DE4137204A1 - Anordnung zur ueberwachung von wechselstromschaltern - Google Patents

Anordnung zur ueberwachung von wechselstromschaltern

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Überwachung von Wechselstromschaltern der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.
Solche Anordnungen eignen sich beispielsweise zur Überwachung von Schaltern für Stellglieder wie Brennstoffventile und Lüftungsklappen.
Anordnungen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art sind aus der DE-PS 30 44 047 C2 und aus der DE-PS 30 41 521 C2 bekannt. In diesen beiden Anordnungen ist ein Mikroprozessor entsprechend programmiert, eine Anzahl Prüfungen dahingehend durchzuführen, ob ein System mit geschalteten Verbrauchern tatsächlich in der richtigen Weise eine Einschaltphase durchläuft. Dazu werden vom Mikroprozessor Signale eingelesen und mit Sollwerten verglichen. Bei einem fehlerhaften Verbraucherzustand schaltet der Mikroprozessor die Verbraucher ab. Die Signale werden von Trennverstärkerschaltungen geliefert, die mit Spannungen gespeist werden, welche an den geschalteten Verbrauchern anliegen.
In den Trennverstärkerschaltungen werden beispielsweise Optokoppler als Trennelemente zur galvanischen Trennung des überwachten Systems vom Mikroprozessor eingesetzt. Die einzelnen Trennverstärkerschaltungen liefern je ein binäres Signal, welches einem Zustand - eingeschaltet oder ausgeschaltet - des entsprechenden Verbrauchers entspricht.
Optokoppleranwendungen dieser Art sind aus der Fachliteratur bekannt (TI-Opto-Kochbuch von 1975, ISBN 3-88078-000-5).
Den Trennelementen haftet allerdings der Nachteil an, daß sie nicht fehlersicher sind und daher in sicherheitstechnisch kritischen Anwendungsfällen auch in einem aktiven Betriebs­ zustand auf eine Signalvortäuschung überprüft werden müssen. Eine solche, in der beschriebenen Anwendung notwendige Überprüfung wird zweckmäßigerweise im Bereich des Null­ durchgangs einer zu überwachenden Wechselspannung vorgenommen, während eine Abfrage der Wechselspannung mit einem größtmöglichen Störspannungsabstand im Bereich des Maximums der Wechselspannung erfolgen muß.
Um ungewollte Sicherheitsabschaltungen infolge kurzer Störsignale zu vermeiden, muß ein Abfrage-Zeitfenster möglichst groß gewählt werden, andererseits muß die überwachte Wechsel­ spannung innerhalb des Abfrage-Zeitfensters anstehen. Die maximal mögliche Länge des Abfrage-Zeitfensters wird durch die Toleranzbereiche der Amplitude und der Frequenz der überwachten Wechselspannung sowie durch den Übertragungsfaktor der Trennelemente bestimmt. Bei der Verwendung eines Optokopplers als Trennelement ist aufgrund von Fertigungstoleranzen und Alterungseinflüssen mit einem Wertebereich des Übertragungs­ faktors von x bis 6x zu rechnen, d. h. die Schaltschwelle eines empfindlichen Exemplars im Neuzustand kann sechsmal tiefer liegen als diejenige eines unempfindlichen Exemplars nach längerer Betriebszeit; damit ist beim zeitlichen Verhalten des Ausgangssignals am Optokoppler mit einem großen Toleranzbereich und mit einer Langzeitinstabilität zu rechnen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Überwachung von Wechselstromschaltern zu schaffen, die in einem großen Frequenzbereich und in einem großen Spannungsbereich zuverlässig arbeitet.
Die Erfindung besteht in den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Anordnung zur Überwachung von Wechsel­ stromschaltern,
Fig. 2 ein Signal an einem überwachten Schalter,
Fig. 3 einen Wechselspannungsdetektor mit einem Zeitgeber,
Fig. 4 den prinzipiellen Verlauf der Signale des Zeitgebers,
Fig. 5 eine digitale Variante des Zeitgebers und
Fig. 6 einen durch Optokoppler galvanisch getrennten Eingang für die Istinformation des Wechselspannungsdetektors.
