DE3234204A1 - Mikroprozessorgesteuerter selbsttaetig wiedereinschaltender unterbrecher fuer stromkreise - Google Patents

Description

Γ-&ΚΙ.& SCHNECK

PATENTANWÄLTE

DlPL-ING. DR. MANFRED EAU DIPU-PHYS. DR. HERBERT SCKNcCK ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEM PATENTAMT

VNR 1O6984

Nürnberg, 14.o9.1982 S/St

NACHGEREICHT

McGraw-Edison Company, 17ol Golf Road, Rolling Meadows,

IL 60008 / USA

Mxkroprozessorgesteuerter -selbsttätig wiedereinschalt' nder Unterbrecher für Stromkreise

In der Entwicklung der Elektroniktechnologie haben sich in den letzten einhundert Jahren fünf einschneidende Sprünge vollzogen. Die ersten vier uirfassen die Glühlampe, die Röhre,- den Transistor und den integrierten Schaltkreis * Der neueste Sprung und der vielleicht signifikanteste bestand im Auftauchen von Mikroprozessoren in den siebziger und achtziger Jahren. Ein Mikroprozessor bildet zusammen mit dem zugehörigen Speicher und den Interface-Komponenten einen Mikrocomputer, eine in den Abmessungen kleine digital arbeitende Maschine mit der Kapazität eines raumgroßen Computers von vor ca. zwanzig Jahren. Solche Mikrocomputer haben bereits eine fast unbegrenzte üahl von Anwendungsmöglichkeiten gefunden angefangen von elektronischen Spielen, Rechner, Mikrowellenherden bis hin zu Verkaufs-Kontrollgeräten, Verkehrsampeln, Automobi]Zündungsregeleinrichtungen, Kopiermaschinenregeleinrichtungen und Weltraumsonden. Der Mikrocomputer war ein führender Faktor in der erfolgsversprechenden Verwirklichung automatisierter Verfahrensregelungen einschließlich Industrierobotern. Jedoch ~ind lediglich wenige Mikroprozessozanwenaungen im Zusarrmenhang mit der übertragung von elektrischem Strom und dessen Verteilung be-

kanntgeworden. Insbesondere gibt es noch keine automatisierbare
Regelung der Schutz- und Arbeitsvorrichtung, welche in elektrischen Strcmubertragungssystemen Verwendung finden. Das Auftauchen von Mikrocomputern stellt die technische Möglichkeit
zur Herstellung gerade solcher Steuerungen zur Verfügung.

Eine Steuerung auf der Basis von Mikroprozessoren macht es

möglich, die Funktionen herkömmlicher Einrichtungen ökonomi- |

scher zu verwirklichen und gestattet darüber hinaus das Hin- |

zufügen neuer Funktionen, welche wirtschaftlich oder technisch f

bisher nicht realisierbar waren. M

Selbsttätig wiedereinschaltende Unterbrecher werden in Strom- | leitungen eingeschaltet, um ein Stromverteilungssystem zu

schützen. Die meisten Fehler in Stromvorteilungskreisen sind j

ihrer Natur nach lediglich sehr kurz und andererseits hoch ]'

genug, vom Strom durchflossene Sicherungen auszulösen, |

Bei der Auslösung einer Sicherung in einem Stromverteilungs- |

system ist es erforderlich, jemand zum Auswechseln derselben j|"

zu entsenden, was mit einem gewissen Kostenaufwand verbun- ff

den ist. Eine Hauptaufgabe eines selbsttätig wieder einschal- jf

tenden Unterbrechers besteht darin, Sicherungen zu sparen. §

Dies wird im allgemeinen dadurch bewerkstelligt, daß der 1

I Spitzenwert des geleiteten Stroms aufgenommen wird und der |

Unterbrecher geöffnet oder ausgelöst wird, bevor die Sicherung | auslöst. Nach einem gewissen Zeitraum schließt der Unterbrecher wieder selbsttätig und führt damit dem System wieder
Strom zu, wobei er geschlossen bleibt, bis der nächste Fehler wahrgenommen wird. Die Wahrscheinlichkeit für das Auslösen
einer Sicherung und die Unterbrechung des Stroms hängt ab
von der thermischen Erhitzung des Schmelzelements. Diese
thermische Erhitzung ist proportional zu dem durch den Fehler
erzeugten Stromfluß, und jede Sicherung weist eine ganz
bestimmte Zeit-Strom-Charakteristik auf, welche das Zeit-

I naohgereioht]

Intervall charakteristiert, welches zur Unterbrechung des Fehlerstroms erforderlich ist. Das Zeitintervall ist im allgemeinen etwa umgekehrt proportional dem Wert aus der Wurzel des mittleren quadrierten Fehlerstroms. Es ist wünschenswert, den Unterbrecher mit den Sicherungen, welche gespart werden sollen, zu koordinieren, um sicherzustellen, daß der Unterbrecher tatsächlich kurzzeitige Fehlerströme unterbricht, bevor die zu schützenden Sicherungen auslösen. Dies wird in der Regel so vollzogen, daß die Wurzel aus dem mittleren quadrierten Wert des Fehlerstroms durch Messung seines Spitzenwertes annähernd erfaßt wird. Man muß

*J sich dabei bewußt sein, daß nicht alle in einer Stromversorgungsleitung auftretenden Fehler momentaner Art sind, so z. B. wenn ein Ast auf die Leitung fällt. Manche Fehler sind noch anhaltenderer Natur, wie z. B. solche, die dadurch entstehen, daß eine Leitung auf den Boden fällt. Dementsprechend werden Unterbrecher so gebaut, daß sie lediglich innerhalb einer kurzen Zeitspanne eine beschränkte Zahl von Öffnungen ausführen, bis sie im offenen Zustand verbleiben. Wird hierfür nicht Sorge getragen, würde ein Unterbrecher solange Öffnungs-Schließ-Zyklen durchlaufen, bis er betriebsunfähig würde, so daß viele der eigentlich zu schützenden Sicherungen trotzdem ausgelöst wurden. Bei einer

ζ bestimmten Höhe eines Fehlerstroms ist es wünschenswert, daß der Unterbrecher sofort geöffnet ist, um die Leitung · unter Verzicht auf eine bestimmte Zeit-Strom-Charakteristik sofort zu schützen.Bei mittleren Werten kann es vom Stromverteilungsstandpunkt aus wünschenwert sein, daß der Fehlerstrora eine begrenzte Zeitspanne lang fließt., damit die Fehlerquelle sich selbst "offenbrennt" oder die Sicherung ausgelöst wird. Zahlreiche Unterbrecher weisen unterschiedliche Zeit-Strom-Charakteristika auf, welche die Verwirklichung dieses Ziels ermöglichen. Typischerweise gestattet ein Unterbrecher zwei Öffnungsvorgänge mit einer

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REICHT

schnellen Zeit-Strom-Charakteristik und zwei weitere Öffnungsvorgänge mit einer etwas langsameren Zeit-Strom-Charakteristtk, bevor die permanente Öffnung eintritt.

Die durch den Einbau eines mikroprozessorgesteuerten Unterbrechers erzielten Vorteile sind vielfältig und einige von Ihnen deutlich erkennbar. Der Hauptgrund, warum bisher dieser Gedanke nicht verwirklicht wurde liegt darin, daß ein Mikrocomputer auf der Basis eines Mikroprozessors eine Einrichtung ist, welche mit verhältnismäßig niedrigem Strom, niedriger Spannung,niedriger Leistung darstellt und somit eine Art Fremdkörper im Bereich von Hochspannungsnetzen bildet.

Durch die Ausnutzung des Vorteils der Ähnlichkeit verschiedener Stromnetzregel-Konstruktionsanforderungen ist eine Serie von Modulen auf Mikroprozessorbasis geschaffen worden, welche als Konstruktions-Bausteine in einer Mehrzahl elektrischer Stromverteilungs- und Regelanwendungen eingesetzt werden können. Diese Konzeption bringt ein Maximum an Effektivität und Flexibilität von Mikroprozessoren mit sich, indem gegenwärtige und zukünftige Steuererfordernisse befriedigt werden. Weitere Vorteile dieser modularen Konstruktion liegen in ähnlich arbeitenden Kontrolltafeln, vermindertem Lernaufwand für das Betätigungspersonal, einer gemeinsamen Konstruktionsbasis zur Erzielung maximaler Zuverlässigkeit und Leistung bei wenig aufwendiger Systemumgebung und gemeinsamer Wartungstechnik.

Es besteht also eine Vielzahl von Vorteilen bei der Verwendung eines modularen Konzepts für Stromsystemregelungen auf Mikrocomputerbasis. Verschiedene vorteilhafte Betriebsmerkmale sind in jeder Steuerung automatisch enthalten, wie z. B. vereinfachte Wartungstechniken, Fernkomunikationsmöglichkeiten mit programmierbaren Protokollen und Überwachungs-

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zeitgeber. Darüber hinaus arbeiten alle Kontrolltafeln in ähnlicher Weise, was zu ein^m einfacheren Betriebstraining führt. Die Wartungstechniken und die Ausrüstung sind zwischen verschiedenen Steuerungen die gleichen _t wodurch die Reparaturzeit minimiert wird. Eine maximale Software-Zuverlässigkeit wird durch die Verwendung eines erprobten Betriebssystems gewährleistet. Jeder Modul kann sorgfältig getestet werden, bevor er eingebaut wird. Durch den größtmöglichen Gebrauch von Software für die Steuerfunktionen können Leistungsmerkmale leicht geändert oder hinzugefügt werden. Durch die Verwendung einer gemeinsamen Schaltkreisplatte bei der Herstellung wird eine größtmögliche Zuverlässigkeit bei geringstmöglichen Kosten erzielt. Steuerungen auf der Basis von Mikrocomputern eröffnen eine neue Dimension in del Stromkreissteuerung, welchen lediglich durch die Vorstellungskraft des Benutzers Grenzen gesetzt sind.

Eine Steuerung für Unterbrecher auf der Basis von Mikroprozessoren umfaßt einen Eingangsstromkreis, welcher den in der zu schützenden Stromleitung fließenden Strom erfaßt, das proportionale Eingangsanalogsignal multiplext, das analoge Signal entsprechend den gegebenen Komponenten standardisiert, und eine Sample- and Hold-Schaltung, welche es ermöglicht, daß ein zugeordneter Analogdigitalwandler die Eingangssignale digitalisiert. Ein Mikrocomputer auf der Basis eines Mikroprozessors und beigeordnete Speicher und Interface-Komponenten werden zur Unterbrechersteuerung zur Verarbeitung von Eingangssignalen derart verwendet, daß dies den Grunderfordernissen für eine Unterbrecher-Steuerung entspricht und darüber hinaus neue Funktionen ermöglicht, we^he vorher nicht zu erreichen waren. In der Steuerung ist eine Stromversorgung vorgesehen, welche wahlweise Strom an andere Komponenten der Steuerung gibt, und Stromspeichereinrichtungen zur Stromversorgung im Falle der Unterbrechung einer ge-

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schützten Leitung. Die Steuerung umfaßt einen programmierbaren, nicht flüchtigen Speicher, danut änderbare Grundinformationen aufrechterhalten werden, wenn der Strom unterbrochen ist. Weiterhin ist ein zweiter überstromunterbrechungskreis in den Steuerfunktionen vorgesehen, welcher vom Mikrocomputer unabhängig ist, für den Fall, daß der Mikrocomputer nicht in der Lage ist, einen Unterbrechungsvorgang durch den Unterbrecher auszulösen.Eine Eingangsschutzschaltung schützt die Niederspannungsbauteile der Steuerung vor Überspannungen des Stromverteilungssystems und Skalierungseinrichtungen werden verwendet, um zu ermöglichen, daß im Bereich von Eingangssignalgrößen, wo eine große Genauigkeit wünschenswert ist, diese erreicht wird und es zu gestatten, daß die Steuerung mit einer beschränkten Anzahl von Komponenten für einen weiten Bereich von Eingangssignalen auskommt.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und anhand der Zeichnung. Dabei zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Unterbrechers und die bildliche Darstellung der Unterbrecher-Steuerung auf Mikroprozessorbasis;

Fig.IA eine bildliche Darstellung der Frontplatte öler Unterbrecher-Steuerung;

Fig. 2 ein Blockdiagramm der grundlegenden Hardware-Komponenten der Unterbrecher-Steuerung;

Fig. 3 ein Blockdiagramm der Grundkomponenten des Erfindungsgegenstands ;

