die Bedienungsperson eine Rückstellung in die entgegengesetzte
Richtung vornehmen, wobei zur Durchführung dieses Vorganges wesentlich weniger Zeit benötigt wird, als für die Erklärung dieses Vorganges.
Die dargestellte Methode ist eine äußerst kostenwirksame und bequeme Methode zum Eingeben von Parameteränderungen für die Zeit/Strom-Auslesekennlinie
in einen Leistungsschalter. Die Einstellung des Potentiometers auf die äußeren oberen und unteren Grenzwerte hat
zur Folge, daß der engste Wert angezeigt wird.
Für den Fall, daß das Bit 2 nicht gleich dem Bit 3 ist, d.h., daß der
Hysteresetest die Einstellung nicht ignoriert, wird in das Register R7
ein Bitmuster geladen, um diesen Einstellwert auf der numerischen Anzeige 80 oder 82 darzustellen. Dann wird der 4-Sekunden-Zeitgeber
zurückgesetzt und der neue Einstellwert wird in der diesem speziellen Parameter entsprechenden RAM-Speieherstelle gespeichert. Dann kehrt
das Unterprogramm zu der aufrufenden Funktion zurück.
Wenn eine ADU-Ausgangsgröße von lauter Nullen oder lauter Einsen
erhalten wird, interpretiert das Programm "Lesen" dies als einen Potentiometerfehler. Dann wird aus der Tabelle der engste Parameter
wert
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wert ausgewählt, auf der numerischen Anzeige 80 oder 82 dargestellt
. und im RAM gespeichert.
I. Hardware-Initialisierung nach Netzeinschaltung.
Nach der Netzeinschaltung muß der Mikrocomputer 154 initialisiert
werden. Bei dem Intel 8048 erfolgt dies über einen RS -Stift, der , falls er auf niedrigen Potential gehalten wird, das Programm veranlaßt,
auf die Adresse Null zu "springen", welche vereinbarungsgemäß
die Startadresse des Start-Unterprogramms bei Netzeinschaltung ist. Der RS-Stift wird von der Spannungsversorgung über D900 für etwa
5 Millisekunden auf niedrigem Potential gehalten, nachdem +5 V angelegt sind.
Der RS-Stift beeinflußt jedoch nicht die von dem Mikrocomputer kommenden
E/A-Leitungen, und so können diese während der Netzeiiiseliuli-Einschwing
vorgänge entweder einen hohen oder niedrigen Aüögangazusiaiid
einnehmen, welcher im Fall von vier speziellen Leitungen des Ports und des Ports 2 verursachen kann, daß eine übermäßige Versorgungsspannungsableitung,
ja selbst ein unvorhergesehener Auslösevorgang des Leistungsschalters 10 oder anderer angeschlossener Schalter erfolgt.
Es handelt sich um folgende Leitungen:
1. LED (Leitung 6 von Port 2; diese Leitung sollte auf niedrigen! Potential sein, um sicherzustellen, daß sämtliche Leuchtdioden-(LED-)Anzeigen
auf dor Frontplatle ausgeschaltet sind)
2. INHIBIT 212 (Leitung 7 von Port 2; diese Leitung sollte im dritten Zustand sein, d.h. hoehohmig, um sicherzustellen,
daß sämtliche acht Ziffern der 7-Segment-LED-Anzeigen 80 und 81 ausgeschaltet sind).
3. IMPULS 178 (Leitung 7 des Ports 1; diese Leitung sollte hoehohmig sein, um sicherzustellen, daß der Impulstransformator
T)OI aus{';escli;iltrl ist).
4. AUSLÖSEN 190 (Leitung 4 von Port 1; sollte hochohmig sein,
um sieherzustellen, daß bei der Netzeinsehaltung keine falsche Auslösung erfolgt).
Die gewünschte Hoehohmigkeit wird mittels eines Hexadezimalpuffers
U900 erzielt. Wenn RS des Mikrocomputers 154 niedrig ist, ist SPERREN (A) von U900 niedrig (entfernt), wodurch SPERREN (B) hoch (aktiv) ist.
Auf diese Weise werden die vier kritischen Leitungen vom Mikrocomputer 154 in den hochohmigen Zustand geschaltet, mit Ausnahme von LED;
diese Leitung wird wunschgemäß durch den Herunterzieh-Widerstand R905
auf niedrigem Potential gehalten.
