DE3737445A1 - Circuit arrangement for monitoring a low-resistance electrical component for interruption - Google Patents

Circuit arrangement for monitoring a low-resistance electrical component for interruption

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Wilhelm Dipl Ing Griesbaum
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    • G—PHYSICS
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    • G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults

Abstract

In automation systems, binary signal outputs, which are applied in great numbers, are protected by fuses in the output circuits. A circuit arrangement for determining blown fuses consists in that a potential-free test current source generates a test current, which flows through the fuse (SI) and an optocoupler (OK) connected in series with it. A reporting device is connected to the output of the optocoupler (OK). In the event of the blowing of a fuse, the secondary side of the optocoupler (OK) is blocked and the reporting device responds. The circuit arrangement works independent of whether a load current flows through the fuse. Main field of application of the invention is binary signal output modules of automation systems. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Überwachen eines niederohmigen elektrischen Bauelementes auf Unterbrechung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a circuit arrangement for monitoring a low-resistance electrical component on an interruption according to the preamble of claim 1.

An Automatisierungssysteme werden hinsichtlich Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit und Sicherheit hohe Anforderungen gestellt. Damit diese Anforderungen erfüllt werden, müssen an den einzelnen Systemkomponenten entsprechende Maßnahmen getroffen werden. Eine solche Maßnahme ist die Überwachung von Schmelzsicherun­ gen, die in Laststromkreisen liegen und dort Schäden infolge von Überlastungen und Kurzschlüssen verhindern. Solche Binär­ signalausgänge können potentialgebunden und potentialfrei sein. Das Durchschmelzen einer Sicherung und damit der Ausfall eines Ausgabekanals, der erhebliche Auswirkungen auf die gesamte Anlage und den zu steuernden Prozeß haben kann, kann im allge­ meinen nur indirekt erkannt werden. Vor allem in Binärsignal- Ausgabebaugruppen, die eine Vielzahl von Sicherungen enthalten, ist die Überwachung von Sicherungen von großer Bedeutung.Automation systems with regard to reliability, Availability and security made high demands. In order to these requirements must be met on the individual Appropriate measures are taken for system components. One such measure is the monitoring of fuses conditions in load circuits and damage as a result prevent overloads and short circuits. Such binary signal outputs can be non-floating and floating. The melting of a fuse and thus the failure of one Output channel, which has a significant impact on the whole Plant and the process to be controlled can in general mean only be recognized indirectly. Especially in binary signal Output modules that contain a variety of fuses monitoring of fuses is very important.

In der DE-PS 26 47 367 ist beschrieben, das an einem Ausgang auftretende binäre Signal auf einen Eingang rückzuführen. Durch Abtasten des Eingangssignals und Vergleich mit dem Sollsignal, das am Ausgang bei ungestörtem Betrieb auftritt, können Fehler in der Ausgabebaugruppe festgestellt werden. Der Nachteil einer solchen Anordnung ist, daß die Überwachung der Ausgabebaugrup­ pen nur in bestimmten Zeitabständen erfolgt, was zu einer Ver­ zögerung der Fehlererkennung führt, und daß Fehler an inaktiven Ausgängen nicht erkannt werden. DE-PS 26 47 367 describes that at an output binary signal that occurs can be traced back to an input. By Sampling of the input signal and comparison with the target signal, errors that occur at the output during undisturbed operation can be determined in the output module. The disadvantage of one such an arrangement is that the monitoring of the output module pen only takes place at certain intervals, which leads to a ver delay in error detection leads, and that errors on inactive Outputs are not recognized.  

Aus der DE-OS 34 36 844 ist eine Schaltungsanordnung zum Überwachen von Meßkreisen auf Leitungsbruch bekannt, mit der in einer Prüfphase ein Prüfstrom zu Meßwertgebern geschickt ist. Auch mit dieser Anordnung werden Fehler nur in zeitlichen Abständen erkannt.From DE-OS 34 36 844 is a circuit arrangement for Monitoring of measuring circuits for wire breaks known with the a test current is sent to sensors in a test phase is. Even with this arrangement, errors are only in temporal Distances recognized.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zum Überwachen von Schmelzsicherungen zu schaffen, mit der die Sicherungen kontinuierlich überwacht werden, und zwar unabhängig davon, ob in dem Stromkreis, in dem die Sicherung liegt, ein Laststrom fließt oder nicht.The present invention has for its object a Circuit arrangement for monitoring fuses with which the fuses are continuously monitored regardless of whether in the circuit in which the fuse is open, a load current is flowing or not.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Die Verwen­ dung der neuen Schaltungsanordnung ist nicht auf das Überwachen von Schmelzsicherungen beschränkt, sondern es können mit ihr allgemein niederohmige elektrische Bauelemente auf Unterbre­ chung kontinuierlich überwacht werden.According to the invention, this task with the characteristic Part of claim 1 specified measures solved. The use The new circuit arrangement is not based on monitoring limited by fuses, but it can with her generally low-resistance electrical components on Unterbre continuously monitored.

Anhand der Zeichnung, in der das Schaltbild eines Ausführungs­ beispiels dargestellt ist, werden im folgenden die Erfindung sowie Ausgestaltungen und Weiterbildungen näher beschrieben und erläutert.Using the drawing in which the circuit diagram of an execution is shown by way of example, the following are the invention as well as designs and further developments described in more detail and explained.

