DE3906304A1 - Einrichtung zum digitalen ueberwachen von zufuehrungsleitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum digitalen Überwachen von Zuführungsleitungen und/oder binären Gebern oder dergleichen zu einer Steuerung, bei der dem Geber anti­ parallel geschaltete Gleichrichterelemente zugeordnet sind und den Zuführungsleitungen rechteckförmige, jeweils um 180° gegeneinander phasenverschobene, Taktwechselspannungen einge­ prägt sind und die an der Steuerung ausgewerteten Signale Störungen auf den Zuführungsleitungen oder die Stellung des Gebers anzeigen, wobei die sich jeweils aus den beiden Takt­ wechselspannungen an dem Steuerungseingang ergebenden Signal­ zustände als Anzeigekriterien dienen.

Mit diesem Oberbegriff wird auf eine Anordnung Bezug genommen, wie sie beispielsweise aus der EP-PS 0 071 946 bekannt ist.

Industrielle Prozesse werden heute in zunehmendem Maße automa­ tisiert. Damit erhöht sich in der Regel auch die Anzahl der Sensoren, z.B. Schalter, Taster, Wächter usw., an den einzel­ nen Aggregaten. Hieraus resultiert dann auch ein umfangreiches Leitungsnetz, das diese Sensoren mit der zentralen Steuerein­ richtung - heute meist in Form einer speicherprogrammierbaren Steuerung - mit oder ohne Mikroprozessor - verbindet. Fehler in einem derartigen Leitungsnetz führen in vielen Fällen zu großen Stillstandszeiten, weil eine aufwendige Fehlersuche be­ trieben werden muß. Je nach Art der industriellen Anlage, z.B. Berbau oder Chemieindustrie, werden vom Abnehmer darum Über­ wachungen gefordert, die Fehler wie Drahtbruch, Kurzschluß usw. selektiv melden und auch die Stellung des Schalters er­ fassen sollen. Hierbei ist es jedoch nicht erwünscht, wenn die Zahl von Leitungsverbindungen durch eine derartige Überwachung erhöht wird.

Bei einem bekannten Verfahren werden die externen Geber mit ei­ ner sinusförmigen Wechselspannung versorgt und über eine Halb­ leiterschaltung am Geber - im einfachsten Fall zwei antiparallel geschaltete Dioden - je nach Geberstellung nur die positive oder die negative Halbwelle zum Eingang des zentralen Steuergerätes durchgelassen. Das anstehende Signal kann dann z.B. derart aus­ gewertet werden, daß das Auftreten der negativen Halbwelle an der Steuerung bedeutet, daß der Geber sich in der ersten Stel­ lung befindet, das Eintreffen der positiven Halbwelle, daß sich der Geber in der zweiten Stellung befindet, das Eintreffen bei­ der Halbwellen einen Leitungskurzschluß signalisiert und das Fehlen jeglicher Spannung den Leitungsbruch meldet. Die Auswer­ tung geschieht dann über eine Pegelüberwachung, die auch eine Leitungsverschlechterung erfassen kann.

Es ist auch bekannt, statt einer sinusförmigen Wechselspannung eine rechteckförmige Wechselspannung zu benutzen und entspre­ chende Signalaussagen abzuleiten. In beiden Fällen ist jedoch eine relativ aufwendige Eingangselektronik in der Steuerung erforderlich, um die notwendige Auswertung der ankommenden Sig­ nale zu erreichen (vgl. z.B. DE-AS 25 42 996). Dies beruht un­ ter anderem darauf, daß die peripheren Signalleitungen auch im ungestörten Betrieb getaktete Signale führen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art, die bereits eine relativ einfache Signalauswertung erlaubt, die Signalauswertung noch weiter zu vereinfachen und die gesamte Leitungslänge sowie auch die Taktgeber, die Eingangsbaugruppe der Steuerung und u.U. auch einen System-Bus zu überwachen. Diese Aufgabe wird erfin­ dungsgemäß dadurch gelöst, daß die Eingangssignale an der Steue­ rung im fehlerfreien Zustand ein dynamisches und im fehlerhaften Zustand ein statisches Bild zeigen.

Auf diese Weise ergibt sich aus dem einfach auszuwertenden Bild der Eingangssignale eine Auswertung, die unabhängig vom Poten­ tialverlauf ist. Es braucht also nicht aus dem statischen Pegel der Zustand von Leitung bzw. Geber ermittelt werden. Der Mehr­ aufwand zur Realisierung der Schaltung besteht dabei im wesent­ lichen nur aus zwei elektronisch betätigten Schaltern und zwei Sperrdioden. Die Taktsignale selbst sind bei den heute norma­ lerweise verwendeten speicherprogrammierbaren Steuerungen von vornherein vorhanden bzw. leicht zu realisieren. Bei konven­ tionellen Elektroniksteuerungen fällt eine Takterzeugung eben­ falls kaum ins Gewicht. Dabei kann die vorgeschaltete Logik örtlich getrennt vom physikalischen Eingang plaziert werden. So können handelsübliche Eingabe-Baugruppen ohne weitere Modi­ fikationen eingesetzt werden.