Kine zweite Funktion des U900 besteht darin, den in Fig. 16 dargestellten
Zähler U901 zurückzusetzen.
J. Automatisches Rücksetzen
Ist einmal ein erfolgreicher Netzeinschalt-Übergang erfolgt, fährt der
.Mikrocomputer 154 unendlich mit der Ausführung einer logischen und
sequentiellen Folge von Befehlen fort. Bei ungewöhnlichen Bedingungen, 7..B. bei solchen Bedingungen, die von elektrischen System-Einschwingvorgängen
verursacht werden, ist es möglich, daß ein Befehl nicht richtig ausgeführt wird. Der einzige Weg zum Zurückstellen des Mikrocomputers
154 auf seine ordnungsgemäße Programmausführung besteht darin, eine weitere Rücksetzoperation vorzunehmen. In unbewachten
Anlagen muß dieses Rücksetzen automatisch erfolgen.
Das Rücksetzen erfolgt mittels eines Zählers U901, der einen 400-kHz-Taktausgang
(ALE) vom Mikrocomputer 154 dazu verwendet, eine feste Zeitverzögerung zwischen dem letzten RS-Impuls von U901 und
einem hohen Signal auf QIl (RS des Mikrocomputers) zu schaffen. Wenn der RS-Impuls von U901 früh genug kommt, bleibt QIl niedrig,
und der Mikrocomputer wird nicht zurückgesetzt.
Die
Die RS-InipuIse von U901 werden vom Kollektor des Transistors 228
' abgeleitet. Normalerweise haben diese Impulse eine Breite von 100 /us
und treten etwa alle 2 Millisekunden auf. Die Schaltung ist so ausgelegt, daß QIl 5,46 Millisekunden Anlaufzeit benötigt (d.h. um auf
hohes Potential zu gehen), und daher ist QIl stets niedrig.
Wenn eine falsche Befehlsausführungsequenz erfolgt, würden die folgenden
möglichen Bedingungen ein automatisches Rücksetzen des Mikrocomputers (QIl würde die Zeitsperre überschreiten, d.h. auf
hohes Potential gehen) bewirken:
228 - EIN
Wenn diese Bedingung länger als Ö00 /u& vorliegt, wird der Impulstransformator
501 gesättigt, und KS von C901 bleibt niedrig.
228 - AUS
Bei dieser Bedingung bleibt RS von U901 niedrig.
228 - Impulsgeschwindigkeit zu langsam
Wenn die Einschaltimpulse für den Transistor 228 weniger als alle
5,46 ms auftreten, bleibt RS von U901 lange genug niedrig, daß ein
Rücksetzen des Mikroprozessors erfolgen kann.
228 - Impulse zu schnell
Eine rasche Impulsansteuerung des Transistors 228 wird von R900 und
C900-(Zeitkonstante: 29 /us) ausgefiltert.
Q900 - EIN/AUS - Tastverhältnis > 1/10
Der Transformator T501 wird für I Of) /us von dem Transist«· 228 für
eine Spannung von 5 V gepulst. Wenn 228 fiusgcsch.-iltct wird, flielit
«Ie-I-
BAD ORIGIHAi
der Magnetisierungsstrom des Transformators durch die Diode D901, .was zu einer Spannung von etwa -0,5 V führt, die an den Transformator
501 gelegt wird. Die durchschnittliche Spannung des Transformators muß Null sein, und somit werden 1000 /us
/ 5 V λ
( ο',ΓΓν x 1(1() /us J
benötigt zum "Rücksetzen" des Magnetisierungsstroms des Transformators
auf Null. Ein Ein-Aus-Verhältnis von 1 zu 10 oder weniger muß aufrechterhalten
werden, damit der Transformator 501 funktioniert, oder der Kern des Transformators wird schließlich gesättigt. Wenn der Transformator
501 gesättigt wird, gelangen die RS-Impulse nicht an U901, und
QIl wird die Zeitsperre überschreiten und den Mikrocomputer zurücksetzen.