Mit SI ist eine Sicherung bezeichnet, die über Anschlüsse A 1, A 2 in einem Stromkreis liegt, z. B. in einem Ausgangskreis einer Binärsignal-Ausgabebaugruppe. Der Ausgangskreis kann potential­ frei oder potentialgebunden sein. Zum Überwachen der Siche­ rung SI auf Durchschmelzen ist sie von einem Prüfstrom durch­ flossen, der mit einer Wechselspannungsquelle U V , einem Über­ trager T und einer Gleichrichterdiode D erzeugt wird. Ein Kon­ densator C dient zur Glättung des Prüfstromes. Im Prüfstrom­ kreis liegt ferner die Primärseite eines Optokopplers OK. Vor­ ausgesetzt ist, daß der Prüfstrom und der Laststromkreis, in dem die Sicherung SI liegt, in gleicher Richtung fließen und daß, wenn die Sicherung durchgeschmolzen ist, die Spannung an der Sicherung größer ist als die von der Prüfstromquelle er­ zeugte Spannung. Solange die Sicherung einwandfrei ist, fließt, unabhängig davon, ob ein Laststrom vorhanden ist oder nicht, der Prüfstrom durch die Primärseite des Optokopplers OK, so daß dessen Sekundärseite niederohmig ist und durch diese ein Strom von einer Betriebsspannungsquelle U B nach Masse fließt. Nach Durchschmelzen der Sicherung SI ist der Prüfstrom gesperrt, und die Sekundärseite des Optokopplers OK wird hochohmig. Das An­ steigen der Spannung wird über einen Ausgang A 3 einer Melde­ einrichtung gemeldet. Zur Lokalisierung des Fehlers ist der Se­ kundärseite des Optokopplers OK eine Reihenschaltung aus einer Lumineszenzdiode LD und einem Widerstand R parallelgeschaltet. Nach Sperrung des Optokopplers OK führt die Lumineszenzdiode LD Strom und zeigt somit an, welche Sicherung durchgeschmolzen ist. Die Verwendung des Übertragers T und des Optokopplers OK bewirken, daß Prüfkreis, Laststromkreis und Meldeeinrichtung potentialgetrennt sind und sich somit nicht gegenseitig beein­ flussen. SI is a fuse that is connected via connections A 1 , A 2 in a circuit, for. B. in an output circuit of a binary signal output module. The output circuit can be floating or floating. To monitor the fuse SI for melting it flows through a test current which is generated with an AC voltage source U V , a transformer T and a rectifier diode D. A capacitor C is used to smooth the test current. The primary side of an optocoupler OK is also in the test circuit. Before is exposed that the test current and the load circuit in which the fuse SI is flowing in the same direction and that when the fuse is blown, the voltage across the fuse is greater than the voltage generated by the test current source. As long as the fuse is faultless, regardless of whether a load current is present or not, the test current flows through the primary side of the optocoupler OK , so that its secondary side has a low resistance and a current flows through this from an operating voltage source U B to ground. After the fuse SI has blown, the test current is blocked and the secondary side of the OK optocoupler becomes high-resistance. The rise in voltage is reported via an output A 3 to a reporting device. To locate the fault, the secondary side of the OK optocoupler is connected in parallel from a luminescent diode LD and a resistor R. After the optocoupler OK is blocked, the luminescent diode LD carries current and thus shows which fuse has blown. The use of the transformer T and the optocoupler OK have the effect that the test circuit, load circuit and signaling device are electrically isolated and thus do not influence one another.

Claims (4)

1. Schaltungsanordnung zum Überwachen eines niederohmigen, in einem Laststromkreis liegenden elektrischen Bauelementes auf Unterbrechung, insbesondere einer Schmelzsicherung,
  • - mit einer Prüfstromquelle (U V , T, D), die einen Prüfstrom ab­ gibt, der das Bauelement (SI) und den senderseitigen Teil eines Optokopplers (OK) durchfließt, und
  • - mit einer an den Optokoppler (OK) angeschlossenen Meldeein­ richtung,
1. Circuit arrangement for monitoring a low-resistance electrical component lying in a load circuit for interruption, in particular a fuse,
  • - With a test current source ( U V , T, D), which emits a test current that flows through the component ( SI ) and the transmitter-side part of an optocoupler ( OK ), and
  • - with a signaling device connected to the optocoupler ( OK ),
dadurch gekennzeichnet, daß die Prüf­ stromquelle potentialfrei ist und ihre Ausgangsspannung im Falle einer Unterbrechung des überwachten Bauelementes (SI) kleiner als die Spannung am Bauelement ist. characterized in that the test current source is potential-free and its output voltage in the event of an interruption of the monitored component (SI) is less than the voltage on the component. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Prüfstromquelle aus einem Übertrager (T), einer dessen Primärwicklung speisenden Wechsel­ spannungsquelle (U V ) und einem an die Sekundärwicklung ange­ schlossenen Gleichrichter (D) besteht.2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the test current source consists of a transformer ( T ), one of its primary winding feeding alternating voltage source ( U V ) and a rectifier connected to the secondary winding ( D ). 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärseite des Opto­ kopplers (OK) die Reihenschaltung einer Lumineszenzdiode (LD) und eines Widerstandes (R) parallelgeschaltet ist.3. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the secondary side of the opto-coupler ( OK ), the series connection of a luminescent diode ( LD ) and a resistor ( R ) is connected in parallel.
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