Fig.4A ein Blockdiagram der Mikrocomputerschaltung und der Personality-Schaltung, die in Fig. 3 dargestellt sind;

	t	(	Fig.	4B	y ..·.: :·..:..". ..· 3234204
ι			Fig.	4C	ein Blockdiagramm der Betätigungstastatur und der
					LED-Anzeigetafel in Fig. 3;
/			Fig.	4D	ein Blockdiagramm des in Fig. 4A dargestellten nicht
					flüchtigen Speichers;
			Fig.	5A	ein Blockdiagramm des in Fig. 4A dargestellten Daten-
				sammelabschnitts;
		Fig.	6	bis 5H schematische Darstellungen der in Fig. 3 dar
			gestellten Hardware-Komponenten;
			einen Schaltplan für die Steuerung des Unterbrechers,
			umfassend Informationen betreffend die Beziehung
	Fig =	7	zwischen den Komponenten der Steuerung und des
	Fig.	8,	Unterbrechers;
			ein Flußdiagraumi der ünterbrec-hungs-Routine;
	Fig.	11	9 und Io ein Flußdiagramm für die Unterbrecher-Vorder
	Fig.	12	grundroutine ;
		ein Flußdiagramm für die Unterbrecher-Schließ-Routine;
		eine Darstellung der Verschiedenen Software-Module
		von Programmen, welche zur Verarbeitung der Infor
		mation herangezogen werden, wobei die verschiedenen
Fig.	13	Software-Module aufgezeichnet sind, welche das
		MERTOS-Betriebssystem bilden;
		ein Flußdiagramm, welches die RESTART- und Vordergrund-
Fig.	14A	Routinen darstellen, welche teilweise im Organisations
		modul nach Fig. 12 enthalten sind;
		ein Flußdiagramm der Mittelgrund-Routine, welche in
		zahlreichen in Fig. 12 dargestellten Modulen enthalten
	ist;

NACHü ^REICHT

Fig. 14B ein Flußdiagramm für die gewöhnliche Verarbeitung von Informationen der Task-Warteschlange gemäß Fig. 14A;

Fig. 14C ein Flußdiagramm zur Vervollständigung des Kurzzeit-Schlangen-Blocks von Fig. 14B;

Fig. 14D ein Flußdiagramm für ein verallgemeinertes Task-Flag in Fortsetzung des Flag-Task-Blocks von Fig. 14A;

Fig. 15 eine erweiterte Darstellung des Personality-Moduls nach Fig. 12;

Fig. 16 eine schematische Darstellung der Spannungsversorjungstafel ~, und

Fig. 17 verschiedene Verriegelungen zwischen dem unterbrecher und der Fronttafel der Steuerung.

Eine der Grundlagen der gegenwärtigen Annäherung an die Mikrocomputergestaltung liegt darin/ mit Vorteil die Ähnlichkeit von unterschiedlichen Spannungssystem-Steuerungen auszunutzen, indem sowohl Hardware- als auch Software-Konstruktionsanforderungeii in gemeinsame Module unterteilt werden, welche überall eingesetzt werden können. Sind derartige Module einmal konstruiert und entwickelt, bilden sie einen Satz von wieder verwendbaren Bausteinen. Diese Module können dann so kombiniert werden, daß ^Ie die Grundlage für eine spezielle Steuerung bilden.

Es gibt zwei grundlegende Konstruktionsgebiete, welche eine Steuerung auf jaikroprozessorbasis ausmachen. Die physikalischen Elemente, wie integrierte Schaltungen, Widerstände, Kondensatoren, Anzeigeeinrichtungen, Schalter und dgl. werden "Hardware" genannt. Einmal konstruiert können sie nicht ohne weiteres geändert werden.

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Der zweite grundlegende Konstruktionsbereich in einem Mikrocomputer wird durch die nicht physikalischen Elemente dargestellt und umfaßt Algorithmen/ Computerprogramme, und die Dokumentation. Diese Elemente werden "Software" genannt, da sie ohne weiteres änderbar sind.

Fig. 1 stellt die Unterbrechersteuerung Io gemäß der Erfindung in Verbinduncf mit einer schematisierten Darstellung eines Unterbrechers 2.2 a.ö.r. Fig. IA stellt eine vergrößerte Ansicht der Frontpiabte der Unterbrecher-Steuerang Io dar. Die Platte umfaßt eine sechsstellige LED-Anzeige 14 zur Anzeige vor Informationen. Es ist ebenfalls die Eingabetastatur 16 zur Eingabe von Informationen mit sieben Anzeigeleuchten dargestellt. Die Lampen vermitteln Status-Informationen, nämlich Unterbrecher offen 18, Unterbrecher geschlossen 2o, Kontrollsperre aus 22, oberhalb minimum Auslöseschweile 24, Fehlfunktion 26 und Sperre 28. Der Pistolengriff-Schalter 3o stellt einen Haupt-Überschalter für die Steuerung dar, wobei er derart federbeaufschlagt ist, daß er in die mittlere Neutralstellung zurückkehrt, nachdem er in die Auslöse- oder Schließposition gebracht wurde. Während die Schalterbetätigung federbeaufschlagt ist, bleiben einige Kontakte am Pistolengriff-Schalter 3o wahlweise in der zuletzt betätigten Position, während der Griff selbst in die NeutraIsteilung zurückkehrt. Der Grundauslosesperrschalter 32 verhindert ein Auslösen aufgrund eines Grund-Fehlers, wenn der Schalter sich in seiner oberen Position befindet. Wenn der Grundaus iösesperrschaiter 32 sich in seiner unteren Normalposition befindet, löst die Unterbrechersteuerung Io den Unterbrecher aus, wenn ein Grund-Fehler vorkommt„ Unterhalb des Grundauslosesperrschalters 32 ist ein Überbrückungsverhindarungsschalter 34 vorgesehen, welcher das Wieder-Schließen verhindert, wenn er sich in seiner oberen Stellung befindet, jedoch eine normale Funktion der Unterbrechersteuerung Io ermöglicht, wenn er sich in seiner unteren Position befindet.

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Die Beziehung zwischen den Auslöse- und Schließ-Windungen, den Schließschalter-Sperren und der Unterbrecher-Interface-Tafel ist in Fig. 17 dargestellt. Die Kontakte am Pistolengriff schalter 3o umfassen zwei unterschiedliche Typen. Die Kontakte in Verbindung mit den Gleitkontakten 7o2 und 7o4 sind Momentankontakte- Diejenigen in Verbindung mit dem Gleitkontakt 7o6 umfassen Ziehkontakte« Der Ziehkontakthebel 7o8 bleibt nur dann in der Lage zwischen dem Gleitkontakt 7o6 und dem Schließkontakt C₁ wenn der Pistolengriffschalter 3o in die geschlossene Position gedreht ist und in die neutrale Position zurückgeht. Die Kontakte K stellen jene Kontakte dar, welche die uxeitkontakte 7o2, 7o4 und 7o6 kontaktieren, wenn der Pistolengriffschalter 3o in seine federbeaufschlagte Neutralstellung zurückkehrt. Die Kontakte T zeigen die Position der Gleitkontakte, wenn der Schalter in die Auslöseposition gebracht ist, w<? auch die Kontakte C tun, wenn der Schalter in die Schließposition gebracht wird. Der Ziehkontakthebel 7o8 erhält nur dann den Kontakt zwischen den Kontakten N und C aufrecht, nachdem der Pistolengriffschalter 3o in die geschlossene Position gebracht wurde. Der Ziehkontakthebel 7o8 erhält den Kontakt zwischen den Kontakten C und N in Verbindung mit dem Gleitkontakt 7o6 nicht aufrecht.

Die Auslösespule 71o und die Schließspule 712 v/eisen jeweils Sperrkontakte in Serie mit deren Spannungsquelle aus der Unterbrecher-Steuerung Io auf. Der Sperrkontakt 52/A ist ein mechanisch durch den ünterbrechermechanismus betätigter Schaltkontakt und befindet sich im selben Zustand wie die Unterbrecherkontakte des Unterbrechers. Der entgegengesetzte Sperrkontakt 52/B ist ebenso ein mechanisch betätigter Schaltkontakt, der durch den Unterbrechermechanismus betätigt wird. Jedoch befindet sich der entgegengesetzte Sperrkontakt 52/B in einem entgegengesetzten Zustand zum Unterbrecherkontakt

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NACH-3EREICHT

des Unterbrechers. Der Griffkontakt 714 ist ein Schaltkontakt, der durch den Unterbrechermechanismus nicht aktiviert wird, sondern durch einen Prüfmechanismus geöffnet ist, wodurch die Unterbrecherkontakte des Unterbrechers offen gehalten werden.

Wird der Pistolengriffschalter 3o in die Auslöseposition gebracht, wird die Auslösespule 71o gespeist, wodurch die Unterbrecherkontakte des Unterbrechers geöffnet werden und ein Auslösekontrollsignal an die Unterbrecher-Interface-Tafel abgegeben wird. Dabei öffnet der Ziehkontakthebel 7o8 die Verbindung zwischen seinen zugehörigen Kontakten N und C, wodurch das Schließkontrollsignal an die Unterbrecher-Interface-Tafel gelöscht und die Verbindung der Schließspule 712 zum Grund unterbrochen wird. Beim Öffnen der Unterbrecherkontakte des Unterbrechers schließt der entgegengesetzte Sperrkontakt 52/B. Wenn der Pistolengriffschalter 3o in die Schließposition gebracht wird, stellt der Ziehkontakthebel 7o8 die Verbindung zwischen seinen zugehörigen Kontakten N und C her und verbleibt so, bis der Pistolengriffschalter 3o in die Auslöseposition gebracht wird. Der Gleitkontakt 7o4 stellt momentan einen Kontakt mit seinem Kontakt C her und gibt dabei ein Pistolengriffschalter-Schließsignal an die Unterbrecher-Interface-Tafel ab. In ähnlicher Weise gibt beim Überbringen des Pistolengriffschalters 3o in die Auslöseposition der Gleitkontakt 7o4 ein Pistolengriffschalter-Auslösesignal an die Unterbrecher-Interface-Tafel ab. Zu jedem Zeitpunkt, an dem die Auslösespule 71o stromdurchflossen ist wird ein Auslöse-Monitor-Signal an die Unterbrecher-Interface-Tafel abgegeben. Ebenso wird bei Stromdurchfluß in der Schließspule 712 ein Schließ-Monitor-Signal an die Unterbrecher-Interface-Tafel abgegeben. Wie in Fig. 5H dargestellt, sind die Signale mit einer damit verbundenen Spannung von über den 5 Volt Nomxnalversorgungsspannung für die digitalen Komponenten des Mikrocomputers optisch isoliert.

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Mit der Eingabetastatur 16 werden Informationen, die mit größerer Wahrscheinlichkeit geändert werden, oder von denen gewünscht wird, daß sie direkt angezeigt werden, mit den Eingabetasten der Eingabetastatur, wiö sie in Fig. 13 dargestellt ist, mit Labels versehen. Diese umfassen eine erste und zweite Strom-Zeitcharakteristik, eine Minimum-Auslöse-Eingabe und eine Ein-Aus-Eingabe für die LED-Anzeige 14. Darüber hinaus wird eine Zahl von Operationen auf dem ersten TCC, eine Zahl von auszuschaltenden Operationen, ein Reset-Intervall zur Bestimmung der Zeit, in der die Anzahl von Auslösevorgängen im Auslöse-Zähler unter Normalbedingungen gespeichert werden, eingegeben. Darüber hinaus ist ein Sequenz-Indikator vorgesehen und Wiederschließ-Zeitvorgabeeinrichtungen, welche das Intervall bestimmen, während dem der Unterbrecher offen bleibt. Eine Zähleingabetaste zeigt die Anzahl der Auslösevorgänge an. Eine Phasen- und Grundeingabetaste zeigt die Charakteristika der jeweiligen Phasen an. Eine Funktionseingabetaste gestattet die Eingabe anderer Betätigungsinformationen. Die Funktions-Eingabe gestattet den Abruf von Informationen, welche durch eine Funktionskennzahl ausgewählt werden.

Fig. 3 zeigt die verwendeten Hardware-Module und wie sie für ein verallgemeinertes Spannangsversorgungssystem angeordnet werden könnten*

Diese Module werden auf drei verschiedene Arten verwendet, um eine besondere Stromversorgungssystem-Steuerung herzustellen. So wird z. B. ein Bus-Puffer-Modul in allen Steuerungen mit lediglich geringen Abänderungen verwendet. Einzelne Module können vereinigt werden zur Ausbildung einer üblichen Mikroeomputerdruckplatte, der Grundlage für alle Steuerungen. Schließlich können weitere Module kombiniert werden, um die Personality-Platte zu bilden, van eine besondere Steuerung zu erzielen. Die Personality-Schaltplatte sieht unter anderem

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die erforderlichen Eingangs- und Ausgangs-Interfaces zwischen der zu steuernden Vorrichtung und dem Mikrocomputer vor. Eine der wichtigsten Funktionen dieser Interfaces ist der Schutz der Eingangs- und Ausgangsleitungen, um unerwünschte Signale und elektromagnetische Interferrenzen (EMI) davon abzuhalten, empfindliche Bereiche der Steuerung zu beeinträchtigen und auf diese Weise falsche Reaktionen oder eine Beschädigung der Schaltungselemente zu bewirken.