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TABELLE DER IN DEN ZEICHNUNGEN VERWENDETEN BEZUGSZEICHEN
Legende . Bezugszeichen Figur
Hard ware-Rückse tzen | Fl | ü_ 17 |
Beginn | F2 | 17 |
Initialisieren RAM und PORTS | F3 | 17 |
Hardware-Unterbrechung | F4 | 17 |
Ausführen thermische Auslösefunktion | F5 | 17 |
FUNKT | F6 | 17 |
FUNKTl |
Lesen Phasen-, Erd-, LD-Phasen-Ströme; Anzeigen Ziff. I5 Prüfen auf serielle Eingaben/Ausgaben
F7 17 FUNKT2
Lesen mittlerer Strom, Bauartnummer;
Berechnen derzeit. KW und Spitzen-KW;
Berechnen derzeit. KW und Spitzen-KW;
Anzeigen Ziff. 2 F8 17
FUNKT3
Lesen Schalter, KW-Einstellpot.; Berechnen
MWh, Anzeigen Ziff. 3 F9 17
FUNKT4
Lesen PF χ Light.Sp-Potentiometer, Druckknöpfe, Anzeigen Ziff. 4 FlO 17
FUNKT5
Lesen sofort-Einstellpot., Testpot., Durchführen Testfunkt, und "sofort"-Fkt., Anzeigen Ziff. 5 FIl 17
FUNKT6
Lesen LDPU- und LDT-Potcntiomotcr, Ausführen
LD-FkI., AnZfMgCtI Ziff. « 1-12 17
FUNKT7
Lesen SDP- und SDT-Pot., Ausf. SD-Fkt., Anzeigen Ziff. 7 Fl3 17
F14 | 17 |
F15 | 18 |
F16 | 18 |
F17 | 18 |
F19 | 18 |
20 ' | 2 |
F20 | 18 |
F21 | 18 |
22 | 11 |
F22 | 18 |
F23 | 18 |
F24 | 18 |
1-1U N KT«
Lesen CJ FP- und CJ FT-Po tM Ausf. Erd-Fkt.,
Anzeigen Ziff. 8
FUNKTl
Initialisieren Rl u. R6
Erhöhen 4-Seg.-Zeitgeber
4-Seg.-Zeitgeber abgelaufen Mechanismus
Rotieren R7 zum Anzeigen des nächsten Farm. F20
Setzen LED-Anz. auf Bit (B6) in richtiger Ziffernwert-RAM-Speicherstelle
Auslösespule
Aufruf CMDIS für Anz. Ziff. 1 (rechte Z.) und Lesen PPCUR
Speichern PPCUR in RAM Zeit für Anzeige von PPCUR ?
Laden PPCUR in Ziffernwert-Stellen in RAM
der linken vier Num.-Anzeigenstellen F25 18
Laden PGCUR in Ziffernwerte in RAM der rechten vier Num.-Anzeigestellen
Daten bei SER EIN ?
Aufführen serielle Eingabe
SER AUS aufgerufen ?
Ausführen serielle Ausgabe Hinstellen Ref.-Spg. für ADU für doppelte
Auflösung
Handbetätigungsvorr.
Lesen LDPU u. Ums. in Digital Entladen Phasenstr.-Spitzenwertgleichrichter
Auswählen Erdstrom-Spitzenwertgleichrichter
Lesen PGCUR und Umsetzen in Digital Rücksetzen Erdstrom-Spitzenwertgleichrichter
F26 | 18 |
F27 | 18 |
F28 | 18 |
F29 | 18 |
F30 | 18 |
F31 | 18 |
32 | 2 |
F32 | 18 |
F33 | 18 |
F34 | 18 |
F35 | 18 |
F36 | 18 |
Legende
PPCUR ^ 1,0 Einh.
PPCUR ^ 9,0 Einh.
PGCUR = PGCUR - PPCUR
Bezugszeiehen | Figur |
F37 | 18 |
F38 | 18 |
F39 | 18 |
F40 | 18 |
F41 | 18 |
F42 | 19 |
t8 F43 | 19 |
F44 | 19 |
F45 | 19 |
F46 | 19 |
F47 | 19 |
F48 | 19 |
F49 | 19 |
F50 | 19 |
η RAM Γ31 | 19 |
8 PGCUR = 0
Speichern PGCUR in RAM FUNKT2
Auswählen mittl. Strom 164 auf MUX Aufruf CMDIS zum Lesen IaVE υ·
Anzeigen Ziff. 2
Berechnen PRKW = IAVE x PF x L-SPS·
Addiere PRKW auf MWh-Zw.-Sum.