In der Fig. 1 bedeutet 1 einen Wechselspannungsdetektor und 2 eine Auswerteeinheit. Der Wechselspanungsdetektor 1 weist einen ersten Eingang 3 für einen Abfragetakt C, einen zweiten Eingang 4 für eine Referenzgröße Ref, mindestens einen weiteren Eingang 5 bzw. 6 für eine Istinformation IIst1 bzw. IIst2 und einen zur Auswerteeinheit 2 führenden Ausgang 7 für eine gefilterte Istinformation IM auf. Die Auswerteeinheit 2 besitzt einen zusätzlichen Eingang 8 mit einer Sollinformation Isoll und einen Ausgang 9 für ein Schalterzustandssignal Z.
Der Wechselspannungsdetektor 1 und die Auswerteeinheit 2 bilden zusammen eine Anordnung 10 zur Überwachung mindestens eines Wechselstromschalters. Es ist möglich, die Anordnung 10 derart auszubauen, daß beispielsweise zweiunddreißig Wechselstrom­ schalter überwacht werden können. Der Ausgang eines ersten Wechselstromschalters 11, der einen Verbraucher 12 an eine zwischen einer Phase P und einem Nullpunkt G liegenden Netz­ spannung UPG schaltet, ist mit dem Eingang 5 verbunden, während der Ausgang eines zweiten Wechselstromschalters 13, über den ein weiterer Verbraucher 14 durch die Netzspannung UPG gespeist ist, am Eingang 6 angeschlossen ist. Als Referenzgröße Ref für die Messung der netzsynchronen Istinformation IIst1 bzw. IIst2 dient die Netzspannung UPG, deshalb ist der Eingang 4 an die Phase P gelegt. Der Wechselspannungsdetektor 1 ist nach den Eingängen 4, 5 und 6 galvanisch von der Netzspannung UPG getrennt. Zur galvanischen Trennung der drei Eingänge 4, 5 und 6 werden vorzugsweise Optokoppler eingesetzt; es sind aber auch andere geeignete Elemente verwendbar.
Auf einen Abfragetakt C hin, der beispielsweise in der Auswerte­ einheit (2) generiert wird, werden die Stellungen der Wechsel­ stromschalter 11 und 13 mittels der sinusförmigen Istinformationen IIst1 und IIst2 vom Wechselspannungsdetektor 1 über eine Periode der Referenzgröße Ref vorteilhaft jeweils mehrmals bei einer positiven und bei einer negativen Halbwelle sowie im Nulldurchgang erfaßt. Dadurch, daß die Istinformationen IIst1 und IIst2 mehrmals erfaßt werden und nur eine entsprechende Mehrheit der jeweils bei der positiven und bei der negativen Halbwelle sowie im Nulldurchgang erfaßten Werte die gefilterte Istinformation IM bilden, können kurzzeitige Störungen schon im Wechselspannungsdetektor 1 weitgehend unterdrückt werden.
In der Auswerteeinheit 2 wird die gefilterte Istinformation IM mit der durch den aktuellen Zustand einer überwachten Anlage bedingten Sollinformation Isoll, welche für jeden überwachten Wechselstromschalter 11 bzw. 13 einen Sollzustand - offen oder geschlossen - enthält, verglichen und danach das Schalter­ zustandssignal Z gebildet. Das Schalterzustandssignal Z enthält mindestens eine Informationseinheit mit einer Aussage - Fehler oder kein Fehler - gesamthaft für alle vorkommenden Wechsel­ stromschalter 11 und 13. Werden bei der Bildung des Schalter­ zustandssignals Z die in mindestens einem vorangegangenen Auswertezyklus erfaßten Werte für die gefilterte Istinformation IM mitberücksichtigt, steigt die Zuverlässigkeit des Schalter­ zustandssignals Z.