Der Mikroprozessor-Modul 38 ist das Schaltelement, welches die verschiedenen arithmetischen und logischen Funktionen der Steuerung durchführt. Dieses Modul ist konstruiert,um einen der leistungsfähigsten Mikroprozessoren,der verfügbar ist, und ist insbesondere geeignet für dia Verwendung in einer Steuerung für ein Stromverteilungssystem. Insbesondere sind sämtliche logischen Kreise ebenso wie die Möglichkeit eines einfachen Services umfaßt.

Der Lese-Schreibspeichermodul 4o dient vor allem der zeitweisen Speicherung von Daten. Bei einem Unterbrecher würden diese Informationen z.B. Stromstärken in den Leitungen umfassen.

Der Zeitvorgabe-Modul 42 stellt einen 6o Hz Über- und Unterfrequenz-Monitor dar, einen der wesentlichen Bestandteile in einem wirkungsvollen Schutzschema. Wenn durch einen Fehler oder durch eine Serie von Fehlern in einer Stromverteilungszentrale Fehlerströme von hinreichender Stärke veranlaßt werden, geht die Stabilität des Erzeugungssystems verloren. Ist dies geschehen, muß die Last an den Generatoren heruntergefahren werden, um die Wiederherstellung der Stabilität, des Systems zu ermöglichen. In sehr schweren Fällen erfährt hierbei die Frequenz, mit welcher Wechselstrom zur Verfügung gestellt wird, Änderungen. Das Zeitvorgabe-Modul macht es möglich, daß der Unterbrecher auslöst und dabei

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Last abbrtit. Dieses Modul kam. darüber hinaus Tages zeit-Inf or- |J

mationen für Belastungsverteilungsstudien und Fehlergeschichte- %

Daten liefern. Jf

Der Frontplattenmodul 44 wird benutzt, um die Frontplatten-Leuchtdiodenanzeige 14 und die Eingabetastatur 16 mit dem
Mikrocomputer zu verbinden (siehe Fig. IA). Der Mikrocomputer t macht die Notwendigkeit von Mehrfachschaltern und ein Inventar von Einsteckkomponenten entbehrlich, indem im Halbleiter- m speicher die Steuereinstellungen gespeichert werden, welche 8 der Benutzer ausgewählt hat. Diese ausgewählten Einstellungen 1 werden über eine rechnerartige Eingabetastatur 16 eingegeben. | Die Abfrage von bestehenden Einstellungen kann durch Drücken | einer Funktionstaste oder Eingabe eines Funktionscodes und t. durch das Ablesen der Einstellungen auf der LED-Anzeige 14 Jt (Fig. IA) bewerkstelligt werden. Die Eingabe neuer Einstel- j lungen macht es erforderlich, daß der Operator erst einen g Sicherheitscode eingibt,um sicherzustellen, daß dieser zu i solchen Ergänzungen oder Änderungen berechtigt ist. Wenn f der Sicherheitscode wieder gelöscht ist, kann der Operator f eine neue Einstellung vornehmen. f

Die Betätigung der Frontplatte wird durch die Software kontrol- |

liert. um eine maximale Flexibilität,insbesondere im Bereich !:

der Anzeigeelemente,zu erhalten. Durch die Verwendung dieses

Moduls für alle Steuerungskonstruktionen bleibt die Auslegung i

und Betätigungsweise der Frontplatte stets ähnlich.

Der Read-Only-Speicher-Modul 46 ist vorzugsweise elektrisch I

programmierbar, um eine leichte Abänderung zu ermöglichen,
und wird zur Speicherung von Programmierinformationen heran- ^: gezogen. Bei einer Unterbrechersteuerung enthält dieses Modul
z. B. Steuerinformationen, welche eine Mehrzahl von Zeit-Strom-Charakteristik-Kurven umfassen. U

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Die Puffer-Module 48 werden verwendet, um die Zahl von Modulen, welche in einer bestimmten Steuerungskonstruktion verwendet werden, zu erweitern. Durch die Verwendung der Puffer kann eine nahezu unbegrenzte Anzahl von Modulen in eine Steuerung einbezogen werden.

Der Überwachungs-Modul 5ο wird verwendet, um eine korrekte Steuerung sicherzustellen, auch wenn die Steuerung vorübergehend einen Fehler aufweist. Insbesondere umfaßt der über= wachungsmodul 5o einen Detektor für das Ausbleiben von Impulsen, was einen kontinuierlichen Zugang von Eingangs-Impulsen erforderlich macht, um zu verhindern, daß ein Ausgangssignal übertragen wird. In dem Fall, daß ein ordnungsgemäßer Programmfluß nicht mehr gewährleistet ist und das System unterbrochen wird, kann der Überwachungsmodul 5o ein "time out" herbeiführen, so daß der Computer neu eingestellt würde. Wie in Fig. 5E dargestellt, umfaßt die Überwachungs-Schaltung zwei wiedereinstellbare RC-zeitgiieder, welche den Betrieb des Mikrocomputers unterbrechen können, wenn sie nicht ordnungsgemäß durch den Mikrocomputer wieder eingestellt werden. Er dient dementsprechend dazu Fehler in der Software-Datenübertragung aufzudecken und nach dem Aufdecken einen Neustart des Programm-Moduls zu veranlassen, wie in Fig. 13 dargelegt.

Die Personality-Schaltung nach Fig. 3 umfaßt das folgende: Der Read-Write-Sicherheits-Speicher-Modul 52 speichert und konserviert Daten auch ohne Vorhandensein von Spannung= Es handelt sich um einen elektrisch änderbaren, nicht flüchtigen Speicher,und eine Batterie ist hierfür nicht erforder-

Sicherheitscodes, Seriennummern, historischer Daten, abgekürzter Zeit-Strom-Charakteristika, Normalisierungsbezugspunkten, Momentanauslosewerten, Anzahl von Operationen mit einer vorgegebenen Zeit-Strom-Charakteristik und Zeitinter-

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vallen für ausgewählte Messungen und Operationen herangezogen.

Der Serien-Kommunikations-Modul 54 gestattet es dem Mikrocomputer mit anderen Vorrichtungen in Verbindung zu treten, wie dies in einem automatischen Verteilungssystem erforderlich ist, welches eine Fernsteuerung des Mikrocomputers gestattet. Dieser Modul kann auch Bulk-Daten an einen Speicher für eine zukünftige Analyse abgeben. Bei einem Unterbrecher könnte dies eine Fehlerspur umfassen, welche verschiedene Informationen über das Stromverteilu-gssystem während und nach dem Fehler enthält.

Der Datenhereinnahmeabschnitt 56 nimmt die Informationen betreffend den Status des Stromversorgungssystems auf und kontrolliert die internen Funktionen der Steuerung. Dies wird durch zv/ei Module bewerkstelligt.

Ein Modul sorgt für die notwendigen Stromsystem-Zustandsinformationen und führt sie dem Mikrocomputer zu. Bei einer Steuerung für ein Stromverteilungssystem wird dies in der Regel Phasen- und Grundstrom und Spannungsdaten umfassen. Bei einer Unterbrecher-Steuerung Io gemäß der Erfindung umfaßt ein Dateneingangs-Modul die Eingangsschaltung und den Dateneingangsabschnitt gemäß Fig. 2. Die Eingangsschaltung umfaßt die Widerstände 58 und Dioden 6o dem Dateneingartgsabschnitt nachgeschaltet. Die Widerstände 58 und Dioden 6o verriegeln EingangsSignaIe, welche durch den Multiplexer 62 nicht übertragen werden unterhalb von Levels, welche den Multiplexer 62 beschädigen würden. Wird ein Eingangssignal übertragen, wird es praktisch auf einem virtuellen Nullniveau verriegelt. Der Datr.neingangsabschnitt multiplext zunächst die EingangsSignaIe unter der Kontrolle des Mikroprozessors 38 und des programmierbaren Zeitgiieds 42 und benutzt dann

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einen Integrationsverstärker 64, unter Ausnutzung der virtuellen Grund-Eingangs-Verhältnisse, welche durch ihn hergestellt werden. Dieser Dateneingangsabschnitt normalisiert dann das vom Multiplexer 62 übertragene Eingangssignal entsprechend einer vorgewählten Normaiisierungsbezugsgröße, welche durch den Operator der Steuerung eingegeben werden kann. Eine Sample and Hold-Schalt^ng 66 nimmt das Ausgangssignal entsprechend dem normalis3.erten Eingangssignal auf und hält dieses während eirsr vorgewählten Zeit unter der Kontrolle des programmierbaren Zeitglieds 42, so daß es durch den Analog-Digital-Wandler 68 digitalisiert werden kann.

Der Mikrocomputer kann den zweiten Dateneingangs-Modul anweisen, eine eigene Überwachung verschiedener innerer Funktionen der Steuerung, wie z. B. des Batterie- und Spannungszustands, u veranlassen.

Ein Schnittstellenmodul 7o wird als Schnittstelle zwischen dem Mikrocomputer und anderen Komponenten der Steuerung herangezogen. Bei einer Unterbrecher-Steuerung müssen dem Mikrocomputer Eingangssignale aus dem Block des Überbrückungsschalter 34, des Grundauslöseschalters 32 und anderer Anzeigevorrichtungen und Regeleingangssignale zugeführt werden, wie z. B. des Pistolengriffschalters 3o der Tafel von Fig. IA. Darüber hinaus muß eine Unterbrecher-Steuerung Ausgangssignale an die Auslösespulen-Schaltung, die Schließspulen-Schaltung, verschiedene Rückmelder und dgl. abgeben. Verschiedene Steuerungsfunktionen einschließlich die ferngesteuerte Schließung des Unterbrechers 35o, die Auslösung 352, die Sperrauslöse 354, die ferngesteuerte Minimumaus löse-Verstärkung 356 und der Wiederschiießblock 358 könnten, wie in Fig. 5D dargestellt, durch einen Relaiskontakt des Benutzers oder ein Spannungssignal ferngesteuert betätigt v/erden. Ebenso könnte die Steuerung Status-Informationen an einen entfernten Ort mit Relaiskontakten liefern.

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Auf diese Weise übertragene Informationen könnten die Kontaktlage des Unterbrechers anzeigen, die Sperrenaufhebung und Fehlerzustände. Diese Ausgestaltung macht die Steuerung auf Mikrocomputerbasis an eine Schutzeinrichtung für ein Stromversorgüngssystem anpaßbar.

Die Personality-Schalttafel der Unterbrecher-Steuerung umfaßt ebenfalls einen zweiten Überstrom-Auslöse-Schaltkreis (SOCT) 72, Dieser Schaltkreis 72 empfängt kontinuierlich Eingangssignale, welche proportional zu dem jeweiligen Strom in jeder der drei Phasen der Stromversorgungsleitung und des Null-Leiters ist, wie die Eingangsschaltung in Fig. 2. Die Schaltung 72 hängt jedoch nicht von der zuverlässigen Funktion des Mikrocomputers ab, um entsprechend ihrer Bestimmung ein Auslösesignal zu erzeugen. Wenn irgendein überwachter Strom eine festgelegte zweite Zeit-Strom-Charakteristik U^öj:schreitet, wird entsprechend einer Zeitspanne nach Maßgabe dieser Charakteristik ein Aüslösesignal erzeugt, wenn die Schaltung hierzu durch den Mikrocomputer nicht außer Stande gesetzt wird. Wenn der Mikrocomputer anfänglich Spannung erhält oder sich in einem Fehlerzustand befindet, kann er nicht zuverlässig so funktionieren, daß er den Stromversorgungsleitungen irgendwelchen Schutz zukommen läßt. Unter diesen Bedingungen eines ausgedehnten Leitungsausfalls, wo die später beschriebenen Spannungsspeichereinrichtungen aufgebraucht sind, kann vom Mikrocomputer keine zuverlässige Funktion erwartet werden. Unter diesen Bedingungen sorgt die Schaltung 72 für einen Minimalschutz der geschützten Stromleitung, während sie im anderen Fall vom Mikrocomputer außer Gang gesetzt wird.

Der Stromversorgungs-Modul 36 versorgt den Mikrocomputer und die angeschlossenen Komponenten mit Strom. Bei einer Unterbrecher-Steuerung Io umfaßt dieser Modul 36 eine 12o Volt Wechselstrom-Spannungsquelle 74, einen Auslöse-Kondensator hinreichender Größe, um den Unterbrecher auszulösen, eine

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wiederaufladbare Nickel-Cadmium-Batterie 78, einen Gleichstrom-Gleichstrom-Konverter 80 und eine Stromversorgungsregelung 82, wie in Fig. 6 dargestellt. Der Auslösekondensator und die Batterie 78 sind Stromspeichereinrichtungen. Bei einem zeitweiligen Ausfall der 12o Volt Wechselstromversorgung, wie sie bei einem Fehlerzustand vorkommen kann, kann der Ruhebedarf der Steuerung über die Batterie und den Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 80 geliefert werden. Unter allen Fehlerbedingungen - abgesehen von permanenten - wird hierdurch eine nicht unterbrechbare Stromversorgung für eine gewisse Zeit sichergestellt. Auch bei anhaltenden Fehlerzuständen

C) überwacht der Mikrocomputer bei Verwendung einer Serienkommunikationsverbindung seine Spannungsversorgung 36 und die Batterie 78 und überträgt diese Statusinformation an eine Zentrale, so daß unverzüglich korrigierend eingegriffen werden kann. Letztlich ist es noch möglich, daß bei NichtWiederherstellung der Spannungsversorgung innerhalb absehbarer Zeit der Mikrocomputer sich selbst auf einen Stand-By-Zustand herunterschaltet, in welchem lediglich die Aufgaben mit höchster Priorität (vgl. Fig. 13) durchgeführt werden, um die Batterie 78 zu schonen. Letztlich könnte ein ordnungsgemäßes Abschalten des Mikrocomputers erfolgen, bevor die Batterie 78 vollkommen entleert ist. Unter diesen

. % Verhältnissen ist die Schaltung 72 fähig, den Unterbrecher 12 mittels des Auslösekondensators 76 auszulösen bis die Batterie 78 wieder auf normale Spannung aufgeladen ist.