PRKW > PKACKW
Setzen PKACKW = PRKW Speichern PRKW u. PKACKW in RAM
Zeit für Anzeige von PRKW u. MWh ?
Laden PRKW u. MWh in Ziffeniwurle von RAM Γ31
Auswahl Bauartnummernschaltg. 170 für
MUX 158 F52 19
Umsetzen analog. Bauartnummer in Digitalw. u. Speichern in RAM FUNKT3
Rucks, d. über SER AUS zusendenden Anzahl von Impulsen
Quelle 1
Aufrufen CMDIS zum Anz. Ziffer 3 u.
Lesen KWST-Pot. 108 F56 20
Aufrufen "Lesen" um Tabellenwert für KWST-Pot. zu erhalten
Quelle 2
Zeit für Anzeige von KWST Laden von 4 Ziffernwerten von KWST in RAM f. Anzeige 80
Addieren PRKW auf KWh-Zwischensumme
F53 | 19 |
F 54 | 20 |
F55 | 20 |
56 | 3 |
F57 | 20 |
58 | 3 |
F58 | 20 |
F59 | 20 |
F60 | 20 |
Bezugszeichen | Figur |
F61 | 20 |
F62 | 20 |
F63 | 20 |
F64 | 20 |
F65 | 20 |
srn F66 |
20 |
F67 | 21 |
- 76 -
Legende
Überlauf der KWh-Zw.-su. ? Erhöh. MWh-Zw.-summe
Zeit für Anzeige der MWh ? Format. MWh-Zw.-su. in Digitalwerte u. Speichern in RAM für Anzeige 82 Umschalten von MUX 168 auf MUX 166 A/D-Umsetzg. Frontpl.-Schalt. u. Speichern d. Werts in RAM
FUNKT4
Zeit für Anzeige der MWh ? Format. MWh-Zw.-su. in Digitalwerte u. Speichern in RAM für Anzeige 82 Umschalten von MUX 168 auf MUX 166 A/D-Umsetzg. Frontpl.-Schalt. u. Speichern d. Werts in RAM
FUNKT4
\iiIYuf CMI)IS ti. l'inseh. Ziffer 4 von 82
und Lesen PF χ Leitgs.-spg.-Pot. 110 F68 21
Aufruf "Lesen", um Tabellenwert für PF χ L.spg.-Pot. 110 zu erhalten
Zeit für Anzeige von PF χ Leitgs.-spg. ? Format. PF χ L.Spg. in vier Digitalwerte
Li. Speichern in RAM für Anzeige 80 Umschalten von MUX 168 auf MUX 166
AD-Umsetzen d. Druekknöpfe 105, 107, l'.?8 u. 131
Speichern der Werte der Druekknöpfe in RAM Sind irgendwelche Druekknöpfe gedrückt ?
KWST-Druckknopf 105 gedrückt?
Löschen PKKW-Wert in RAM
System-Rücksetztaste gedruckt ?
Laden Druckknopfwert in Test-Flag
Löschen Test-Flag, Löschen SER AUS-Impulse für Auslöse-Ursache, Unterbrechungsfreigabe F80 21 FUNKT5 F81 22 Aufruf CMDIS zum Einsch. Ziff. 5, Lesen
Löschen PKKW-Wert in RAM
System-Rücksetztaste gedruckt ?
Laden Druckknopfwert in Test-Flag
Löschen Test-Flag, Löschen SER AUS-Impulse für Auslöse-Ursache, Unterbrechungsfreigabe F80 21 FUNKT5 F81 22 Aufruf CMDIS zum Einsch. Ziff. 5, Lesen
Sofort-Pot. 112 F82 22
Aufruf "Lesen", um Tabellenwert für POT 112 zu erhalten F83 22
F69 | 21 |
F70 | 21 |
F71 | 21 |
F72 | 21 |
F7.-J | 21 |
F74 | 21 |
F75 | 21 |
F76 | 21 |
F77 | 21 |
F78 | 21 |
F79 | 21 |
BAD ORIGINAL
Legende
'Zeit für Anzeige des Forto AW-Einstellung ?
