DE69022769T2

DE69022769T2 - Verfahren und Einrichtung zum Schutz eines Datenübertragungsnetzes.

Info

Publication number: DE69022769T2
Application number: DE69022769T
Authority: DE
Inventors: Asko Juntunen; Heikki Leppaenen; Kimmo Selin
Original assignee: Kone Elevator GmbH
Current assignee: Kone Elevator GmbH
Priority date: 1989-05-02
Filing date: 1990-05-02
Publication date: 1996-05-02
Anticipated expiration: 2010-05-03
Also published as: EP0396120A3; AU5458790A; AU634770B2; FI892097A; JPH02305143A; FI892097A0; ES2077602T3; FI82797B; US5153808A; DK0396120T3; GR3018538T3; JPH0793628B2; EP0396120A2; CA2015875A1; BR9002020A; ATE128799T1; FI82797C; EP0396120B1; DE69022769D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zym Schutz eines Datenübertragungsnetzes, das aus einem Signalbus besteht, der mit Abschluß-Impedanzen versehen ist und aus Signaleinrichtungen, die mit dem Bus verbunden sind.
Ein mit Abschlußwiderständen abgeglichenes Datenübertragungsnetz, das Impulswandler verwendet, ist Anschlußfehlern unterworfen. Eine einzige Fahlverbindung kann den ganzen Bus lahmlegen. Darüber hinaus kann, weil die den Bus verwendenden Einrichtungen parallel an diesen angeschlossen sind, eine dem Bus an einen beliebigen Punkt zugeführte Fehlspannung alle Einrichtungen zerstören, die mit diesem verbunden sind. Dies beinhaltet Wartungsprobleme und erhöht die Kosten. Weitere Schwierigkeiten treten auf, wenn der Status des Bus nicht erkannt werden kann, bevor eine Datenübertragung versucht wird.
DE-A-2 128 119 zeigt ein Verfahren zum Überprüfen von Fehlspannungen auf einem Telefon-Kommunikationsbus. Bei diesem Verfahren ist es möglich, Isolationsfehler des Telefonkabels zu lokalisieren. Jedoch ist dieses Verfaahren nicht geeignet, im Falle einer aktuellen Fehlersituation Hardware-Komponenten zu schützen, die mit dem Bus im Betrieb verbunden sind.
Erich Stadler zeigt in seinem Artikel "Messen des Wellenwiderstandes von Kabeln mit Impulsen und Sinuswellen" in UKW-Berichte 2/85, S. 108 bis 112, ein Verfahren zum Bestimmen der Impedanze eines Buskabels mittels Impulsen und Sinuswellen. Jedoch gibt auch diese Methode keinen Hinweis darauf, in welcher Weise Komponenten, die mit einem Bus verbunden sind, der einen Impedanzfehler aufweist, gegen diesen Fehler im Betrieb geschützt werden könnten.
Es ist Ziel der vorliegednden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Schutz eines Datenübertragungsnetzes zu schaffen, das die oben angegebenen Nachteile eliminiert. Das Verfahren der Erfindung ist charakterisiert durch die Merkmale des Anspruchs 1. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist charakteterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der entsprechenden Unteransprüche.
Eine Schutzeinheit, wie sie durch die vorliegende Erfindung bereitgestellt wird, wird nur an einem Punkt in dem Netz benötigt. Dies ist mit geringen Kosten verbunden. Darüber hinaus erleichtert die Schutzeinheit der Erfindung die Installation und Wartung.
Nachfolgend wird die Erfindung detailliert unter Zuhilfenahme eines Ausführungsbeispiels mit Buzug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. In dieser zeigen:
Fig. 1 die in einem Aufzugschacht auftretenden Verbindungsfehler-Situationen;
Fig. 2 ein Blockdiagramm, das die Erfassung und Anzeige von Fehlerzuständen und die entsprechenen Schutzanordnungen darstellt;
Fig. 3 eine Schaltung zur Überwachung der Netzspannung;
Fig. 4 eine Schaltung zur Überwachung der Versorgungsspannung und des Massepotentials;
Fig. 5 eine Leistungschalter-Steuerlogik;
Fig. 6 einen Leistungsschalter;
Fig. 7 eine UND-Logik;
Fig. 8 eine Überspannungschutzschaltung;
Fig. 9 eine Schalltung zur Steuerung des Netzspannungssignals;
Fig. 10 eine Reset-Logik;
Fig. 11 eine Logik zum Testen der Kabelimpedanz und
Fig. 12a Impulsmuster im Zusammenhang mit dem Betrieb der bis 121 Kabelimpedanz-Testlogik.