In den Fig. 2a und 2b ist ein Signal eines überwachten Schalters - die von den Wechselstromschaltern 11 und 13 geschaltete Netzspannung UPG - mit je einem oberen und je einem unteren Toleranzgrenzwert für die Amplitude und die Frequenz dargestellt. Beispielsweise gelten die beiden Toleranzgrenzwerte der Amplitude mit 70% und mit 120% des Nennwertes der Netzspannung UPG und die beiden Toleranzgrenzwerte der Frequenz mit 80% (Fig. 2a) und mit 130% (Fig. 2b) des Nennwertes fN der Frequenz der Netzspannung UPG.
Da die Istinformation IIst1 bzw. IIst2 vor der Erfassung im Wechselspannungsdetektor 1 durch ein galvanisches Trennelement, beispielsweise durch einen nicht fehlersicheren Optokoppler, übertragen wird, ist es zweckmäßig, zusätzlich mit dem Wechsel­ stromschalter 11 bzw. 13 auch das entsprechende Trennelement zu überprüfen. Das Trennelement wird vorteilhaft im Bereich des Nulldurchgangs der Netzspannung UPG - in einem Prüffenster FAus - auf eine Signalvortäuschung überprüft, während die Prüfung der Istinformation IIst1 bzw. IIst2 sicher im Bereich des betraglichen Maximums der Netzspannung UPG - in einem weiteren Prüffenster FEin - erfolgt. Ein vom Wechselspannungsdetektor 1 benutztes zeitliches Abfragefenster A zur Erfassung der Istinformation IIst1 bzw. IIst2 muß innerhalb des möglichen Prüffensters FEin liegen.
Die Startzeit tAO des Abfragefensters A liegt mit zunehmender Frequenz der Netzspannung näher bei einem vorangehenden Null­ durchgang der Netzspannung, so daß die Istinformation IIst1 bzw. IIst2 in einem großen Frequenzbereich und in einem großen Spannungsbereich sicher erfaßbar ist. Die Startzeit tAO wird vom Wechselspannungsdetektor 1 frequenzabhängig generiert.
Die Fig. 3 zeigt den prinzipiellen Aufbau des Wechselspannungs­ detektors 1 aus einem Zeitgeber 15 und einer Abfrageinheit 16. Der Eingang 4 des Wechselspannungsdetektors 1 führt im Zeitgeber 15 auf einen ersten Schwellenschalter 17 für die positiven Halbwellen der Referenzgröße Ref und auf einen zweiten Schwellenschalter 18 für die negativen Halbwellen der Referenzgröße Ref. Der Ausgang des Schwellenschalter 17 mit einem Signal HP führt einerseits auf einen Eingang der Abfrageeinheit 16 und andererseits auf einen ersten Eingang eines Oder-Gatters 19, während der Ausgang des Schwellenschalters 18 mit einem Signal HN auf einen weiteren Eingang der Abfrageeinheit 16 und zusätzlich auf den zweiten Eingang des Oder-Gatters 19 führt, dessen Ausgang mit einem Signal H mit dem Eingang einer bipolaren Stromquelle 20 verbunden ist. Der Ausgang der Strom­ quelle 20 mit einem Signal I ist am Eingang eines Integrators 21 angeschlossen, dessen Ausgang mit einem Signal U zu einem dritten Schwellenschalter 22 führt, der einen Schaltpegel nahe Null hat und dessen Ausgang für ein Signal FT mit einem weiteren Eingang der Abfrageeinheit 16 verbunden ist.
Die Eingänge 3, 5 und 6 des Wechselspannungsdetektors 1 sowie auch dessen Ausgang 7 sind mit den gleich gekennzeichneten Anschlüssen der Abfrageeinheit 16 identisch.