Format. Sofort AW in Digitalwert und Speichern in RAM
Lesten Test-Pot. 120 u. Umsetzen in Γ) ig·.-Wert
Sehalter 106 in Stellung "Auslösen" '!
Setzen Test-Pot. - 6 Einh. Phasen oder 1,5 Einh. Erdstrom Ist mehr als eine Taste gedrückt ?
Ist Phasen-Testknopf gedrückt ? Wert des Test-Pot. 120 - PGCUR Test-Pot.-Wert (120) * PPCUR ?
Einschalten Test-LED 100, Anzeigen Test-Pot 120 in Erd-Einh. Einsen. Test-LED 100 Anzeigen Test-Pot.
120 in Phasen-Einh.
Testflag = Druckknopf ? Phasen-Testknopf 128 gedruckt ? Setzen PGCUR = Test-Pot. Setzen LDPC = PPCUR = Test-Pot. SKIP f
Testflag = Druckknopf ? Phasen-Testknopf 128 gedruckt ? Setzen PGCUR = Test-Pot. Setzen LDPC = PPCUR = Test-Pot. SKIP f
PPCUR * Sofort AW ? Speichern Iinpulseode für Fernanz. AUS
Auslösen !
FUNKT6
FUNKT6
Aufruf CMDIS für Anzeige Ziff. 6 und Abtast. LDPU-Pot. 114 Aufruf "Lesen" für LDPU
Zeit für Anzeige von LDPU ? Format LDPU u. Speich. in 4 RAM-Stellen für Anzeige 80
Abtasten LDK Potent. \T,
Abtasten LDK Potent. \T,
F84 22
F85 22
K8(> | 22 |
F87 | 22 |
F 88 | 22 |
F89 | 22 |
F90 | 22 |
F91 | 22 |
F92 | 22 |
F 93
22
F 94 | 22 |
F95 | 22 |
F96 | 22 |
F97 | 22 |
F98 | 22 |
F99 | 22 |
KIOO | 22 |
FlOl | 22 |
F K) 2 | 22 |
F103 | 23 |
F104 | 23 |
F105 | 23 |
F106 | 23 |
F107 | 23 |
!■ 1 OK | r.i |
Legende Bezugszeichen
• Aufruf "Lesen" für LDT F109
Zeit für Anzeige von LDT ? FIlO Format LDT u. Speien, in RAM für
Anzeige 82 Fill
LDPC > LDPU ? F112 Vermindern Zw.-su. von LD um (LDPU-LDPC)2 F113
Erhöhen LD-Zw.-su. um (LDPC)2 F114
LD-Zw.-Su LD-Zw.-su.-Auslöse-Peg. F115
Speichern Impulscode für Fernanz. AUS F116
Auslösen F117
Löschen LD-Zw.-su. Fl 18
FUNKT7 F119 Aufruf CMDIS zur Anz. Ziff. 7 u.
Abtasten SDPU-Pot. 116 F120
Aufruf "Lesen" für SDPU F121
Zeit für Anzeige von SDPU ? F122 Format in Digitalwerte u. Speichern
in RAM für Anzeige 8 0 F123 Abtasten SDT-Pot. 124, Ermitteln Digitalwert F124
Aufruf "Lesen" für SDT F125
Zeit für Anzeige von SDT ? F126 Formatiere SDT in Digitalwerte u. Speichern
in RARI für Anzeige 82 F127
PPCUR > SDPU ? F128
Löschen SD-Zw.-summe F129
!•''-Schaltor 102 gesetzt ? VVM)
Add. PlH"UR auf SD-Zw.-summe F13L
Add. (PPCUR)2 auf SP-Zw.-su. F132
SD-Zw.-summe > SPT F133
Speichern impulscode für Fernanzeige AUS F134
Auslösen F135
FUNKT8 F136
Aufruf CMDIS f. Anz. Ziff. 8; Abtasten GFPU F137
Au fr. "Lesen" f. GFPU F138
23 23 23 23 23 23 23 23 24
24 24 24 21 24 24 24 24 24 25 25 25
BAD ORIGINAL
Legende
' Zeit für Anzeige von (JFPU
Format GFPU in Digitalwerte und Speien, -in RAM für Anzeige 80
Abtasten GFT u. ermitteln Dig.-wert Aufr. "Lesen" für GFT Zeit für Anzeige von GFT
Spannungsversorgung Formatieren GFT in digit. Werte Speiehern in RAM für Anzeige
Fernanzeige und Spannungsversorgung PGCUR >GFPU ?
