DE3906304A1

DE3906304A1 - Device for digitally monitoring feed lines

Info

Publication number: DE3906304A1
Application number: DE19893906304
Authority: DE
Inventors: Reinhard Dipl Ing Eichenauer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1989-02-28
Filing date: 1989-02-28
Publication date: 1990-08-30

Abstract

The device for digitally monitoring feed lines (8, 9) and/or binary transmitters (7) or the like for a controller has a transmitter (7) to which there are assigned rectifier elements (5, 6) which are reverse-parallel connected, square-wave clock-changing voltages, mutually phase-shifted by 180@ in each case, being injected into the feed lines (8, 9). The signals which are present on the controller (12) indicate disturbances on the feed lines (8, 9) or the position of the transmitter (7) in such a manner that a dynamic picture results in the fault-free state and a static picture in the faulty state, the phase of the input signal, in the fault-free state, being in each case assigned to one position (a, b) of the binary transmitter (7). <IMAGE>

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.The invention relates to a device for digital Monitoring supply lines and / or binary sensors or the like to a control in which the encoder anti rectifier elements connected in parallel are assigned and the feed lines rectangular, each by 180 ° phase-shifted, alternating clock voltages are switched on are characterized and the signals evaluated on the control Faults on the supply lines or the position of the Show encoder, each consisting of the two bars AC voltages at the control input signal states serve as display criteria.

Mit diesem Oberbegriff wird auf eine Anordnung Bezug genommen, wie sie beispielsweise aus der EP-PS 0 071 946 bekannt ist.This generic term refers to an arrangement as is known for example from EP-PS 0 071 946.

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. Industrial processes are increasingly being automated today. This usually increases the number of sensors, e.g. switches, buttons, monitors, etc., on the individual units. This then results an extensive pipeline network which direction these sensors with the central Steuerein - now mostly in the form of a programmable logic controller - with or without microprocessor - connects. Errors in such a line network in many cases lead to long downtimes because complex troubleshooting must be carried out. Depending on the type of industrial system, such as mining or chemical industry, the customer is therefore required to monitor, selectively report errors such as wire breaks, short circuits, etc. and also to detect the position of the switch. However, it is not desirable here if the number of line connections is increased by such monitoring.

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.In a known method, the external sensors are supplied with a sinusoidal alternating voltage and are passed through a semiconductor circuit on the sensor - in the simplest case two antiparallel connected diodes - only the positive or the negative half-wave to the input of the central control unit , depending on the sensor position. The pending signal can then be evaluated, for example, such that the occurrence of the negative half-wave on the control means that the encoder is in the first position, the arrival of the positive half-wave that the encoder is in the second position, that When the half-wave arrives, a line short-circuit signals and the absence of any voltage signals the line break. The evaluation then takes place via level monitoring, which can also detect line deterioration.

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.It is also known instead of a sinusoidal AC voltage to use a rectangular AC voltage and correspond derive appropriate signal statements. In both cases, however a relatively complex input electronics in the control required to perform the necessary evaluation of the incoming Sig to reach nale (see e.g. DE-AS 25 42 996). This is based ter inter alia that the peripheral signal lines in the signals with undisturbed operation.

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.The object of the present invention is in a Establishment of the type mentioned, which is already a relative simple signal evaluation allowed, signal evaluation still to further simplify and the entire line length as well the clock generator, the input module of the control and possibly also monitor a system bus. This task is invented solved according to the invention in that the input signals at the control a dynamic one in the faultless state and a faulty one State a static picture.

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.This results from the easy to evaluate image of the input signals an evaluation that is independent of the poten tial course is. So it doesn't need out of static level the condition of the line or encoder can be determined. The more The effort to implement the circuit consists essentially only from two electronically operated switches and two Blocking diodes. The clock signals themselves are norma with today's programmable logic controllers from available in advance or easy to implement. At konven tional electronic controls do not have clock generation if hardly weight. The upstream logic be placed separately from the physical input. This means that commercially available input modules can be used without additional modes applications.

Zusätzlich zur Überwachung von Leitungen und Gebern kann vor teilhafterweise ebenfalls das Taktsystem selbst überwacht wer den.In addition to monitoring cables and encoders, you can the clock system itself is also sometimes monitored the.

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:Further advantages and details of the invention emerge from the following description of an embodiment based on the drawing and in connection with the subclaims. Show it:

Fig. 1 die Überwachungsschaltung, Fig. 1, the monitoring circuit,

Fig. 2 den aufgegebenen Signalverlauf und zugehörige Schalter stellungen sowie Fig. 2 shows the abandoned waveform and associated switch positions as well

Fig. 3 den resultierenden Signalverlauf. Fig. 3 shows the resulting waveform.

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.In Fig. 1, 1 and 2 denote the two clocks, the clock signals of the lines 8 and 9 are given. 3 and 4 denote diodes that prevent the clock signals from flowing into the other clock generator. The encoder 7 has the two switching positions a and b , in which it is connected to the antiparallel connected diodes 6 and 5 , respectively. Between the two lines 8 and 9 , the two switches 10 and 11 , these can be provided with light-emitting diodes 14 , 15 , are arranged in front of the feed line 13 of the controller 12 . The switch position of switches 10 and 11 in relation to the clock signals is shown in FIG. 2 again. As can be seen, they are switched in sync with the clock generators 1 and 2 .

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.From the interaction of the clock generators 1 and 2 and the switches 10 and 11 , the signal flow shown in FIG. 3 now results for a line break or a short circuit by the clock signals cooperating. If the lines are in order, that is, if there is no line break and no short circuit, the control 12 has the clock signals from clock generators 1 and 2 not blocked by the antiparallel connected diodes 6 and 5 , so that from the comparison of their phase position the switch position can be easily determined.

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.The monitoring circuit described here is in principle usable for all electronic controls, but it is special advantageous for serial programmable programmable logic controllers Controls, since with these the clock generation without further ado is given in advance and the clock frequency of the clock change voltage to the working cycles of the controller can, e.g. is the verification of donor and leader depending because at the beginning or at the end of a query cycle of the sensors performed. If the duty cycle (pulse pause) of the clock change Sel voltages made asymmetrical, e.g. in a ratio of 1: 8 or more, the fault in question can simply be visual are indicated by short or long flashing.

Claims

1. Device for digitally monitoring supply lines ( 8 , 9 ) and / or binary sensors ( 7 ) or the like for a control in which the sensor ( 7 ) antiparallel connected rectifier elements ( 5 , 6 ) are assigned and the feed lines ( 8 , 9 ) rectangular, alternating 180 ° phase-shifted, clock alternating voltages are impressed and the signals evaluated on the controller ( 12 ) indicate faults on the feed lines ( 8 , 9 ) or the position of the transmitter ( 7 ), which are in each case serve the two clock alternating voltages at the control input signal states as display criteria, characterized in that the input signals to the controller ( 12 ) show a dynamic image in the faultless state and a static image in the faulty state.

2. Device according to claim 1, characterized in that in the error-free state, the phase position of the input signal is associated with a position ( a , b ) of the binary encoder ( 7 ).

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the switches ( 10 , 11 ) LEDs are assigned, the contact and error states indicate op table.