Die beiden Schwellenschalter 17 und 18 trennen den Zeitgeber 15 galvanisch z. B. durch je einen Optokoppler von der Netzspannung UPG. Zudem generiert der Schwellenschalter 17 das in der Fig. 4 dargestellte binäre Signal HP, welches das Vorhandensein einer positiven Netzhalbwelle anzeigt, während der Schwellen­ schalter 18 das binäre Signal HN bildet, das eine negative Netzhalbwelle nachweist. Aus den Signalen HP und HN bildet das Oder-Gatter 19 das binäre Signal H, welches die Nulldurchgänge der Netzspannung UPG mit H="0" signalisiert. Das Signal H steuert die bipolare Stromquelle 20 derart, daß ein in zwei Abschnitten konstanter Strom I den Integrator 21 beispielsweise einerseits in Zeitabschnitten mit H="0" positiv und andererseits in Zeitabschnitten mit H="1" negativ konstant speist. Der Integrator 21 liefert an seinem Ausgang ein im wesentlichen dreieckförmiges, periodisches Signal U mit einer durch den positiven Abschnitt des Stromes I verursachten positiven Rampe und einer anschließenden negativen Rampe, die durch den negativen Abschnitt des Stromes I generiert wird. Das Signal U bewirkt am Ausgang des nachgeschalteten Schwellenschalters 22 ein binäres, rechteckförmiges Signal FT, dessen Frequenz den doppelten Wert der Frequenz der Netzspannung UPG aufweist und dessen Impulsbreite von den beiden Beträgen des Stromes I abhängig ist. Wird im positiven Abschnitt des Stromes I dessen Betrag erhöht, wird damit der Scheitelwert des Signals U größer und danach die Zeitdauer der negative Rampe des Signals U bei gleicher Steilheit länger. Die Zeitdauer der negativen Rampe des Signals U vergrößert sich auch dann, wenn der Betrag des Stromes I in seinem negativen Abschnitt verkleinert wird; in diesem Fall nimmt die Steilheit der negativen Rampe betragsmäßig ab. Wird also mindestens einer der beiden Beträge des Stromes I verändert, so verändert sich mit dem Signal U auch die Impulsbreite des Signals FT; im wesentlichen ist der Zeitpunkt der negativen Flanke des Signals FT vom Strom I abhängig. Es ist auch möglich, die Impulsbreite des Signals FT zusätzlich über die Schaltschwelle des Schwellenschalters 22 zu verändern.
Das Signal FT kann auch auf andere Art z. B. digital erzeugt werden. In diesem Fall entfallen bekannte Nachteile der analogen Schaltungen wie beispielsweise eine von verschiedenen Parametern beeinflußte fehlerhafte Abweichung der Ausgangsspannung bei Integratoren.
In einer in Fig. 5 gezeichneten Variante des Zeitgebers 15′ sind die bipolare Stromquelle 20, der Integrator 21 und der Schwellenschalter 22 durch eine digitale Schaltung aus einem Oszillator 120, einem mehrstufigen Zähler 121 mit umschaltbarer Zählrichtung und einem Logikblock 122 ersetzt. Der Zähler 121 hat einen Takt-Eingang, der mit dem Ausgang des Oszillators 120 verbunden ist und einen Steuer-Eingang, an dem der Ausgang des Oder-Gatters 19 angeschlossen ist. Mehrere Eingänge des Logik­ blocks 122, der an seinem Ausgang das Signal FT generiert, sind mit Ausgängen des Zählers 121 verbunden. Das Ausgangssignal H des Oder-Gatters 19 steuert die Zählrichtung des Zählers 121, mit dem der konstante Ausgangspuls des Oszillators 120 zählbar ist. Der Zähler 121 ist so gebaut, daß er nach jeder negativen Flanke von H (Fig. 4) bei H="0" von null an synchron mit der Pulsfrequenz des Oszillators 120 in positiver Richtung zählt und nach der positiven Flanke von H solange mit derselben Zähl­ frequenz zurückzählt, bis er den Wert Null wieder erreicht. Die Zähldauer, also die Zeit, während der der Zählwert des Zähler 121 nicht null ist, kann durch die Pulsfrequenz des Oszillators 120 und die Schrittweite des Zählers 121, die in beiden Zählrichtungen unterschiedlich sein kann, beeinflußt werden. Der Logikblock 122 generiert für das Signal FT den Wert "1", wenn der Zahlwert des Zählers 121 größer als null ist, und den Wert "0", wenn der Zählwert null ist. Das Signal FT weist somit eine negative Flanke auf, die in weiten Grenzen zeitlich verschiebbar ist.