Gleichrichter
ρππυΐι > 1/2 πι·τυ γ Sot/.en (JF V<'rric(',cIiiH!', in HAM Vermindern GF-Zw. Su.
ρππυΐι > 1/2 πι·τυ γ Sot/.en (JF V<'rric(',cIiiH!', in HAM Vermindern GF-Zw. Su.
Ist I2t-Schalter 104 gesetzt Erhöhen GF-Zw.-su.
FOM
Add. 1,5 x PGCUR auf (IF-Zw.-su.
GF-Zw.-su. > GFT ?
Gleichrichter
arithmetiseh-Iogisclie Rintioit
Speichern Impuls- ('<)<]<· Γ. I'cni.'iii/.. AUS
.Mikrocomputer Auslösen
Frontplatten-Anzeigevorriehtung Lesespeieher
CMDIS
Analog/D igital-U mse tzer A/D-Umsetzer
Zeitverzögerung von (lß,667)/2 ms verstrichen? F156
Lese/Schreib-Speicher (RAM) Rücksetzen Verzög.-Zei timber
Bezugszeichen | Figur |
F13 9 | 25 |
F140 | 25 |
F141 | 25 |
F142 | 25 |
F143 | 25 |
144 | 2 |
• F144 | 25 |
145 | 2 |
F145 | 25 |
14G | 2 |
IM-Ki | '.'.Γι |
ΙΊ-ΙΪ | '.!:> |
FUK | 25 |
F149 | 25 |
F150 | 25 |
151 | 2 |
F151 | 25 |
Fl 5 2 | 25 |
152 | 2 |
15.3 | 5 A |
154 | 11 |
F154 | 25 |
155 | 2 |
155 | 5A |
F155 | 26 |
156 | 2 |
156 | S |
-hen? F156 | 26 |
157 | 5 Λ |
F157 | 2 Γ, |
BAD ORIGINAL |
Legende
Bezugszeichen
158
158
Multiplexer
Erhöhen R6 für Auswahl d. nächsten
Leitg. für MUX158 F158
Vermindern Rl, um Adresse d. nächsten Digitalwertes zu erhalten Spitzenwertgleichrichter
Rucks. Anzeigesperren-Bit auf Leitg.
Post 2
Senden Dig.-Wert über Port 2 zur Anzeige Speichern d. Digit.-Wertes auf Anzeige
Spitzenwertgleichrichter
SendenAdressenauswahldaten zu MUX 166 u.168 F163
.Mittelungsschaltung TADCV
Auswahl MUX 168 Multiplexer
Aufruf A/D-Umsetzung Speichern Umsetzungsergebnis in AC u. R3 Multiplexer
Uuckkelir
Auslosen
Bauartnummer-Kennizeichnungsvorr.
Auslöseflag gesetzt ?
Auslösepot.
Datenbus
Rücksetzen Auslöseflag Formatiere PPCUR in Digitalwerte, Speichern
in RAM für Anzeige 80 Daten-Eingabe/Ausgabe-System Setzen LED-Bit für Auslöseursache in RAM
Setzen R7 zum Festhalten der Anzeigewerte 1 );i tcM-K/A-Spnnnungsversorgung
Γ11 lerbrechungsspcrre
wurde diese "Auslösung" durch einen
Test verursacht ? F177
Figur 2
26
F159 | 26 |
160 | 2 |
F160 | 26 |
F161 | 26 |
F162 | 26 |
162 | 2 |
F163 | 26 |
164 | 2 |
F164 | 26 |
F165 | 26 |
166 | 2 |
F1615 | 26 |
F167 | 26 |
168 | 2 |
l'HiH | 2(i |
F16!) | 27 |
170 | 2 |
F170 | 27 |
F171 | 27 |
172 | 5A |
F172 | 27 |
F173 | 27 |
174 | 2 |
F174 | 27 |
F17S | 27 |
176 | 2 |
F176 | 27 |
27
BAD
Legende
'Ist es ein "Nicht Auslösen"-Test ? Senden Auslösesignal auf Leitung 4
Port 1
Rücksetzen Test-Flag ti. 4-Sek.-Zeitgeber Rückkehr
Lesen
Lesen
wurde Schalter ausgelöst ? Abgreifen d. unteren δ Bits vom ADU in AC,
zirkulieren um 5 Stellen
Addieren R2 auf AC, um RAM-Adr. des abgeleiteten Tab.-werts zu erh.; hohen neuen W.
alter Emstellweri ^G?