Der Spannungsversorgungsregelabschnitt 82 des Spannungsversorgungsmoduls 36, wie in Fig. χδ dargestellt, stellt eine Möglichkeit; dar, durch welche der Mikroprozessor 3o nach und nach in seiner Spannungsversorgung heruntergefahren werden kann, und zwar durch geschaltete und ungeschaltete 24 Volt Spannungsversorgungen 84 bzw. 86. Ein negatives 28 Volt Signal, welches zur Änderung des elektrisch änderbaren Read-Only-Memory (EAROM), welches den Read-Write-

Sicherheits-Modul 52 umfaßt, dient,wird ebenfalls zur Verfügung gestellt. Das letztere wird durch den in Fig. 16 dargestellten Schaltkreis unter Verwendung eines getimten Flip-Flops 88 hergestellt, welches in eine Spannungsverdoppelungsschaltung führt. Die Änderung des EAROM 52 erfolgt unter Steuerung des Mikroprozessors 38 entsprechend Steuerbefehlen von der Eingabetastatur 16 und Fernsteuersignalen, welche mit Hilfe des Serienkommunikationsmoduls 54 in Fig. 3 eingegeben werden. Die Stromversrogungsregelung 82 ist temperaturkompensiert zur Aufladung der Batterie mit den erforderlichen Stromstärken, welche mit der Umgebungstemperatur sich ändern. Ein Schalttransistor 92 der Stromversorgungsregelung reagiert auf Spannung am Ausgang der Brücke 94 und führt der Stromversorgungsregelung 82 ein durch den Mikroprozessor erzeugtes Signal 96 zu. Beim Anliegen von Spannung an der Eingangsbrücke 94, liefert der Transistor 92 24 Volt an diejenigen Komponenten, an welche Spannung während längerer Ausfallabschnitte abgegeben werden soll. Sollen diese Komponenten abgeschaltet werden, kann der Mikroprozessor ein Signal 96 erzeugen, durch welches der Schalttransistor 92 abgeschaltet wird. Dies schaltet im Endeffekt den Mikroprozessor 38 ab und erfolgt, wenn die Routinen zum Herabfahren der Spannung abgelaufen sind.

Aus der vorhergehenden Beschreibung wird deutlich, daß diese konstruktive Gestaltung es ermöglicht, ein aktuelles Schema für eine Regelung zu schaffen, welches durch das Nebeneinandersetzen von einzelnen Modulen wie in einem Puzzle geschaffen wird. Auf diese Weise können neue Module dem System beigegeben werden, wenn die Technologie fortschreitet oder die Konstruktionsanforderungen sich ändern.

Wie in Fig. IA dargestellt, ist die Frontplatte in einen oberen und einen unteren Abschnitt unterteilt. Der obere Abschnitt umfaßt die Eingabetastatur 16 und die Anzeige 14,

■—

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der untere die Betätigungseinrichtungen für manuelle Betätigiang. Anzeigelampen und ein Testschalter hierfür sind ebenfalls vorgesehen»

Der obere Abschnitt der Frontplatte umfaßt: Eine sechsstellige LED-Anzeige 16, LED-Statusanzeigen und eine Eingabetastatur mit sechzehn Knöpfen. Die LED-Anzeige wird zur Anzeige der gewünschten Information benutzt. Die LED-Statusanzeiger übertragen solche Informationen, wie Unterbrecher offen 18, Unterbrecher geschlossen 2o, Steuerungssperre aus 22, Oberhalbminiir^laus lösung 24, Fehlfunktion 26 und Sperre 28. Bei einem Unterbrecher werden über die Eingabetastatur 16 die Normalisierungsbezugspunkte, die Zeit-Stroffi-Charakteristika, augenblickliche Auslösewerte, Anzahl von Operationen in Verbindung mit einer vorgegebenen Zeit-Strom-Charakteristik und Zeitintervalle für ausgewählte Messungen und Operationen ausgewählt.

Durch die Verwendung der Schalter und der Eingabetastatur wie vorbeschrieben können sämtliche Vorgänge der Vorrichtung durch Steuerinformationen gesteuert werden. Typische Steuerinformationen bei einer Unterbrecher-Steuerung entsprechend der Erfindung sind erste Zeit-Strom-Charakteristika für Phase und Grund-Ströme, welche gewöhnlich zu einer schnelleren Auslösung des Unterbrechers führen, und zweite Zeit-Strom-Charakteristika für Phase und Grund-Ströme, welche gewöhnlich dazu führen, daß das Auslöseglied unter Fehlerbedingungen langer geschlossen bleibt. Andere Steuerinformationen umfassen die Minimumauslöseschwelle für Phase und Grund-Ströme, welche bei einer Unterbrecher-Steuerung den zeitgesteuerten Vorgang entsprechend der Zeit-Strom-Charakteristik in Gang setzen, ebenso wie die Anzahl der Unterbrechungen aufgrund von Fehlern in Phase und Grund und der Zahl, mit welcher eine vorgegebene Zeit-Strom-Charakteristik durch-

te

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laufen wird. Eine weitere Steuerinformation ist das Zeitinter- | vall, welches die Dauer bestimme, über welche ein Zähler, | der die Unterbrechungen zählt- diese Information unter i fehlerfreien Bedingungen aufrechterhält, die Mehrfach- "f Schließintervalle, welche die Seit bestimmen, welche der j| Unterbrecher aufbleibt und die Über- und Unterfrequenz- ί Parameter. Eine weitere Steuerinformation ist die Hochstrom- ^ konstantzeit, welche es erlaubt, daß der Unterbrecher nur
für eine bestimmte Dauer bei bestimmten Größen von Fehlerstromen geschlossen bleibt, die Blockierung der Auslöse- §-* funktion des Unterbrechers, und diejenigen Werte, welche % als Minimalauslöseniveau fungieren, um zu verhindern, daß 1 der Unterbrecher unter normalen Entnahmebedingungen öffnet.
Diese Funktion kann auch dadurch erzielt werden, daß der ζ, Mikrocomputer instruiert wird, das Minimumauslöseniveau zu % vervielfachen oder es um einen bestimmten Wert zu erhöhen. f;

Darüber hinaus können bestimmte andere Parameter unter Ver— fi

Wendung der Eingabetastatur geprüft oder geändert v/erden: ί

Die Position des Folgezählers, der Fehlerstatus in der Steue- ^

rung, der Unterbrecher, oder ein Fehler im Unterbrecher, §

welcher zu einer Sperre führt, wenn der Strom nicht inner- #

halb von sechs Zyklen nach der Auslösung unterbrochen wird, 1,

ein Auslösesähler, welcher die Anzahl der Auslösevorgänge I während der Lebensdauer der Steuerung zählt, Laststrom,

Batterie- und Ladegerätzustand und Status-Fernabfrage. ^

Der Mikrocomputer umfaßt drei verschiedene Schaltplatten: §

Die Mikrocomputer-Platte, die Anzeige-Platte und die in ?| Fig. 3 dargestellte Personality-Platte. Die herkömmliche
Mikrocomputer-Platte ist das Herz der Hardware der Steuerung. Diese Platte umfaßt den Mikroprozessor 38 und die
unmittelbar damit verbundenen Komponenten; Der Speicher 46 _f

welcher sowohl das Betriebssystem als auch das Zentral- 1

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programm umfaßt, ist auf dieser Platte angeordnet. Die Anzeige Platte ist in die übliche Mikrocomputer-Platte eingesteckt und umfaßt die Eingabetastatur 16 und Ausgangs-LED's, um eine Kommunikation des Operators mit der Steuerung zu ermöglichen. Die Mikrocomputer-Platte und die Anzeige-Platte sind allen Steuerungen gemeinsam und können auch in anderen auf Mikrocomputerbasis gesteuerten Stromversorgungssystemen verwendet werden. Die wesentlichen Merkmale, welche sich für andere Anwendungen ändern, sind die Speicher, welche das exakte Programm für die erforderlichen Funktionen aufnehmen, und die Personality-Platte.

Im Zusammenhang mit den Hardware-Funktionen ist die Peröonality-Platte lediglich für die spezifische Regelung von Bedeutung. Diese Platte weist einen zusätzlichen Speicher 52 auf und die Möglichkeit Analogsignale zu empfangen und an die gemeinsame Mikrocomputer-Platte ein digitales Format disssr Signale und den Ststus verschisdsnsr Rslais und Schalter abzugeben.

Die wesentlichen Bauteile der Personality-Platte sind außerhalb der Mikrocomputer-Platte in Blockdiagrammen in den Fig.4A und 4D mit Ausnahme der Auslöse- und Schließschaltungen 98 bzw.loo dargestellt. Die den Widerstand 58 und die Diode 6o umfassende, in Fig. 5ä dargestellte Schaltungen, welche zum Multiplexer 62 führen, schützen den Multiplexer und andere Niedervolt-Einrichtungen von Eingangsspannungen, welche deren Ausfall bewirken könnten bzw. vor der Erzeugung von Fehlmeldungen. Dieser Schutz ist besonders am Eingang dann von Bedeutung, wenn der Multiplexer kein Signal überträgt. Es ist festzuhalten, daß C3 und C4 beides Grund-Strom-Eingangssignale sind, wobei C3 die exakte Messung von niedrigeren Werten von Grund-Strom wegen des niedrigeren Wertes von dessen Eingangswläarstanä Io2 gestattet. Die Eingangswiderstande Io4 an allen anderen Eingängen v/eisen

j NAC!- -HEiOHT I

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Werte von 2oo K auf, während der Wert des Eingangswiderstands Io2 lediglich 2o K beträgt.

Der in Fig. 5F dargestellte Sekundär-Überstrom-Auslöseschaltkreis 72 umfaßt vier identische Operationsverstärkerschaltungen Io6, welche mit einem programmierbaren Unijunction-Transistor Io8 (in Fig. 5C dargestellt) verbinden sind, welcher den Auslöse-Silicium-Steuergleichrichter (SCR) Ho leitfähig macht und damit die Auslösespule, welche den unterbrecher öffnet, Stromdurchflossen. Die Stromversorgung des SCR Ho wird durch eine Unterbrecher-Sperre unterorochen, welche den Stromkreis öffnet, wenn ein Auslösevorgang erfolgt. Der invertierende Eingang zu jedem wird durch eine Spannung dargestellt, welche durch einen veränderbaren Spannungsteiler 12o festgelegt wird. Der Spannungsteiler 12o wird mit 18 Volt Spannung versorgt und wird dadurch verstellt, daß entsprechende Verbindungen am Schalter 13o geschlossen werden, wodurch Shunt-Widerstände 14o eingesetzt v/erdun. Wenn der Wert der Spannung am nichtinvertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 15o über das negative Eingangssignal wächst, wird er leitfähig und lädt den Kondensator 16o auf. Wenn das Wechselstromeinqangssignal am positiven Eingang des Operationsverstärkers 15o über dem nicht invertierenden Eingang liegt, wird der programmierbare ünijunction-Transistor Io8 vom Verstärker gezündet, so daß der SCR Ho leitfähig wird.

Das RC-Schaltungsteil liefert im wesentlichen eine grobe Zeitcharakteristik, Der Ausgang der Operationsverstärker im SOCT 72 kann in der Computersteuerung CA2 auf Null gelegt werden. Die geschieht, wenn der Mikroprozessor tatsächlich

wird ebenfalls abgehalten zu zünden, wenn die ungeschaltete Spannung (normalerweise 24 Volt) unter 18 Volt abfällt, und zwar durch eine Darlington-Transistor-Schaltung 182 und die

1 1 1 1 1 : 1 j r 1 11

- 25 -

NAC HQERSCHT

dazugehörige Schaltung, welche in Fig. 5C dargestellt ist. Dies dient dazu, um einen Auslöseversuch zu unterbinden, wenn das Batterieniveau so niedrig ist, daß der Versuch fehlschlagen könnte.