Zusätzlich zur Überwachung von Leitungen und Gebern kann vor­ teilhafterweise ebenfalls das Taktsystem selbst überwacht wer­ den.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung und in Verbindung mit den Unteransprüchen. Es zeigen:

Fig. 1 die Überwachungsschaltung,

Fig. 2 den aufgegebenen Signalverlauf und zugehörige Schalter­ stellungen sowie

Fig. 3 den resultierenden Signalverlauf.

In Fig. 1 bezeichnen 1 und 2 die beiden Taktgeber, deren Takt­ signale den Leitungen 8 und 9 aufgegeben sind. 3 und 4 bezeich­ nen Dioden, die ein Abfließen der Taktsignale in den anderen Taktgeber verhindern. Der Geber 7 weist die beiden Schaltstel­ lungen a und b auf, in denen er jeweils mit den antiparallel geschalteten Dioden 6 und 5 verbunden ist. Zwischen den beiden Leitungen 8 und 9 sind die beiden Schalter 10 und 11, diese können mit Leuchtdioden 14, 15 versehen sein, vor der Zuleitung 13 der Steuerung 12 angeordnet. Die Schaltstellung der Schalter 10 und 11 im Verhältnis zu den Taktsignalen ist in Fig. 2 wieder­ gegeben. Wie ersichtlich, werden sie im Gleichtakt zu den Takt­ gebern 1 und 2 geschaltet.

Aus dem Zusammenwirken der Taktgeber 1 und 2 und der Schalter 10 und 11 ergibt sich nun der in Fig. 3 gezeichnete Signalver­ lauf für einen Leitungsbruch oder einen Kurzschluß durch Zusam­ menwirken der Taktsignale. Wenn die Leitungen in Ordnung sind, d.h. wenn kein Leitungsbruch und auch kein Kurzschluß vorliegt, stehen an der Steuerung 12 die jeweils von den antiparallel ge­ schalteten Dioden 6 und 5 nicht gesperrten Taktsignale der Taktgeber 1 und 2 an, so daß aus dem Vergleich ihrer Phasenlage die Schalterstellung einfach ermittelt werden kann.

Die vorliegend beschriebene Überwachungsschaltung ist im Prinzip für alle elektronischen Steuerungen brauchbar, ist aber besondes vorteilhaft für seriell arbeitende speicherprogrammierbare Steuerungen, da bei diesen die Takterzeugung ohne weiteres von vornherein gegeben ist und auch die Taktfrequenz der Taktwech­ selspannung auf die Arbeitszyklen der Steuerung abgestellt wer­ den kann, z.B. wird die Überprüfung von Geber und Leiter je­ weils am Beginn oder am Ende eines Abfragezyklus der Geber vorgenommen. Wird das Tastverhältnis (Pulspause) der Taktwech­ selspannungen asymmetrisch gemacht, z.B. im Verhältnis 1 : 8 oder mehr, so kann der betreffende Fehlerfall einfach optisch durch kurzes oder langes Blinken angezeigt werden.

Claims (3)

1. Einrichtung zum digitalen Überwachen von Zuführungsleitungen (8, 9) und/oder binären Gebern (7) oder dergleichen zu einer Steuerung, bei der dem Geber (7) antiparallel geschaltete Gleichrichterelemente (5, 6) zugeordnet sind und den Zufüh­ rungsleitungen (8, 9) rechteckförmige, jeweils um 180° gegen­ einander phasenverschobene, Taktwechselspannungen eingeprägt sind und die an der Steuerung (12) ausgewerteten Signale Störungen auf den Zuführungsleitungen (8, 9) oder die Stellung des Gebers (7) anzeigen, wobei die sich jeweils aus den beiden Taktwechselspannungen an dem Steuerungseingang ergebenden Sig­ nalzustände als Anzeigekriterien dienen, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Eingangssignale an der Steuerung (12) im fehlerfreien Zustand ein dynamisches und im fehlerhaften Zustand ein statisches Bild zeigen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im fehlerfreien Zustand die Phasenlage des Eingangssignals jeweils einer Stellung (a, b) des binären Gebers (7) zugehörig ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß den Schaltern (10, 11) Leucht­ dioden zugeordnet sind, die Kontakt- und Fehlerzustände op­ tisch anzeigen.