Addieren R2 auf AC, um RAM-Adr. des abgeleiteten Tab.-werts zu erh.; hohen neuen W.
alter Emstellweri ^G?
Bezugszeichen | Figur |
F178 | 27 |
F179 | 27 |
r F180 | 27 |
F181 | 27 |
F182 | 28 |
F183 | 28 |
neuer Einstellwert = alter Einstcllwert ? Halten d. s'tsn j^ipw-t^H^/i-^t.-ic:
Bit2 = Bit 3 ?
Setzen R7, um Anzeige o'Io^cü C;r..;tcllwertes
zu voran.
Rucks, d. 4-sek. Zeitgebers Speichern d. neuen Einstoüv^rto« in H-\M
Zwischenspeicher-Decoder Rück.
Multiplexer
Spannungszuordner
Energiespeieherkondensa tor G.-spg./Gl.-spg.-Wandler
Spannungsfühler
Stromnebenweg - "Brechstange"
F184
F190
28
F185 | 28 |
P TOC λ. χ *~r ν» |
28 |
F197 | ' OQ |
F188 | 28 |
28
ρ ι ο ι | 9S |
F192 | 28 |
FHKi | 28 |
194 | 6 |
F194 | 28 |
206 | 6 |
702 | 11 |
704 | 11 |
706 | 11 |
708 | 11 |
714 | 11 |
BAD
Claims (10)
1.) Trennsehalter, mit einem den Trennschalter umgebenden Gehäuse,
trennbaren Kontakten, einer Leitungsanordnung zum Verbinden der Kontakte mit einem zu schützenden Schaltkreis, einem Mechanismus zum
automatischen Trennen der Kontakte, einer Betätigungsvorrichtung, die, wenn sie erregt wird, das Kontakttrennen durch den Mechanismus bewirkt,
und einer Einrichtung zum Erregen der Betätigungsvorrichtung, gekennzeichnet durch eine auf Energie
ansprechende Vorrichtung (141), die ein direktes Erregen der Betätigungsvorrichtung
(22) durch die Erregungseinrichtung veranlaßt, wenn festgestellt wird, daß innerhalb des Gehäuses (34) eine anormale Energiefreisetzung
erfolgt.
2.) Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung eine Auslösespule (22) aufweist.
3.) Trennschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregungseinrichtung einen Stromwandler (24, 28) aufweist,
dessen Primärwicklung die Leitungsanordnung (16) ist.
- 2 - WS243P - 2258
4.) Trennschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf Energie ansprechende Vorrichtung auf
thermische Energie anspricht.
5.) Trennsehalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die auf Energie ansprechende Vorrichtung einen normalerweise geöffneten Bimetallschalter (141) aufweist.
6.) Trennschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf Energie ansprechende Vorrichtung eine
auf Hochfrequenzstrahlung ansprechende Detektoreinrichtung aufweist.
7.) Trennschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf Energie ansprechende Einrichtung eine
auf Ultraviolettstrahlung ansprechende Detektoreinrichtung aufweist.
8.) Trennschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Einrichtung zum Fühlen des durch die Kontakte fließenden
Stroms, gekennzeichnet durch eine an die Fühleinrichtung und die Erregungseinrichtung angeschlossene elektronische Auslöseeinheit
(26) zum Erregen der Betätigungsvorrichtung) durch die Erregungseinrichtung, wenn die Stärke des durch die Kontakte fließenden
Stroms einen vorbestimmten Pegel überschreitet.
9.) Trennschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die auf Energie ansprechende Vorrichtung über die elektronische
Auslöseeinheit (26) an die Erregungseinrichtung angeschlossen ist.
- 3 - WS243P - 2258
10.) Trennschalter nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die elektronische Auslöseeinheit (26) einen Mikrocomputer (154) aufweist, der einen Unterbrechungsanschluß (INT) besitzt, und daß die
auf Energie ansprechende Einrichtung an den Unterbrechungsansehluß angeschlossen ist.
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