Mit zunehmender Frequenz der Referenzgröße Ref erscheint die negative Flanke des Signals FT näher beim vorangehenden Null­ durchgang der Referenzgröße Ref, da deren Flankensteilheit größer wird, während die Schaltschwellen der Schwellenschalter 17 und 18 konstant sind. Das Signal FT hat genau die doppelte Frequenz der Referenzgröße Ref. Die negative Flanke des Signals FT dient zur frequenzabhängigen Bestimmung der auf einen vorangehenden Nulldurchgang bezogenen Startzeit tAO in der positiven Halbwelle bzw. tAO′ in der negativen Halbwelle des Abfragefensters A in der Abfrageeinheit 16 (Fig. 3). Dadurch, daß die negative Flanke des Signals FT in weiten Grenzen verschiebbar ist, kann die Startzeit tAO bzw. tAO′, und damit das Abfragefenster A innerhalb der Halbwelle optimal - beispielsweise in der Mitte der Halbwelle - positioniert werden, so daß die Istinformation IIst1 bzw. IIst2 zuverlässig erfaßt werden kann.
Durch die Länge des Abfragefenster A ergibt sich auch die notwendige Länge des Prüffensters FEin (Fig. 2a) währenddem die Istinformation IIst1 bzw. IIst2 am Eingang 5 bzw. 6 verfügbar ist; das Prüffenster FEin muß zumindest das Abfragefenster A überdecken. Die Optokopplerkreise an den Eingängen 5 und 6 der Abfrageeinheit 16 werden dafür in bekannter Weise dimensioniert.
In der Abfrageeinheit 16 werden auf den Abfragetakt C hin die Stellungen der Wechselstromschalter 11 und 13 über die Istinformationen IIst1 und IIst2 innerhalb je eines Abfrage­ fensters A bei einer positiven und bei einer negativen Halb­ welle in bekannter Weise eingelesen und abgespeichert. Um kurzzeitige Störungen zu unterdrücken, erfolgt diese Erfassung der Istinformationen IIst1 und IIst2 vorteilhaft mehrmals bei HP="1" und auch mehrmals bei HN="1".
Bei HP="0" und HP="0", was einem Bereich des Nulldurchgangs entspricht, werden durch eine weitere Erfassung der Istinformationen IIst1 und IIst2 die Trennelemente auf eine Signalvortäuschung überprüft. Aufgrund dieser Überprüfung ist es möglich, ein Fehlersignal F zu generieren, das den Zustand - gut oder defekt - von jedem Trennelement enthält und welches über einen zusätzlichen Ausgang 23 an die Auswerteeinheit 2 weitergegeben werden kann (Fig. 1).