Die Redundanzmerkmale in der Unterbrecher-Steuerung Io sind bedingt durch das schädigend wirkende Umfeld, wobei diese Merkmale auf verschiedenen Ebenen sowohl im Software- als auch Hardware-3er^j-ch vorgesehen sind= So sind z* B* in Fig. 5G Reduna-jn^merkmale 19o für die Abgabe von Aktivierungssignalen an die beiden Leistungs-Feldeffekttransistorcri (FET) 184 dargestellt, welche die Schließspule und den SCR Ho steuern, welcher seinerseits die Auslösespule steuert. Der Transistor 186, welcher ein Gate für die Auslöseeinheit SCR lic bildet, kann nicht leitend werden, es sei denn die Negation des Produkts P4 und P5 und nicht P6 (P4. P5. P6.) wird vom Mikroprozessor bestätigt. Gleichermaßen wird der Transistor 188, welcher den Leistüngs-Feldeffekttransistor FET 184 zündet, welcher die Schließspule steuert, nicht leitend, bis folgende Situation erreicht ist: Nicht P4, und P5 und P6 (P~4. P5. P6.).

Die ±>ersonaltity-Platte weist auch optische Isolationsschaltkreise auf, um die Mikrocomputerschaltkreise von den Hochspannungsleitungen abzutrennen. Fig. 5H stellt diese Isolatoren dar, welche Fernbefehle überwachen und wesentliche Funktionen der Unterbrechersteuerung. Dies umfaßt das ferngesteuerte Schließen 36o, das ferngesteuerte Auslösen 362, den Minimumauslöseverstärker 364 und Zusatzrelais 366, wie in Fig. 5C dargestellt. Ebenfalls überwacht werden die Auslöse- und Schließspulen 368 bzw. 3/o und deren SCR Ho und FET 184 - Regelungen in den Isolatoren 372 und 374-

Ebenfalls in dieser Umhüllung untergebracht ist die Spannungszuführungsregeiung 82 (in Fig. 16 dargestellt), der Gieichstrom-Gleichstrom-Ümwandler 8o und die Unterbrecher-Schnitt-

- 26 - j NACHG^REICHT!

Stellen-Platte. Diese Hauptkomponenten und die 24 Volt Batterie 78, der Auslösekondensator 76, der Ho Volt Transformator 74, v/elcher 24 Volt an die Stromversorgungsregelung 82 abgibt, und der Pistolengriffschalter 3o, welcher vor der Frontplatte der Umhüllung angeordnet ist, sind sämtliche im Schaltplan der Unterbrecher-Steuerung Io in Fig. 6 dargestellt. Der Schnittstellen-Abschnitt 7o des Blockdiagramms von Fig. 3 beschäftigt sich im wesentlichen mit den Komponenten höherer Leistung bzw. Spannung des Unterbrechers und der Relais und mit Potentialeingängen, welche entsprechend den Wünschen des Benutzers der Steuerung - ^rgesehen sein können.

Software-Module:

Der andere große Mikrocomputer-Konstruktionsbereich umfaßt die sogenannte Software. Zwei Arten von Software finden Verwendung: Ein Betriebssystem und ein Anwendungsprogramm. Ein Echtzeit-Betriebssystem, MERTOS, wurde speziell für die Handhabung der Aktivitäten in einer Vorrichtungssteuerung auf Mikrocomputerbasis entwickelt. MERTOS stellt die Software-Grundlage für den Ansatz zum modularen Aufbau von Software-Konstruktionen dar. MERTOS erlaubt es, daß verschiedene unabhängige Aufgaben systematisch in die Steuerung eingeschlossen werden. Dieses Betriebssystem ist allen Stromsteuerungssystemen auf Mikrocomputerbasis gemeinsam.

Im Mikrocomputer ist ein Ausführungsprogramm vorgesehen, dessen Funktion darin liegt, die Ausführungen verschiedener Unterprogramme innerhalb des Mikrocomputers zu überwachen. Diese Ausführungsprogramme weisen dem Mikrocomputer Quellen aus verschiedenen Unterprogrammen zu, um die Ausführung von Berechnungen und die Ein- und Ausgabe in Echtzeit zu gestatten.

Die Funktionsweise des Exekutivprogramms des Computers ist in den Flußdiagrammen beginnend mit Fig. 7 dargestellt,

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NAC'-"3ERg|CHTJ

in welchen die Blöcke größere f'unktionelle Komponenten darstellen und weitere Unterprogramme/Tasks, welche vom E:. »kutivprogramm abgerufen werden.

Beim Einschalten oder Wiedereinschalten wird der Computer durch eine Bootstrap-Operation geführt, welche Read-Write-Speicher (z. B. RAM und gemeinsame Speicher) initialisiert.Diese definiert für den speziellen elektrischen Apparat oder die spezielle Steuerung gesonderte Parameter, und initialisiert die verschiedenen Register der Datenzähler und registriert (vgl. Fig. 13). Nach dem Bootstrap-Vorgang des Computers in den Betriebszustand, können Unterbrechungen nach Maßgabe der Unterbrechungsbetätigung (siehe Fig. 7) erfolgen.

Derartige Unterbrechungen sind Serieneingaben, welche die zentrale Prozeßeinheit als Teil eines jeden Eingabezyklus überprüft.

Ein Unterbrechungs-Flußdiagramm 2oo ist in Fig* 7 dargestellt. Die Daten, welche im Analog-Digital-Wandler 68 gespeichert sind, welcher in Fig. 4D dargestellt ist, werden in den Auslesedatenblock 21o ausgelesen, dann wird der Analog-Digital-Wandler 68 getriggert, und zwar im Trigger-Block 22o, wodurch die Hereinnahme von in der Sample and Hold Einrichtung 66 gespeicherten Daten möglich wird. Der nächste Multiplexer 62, der in Fig. 4D dargestellt ist, wird instruiert, und zwar im Auswahlblock 23o, das nächste analoge Signal zu übertragen. In der Basisraute 24o verzweigt sich das Programm. Wenn der Grundkanal nicht aktiv ist, wird der Digital-Analog-Wandler 25o im Phasen-Daten-Block 26o auf Phasendaten eingestellt. Wenn der Grundkanal aktiv ist, wird er über den Grunddatenblock 27o auf Grunddaten eingestellt. Danach wird die Echtzeit-Uhr und der Mittelgrund-Lister im kombinierten Stellblock 28o gestellt. Danach ist die programmierbare Zeitvorgabeeinrichtung im Zeitstell-

JA-

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block 29o gestellt. Nach diesen Stellvorgängen wird das Programm so gestellt, daß irn Unterbrechungsblock 3oo weitere Unterbrechungen möglich sind, Und es kehrt zum Programmstart zurück. Unter Normalbedingungen hat beim Anlegen von Spannung an die Unterbrecher-Steuerung Io und beim normalen Funktionieren des Mikroprozessors 38 entsprechend der Überwachungseinrichtung 5o diese Unterbrecherhandhabungsroutine 2oo die höchste Priorität aller Programme. Wenn die Überwachungseinrichtung 5o einen Fehler aufdeckt, beginnt der Neustart wie in Fig. 13 dargestellt. Natürlich dominiert der SOCT 72 über alle Programme, wenn die Batterie 78 für einen normalen Betrieb des Mikroprozessors 38 zu schwach ist. Das Unterbrecher-Modul 2oo dient dazu, dem Mikroprozessor 38 digitalisierte Eingangsdaten zuzuführen.

Insgesamt gibt es grundsätzlich vier zu überprüfende Signale, wie in Fig. 2 dargestellt. Wenn jedes Eingangssignal fünfmal während eines Spannungszyklus abgetestet wird, läßt sich eine hinreichend hohe Annäherung proportional zu dem zugehörigen RMS quadratischen Wert berechnen, indem jeder Testwert quadriert wird und die letzten fünf quadrierten Testwerte aufsumiert werden. Das Testintervall beträgt dementsprechend o, 833 Millisekunden und wird durch den programmierbaren Zeitgeber 42 vorgegeben, welcher mikroprozessorgesteuert ist. Das Unterbrechungseinrichtungsprogramm 2oo läuft alle o,833 Millisekunden zur Hereinnahme dieser Testdaten ab. Jedesmal wenn das Unterbrechereinrichtungsprogramm 2oo abläuft, wird der in Fig. 5AA dargestellte Digital-Analog-Wandler 25o entsprechend in die Blocks 26o und 27o des Unterbrechereinrichtungsprogramms 2oo gesetzt. Der Digital-Analog-Wandler 25o ist Teil des in Fig. 2 dargestellten Normalisierungs-Verstärkers 31o. Der verbleibende Teil des Normalisierungs-Verstärkers 3Io umfaßt den Operationsverstärker 312, welcher ebenfalls in Fig. 5ΆΑ dargestellt ist.

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Der Digital-Analog-Wandler 25o ändert die Verstärkung des Operationsverstärkers 312 in Abhängigkeit von vom Mikroprozessor in die Blöcke 26o und 27o abgegebenen Signalen der Unterbrechereinrichtungsroutine, um die digitalisierten Daten auf willkürliche Eingangsdaten für Grund- und Phase-Auslöselevels zu normalisieren.Diese Normalisierung der Eingangsdaten auf eine Mehrzahl vorgewählter Normalisierungsreferenzen führt zu einer beträchtlichen Hardware-Ersparnis, welche andernfalls erforderlich wäre, um einen weiteren Bereich von Eingangsdaten abzudecken. Der Normalisierungs-Verstärker 31o, welcher in Fig. 2 dargestellt ist, ist die einzige Verstärkungskomponente, welche in einen Block von Blatt 5AA einbezogen ist.

Diese Unterbrechungen gestatten es der CPU auf Ereignisse im Hardware-Bereich statt im Software-Bereich durch Zustandsabfrage-Bits, d. b. durch Abrufbetrieb, zu reagieren. Unterbrechungen ermöglichen eine direktere Antwort, obwohl sie mehr Hardware erfordern, als ein gewöhnlich programmierter Eingang/Ausgang. Im MERTOS-Betriebssystem ist eine Unterbrechereinrichtung 2oo vorgesehen, welche zwischen wichtigen und unwichtigen Unterbrechungen mitteis eines Priori tatsunterbrechungssystems reagieren kann. Entsprechend dem Prioritätssystem wird die CPU nicht unterbrochen, es sei denn die Priorität der Unterbrechung ist höher als die gegenwärtig durchgeführte Operation.

Nach Beendigung einer Unterbrechung überwacht das Betriebssystem die Durchführung von Unterprogrammen entsprechend einem Prioritätssystem. Mit jedem Subprogramm ist eine Priorität verbunden, Vielehe dessen Bedeutung im Verhältnis zu anderen Unterprogrammen kennzeichnet und im Verhältnis zu Unterbrechungen von peripheren Geräten, wie der Eingabetastatur.

Bezugnehmend auf Flg. 13 ist das erste durchzuführende Subprogramm das FOREGROUND. Es stellt die prioritätshöchste Task

mit Zeitbezug hinsichtlich der Ausführung dar, welches an- S

sonsten nicht durch ein Dnterbrechungssignal ausgeführt wird. ; MIDDLEGROÜND kennzeichnet Subprogramme geringerer Priorität

als das FOREGROUND-Subprogramm. Die Subprogramme mit niedrig- * ster Priorität sind die BACKGROUIID-Subprogramme . Das Betriebssystem testet bei der Steuerung des Betriebs des CPü

den Status jedes dieser Subprogramme, wobei bei einer Unterbre- ff

chung des Subprogramms die CPÜ in den Zustand gebracht wird, |'

den sie im Augenblick der unterbrechung inne hatte. Wenn das i

Subprogramm nicht unterbrochen wird, sondern vollständig aus- |

geführt wird, fährt die CPD mit dem nächstniedrigeren Subpro- ί

gramm fort. Auf diese Weise wird jedes Subprogramm entspre- % chend seiner Prioritätsstruktur vollständig durchgefahren,

bevor das nächste Subprogramm begonnen wird. |i

Beispielsweise werden während FOREGROUND die folgenden Tasks Jf

durchgeführt, wie sie in den Fig. 8 bis Io in einem Flußdia- f

gramm für das FOREGROÜND-Programm 4oo dargestellt sind. Der I

Foreground-Flag-Zustand wird in der Flag-Raute 4o2 geprüft. ί

Wenn die Foreground-Flag gesetzt ist, kehrt das Programm zum > Startpunkt zurück. Ist die Foreground-Flag noch nicht gesetzt, wird sie dann im Flag-Block 4o4 gesetzt. Im Block 4o6
erfolgt das Daten-Processing. Während sich das Programm auf

dieser Stufe befindet, wird der Quadratalgorithmus durchge- X

führt, um einen Wert zu erzeugen, der proportional ist zum j

RMS-Wert des Eingangssignals. Nach diesem Vorgang werden |

die Daten überprüft, um festzustellen, ob es sich um Grund- \

naton TnanAal i- uac "in dor ίΖηιηΛ-Ιϊη-ί-εΛΉαΐ flnnrrc-T3aiifo ΑηΛ ΐ , ^- ^

erfolgt. Ist dies nicht der Fall, muß es sich um Phasendaten χ

handeln. Handelt es sich um Phasendaten erfolgt die Bestim- )■

mung, ob eine sofortige Ausloseaktivität erwünscht ist, in &·.

