DE3608642A1 - Circuit arrangement for a microprocessor-controlled remote control system - Google Patents

Circuit arrangement for a microprocessor-controlled remote control system

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DE3608642A1 DE19863608642 DE3608642A DE3608642A1 DE 3608642 A1 DE3608642 A1 DE 3608642A1 DE 19863608642 DE19863608642 DE 19863608642 DE 3608642 A DE3608642 A DE 3608642A DE 3608642 A1 DE3608642 A1 DE 3608642A1
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Abstract

In the case of microprocessor-controlled remote control systems, the problem always arose of checking the command loop cyclically or before a switching operation. A check can admittedly be carried out using auxiliary relay contacts, but this is not very reliable. The invention makes possible a check of a two-pole command loop with the aid of a subroutine in the microprocessor, which check consists of an additional circuit in the command loop. This is constructed from two single-pole switches, two resistors, one optocoupler and a plurality of diodes. During one check cycle, the two single-pole switches and the relay contacts in the control loop are controlled by the microprocessor, the optocoupler passing on a defect to the microprocessor and the latter blocking the subsequent switching operation.

Description

- ßf-- ßf-

J-J-

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für eine mikroprozessorgesteuerte Fernwirkanlage, wobei ein Befehlskreis aus einzelnen zwischen einer Befehlsspannung und Masse, welche Null-Potential aufweist, liegenden Serienschaltungen aufgebaut ist, von denen jede aus dem Kontakt eines Relais, der Spule eines Koppelrelais, welches z. B. einen Leistungsschalter betätigt und dem Kontakt eines zweiten Relais besteht und die beiden Relaiskontakte von einem Hauptprogramm im Mikroprozessor steuerbar sind.The invention relates to a circuit arrangement for a microprocessor-controlled telecontrol system, being a command circuit made up of individual between a command voltage and ground, which is zero potential has, horizontal series circuits, each of which consists of the contact of a relay, the coil of a coupling relay, which z. B. actuated a circuit breaker and the contact of a There is a second relay and the two relay contacts can be controlled by a main program in the microprocessor are.

Die Fernwirkanlagen werden vorzugsweise bei der Energieversorgung sowie bei der Energieverteilung eingesetzt. Sie bestehen aus einer Zentrale von der aus die einzelnen Anlagenteile wie Generator, Transformatoren, Leistungsschalter und Trennschalter überwacht und gesteuert werden. Bei einem auftretenden Fehler in einzelnen Anlagenteilen muß eine Abschaltung dieser bzw. eine Umschaltung auf andere rasch und sicher erfolgen. Dies kann entweder durch das in der Zentrale beschäftigte Bedienungspersonal oder automatisch vorgenommen werden.The telecontrol systems are preferably used for power supply and power distribution used. They consist of a central unit from which the individual system parts such as generator, Transformers, circuit breakers and disconnectors monitored and controlled. If an error occurs in individual parts of the system, it must be switched off this or a switchover to another can take place quickly and safely. This can be done either through the in operating personnel employed by the control center or automatically.

Durch das Bedienungspersonal kamen jedoch oft Fehlschaltungen zustande, wodurch einzelne Anlagenteile teilweise oder komplett zerstört wurden. Im Extremfall konnte es sogar zur Zerstörung der gesamten Anlage kommen.However, incorrect switching often occurred due to the operating personnel, which resulted in individual parts of the system have been partially or completely destroyed. In extreme cases it could even destroy the whole Plant come.

Um das Bedienungspersonal zu entlasten bzw. zu verringern wurden die Fernwirkanlagen automatisiert. Bis vor einigen Jahren baute maxi daher die Fernwirkanlagen in konventioneller Relaistechnik, wobei immer mehr Überwachungsaufgaben und Schaltvorgänge automatisiert wurden. Die Anlagen wurden daherThe telecontrol systems were automated in order to relieve or reduce the workload of the operating personnel. Up until a few years ago, maxi therefore built the telecontrol systems using conventional relay technology, whereby more and more monitoring tasks and switching processes were automated. The plants were therefore

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immer umfangreicher und komplizierter, wodurch sich die Fehleranfälligkeit vergrößerte. Das Ziel, die Sicherheit durch Automatisierung zu erhöhen, wurde nur bedingt erreicht. Es konnte nämlich vorkommen, daß Relaisspulen ausfielen oder Kontakte festbrannten, wodurch sie sich nicht mehr öffnen ließen. Überwachungseinrichtungen zur Erkennung solcher Defekte in der Fernwirkanlage wurden zwar entwickelt und eingesetzt, brachten aber nicht den gewünschten Erfolg.more and more extensive and complicated, which increased the susceptibility to errors. The goal, Increasing security through automation has only been achieved to a limited extent. It could happen relay coils failed or contacts burned, making them impossible to open. Monitoring devices to detect such defects in the telecontrol system were developed and used, but did not bring the desired success.