Die Fig. 6 zeigt als ein Beispiel für einen Schaltungsaufbau der beiden Eingänge 5 und 6 den durch Optokoppler galvanisch getrennten Eingang 5 der Abfrageeinheit 16 (Fig. 3) bzw. des Wechselspannungsdetektors 1 (Fig. 1) für die Istinformation IIst1. Ein Widerstand 24 und ein zu diesem in Reihe geschalteter Kondensator 25 bilden einen Tiefpaß 26, an dessen Ausgang parallel zum Kondensator 25 der Eingangskreis eines Optokopplers 27 geschaltet ist, dessen Ausgangskreis ein von der Istinformation IIst1 abhängiges, jedoch von dessen Potential getrenntes Signal IIst1′ generiert. Der Tiefpaß 26 mit dem Kondensator 25 hat gegenüber einem ohmschen Spannungsteiler mehrere Vorteile: einerseits werden kurze Störimpulse - bzw. Störungen mit hochfrequenten Oberwellen - durch den Kondensator 25 kurzgeschlossen und anderseits wird eine über eine parasitäre Leitungskapazität 28 bzw. 29 eingekoppelte Fehlspannung mit einer minimalen Verlustleistung wirksam hinuntergeteilt, so daß sich für die Anordnung eine weit höhere Verträglichkeit für die zwischen dem Anschluß der Phase P und dem Eingang 5 bzw. 6 wirkende Leitungskapazität 28 bzw. 29 oder eine dafür verantwortliche, nicht ideale Leitungsführung zwischen dem Verbraucher 12 bzw. 14, dem Wechselstromschalter 11 bzw. 13 und dem Eingang 5 bzw. 6 ergibt. Ein weiterer Vorteil des Tiefpasses 26 besteht darin, daß der Wechselstromschalter 11 bzw. 13 ohne zusätzliche Verlustleistung mit dem Umladestrom des Kondensators 25 belastet wird. Dadurch schaltet der Wechselstromschalter 11 bzw. 13 vor allem dann zuverlässiger, wenn der Verbraucher 12 bzw. 14 hochohmig ist.

Claims (8)

1. Anordnung aus einem Wechselspannungsdetektor (1) und einer Auswerteeinheit (2) zur Überwachung von Wechselstromschaltern (11; 13), wobei der Wechselspannungsdetektor (1) einen ersten Eingang (3) für einen Abfragetakt (C), mindestens einen weiteren Eingang (5; 6) für eine Istinformation (IIst1; IIst2) und einen zur Auswerteeinheit (2) führenden Ausgang (7) für eine gefilterte Istinformation (IM) aufweist und wobei die Auswerte­ einheit (2) einen zusätzlichen Eingang (8) mit einer Soll­ information (Isoll) und einen Ausgang (9) für ein Schalter­ zustandssignal (Z) besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselspannungsdetektor (1) einen Referenzeingang (4) für eine Referenzgröße (Ref) aufweist und daß eine Startzeit (tAO; tAO′) für ein Abfragefenster (A) zur Abfrage der Istinformation (IIst1, IIst2) im Wechselspannungsdetektor (1) auf einen Null­ durchgang der Referenzgröße (Ref) bezogen und mit zunehmender Frequenz der Referenzgröße (Ref) näher beim Nulldurchgang ist, so daß mit dem Abfragefenster (A) die Istinformation (IIst1; IIst2) frequenzunabhängig erfaßbar ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselspannungsdetektor (1) einen Zeitgeber (15) enthält, mit dem die Startzeit (tAO) für das Abfragefenster (A) aus der Referenzgröße (Ref) frequenzabhängig generierbar ist.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitgeber (15) einen ersten Schwellenschalter (17) für die positiven Halbwellen der Referenzgröße (Ref) und einen zweiten Schwellenschalter (18) für die negativen Halbwellen der Referenzgröße (Ref) aufweist, daß die Ausgänge der beiden Schwellenschalter (17; 18) auf ein Oder-Gatter (19) geführt sind, dessen Ausgang mit dem Eingang einer bipolaren Stromquelle (20) mit einem nachgeschalteten Integrator (21) verbunden ist, dessen Ausgang zum Eingang eines dritten Schwellenschalters (22) führt, dessen Ausgangssignal (FT) eine Flanke zur Bestimmung der Startzeit (tAO) des Abfragefensters (A) aufweist.