Wie in Fig. 1 dargestellt ist, können die folgenden Fehlverbindungen (Durch Pfeile dargestellt) in einem Datenübertragungsnetz auftreten, welches in einem Aufzugschacht installiert ist, Impulswandler verwendet und mit Abschlußwiderständen abgeglichen ist:
1' Direkte Verbindung zwischen der Netzspannung, z.B. 220 V, in dem Leiter 1 der Sicherheitsschaltung und der Signalmasse (GND), welche die neutrale Phase im Leiter 3 ist. In dieser Situation wird die Sicherung auslösen, jedoch kein akuter Schaden entstehen.
2' Direkte Verbindung zwischen der Netzspannung auf dem Leiter 1 der Sicherheitsschaltung und der positiven Versorgungsspannung, z.B. 24 V im Leiter 2, der die mit dem Bus verbundenen Einrichtungen 6 und 7 speist. In diesem Fall wird die Versorgungsspannung den erlaubten Wert entweder in positiver oder in negativer Richtung überschreiten und früher oder später alle Einrichtungen zerstören, die mit dem Bus verbunden sind.
3' Direkte Verbindung zwischen der Netzspannung auf dem Leiter 1 der Sicherheitsschaltung und einer der Signalphasen auf dem Leiter 4 (SIGNAL+) oder 5 (SIGNAL-). Dies wird den Bus lahmlegen und den Installateur gefährden. Es wird jedoch kein direkter Schaden auftreten. Wenn eine der Signalphasen mit Signalmasse verbinden ist, welche identisch mit der neutralen Phase ist, wird dies alle Impulswandler M1 und M2 zerstören, die in den mit dem Bus verbundenen Einrichtungen angeordnet sind. Die Leitungen sind durch einen Abschlußwiderstand R1 miteinander verbunden.
4' Direkte Verbindung zwischen der Versorgungsspannung und der Signalmasse, d.h. ein Kurzschluß. Als Resultat kann die Sicherung springen und die Energiezufuhr kann zerstört werden, oder die Leitungen können schmelzen.
5' Die Versorgungsspannung wird einer oder beiden Signalleitungen 4 und 5 zugeführt. Dies verhindert die Datenübertragung, und wenn eine der Busleitungen mit Signalmasse verbunden ist, werden ale Impulswandler M1 und M2 aller Einrichtungen durchbrennen, die mit dem Bus verbunden sind.
6' Die Signalmasse wird mit dem Bus verbunden, wodurch der Datentransfer verhindert wird. Wie im vorhergehenden Fall werden die Impulswandler M1 und M2 aller mit demBus verbundenen Einrichtungen zerstört, wenn die Versorgungsspannung mit einer der Signalleitungen verbunden ist.
7' Der Impulswandler M1 der Signaleinrichtung 6 wird mit der Versorgungsspannung auf Leitung 2 oder der Signalmass auf Leitung 3 verbunden. Weil der Impulswandler einen geringen Widerstand hat, bedeutet dies praktisch einen Kurzschluß und er wird aufgrund Überhitzung zerstört.
8' Die Spannungseingänge 8 oder 9 (GND, Versorgungsspannung) der Signaleinrichtungen 6 und 7 werden mit dem Signalbus verbunden. Dies verhindert die Datenübertragung, verursacht jedoch keine Zerstörung.
Um den oben beschriebenen Fehlersituationen zu begegnen, sind eine kontinuierliche Überwachung, Erfassung und Anzeige des Busstatus notwendig. Zusätzlich wird, wenn Verbindungsfehler oder Fehlspannungen auftreten, eine ausreichend schnelle Reaktion notwendig, um die zerstörerischen Auswirkungen zu vermeiden.
Die Grundidee der Lösung besteht darin, daß eine Leitung 4 (Fig. 2) des Signalbusses mit den Abschlußwiderständen R1 und R2 über einen Widerstand R3 mit der positiven Versorgungspannung +VIN, z.B. +24 V, verbunden wird, während die andere Leitung 5 über einen anderen Widerstand R4 mit gleichem Widerstandswert mit der Signalmasse verbunden wird. Wenn Daten über den Bus übertragen werden, treten kurze, sowohl positive als auch negative Impulse auf, in der Größenordnung einiger zehn Volt. Der Bus wird mittels einer Zeitkonstanten- Schaltung überwacht, in welcher Schaltung die Busspannung als die Hälfte der Versorgungsspannung auftritt. Informationen über das Vorliegen oder Nichtvorliegen von Fehlspannungen auf den Bus werden erhalten, indem die durchschnittliche Busspannung überwacht wird.