der Sofort-Auslöse-Raute 41o. Wird die sofortige Auslöse- f,

* t · 11

aktion gewünscht, werden die Daten in einer Momentan-Größe-Raute 412 überprüft, um festzustellen, ob der Wert das augenblickliche Auslöseniveau überschreitet. Wird das momentane Auslöseniveau überschritten, wird die Sofort-Auslöse-Flag im gegenwärtigen Flag-Block 414 gesetzt und das Programm kehrt von der Unterbrechung wieder zurück. Wenn die Daten das augenblickliche Auslöseniveau nicht überschreiten, und zwar bei der in der Momentan-Größe-Raute 412, werden die Daten in der Minimum-Auslose-Raute 416 überprüft, ob sie das Minimum-Aus löse-Niveau überschreiten. Soll eine sofortige Auslöse- _ aktivität nicht erfolgen entsprechend der Entscheidung in der ^' Momentan-Auslöse-Raute 41o, gehen die Daten unmittelbar an die Minimum-Auslöse-Raute 416,um zu bestimmen, ob das Minimum-Aus löse-Niveau überschritten wird. Wenn die Daten das Minimum-Auslöse-Niveati in der Minimum-Aus löse-Rau te 416 nicht überschreiten, wird die Minimum-Auslöse-Flag im Minimum-Auslöse-Flag-Block 418 wieder gesetzt und das Programm kehrt von der Unterbrechung zurück. Überschreiten jedoch die Daten das Minimum-Auslöse-Niveau, gehen sie durch einen Füllsignalpunkt A. Um wieder zur Grund-Entscheidungs-Raute 4o8 dieses Programms zurückzukehren, ist festzustellen, daß bei einer Bestimmung derart, daß die vorliegenden Daten Grund-Daten sind, diese zur Grund-Block-Raute 42o geführt werden, wo die Bestimmung vorgenommen wird, ob der Grund-Auslöse-Block aktiv ist. Wenn der Grund-Auslöse-Block aktiv ist, kehrt das Programm von der Unterbrechung zurück. Von diesem Punkt in der Grund-Block-Raute 42o zum Füllsignalpunkt B erfahren die Grund-Daten eine den Phasen-Daten ähnliche Verarbeitung wie vorstehend beschrieben. Zurückkommend auf die Phasen-Daten am Füllsignal-Punkt A wird folgend auf die Bestimmung, daß die Phasen-Daten das Minimum-Auslöse-Niveau überschreiten, die Minimum-Auslöse-Flag im Minimum-Flag-Block 422 gesetzt. Danach wird in der TCC-Raute 424 die Phasen-Erstmals-Strom-Flag überprüft. Wenn die erste TCC-Flag gesetzt ist, wird

C · «ft

\— ■

die erste Phasen-TCC-Adresse mit einem Holbefehl in das Programm eingeführt, und zwar im ersten TCC-Adressenblock 426. Wurde die erste TCC-Flag in der ersten TCC-Flag-Raute 424 nicht gesetzt, gelangt die Adresse für die zweite Phasen-TCC-Flag im zweiten TCC-Adressblock 428 durch Ausführung eines Holbefehls ins Programm. Danach wird die entsprechende TCC-Adresse im Adressenspeicherblock 433 gespeichert. Die Grundphasen-Daten werden zwischen dem Füllsignalpunkt B und dem Ädress-Speicherbiock 4o entsprechend geführt. Die Daten umfassen an dieser Stelle eine relativ hohe Zahl, welche einen

„ _ zum RMS der überprüften Eingangsphase proportionalen Wert ι f\
* ^v ' darstellen. Es ist nicht erforderlich, daß der entsprechende Wert dieses RMS bekannt ist, um Zeit-Strom-Charakteristik-Berechnungen durchführen zu können. Deshalb werden die entsprechenden Daten komprimiert, indem eine Bereichsnumnier im Datenkompressionsblock 432 ausgewählt wird. Danach werden die komprimierten Daten herangezogen, um Zeit-Strom-Charakteristik-Berechnungen im TCC-Berechnungsblock 434 durchzuführen. Nach diesem Schritt durchläuft das Programm den Füllsignalpunkt C„ Danach wird bestimmt, ob das Auslöseniveau erreicht worden ist, und zwar in der Auslöseniveau-Raute 436. 1st das Äuslöseniveau nicht erreicht worden, kehrt das Foreground-Programm 4oo von der Unterbrechung zurück. Ist das Auslöseniveau erreicht worden, fährt das Programm mit dem Setzen einer internen Auslöse-Flag im internen Auslöse-Flag-Block 438 fort. Danach wird die Quelle der Auslösung im Auslösequellenblock 44o bestimmt und das Foreground-Programm 4oo kehrt von der Unterbrechung zurück.

Wenn der Mikroprozessor 38 eine Auslöse- oder Schließ-Flag irgendeiner Art ausgibt/ wixu die Auslöse—Schließ—Routine 5σσ, deren Flußdiagramm in Fig. 11 dargestellt ist, durchgefahren. Zunächst wird die Sperr-Flag überprüft, um festzustellen, ob sie gesetzt ist, und zwar in der Sperr-Flag-Raute 5o2. Wenn

die Sperr-Flag gesetzt ist, kehrt das Auslöse-Schließ-Projgramm 5oo von der Subroutine zurück. Wenn die Sperr-Flag

nicht gesetzt ist, werden in der inneren Ausiöse-Raute 5o4 die Daten überprüft, um festzustellen, ob eine innere Auslöse existiert. Wenn keine innere Auslöse existiert, wird der Zustand des Unterbrechers in der Auslöse-Raute 5o6 überprüft. Wenn der Unterbrecher r-«cnt ausgelöst ist, wird im Auslösesignal-Ausgabe-Block 5oä ein Auslösesignal ausgegeben und die Auslöse-Flag i»u Auslöse-Flag-Block 51o gesetzt. Döinach wird überprüft. _r ob die Auslösung unterbunden ist, ur.d zwar in der Auslösungs-Verhinderungs-Raute 512. Dort wird ">oer- !J prüft, ob eine Auslöse-Vvirhinderungs-Flag gesetzt ist. Zutreffendenfalls wird das Auslösesignal im Auslösesignal-Abstellblock 516 abgestellt. Danach wird im Block 518 die Auslöse—Verhinderungs-Flag wieder gesetzt. Danach wird die Auslöse-Flag im Block 52o wieder gesetzt. Danach wird beil stimmt, ob die interne Auslösa Ein ist, und zwar in der fe internen Auslöse-Raute 522. Zutreffendenfalls wird die in=

f' terne Auslöse-Flag wieder gesetzt, und zwar im inneren Auslöse-Flag-Block 524. Daraufhin wird eine Flag überprüft um festzustellen, ob in der Schließ-Raute 526 eine Schlxeßung \ exiseiert. Besteht keine interne Auslösung in der internen ' Auslöse in Raute 522, schaltet das Programm unmittelbar zur

Schließ-Raute 526 fort. Besteht keine Auslöse-Aus-Informs.tion ^ in der entsprechenden Raute 512, schaltet das Programm unmit- < telbar zur Raute 526 entsprechend dem Zustand Unterbrecher-Zu-Ein weiter. Besteht ein Schließen-Ein-Zustand in der Raute 526 wird in der Raute 528 als nächstes der Zustand des Unterbrechers überprüft. Das Programm folgt dabei einer ähnlichen Routine wie zwischen der Auslöse-Raute 5o6 und der Auslöse-Aus-Raute 512. Jedoch kehrt die Auslöse-Schließ-Routine 5oo nach Vervollständigung dieses Zweiges von der Subroutine zurück. Weist die Raute 526 keinen Schließen-Einäustand auf, schreitet das Programm fort zur Bestimmung, ob

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in der Raute 53o ein Schließen-Aus-Zustand besteht. Besteht ein solcher Zustand, wird das Schließsignal im Schließsignal-Abstell-Block 532 abgestellt. Danach wird die Flag für geschlossen im Geschlossen-Flag-Block 534 wieder gesetzt. Danach wird die Schließen-Aus-Flag im entsprechenden Block wieder gesetzt und die Auslöse-Schließ-Routine 5oo kehrt von der Subroutine zurück. Besteht in der Raute 53o kein Schließen-Aus-Zustand, kehrt die Auslöse-Schließ-Routine 5oo von der Subroutine zurück.

Der Middleground umfaßt die Ausführun? solcher Routinen wie Datenmanipulation, Stellen der Digitalanzeige und Annahme von Eingabetastaturbefehlen. Eine Abkürzung der Middleground-Routine 6oo ist in Fig. 14A dargestellt, welche das Programm aus Fig. 13 darstellt. Im Middleground führt das Programm zunächst Wiederholungs-Tasks im Wiederholungs-Task-Block 6o2 aus. Diese Tasks weisen sämtliche die gleiche Priorität auf und laufen aufeinanderfolgend, wenn die Middleground-Routine 6oo beginnt. Die Reihenfolge des Ablaufs ist nicht von besonderer Bedeutung. Die Wiederholungs-Tasks in ihrer Reihenfolge umfassen die folgenden:

Task-Funktion

PANEL Panel Scan

HIHO Eingang/Ausgang zur Aufnahme von Kunden-Kontakten in der Auslöse- und Schließposition des Unterbrechers .

TCSP Auslöse-Schließ-Zustands-Überwachung einschließlich Prüfung, ob der unterbrecher in der Lage ist, einen Fehlerstrom nach einem Auslösebefehl zu unterbrechen. Falls der Unterbrecher hierzu nicht in der Lage ist erfolgt nach sechs Spannungs-Zyklen des Fehlerstroms nach der Auslösung eine Sperre.

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FREQ Frequenzüberprüfung

DEAD Zeitgesteuertes Ausschalten der LED-Anzeige 14, wenn auf der Eingabetastatur 16 in einem vorgegebenen Intervall keine Eingabe erfolgt.

Nach der Vervollständigung aller Wiederholungs-Tasks im Wiederholungs-Task-Block 6o2 gelangt das Middleground-Programm 6oo in den Task-Warteschlange-Block 6o4/ wo Langzeit- und Kurzzeitwarteschlangen-Task-Flags gesetzt werden. Dieser Ablauf ist weiter in den Fig. IAB, 34C und 14D dargelegt. Der Entscheidungspunkt zwischen langen und kurzen Zeiten liegt bei etwa 5 Minuten. Wenn die Task innerhalb von 5 Minuten oder weniger ablaufen soll, gelangt sie in die Kurzzeitwarteschlange. Wenn die Task innerhalb einer Zeit größer als 5 Minuten ablaufen soll, gelangt sie in die Langzeitwarteschlange. Es ist vorgesehen, daß die Langzeitwarteschlange in der Lage sein soll, Tasks anzunehmen, welche erst Jahre nach Aufnahme der Task laufen sollen. Das Middleground-Programm 6oo geht durch den Task-Warteschlangen-Block 6o4 und es wird eine Entscheidung getroffen, ob Tasks mit Flag existieren/ und zwar in der Flag-Task-Raute 606. Sind keine vorhanden, kehrt das Programm vom ünterbrechungspunkt 6o8, der in Fig. 13 dargestellt ist, zurück. Wird gefunden, daß eine Task mit Flag in der Flag-Task-Raute 606 existiert, läuft diese im Flag-Task-Block 61o. Die Darstellung einer verallgemeinerten ablaufenden Flagged-Task wird durch Fig. 14D gegeben.

Fig. 14B setzt den Task-Warteschlangen-Block 6o4 von Fig. 14A fort. Zunächst wird bestimmt, ob ein skalierter Taktschlag erfolgt, und zwar in der entsprechenden Raute 612. Wenn ein solcher skalierter Taktschlag besteht, springt das Programm sofort zum Ende und gelangt in die Flagged-Task-Raute 606. Wenn ein skalierter Taktschlag nicht existiert, wird die

-A.

if« ι ■ ■ a · · ·

*" 36 -

Realzeittaktvorgabe im entsprechenden Block 614 gestellt. Danach wird die Kurzzeitwarteschlange überprüft, um festzustellen, cb eine Task ablaufen kann, und zwar im entsprechenden Block 615. Danach wird die Langzeitwarteschlange in ähnlicher Weise im Langzeitwarteschlangen-Block 616 überprüft und das Programm gelangt zur Flagged-Task-Raute 606.