4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitgeber (15) einen ersten Schwellenschalter (17) für die positiven Halbwellen der Referenzgröße (Ref) und einen zweiten Schwellenschalter (18) für die negativen Halbwellen der Referenzgröße (Ref) aufweist, daß die Ausgänge der beiden Schwellenschalter (17; 18) auf ein Oder-Gatter (19) geführt sind, dessen Ausgang mit einem Steuer-Eingang eines mehrstufigen Zählers (121) mit umschaltbarer Zählrichtung verbunden ist, der einen Takt-Eingang und mehrere Ausgänge aufweist, wobei der Takt-Eingang mit dem Ausgang eines Oszillators (120) verbunden ist und die Ausgänge zu Eingängen eines Logikblocks (122) führen, dessen Ausgangssignal (FT) eine Flanke zur Bestimmung der Startzeit (tAO) des Abfragefensters (A) aufweist.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Eingang (5 bzw. 6) des Wechsel­ spannungsdetektors (1) galvanisch getrennt ist.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Eingang (5 bzw. 6) des Wechsel­ spannungsdetektors (1) durch je einen Optokoppler (27) galvanisch getrennt ist.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangskreis des Optokopplers (27) parallel zu einem Kondensator (25) liegt, der mit einem zu ihm in Reihe geschalteten Widerstand (24) einen Tiefpaß (26) für die Istinformation (IIst1) bildet.
8. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselspannungsdetektor (1) einen weiteren, zur Auswerteeinheit (2) führenden Ausgang (23) für ein Fehlersignal (F) aufweist, das den Zustand - gut oder defekt - aller Optokoppler (27) an den Eingängen (5; 6) des Wechselspannungs­ detektors (1) enthält.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0660042A1 (de) * 1993-12-24 1995-06-28 Landis & Gyr Technology Innovation AG Schaltungsanordnung zur Kopplung von spannungsführenden Leitungen mit einem Mikroprozessor
WO1995028760A1 (de) * 1994-04-19 1995-10-26 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum energiearmen abfragen von binären zuständen über lange leitungen
US5497380A (en) * 1993-12-24 1996-03-05 Landis & Gyr Technology Innovation Ag Control device for the actuation of switchgears
US5629879A (en) * 1993-12-24 1997-05-13 Landis & Gyr Technology Innovation Ag Control device for the actuation of switchgears according to a time program
EP0920038A1 (de) 1997-11-25 1999-06-02 Electrowatt Technology Innovation AG Schaltung zur Überwachung eines Wechselstromschalters
DE19800275A1 (de) * 1998-01-07 1999-07-15 Bbr Baudis Bergmann Roesch Ver Detektionsanordnung für eine Schalteinrichtung
WO2004081451A1 (de) * 2003-03-13 2004-09-23 Windhager Zentralheizung Ag Verfahren und vorrichtung zur überprüfung der zündfunktion einer hochspannungszündung

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2412205A1 (fr) * 1977-12-19 1979-07-13 Ibm Generateur d'impulsions d'horloge a commande selective de retard et de largeur des impulsions
FR2477341A1 (fr) * 1980-02-28 1981-09-04 Inoue Japax Res Generateur d'impulsions, en particulier pour machines d'usinage a decharges electriques
DE2715978C3 (de) * 1977-04-09 1981-11-26 Signalbau Huber-Designa GmbH, 8000 München und 2300 Kiel Detektoranordnung zur Überwachung von Wechselspannung schaltenden Halbleiterschaltern für Vollwellenbetrieb
DE3001940C2 (de) * 1980-01-21 1983-01-27 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Anordnung zur Ermittlung der Schaltstellung eines Schalters und zur Überwachung der zugehörigen Leitung auf Kurzschluß und Unterbrechung
CH647361A5 (de) * 1979-10-12 1985-01-15 Zellweger Uster Ag Verfahren und vorrichtung zur signalerkennung bei einem fernsteuersystem mit beeinflussung des nulldurchganges der netzwechselspannung.