In weiterer Folge wurden dann die Fernwirkanlagen in Transistortechnik gebaut. Die hierbei verwendeten Funktionsüberwachungseinrichtungen waren schon ein wesentlich Fortschritt und erhöhten die Sicherheit beträchtlich. Jedoch entstehen hier Schwierigkeiten mit den energiereichen Störfeldern, die durch Schalthandlungen in den Hochspannungsanlagen und durch atmosphärische Einflüsse, vor allem Gewitter, entstehen.Subsequently, the telecontrol systems were built using transistor technology. The here used Function monitoring devices were already a significant step forward and increased safety considerably. However, difficulties arise here with the high-energy interference fields that by switching operations in the high-voltage systems and by atmospheric influences, above all Thunderstorms arise.

Aufgrund der immer größeren Verbreitung der Mikroprozessoren werden diese in letzter Zeit auch bei der Energieversorgung eingesetzt. Der Einsatzbereich ist vor allem bei den Fernwirkanlagen zielführen, da eine Anpassung an die dabei auftretenden unterschiedlichen Anforderungen relativ einfach möglich ist. Es ist meist nur die Software zu ändern. Weiters müssen auch hier Überwachungseinrichtungen vorgesehen werden, insbesondere für die Hardware sowie die Peripheriegeräte. Jedoch sind noch nicht für alle Fehlermoglichkeiten solche Einrichtungen vorhanden. Due to the increasing spread of microprocessors these have recently also been used for energy supply. The area of application is particularly useful for telecontrol systems, as it is adapted to the occurring different requirements is relatively easy. Usually it is only necessary to change the software. Furthermore, monitoring devices must also be provided here, in particular for the hardware as well as the peripherals. However, such facilities are not yet in place for all failure possibilities.

D Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Zusatzschaltung zu schaffen, wobei mit HilfeD The object of the invention is therefore to create an additional circuit, with the help of

eines Unterprogrammes im Mikroprozessor die Funktionsweise der Relais im Befehlskreis zyklisch bzw. vor einer Schalthandlung überprüft werden kann.of a subroutine in the microprocessor the relay in the command circuit can be checked cyclically or before a switching action.

Die Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst. Diese ist dadurch gekennzeichnet, daß an der Befehlsspannungsleitung die Leuchtdiode eines Optokopplers mit Vorwiderstand angeschlossen ist, wobei die Kathode der Leuchtdiode einerseits über einen einpoligen Schalter mit Masse verbindbar ist und andererseits über je eine mit der Leuchtdiode in Serie geschalteten Diode an die Verbindungspunkte der Koppelrelaisspulen mit den an der Befehlsspannungsleitung liegenden Relaiskontakten angeschlossen ist und daß mit jedem zweiten Anschluß der Koppelrelaisspulen die Anode einer Diode verbunden ist, wobei deren Kathoden zusammengeschaltet sind und über einen Widerstand mit nachfolgendem einpoligen Schalter an Masse anschließbar sind und daß die beiden einpoligen Schalter von einem Unterprogramm im Mikroprozessor steuerbar sind. Dadurch ist es erstmals möglich, ohne zusätzliche Hilfsrelaiskontakte die einzelnen Befehlskreise zu überprüfen.The object is achieved by the invention. This is characterized in that on the command voltage line the light-emitting diode of an optocoupler is connected with a series resistor, the The cathode of the light emitting diode can be connected to ground on the one hand via a single-pole switch and on the other hand via one diode each connected in series with the light-emitting diode to the connection points of the Coupling relay coils connected to the relay contacts on the command voltage line is and that the anode of a diode is connected to every second terminal of the coupling relay coils, wherein whose cathodes are connected together and via a resistor with a subsequent single-pole switch can be connected to ground and that the two single-pole switches are controlled by a subroutine in the microprocessor are controllable. This makes it possible for the first time to use the to check individual command circles.

Es wird also der Hauptkontakt direkt überprüft. Weiters wird auch durch die Schaltungsanordnung ein Überprüfungsfehler weitgehendst verhindert, wogegen bei der bekannten Methode mit Hilfsrelaiskontakten dies nicht der Fall ist, da diese selbst defekt sein können, wodurch sich ein falsches Überprüfungsresultat ergibt. Die Hilfskontakte geben somit keine eindeutige Aussage, ob der Hauptkontakt in Ordnung ist.So the main contact is checked directly. Furthermore, the circuit arrangement a verification error largely prevented, whereas this is not the case with the known method with auxiliary relay contacts, since these themselves may be defective, resulting in an incorrect check result. Give the auxiliary contacts therefore no clear statement as to whether the main contact is OK.