Fig. 14C setzt den Kurzzeitwarteschlangen-Block 615 nach Fig. 14B fort. Ein ähnliches/ nicht dargestelltes Programm besteht für die Langzeitwarteschlange. Eines dieser Programme besteht für jede Flagged-Task. In dem in Fig. 14C fortgesetzten Kurz-

Cy zeitwarteschlangen-Block 615 wird entschieden, ob die Task-Zeitvorgabe-Flag Null ist, und zwar im Block 618. Ist die Flag Null, springt das Programm zu einer anderen Task ausgehend vom Fortsetzungspunkt. Ein Fortsetzungspunkt besteht für jede Flagged-Task. Es handelt sich dabei im wesentlichen um den Eingang in den Beginn jedes Flagged-Task-Programms. Das allgemeine Flagged-Task-Programm ist in Fig. 14D dargestellt. Alle Flagged-Tasks sind im Block 61o von Fig. 14A enthalten. Steht keine Task-Vorgabe-Flag auf Null,fährt das Kurzzeit-Warteschlangenprogramm 615 eins von der Zeitvorgabe subtrahierend fort, und zwar im Zeitvorgabe-Minus-Eins-Block 612. Danach wird die Zeitvorgabe überprüft, ob

/~N sie auf Null steht, und zwar im Block 622. Ist die Zeitvorgabe nicht gleich Null,fährt das Programm mit der nächsten Flag-Task fort. Ist die Zeitvorgabe im Block 622 gleich Null, wird vom Task-Status im Block 624 eins subtrahiert. Danach wird die Tastk-Zeitvorgabe-Flag im TTF-Plus-Eins-Block 626 um eins erhöht und die Kurzzeitwarteschlange fährt fort, andere Flagged-Task im Kurzzeitwarteschlangen-Block 615 ablaufen zu lassen.

Nachdem die Task-Warteschlangen-Subprogramme vervollständig sind, werden die Flagged-Tasks durchgeführt und der entsprechende Block 61o gelaufen. Das Task-Status-Signal,

- 37 -

welches in Raute 606 überprüft wird, stellt sicher, daß Flagged-Tasks durchgeführt werden, wenn sie nicht maskiert sind, wobei eine Task-Zeitvorgabe, welche in Raute 622 abgefragt wird_/zur Kontrolle der Zeitprioritätszuteilung der Tasks dient.

Das allgemeine Task-Durchführungs-Programm ist in Fig. 14D dargestellt. Zunächst wird die Task-Flag überprüft, ob sie Null ist, was in der Raute 628 erfolgt. Ist die Task-Flag gleich Null, fährt das Programm mit weiteren Tasks fort. Ist die Task-Flag nicht Null, wird die Task-Maske zunächst überprüft, ob sie Null ist, was in Raute 63o erfolgt. Ist die Task-Maske Null, wird von der Maske ein abgezogen und zwar im Maske-Minus-Eins-Block 632. Nach diesem Schritt läuft das spezifische Task-Programm im Task-Block 634. Danach wird der Flag im Block 63 6 eins hinzugefügt und der Maske eins im Block 638 hinzugefügt. Danach kehrt das Programm wieder vom Unterbrechnungspunkt 608 in dieser Darstellung und in Fig. 13 zurück. Bei der Rückkehr zu einer Task-Maske gleich Null in Raute 63o verzv/eigt sich das Programm, wenn die Task-Maske nicht gleich Null ist, und der Task-Status wird überprüft, um festzustellen, ob er gleich Null ist, und zwar in Raute 64o. Wenn der Task-Status gleich Null ist, wird als nächstes die Task-Zeitvorgabe überprüft, um festzu stellen, ob sie Null ist, und zwar in Raute 622, wie aus Fig. 14C ersichtlich. Wenn die Task-Zeitvorgabe nicht gleich Null ist, fährt das Programm mit der Durchführung weiterer Task-Routinen fort. Wenn die Task-Zeitvorgabe Null ist, kehrt das Programm vom ünterbrechungspunkt 608, welcher in dieser Figur und in Fig. 13 dargestellt ist, zurück. Bei der Zurückkehr zur Raute 64o wird, wenn der Task-Status nicht gleich Null ist, zum Status eins im Block 641 hinzugefügt. Danach wird die Rückkehr-Adresse im Stapelspeicher, d. h. im Stapelspeicher-Block 642, abgelegt. Danach wird

• KB·« ι

β auch äie ^wischenstopp-Adresse in den Stapelspeicher 644 ge- f| bracht. Ist dies erfolgt, kann das Programm unter Durchfüh- 1 rung der Task, welche unterbrochen wurde, rückkehrend zum § Task-Block 646 weiterlaufen. |

MERTOS selbst besteht aus einer Anzahl von Modulen, welche eine leichte Programmpflege gestatten. Dementsprechend bezieht sich ein Modul auf ein Programm, eine Serie von Instruktionen, welche den Mikrocomputer veranlaßt, eine H

besondere Task durchzuführen. p

Die Beschreibung der Hardware- und Software-Module basiert auf If

der Benutzung eines Motorola 68oo-Mikroprozessors und damit jf

kompatibler Vorrichtungen. Entsprechende andere Mikroprozes- %

soren können mit gleicher Wirkung eingesetzt werden. Da f jede Herstellerfirma verlangt, daß die Besonderheiten ihrer

Vorrichtungen im Mikrocomputerabschnitt der Unterbrecher- §

Steuerung erfüllt werden, ist es unmöglich, hinreichende ρ

Details der Funktionssteuerung zu beschreibung und anderer- ύ

seits hinreichend allgemein zu bleiben, um die Verwendung π

c^lternativer Vorrichtungen darzulegen. Der Durchschnitts- % fachmann vermag ohne weiteres die gegebene Beschreibung entsprechend auf die Vorrichtungen anderer Hersteller übertragen,

indem er die entsprechenden Handbücher der Hersteiler anderer ϊ

Vorrichtungen liest. Es wäre außerordentlich verwirrend zu %

versuchen, alle kleinen Details zu beschreiben, welche in U

der Software enthalten sind, so daß lediglich die allgemeineren Software-Module und die entsprechenden Programme be- i schrieben werden, da der Durchschnittsfachmann das damit an die Hand gegebene Gerüst ohne weiteres auswerten kann.

Fig. 12 stellt MERTOS-Software-Module äai:, welche folgendes ujnfassen:

	ι	ι
• · ■	ι	ι
- 39 -		'I

Der Hardware-Konfigurations-Modul wird verwendet, um die Verbindung zwischen Software und Hardware im Mikrocomputersystern herzustellen.

Der Modul für die organisatorischen Operationen sorgt für ein ordnungsgemäßes Anlaufen des Mikrocomputersystems nach dem erstmaligen Einschalten der Spannungsversorgung.

Das Frontplatten-Schnittstellen-Modul wird verwendet, um die Frontplatten-Eingabetastatur abzufahren und die LED-Anzeige zu steuern. Nachdem durch den Operator eine Eingabetaste gedruckt wird, wird die rohe Eingabe-Information decodiert und an den Steuer-übersetzer-Modul weitergegeben.

Der Steuer-übersetzer-Modul bestimmt,, wie die Steuerung auf verschiedene Befehle eines Operateurs reagiert, einschließlich der Überprüfung der Änderung der Steuervorgaben ebenso wie das Anzeigen der eingegebenen Daten. Da dieser Modul allen Steuerungen gemeinsam ist, ist ein Operateur, wenn er einmal die Betätigung der Steuerung erlernt hat, mit allen anderen Steuerungen vertraut. Dieser Modul führt auch Fernsteuer-Befehle durch, was für die Einbeziehung der Steuerung in ein automatisiertes Steuerungssystem erforderlich ist.

Der Kommunikations-Schnittstellen-Modul sorgt für die verschiedenen Kommunikations-Protokolle, welche zum Anschluß an andere Ausstattungen, insbesondere in zukünftigen automatisierten Verteilungssystemen, erforderlich sind. Fernsteuer-Ausführungsbefehle, welche von der Steuerung durch einen Kommunikationskaiial empfangen werden, werden übersetzt und an den Steuer-Übersetzer gegeben.

Zahlreiche Fehler, welche im Mikrocomputersystem unter ungünstigen Bedingungen auftreten können, werden durch den System-Fehler-Modul entdeckt und korrigiert.

- 4o -

Darin umfaßt sind verschiedene Software-Testbereiche, welche die Ausführung von Fehloperationen verhindern Dies ist das Software-Äquivalent zu den Überwachungsmodulen.

Der Eingabetastatur-Diagnose-Modul sorgt für einen Zugang von der Frontplatte aus zu individuellen Mikrocomputer-Komponenten, so daß ein technischer Service zur überprüfung verschiedener Abschnitte der Hardware oder Software möglich ist. Solche Programme können die Eingabetastatur, die LED-Anzeige, die verschiedenen Eins/Null-. Schlüsse, die Speicher-Module, die Spannungsversorgung usw. überbrücken- Diese Arten von Oberprüfung wurden normalerweise im Betrieb vorgenommen, um fehlerverdächtigp Steuerungen zu überprüfen, oder als Teil eines Wartungsprogramms zur routinemäßigen Überprüfung aller Steuerungen.

Verschiedene Funktionen einer Steuerung können entsprechend ihrem Sicherheitsrrveau eingeordnet werden, wobei ihre Benutzung durch nichtberechtigte Operateure unterbunden wird. Der Sicherheits-Sperr—Modul ermöglicht diese Funktion. Insbesondere gestattet dieser Modul es dem Operateur eine vorbestimmte Anzahl von Digits als Sicherheitscode einzugeben. Jeder gültige Sicherheitscode gestattet die Ausführung eines ττΓνη "E¹IiTiIr-f- "5 λτί

ti^fTe

ruft

eine Fehlermeldung hervor. Es können zahlreiche Sicherheitscodes vorgesehen sein, wobei jeder einem unterschiedlichen Sicherheitsniveau entspricht. Das Vorsehen mehrerer Sicherheitsniveaus gestattet es, daß die durchzuführenden Funktionen durch Überwachungskontrollen auf verschiedener Ebene erfolgenkönnen. Zahlreiche zusätzliche Einrichtungen, welche für bestehende herkömmliche Steuerungen nur durch die Installation zusätzlicher Hardware erreicht werden können, können bei einer Steuerung auf Mikrocomputerbasis durch zusätzliche Software ermöglicht werden. Dabei würden wenige

- 41 -

oder überhaupt keine zusätzlichen Komponenten erforderlich werden. Für einen Unterbrecher umfassen diese Zusatzmöglichkeiten augenblickliche Auslöse, augenblickliche Sperre, Minimumauslöseverstärker, Ziel- und Folgekoordination. Aufgrund der durch den Mikroprozessor gegebenen Möglichkeiten können einige Zusatzfu->^<.ionen, welche bei bestehenden Steuerungen nicht realisiert werden können, praktisch einbezogen werden. Für eine. Unterbrecher kämen insoweit in Betracht ein Ereignis-Aufzeichner, eine Kundenzeit-Strom-Charakteristik-Kurven-Erzeugung über die Frontplatte, Unter frequenz-', ruf ung und eine digitale Wärmebedarf-Messung. Die verschiedenen Anwendungsmodule können modifiziert werden oder zusätzliche Module dem Gesamtsystem hinzugefügt werden, und zwar jederzeit auch nach Installation der Steuerung.

Claims (5)

1. ·/■/ · : Γ-;: · O .iRAU & SCHMECK

   PATENTANWÄLTE

   DlPU-ING. DR. MANFRED RAU DIPL-PHYS. DR. HERBERT SCHNECK ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT

   VNR Io6984 Nürnberg, 14.o9.1982

   S/St

   McGraw-Edison Company, 17ol Golf Road Rolling Meadows,

   IL 60008 / USA

   Ansprüche *—

   ί 1.Junterbrecher-Steuerung umfassend:

   eine Eingangsschaltung zur Erfassung des Stroms in jeder der drei Phasen einer οtromversorgungsleitung und des Null-Leiters, welche jeweils ein analoges Signal hierfür erzeugt;

   eine Multiplex-Schaltung zur wahlweisen Übertragung jedes der analogen Eingangssignale;

   einen Normalisierungsverstarker zur selektiven Normalisierung jedes der analogen Eingangssignale, welche durch die Multiplex-Schaltung ausgewählt wurden, entsprechend einer vorgewählten Normalisierungs-Referenz;

   eine Sample- and Hold-Schaltung zur Aufnahme des analogen Ausgangs des Normalisierungsverstärkers und zum Halten des-

   einen Analog-Digital-Wandler zur Umwandlung des analogen Ausgangs der Sample- and Hold-Schaltung in ein digitales Signal;

   D-8500 NÜRNBERG 91 POSTFACH 91 04 80 !LANGE ZEILE 30 TELEFON 0911 / 371 47 TELEX 06/23 965 POSTSCHECK NBG. 1843 52-857

   NA-

   Speichereinrichtungen zur Speicherung von Steuer-Informationen in digitalisierter Form einschließlich Normalisierungs-Referensen, Zeit-Strom-Charakteristika, Momentan-Auslöse-Werten, Anzahl von Operationen mit einer vorgegebenen Zeit-Strom-Charakteristik, Zeitintervalle für ausgewählte Messungen und Operationen und Status-Informationen, V7ie digitalisierte Stromgrößen;