DE3502909A1 (de) * 1984-07-25 1986-01-30 Burr-Brown Corp., Tucson, Ariz. Univibrator-schaltung
SU1259414A1 (ru) * 1985-02-04 1986-09-23 Белорусский Филиал Государственного Научно-Исследовательского Энергетического Института Им.Г.М.Кржижановского Устройство дл автоматического регулировани электрической нагрузки
DE3044047C2 (de) * 1979-11-26 1990-07-19 Honeywell Inc., Minneapolis, Minn., Us
DE3041521C2 (de) * 1979-11-09 1990-08-09 Honeywell Inc., Minneapolis, Minn., Us

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2715978C3 (de) * 1977-04-09 1981-11-26 Signalbau Huber-Designa GmbH, 8000 München und 2300 Kiel Detektoranordnung zur Überwachung von Wechselspannung schaltenden Halbleiterschaltern für Vollwellenbetrieb
FR2412205A1 (fr) * 1977-12-19 1979-07-13 Ibm Generateur d'impulsions d'horloge a commande selective de retard et de largeur des impulsions
CH647361A5 (de) * 1979-10-12 1985-01-15 Zellweger Uster Ag Verfahren und vorrichtung zur signalerkennung bei einem fernsteuersystem mit beeinflussung des nulldurchganges der netzwechselspannung.
DE3041521C2 (de) * 1979-11-09 1990-08-09 Honeywell Inc., Minneapolis, Minn., Us
DE3044047C2 (de) * 1979-11-26 1990-07-19 Honeywell Inc., Minneapolis, Minn., Us
DE3001940C2 (de) * 1980-01-21 1983-01-27 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Anordnung zur Ermittlung der Schaltstellung eines Schalters und zur Überwachung der zugehörigen Leitung auf Kurzschluß und Unterbrechung
FR2477341A1 (fr) * 1980-02-28 1981-09-04 Inoue Japax Res Generateur d'impulsions, en particulier pour machines d'usinage a decharges electriques
DE3502909A1 (de) * 1984-07-25 1986-01-30 Burr-Brown Corp., Tucson, Ariz. Univibrator-schaltung
SU1259414A1 (ru) * 1985-02-04 1986-09-23 Белорусский Филиал Государственного Научно-Исследовательского Энергетического Института Им.Г.М.Кржижановского Устройство дл автоматического регулировани электрической нагрузки

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0660042A1 (de) * 1993-12-24 1995-06-28 Landis & Gyr Technology Innovation AG Schaltungsanordnung zur Kopplung von spannungsführenden Leitungen mit einem Mikroprozessor
US5497380A (en) * 1993-12-24 1996-03-05 Landis & Gyr Technology Innovation Ag Control device for the actuation of switchgears
US5629879A (en) * 1993-12-24 1997-05-13 Landis & Gyr Technology Innovation Ag Control device for the actuation of switchgears according to a time program
WO1995028760A1 (de) * 1994-04-19 1995-10-26 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum energiearmen abfragen von binären zuständen über lange leitungen
AU687187B2 (en) * 1994-04-19 1998-02-19 Siemens Aktiengesellschaft Process for the low-energy interrogation of binary states over long lines
EP0920038A1 (de) 1997-11-25 1999-06-02 Electrowatt Technology Innovation AG Schaltung zur Überwachung eines Wechselstromschalters
US6486647B1 (en) 1997-11-25 2002-11-26 Siemens Building Technologies Ag Circuit for monitoring an alternative current power switch
DE19800275A1 (de) * 1998-01-07 1999-07-15 Bbr Baudis Bergmann Roesch Ver Detektionsanordnung für eine Schalteinrichtung
DE19800275C2 (de) * 1998-01-07 2000-06-15 Bbr Baudis Bergmann Roesch Ver Detektionsanordnung für eine Schalteinrichtung
WO2004081451A1 (de) * 2003-03-13 2004-09-23 Windhager Zentralheizung Ag Verfahren und vorrichtung zur überprüfung der zündfunktion einer hochspannungszündung

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CH682608A5 (de) 1993-10-15
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