Von Vorteil ist, daß der Ausgang des OptokopplersThe advantage is that the output of the optocoupler

- sT- - sT-

mit einem digitalen Steuereingang am Mikroprozessor verbunden ist.is connected to a digital control input on the microprocessor.

Dadurch wird bei der überprüfung der einzelnen Relaiskontakte im Befehlskreis ein Defekt dieser sofort an den Mikroprozessor weitergeleitet, welcher dann die notwendigen Schritte durchführt, insbesondere einen vorgesehenen Schältvorgang blockiert.When checking the individual relay contacts in the command circuit, this becomes defective immediately forwarded to the microprocessor, which then carries out the necessary steps, in particular blocked a planned peeling process.

An Hand eines in Fig. 1 dargestellten Schaltbildes, welches die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zeigt und eines in Fig. 2 ersichtlichen Flußdiagramms, welches den Ablauf des Unterprogramms bzw. die Überprüfungssequenzen für die Relaiskontakte im Befehlskreis angibt, wird nun die Erfindung noch näher erläutert.With the aid of a circuit diagram shown in FIG. 1, which shows the circuit arrangement according to the invention and a flowchart which can be seen in FIG. 2, which shows the sequence of the subroutine or indicating the checking sequences for the relay contacts in the command circuit, the invention is now explained in more detail.

In Fig. 1 sind zwischen der Befehlsspannungsleitung 1 und Masse 2, welche Null-Potential aufweist, die einzelnen Befehlskreise parallel angeordnet. Diese bestehen jeweils aus zwei in Serie liegenden Relaiskontakten 3,4 mit einer dazwischen angeordneten Relaisspule 5, welche die Koppelrelaisspule ist.In Fig. 1, between the command voltage line 1 and ground 2, which has zero potential, the individual command circles arranged in parallel. These each consist of two in series Relay contacts 3, 4 with a relay coil 5 arranged between them, which is the coupling relay coil.

An der Befehlsspannungsleitung 1 ist über einen Widerstand 6 die Leuchtdiode 7 eines Optokopplers angeschlossen, dessen Fototransistor 9 mit seinen beiden Anschlüssen 10,11 mit dem Mikroprozessor verbunden ist. Die Kathode der Diode 7 kann durch einen einpoligen Schalter 12 an Masse 2 gelegt werden. Weiters ist diese Kathode auch mit den Anoden von mehreren Dioden 13 verbunden, von denen jede Kathode jeweils an die Verbindung eines Relais-On the command voltage line 1 is via a Resistor 6 connected to the light-emitting diode 7 of an optocoupler, the phototransistor 9 with its both connections 10,11 is connected to the microprocessor. The cathode of the diode 7 can through a single pole switch 12 can be connected to ground 2. Furthermore, this cathode is also available with the Anodes of several diodes 13 connected, each cathode of which is connected to the connection of a relay

kontaktes 3 mit einer Koppelrelaisspule 5 angeschlossen ist. An den Verbindungen der Koppelrelaisspulen 5 mit den Relaiskontakten 4 hängt jeweils die Anode einer Diode 14, deren Kathoden zusammengeschaltet sind und über einen Widerstand 15 und einen diesem nachgeschalteten einpoligen Schalter 16 an Masse gelegt werden können.contact 3 with a coupling relay coil 5 connected is. The anode is attached to the connections between the coupling relay coils 5 and the relay contacts 4 a diode 14, the cathodes of which are connected together and via a resistor 15 and a resistor downstream single-pole switch 16 can be connected to ground.

Die zu den einzelnen Relaiskontakten 3,4 zugehörigen Spulen 17,18 werden vom Mikroprozessor aus angesteuert. Die Koppelrelaisspule 5 spricht nur dann an, wenn beide Relaiskontakte 3,4 eines BefehlskreisesThe coils 17, 18 associated with the individual relay contacts 3, 4 are made by the microprocessor controlled. The coupling relay coil 5 only responds when both relay contacts 3, 4 of a command circuit

geschlossen sind bzw. wenn der Mikroprozessor für beide Relaiskontakte 3,4 eines Befehlskreises ein digitales "High"-Signal abgibt.are closed or when the microprocessor for both relay contacts 3, 4 of a command circuit emits a digital "high" signal.