   Prozeß-Einricht^ .gen zur Erzeugung einer Größe, welche proportional ztur. mittleren quadratischen Wert jedes der digitalisierten, normalisierten Singangssignale ist, welche iiese dem mittleren Quadrat proportionalen Werte der Eingangssignale mit einer aus einer Anzahl vorgewählten Zeit-Strom-Charakteristik vergleichen, welche in Speichereinrichtungen gespeichert sind, mit anderen Steuerinformationen, welche in Steuereinrichtungen gespeichert sind, und zur Ausgabe eines Steuerbefehls, welcher den Unterbrecher veranlaßt, seinen Zustand zwischen Schließ- und Auslöse^Bedingungen zu ändern;

   eine Stromversorgung zur selektiven Versorgung mit Strom der anderen Teile der Steuerung aus der zu schützenden Stromleitung, wobei diese Stromversorgung Speichereinrichtungen umfaßt, um Stromversorgung sicherzustellen, wenn die zu schützende Stromleitung unterbrochen wird;

   einen Sekundär-i^rsirom-Auslose-Schal-ücreis, welcher kontinuierlich Eingangssignale empfängt, welche proportionale zu den Strömen in jeder der drei Phasen einer Stromleitung und zum Null-Leiter sind,zur Erzeugung eines Auslösesignals, wenn einer der überwachten Ströme eine vorgegebene Sekundär-Zeit-Strom-Charakteristik nach einem Zeitintervall entsprechend der Zeit-Strum-Charakteristik überschreitet, sofern dieser Vorgang nicht durch den Mikroprozessor unterbunden wird;

   Ausgangs-Einrichtungen zur Aktivierung von Auslöseeinrichtungen am Unterbrecher entsprechend Steuerbefehlen von der Mikroprozessoreinrichtung oder einem Auslösesignal von der Sekundär-Überstrom-Auslöseschaltung/ oder zur Aktivierung von Schließeinrichtungen im Unterbrecher entsprechend Steuerbefehlen aus der Mikroprozessoreinrichtung;

   und Eingangseinrichtungen zur Eingabe von Steuerbefehlen.
2. 2. Unterbrechersteuerung umfassend:

   einen Eingangsschaltkreis zur Erfassung des Stroms in jeder der drei Phasen einer Stromleitung und des Null-Leiters, welche hierfür jeweils ein analoges Ausgangssignal abgibt, wobei diese Eingangsschaltung eine Widerstands-Dioden-Schaltung derart umfaßt, daß das Eingangssignal unterhalb der normalen Auswandung des Eingangssignals spannungsverriegelt ist;

   eine Multiplex-Schaltung zur selektiven Übertragung jeder der analogen Eingangssignale;

   einen Integrationsverstärker zum Empfang des analogen Eingangssignales, welches von der Multiplex-Schaltung übertra- , gen wird und welcher das Eingangssignal im Bereich des , virtuellen Nullniveaus zu arbeiten zwingt;

   einen Normalisierungsverstärker zur wahlweisen Normalisierung jedes äex analogen Blngzngsslgnale entsprechend einer vorgewählten Normalisierungs-Referenz, so wie sie vom Integrationsverstärker übertragen werden;

   eine Sample— and Hold-Schaltung zum Erfassen des analogen Ausgangssignals des Normalisierungsverstärkers und zur

   «♦

   Speicherung desselben während einer vorgewählten Speicherperiode;

   einen Analog-Digital-Konverter zur Umwandlung des analogen Ausgangssignals der S-ample and Hold-Schaltung in ein digitales Signal;

   Spexchereinrxchtungen zur Speicherung von Steuerinformationen in digitalisierter Form einschließlich Normalisierungs-Referenzen, Zeit-Strom-Charakteristika, Momentan-Auslöse- ^- Werten, Anzahl von Operationen mit einer vorgegebenen Zeit-Strom-Charakteristik, Zeitintervalle für ausgewählte Messungen und Operationen und Status-Informationen, wie digitalisierte Stromgrößen;

   Prozeß-Einrichtungen zur Erzeugung einer Größe, welche proportional zum mittleren quadratischen Wert jedes der digitalisierten, normalisierten Eingangssignale ist, welche diese dem mittleren Quadrat proportionalen Werte der Eingangssignale mit einer aus einer Anzahl vorgewählten Zeit-Strom-Charakteristik vergleichen, welche in Spexchereinrxchtungen gespeichert sind, mit anderen Steuerinformationen, welche in Steuereinrichtungen gespeichert sind, und zur Ausgabe eines Steuer-(J befehls, welcher den Unterbrecher veranlaßt, seinen Zustand zwischen Schließ- und Auslöse-Bedingungen zu ändern;

   eine Stromversorgung zur selektiven Versorgung mit Strom der anderen Teile der Steuerung aus der zu schützenden Stromleitung, wobei diese Stromversorgung Speichereinrichtungen umfaßt, um Stromversorgung sicherzustellen, wenn die zu schützende Stromleitung unterbrochen wird;

   einen Sekundär-Dbertax^Auslöse-Schaltkreis, welcher kontinuierlich Eingangssignale empfängt, welche proportional zu den Strömen in jeder der

   5 —

   drei Phasen einer Stromleitung und zum Null-Leiter sind/zur Erzeugung eines Auslösesignals, wenn einer der überwachten Ströme: eine vorgegebene Sekundär-Zeit-Strom-Charakteristik nach einem Zeitintervall entsprechend der Zeit-Strom-Charakteristik überschreitet, sofern dieser Vorgang nicht durch den Mikroprozessor unterbunden wird;

   Ausgangs-Einrichtungen zur Aktivierung von Auslöseeinrichtungen am Unterbrecher entsprechend Steuerbefehlen von der Mikroprozessoreinrichtung oder einem Auslösesignal von der Sekundär-Überstrom-Auslöseschaltung, oder zur Aktivierung von Sehließeinrichtungen im Unterbrecher entsprechend Steuerbefehlen aus der Mikroprozessoreinrichtung;

   und Eingangseinrichtungen zur Eingabe von Steuerbefehlen.
3. 3. Unterbrecher-Steuerung umfassend:

   eine Eingangsschaltung zur Erfassung des Stroms in jeder der drei Phasen einer Stromversorgungsleitung und des Null-Leiters, welche jeweils ein analoges Signal hierfür erzeugt;

   eine Multiplex-Schaltung zur wahlweisen Übertragung jedes der cinalogen Eingangssignale;

   einen Normalisierungsverstärker zur selektiven Normalisierung jedes der analogen Eingangssignale, welche durch die Multiplex-Schaltung ausgewählt wurden, entsprechend einer vorgewählten Normalisierungs-Referenz;

   eine Sample- and Hold-Schaltung zur Aufnahme des analogen Ausgangs des Normalisierungsverstärkers und zum Halten desselben über eine vorgewählte Haltezeit;

   einen Analog-Digital-Wandler zur Umwandlung des analogen Ausgangs der Sample- and Hold-Schaltung in ein digitales Signal;

   Speichereinrichtungen zur Speicherung von Steuer-Informationen in digitalisierter Form einschließlich Normalisierungs-Referenzen, Zeit-Strom-Charakteristika, Momentan-Auslöse-Werten, Anzahl von Operationen mit einer vorgegebenen Zeit-Strom-Charakteristik, Zeitintervalle für ausgewählte Messungen und Operationen, wobei all diese Informationen in einem elektrisch änderbaren nicht flüchtigen Speicher gespeichert sind, und wobei dieser Speicher darüber hinaus einen flüchtigen Speicher zur Speicherung von Status-Informationen, wie digitalisierten Stromstärken, aufweist;

   Prozeß-Einrichtungen zur Erzeugung einer Größe, welche proportional zum mittleren quadratischen Wert jeder der digitalisierten, normalisierten Eingangssignale ist, welche diese dem mittleren Quadrat proportionalen Werte der Eingangssignale mit einer aus einer Anzahl vorgewählten Zeit-Strom-Charakteristik vergleichen, welche in Speichereinrichtungen gespeichert sind, mit anderen Steuerinformationen, welche in Steuereinrichtungen gespeichert sind, und zur Ausgabe eines Steuerbefehls, welcher den Unterbrecher veranlaßt, seinen Zustand zwischen Schließ- und Auslöse-Bedingungen zu ändern,

   Änderungs-Einrichtungen zur Änderung des elektrisch änderbaren nicht flüchtigen Speichers entsprechend der Steuerung durch die Prozeß-Einrichtungen;

   eine Stromversorgung zur selektiven Versorgung mit Stroir; anderen Teile der Steuerung aus der zu schützenden Stromleitung, wobei diese Stromverstorung Speichereinrichtungen umfaßt, um Stromversorgung sicherzustellen, wenn die zu schützende Stromleitung unterbrochen wird;

   einen Se}Tmdär-43ber5faxtn-Äuslöse-Schaltkreis, welcher kontinuierlich Ein- |

   gangssignale empfangt, welche proportional zu den Strömen in jeder der ü

   drei Phasen einer Stromleitung und zum Null-Leiter sind, zur f|

   Erzeugung eines Auslösesignals, wenn einer der überwachten ij

   Ströme eine vorgegebene Sekundär-Zeit-Strom-Charakteristik $

   nach einem Zeitintervall entsprechend der Zeit-Strom-Charak- r

   teristik überschreitet, sofern dieser Vorgang nicht durch den I

   Mikroprozessor unterbunden wird; |

   Ausgangs-Einrichtungen zur Aktivierung von Auslöseeinrichtungen Ä

   am Unterbrecher entsprechend Steuerbefehlen von der Mikro- &

   Prozessoreinrichtung oder einem Auslösesignal von der Sekun- ||

   dör-Überstrom-Auslöseschaltung, oder zur Aktivierung von 1

   Schließeinrichtungen im unterbrecher entsprechend Steuerbe- ί

   fehlen aus der Mikroprozessoreinrichtung; |

   und Eingangseinrichtungen zur Eingabe von Steuerbefehlen. J
4. 4. ünterbrechersteuerung umfassend: f

   eine Eingangs-Schaltung zur Erfassung des Stromes in jeder der |

   drei Phasen einer Stromleitung und des iSull—Leiters, wobei |

   eine Mehrzahl von Analogsignalen für jede dieser Leitungen ^k

   sbcfecrefesG wird ^ deren Große aus Eiuⁱ3fiiidlichkeits^ririinden *

   variiert; :

   eine Multiplex-Schaltung zur y^Tahlweisen Übertragung jedes

   der analogen Eingangssignale; _f,

   einen Normalisierungsverstärker zur selektiven Normalisierung _:

   jedes der analogen Eingangssignale, welche durch die Multi- ;

   plex-Schaltung ausgewählt wurden, entsprechend einer vorge- f*

   wählten Normalisierungs-Referenz; '"

   eine Sample- and Hold-Schaltung zur Aufnahme des analogen Ausgangs des Normalisierungsverstärkers und zum Halten desselben über eine vorgewählte Haltezeit;

   einen Analog-Digital-Wandler zur Umwandlung des analogen Ausgangs der Sample- and Hold-Schaltung in ein digitales Signal;

   Speichereinrichtungen zur Speicherung von Steuer-Informationen in digitalisierter Form einschließlich Normalisierungs-Referenzen ,Zeit—StromCharakteristika, Momentan-Auslöse-Werten, Anzahl von Operationen mit einer vorgegebenen Zeit-Strom-Charakteristik, Zeitintervalle für ausgewählte Messungen und Operationen und Status-Informationen, wie digitalisierte Stromgrößen;

   Prozeß-Einrichtungen zur Erzeugung einer Größe, welche proportional zum mittleren quadratischen Wert jedes der digitalisierten, normalisierten Eingangssignale ist, welche diese dem mittleren Quadrat proportionalen Werte der Eingangssignale mit einer aus einer Anzahl vorgewählten Zeit-Strom-Charakteristik vergleichen, welche in Speichereinrichtungen gespeichert sind, mit anderen Steuerinformationen, welche in Steuereinrichtungen gespeichert sind, und zur Ausgabe eines Steuer-

   vciainautf

   zwischen Schließ- und Auslöse-Bedingungen zu ändern;

   Eine Stromversorgung zur selektiven Versorgung mit Strom der anderen Teile der Steuerung aus der zu schützenden Stromleitung, wobei diese Stromversorgung Speichereinrichtungen umfaßt, um Stromversorgung sicherzustellen, wenn die zu schützende Stromleitung unterbrochen wird;

   Ausgangs-Einrichtungen zur Aktivierung von Auslöseeinrichtungen am Unterbrecher entsprechend Steuerbefehlen von der Mikro-

   19 3 3 3

   Prozessoreinrichtung oder einem Auslösesignal von der Sekundär-Überstrom-Auslöseschal tung/ oder zur Aktivierung von Schließeinrichtungen im Unterbrecher entsprechend Steuerbefehlen aus der Mikroprozessoreinrichtung;

   und Eingangseinrichtungen zur Eingabe von Steuerbefehlen.
5. 5. Dnterbrechersteuerung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Redundanz-Einrichtung, welche den Zustand wenigstens dreier Signale der Prceß-Exnrichtung überprüft bevor die Aktivierung von Auslöse- öder Schließ-Einrichtungen in den Ausgabe-Einrichtungen zugelassen wird.