Voraussetzung für die richtige Funktion der oben beschriebenen Schaltung ist aber, daß die Befehlsspannung positiv ist. Bei einer negativen Befehlsspannung müßten alle Dioden entgegengesetzte Polarität aufweisen.The prerequisite for the correct function of the circuit described above is that the command voltage is positive. With a negative command voltage, all diodes should have opposite polarity exhibit.

Vor einer Schalthandlung oder zyklisch werden die Relaiskontakte 3,4 der einzelnen Befehlskreise überprüft. Dies erfolgt durch ein Unterprogramm im Mikroprozessor, der bei dessen Ablauf die beiden einpoligen Schalter 12,16 ansteuert. So ein Überprüfungszyklus bzw. der logische Ablauf des Unterprogrammes ist in dem Flußdiagramm in Fig. 2 dargestellt.Before a switching operation or cyclically, the relay contacts 3, 4 of the individual command circuits checked. This is done by a subroutine in the microprocessor, which, when it runs, controls the two single-pole switch 12,16 controls. Such a check cycle or the logical sequence of the subroutine is shown in the flow chart in FIG.

Nachstehend erfolgt eine chronologische Auflistung der einzelnen Befehlsschritte, wobei bei einer Verzweigung "+" ja und "-" nein bedeutet.The following is a chronological listing of the individual command steps, with a Branch "+" means yes and "-" means no.

BefehlsschrittCommand step

A Relaiskontakte3,4 und einpolige Schalter 12, 16 geöffnetA relay contacts 3, 4 and single pole switches 12, 16 open

B der Ausgang des Fototransistors 9 ist aktiviert B the output of the phototransistor 9 is activated

C einpoligen Schalter 12 schließen D der Ausgang des Fototransistors 9 ist aktiviert E einpoligen Schalter 12 öffnen F einpoligen Schalter 16 schließenC single-pole switch 12 close D the output of phototransistor 9 is activated E unipolar switch 12 open F unipolar switch 16 close

G der Ausgang des Fototransistors 9 ist aktiviert G the output of the phototransistor 9 is activated

H einpoligen Schalter 16 öffnen und einen der Relaiskontakte 4, vorzugsweise jenen, in dem demnächst zu schaltenden Befehlskreis, schließenH single-pole switch 16 open and one of the relay contacts 4, preferably those in the command circuit to be switched soon, close

I der Ausgang des Fototransistors 9 ist aktiviert I the output of the phototransistor 9 is activated

J der angeschlossene Relaiskontakt 4 im zugehörigen Befehlskreis ist in Ordnung und der Relaiskontakt 3 ist offenJ the connected relay contact 4 in the associated command circuit is OK and relay contact 3 is open

K Relaiskontakt 3 schließenK Close relay contact 3

L der Ausgang des Fototransistors 9 ist aktiviert L the output of the phototransistor 9 is activated

M die Schalthandlung in dem gerade überprüften Befehlskreis wird durchgeführtM the switching action in the command circuit that has just been checked is carried out

N Relaiskontakte 3,4 sind in OrdnungN relay contacts 3, 4 are OK

0 Fehlerdiagnose: Relaiskontakt 4 ist in einem der Befehlskreise defekt (Relaiskontakt 4 klebt), oder das Interface zum Mikroprozessor ist defekt, oder der Optokoppler 8 ist defekt -0 Error diagnosis: Relay contact 4 is defective in one of the command circuits (relay contact 4 sticks), or the interface to the microprocessor is defective, or the optocoupler 8 is defective -

P Fehlerdiagnose: Optokoppler 8 ist defekt (eine diesbezügliche Überprüfung ist nicht vorgesehen)P Error diagnosis: optocoupler 8 is defective (a related check is not possible intended)

Q einpoligen Schalter 12 öffnenOpen Q single pole switch 12

Befehlsschritt Command step

R einpoligen Schalter 16 öffnenOpen R single pole switch 16

Fehlerdiagnose: Relaiskontakt 3 ist in einem der Befehlskreise defekt (Relaiskontakt 3
klebt), oder das Interface zum Mikroprozessor ist defekt, oder der Optokoppler 8 ist defekt S Fehlerdiagnose: Relaiskontakt 4 ist im überprüften Befehlskreis defekt (Relaiskontakt 4 schließt nicht)Error diagnosis: Relay contact 3 is defective in one of the command circuits (relay contact 3
sticks), or the interface to the microprocessor is defective, or the optocoupler 8 is defective S Fault diagnosis: Relay contact 4 is defective in the checked command circuit (relay contact 4 does not close)

T Fehlerdiagnose: Relaiskontakt 3 ist im überprüften Befehlskreis defekt (Relaiskontakt 3 schließt nicht)T Error diagnosis: Relay contact 3 is defective in the checked command circuit (relay contact 3 do not close)

U Fehlermeldung an den Mikroprozessor
V Abbruch der Überprüfung bzw. der Schalthandlung W Ende der Überprüfung bzw. der SchalthandlungU Error message to the microprocessor
V Abort of the check or the switching operation. W End of the check or the switching operation

Wie aus dem Flußdiagramm ersichtlich ist, können
durch den Überprüfungszyklus fünf verschiedene
Fehlerzustände erfaßt werden.As can be seen from the flow chart, can
through the review cycle five different ones
Error states are detected.

Sollte während einer Überprüfungsphase ein Fehler
konstatiert werden, so wird natürlich eine nachfolgende Schalthandlung nicht durchgeführt. Dies erfolgt durch Blockierung der Befehlsabgabe, wobei das
zu dieser zugehörige Programmsegment gesperrt wird.Should an error occur during a verification phase
are established, a subsequent switching action is of course not carried out. This is done by blocking the issuing of commands, whereby the
is blocked for this associated program segment.

Eine wichtige Voraussetzung für die richtige Funktion der Schaltung ist, daß die beiden Widerstände 6,15
so dimensioniert sind, daß bei der Überprüfung
die Ströme die durch die Koppelrelaisspulen 5 fließen diese nicht aktivieren.An important prerequisite for the correct function of the circuit is that the two resistors 6.15
are dimensioned so that when checking
the currents that flow through the coupling relay coils 5 do not activate them.

Claims (2)

PatentansprücheClaims 1. Schaltungsanordnung für eine mikroprozessorgesteuerte Fernwirkanlage, wobei ein Befehlskreis aus einzelnen zwischen einer Befehlsspannung und Masse, welche Null-Potenital aufweist, liegenden Serienschaltungen aufgebaut ist, von denen jede aus dem Kontakt eines Relais, der Spule eines Koppelrelais, welches z. B. einen Leistungsschalter betätigt und dem Kontakt eines zweiten Relais besteht und die beiden Relaiskontakte von einem Hauptprogramm im Mikroprozessor steuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß" an der Befehlsspannungsleitung (1) die Leuchtdiode (7) eines Optokopplers (8) mit Vorwiderstand (6) angeschlossen ist, wobei die Kathode der Leuchtdiode (7) einerseits über einen einpoligen Schalter (12) mit Masse1. Circuit arrangement for a microprocessor-controlled Telecontrol system, with a command circuit consisting of individual between a command voltage and ground, which has zero potential, is built up in series connections, each of which consists of the contact of a relay, the coil of a coupling relay, which z. B. actuates a circuit breaker and the contact of a second relay exists and the two relay contacts can be controlled by a main program in the microprocessor, thereby characterized in that "the light-emitting diode (7) of an optocoupler on the command voltage line (1) (8) is connected with a series resistor (6), the cathode of the light-emitting diode (7) on the one hand via a single-pole switch (12) to ground (2) verbindbar ist und andererseits über(2) is connectable and on the other hand via je eine mit der Leuchtdiode (7) in Serie f each one with the light emitting diode (7) in series f geschalteten Diode (13) an die Verbindungspunkte der Koppelrelaisspulen (5) mit den an der Befehlsspannungsleitung (1) liegenden Relaiskontaktenswitched diode (13) to the connection points of the coupling relay coils (5) with the on the Command voltage line (1) lying relay contacts (3) angeschlossen ist und daß mit jedem zweiten Anschluß der Koppelrelaisspulen (5) die Anode einer Diode (14) verbunden ist, wobei deren Kathoden zusammengeschaltet sind und über einen Widerstand (15) mit nachfolgendem einpoligen Schalter (16) an Masse (2) anschließbar sind und daß die beiden einpoligen Schalter (12, 16) von einem Unterprogramm im Mikroprozessor steuerbar sind.(3) is connected and that with every second connection of the coupling relay coils (5) the anode a diode (14) is connected, the cathodes of which are connected together and via a resistor (15) with a subsequent single-pole switch (16) can be connected to ground (2) and that the two single pole switches (12, 16) from a subroutine in the microprocessor are controllable. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang (10f 11) des Optokopplers (8) mit einem digitalen Steuereingang am Mikroprozessor verbunden ist.2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the output (10 f 11) of the optocoupler (8) is connected to a digital control input on the microprocessor.
DE19863608642 1985-03-19 1986-03-14 Circuit arrangement for a microprocessor-controlled remote control system Withdrawn DE3608642A1 (en)

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CH670525A5 (en) 1989-06-15
AT383443B (en) 1987-07-10
ATA81585A (en) 1986-11-15

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