Darüber hinaus können Fahlverbindungen, die möglicherweise zu Fehlfunktionen führen, erkannt werden, indem die Kabelimpedanz gemessen wird.
Das Blockdiagramm in Fig. 2 zeigt das Prinzip der Erfassung und Anzeige von Fehlerzuständen als auch die entsprechenden Schutzmaßnahmen.
Die Überwachungseinheit für die Netzspannung 10 überwacht den Signalbus auf das Auftreten der Netzspannung. Wenn eine der Netzspannung entsprechende Spannung detektiert wird, sendet die Überwachungseinheit 10 an die Netzsteuerungseinheit 11, welche durch die Netzspannung LIN gespeist wird, über das NOL Signal eine Anweisung, sofort die Netzspannungszufuhr LOUT zum Aufzugschacht abzuschalten. Das reine Vorliegen der Netzspannung auf dem Signalbus wird diesen lahmlegen, ohne unmittlbaren Schaden zu verursachen. Wenn jodich die Netzspannung auf dem Bus auftritt, ist es möglich, daß ein Installateur gerade zufällig eine andere Signalleitung an den neutralen Leiter oder den Signalmasseleiter anschließt. Wenn diese beiden Bedingungen gleichzeitig auftreten, hätte dies eine Zerstörung der Impulswandler aller Signaleinrichtungen zur Folge, die mit dem Bus verbudnen sind. Aus diesem Grund muß die Netzspannung sofort ausgeschaltet werden. Darüber hinaus erfordert das Auftreten der Netzspannung in dem Bus auch, daß die Versorgungsspannung zu den Signaleinrichtungen ebenfals ausgeschaltet wird. Die Schutzschaltung zeigt das Vorliegen der Fehlersituation durch Einschalten einer LED an, welche nur dann ausgeschaltet wird, nachdem der Fehler behoben worden ist und die Versorgungspannung für eine bestimmte Zeitdauer ausgeschaltet worden ist.
Die Überwachungseinheit 12 für die Versorgungspannung und die Signalmasse überwacht den Signalbus auf das Vorliegen der Versorgungsspannung und/oder des Signalmassepotentials. Wenn die Versorgungsspannung in dem Bus detektiert wird, wird dieser sofort ausgeschaltet und ein Anzeigelicht wird eingeschaltet, um den Status anzuzeigen. Dieser Zustand wird nicht beseitigt, bis der Fehler behohen und die Stromversorgung für eine bestimmte Zeit abgeschaltet worden ist. Die Versorgungsspannung muß sofort ausgeschaltet werden, weil es möglich ist, daß der Installateur gerade eine andere Signalleitung mit der Signalmasse verbindet, in welchem Fall die Impulswandler aller mit dem Bus verbundenen Einrichtungen zerstört würden. Die Versorgungsspannung selbst wird den Bus blockieren, obwohl kein direkter Schaden entsteht.
Wenn in dem Bus das Signalmassepotential detektiert wird, wird die Versorgungsspannung und die Netzspannung sofort abgeschaltet, weil es in diesem Fall möglich ist, daß der Installateur gerade dabei ist, eine dieser Spannungen mit einem anderen Busleitung zu verbinden, was wiederum in der Zerstörung aller mit dem Bus verbundenen Einrichtungen resultieren würde. Das Vorliegen dieses Zustandes wird durch eine erleuchtete LED-Anzeige angezeigt, welche ausgeschaltet wird, nachdem der Fehler behoben ist.
Die Überwachungseinheit 10 für die Netzspannung und die Überwachungseinheit 12 für die Versorgungsspannung und die Signalmasse arbeiten kontinuierlich und reagieren sofort auf die Detektierung einer Fehlspannung in dem Bus.
Nachdem die Spannungszufuhr mit den Einrichtungen verbunden worden ist, führt die Reset-Logik 13 ein anfängliches Zurücksetzen (Signale RESET0, RESET1) des Systems durch, und die UND- Logik überprüft den Status der Überwachungseinheit 10 für die Netzspannung und der Überwachungseinheit 12 für die Signalmasse (Signale NOL, NOF und NOG), und wenn keine Fehlspannungen vorliegen, wird es der Kabelimpedanz-Prüflogik 15 freigegeben (Signal TEST), einen Impedanztest an dem Signalbus durchzuführen. Der Kabelimpedanztest wird durchgeführt, indem ein kurzer Impuls in den Bus gesendet wird und Änderungen beobachtet werden, die in dem Impuls während des durchgangs durch den Bus auftreten, dessen Enden jeweils mit einem Abschlußwiderstand R1, R2 versehen sind. Der Impulswandler, der jede Signaleinrichtung mit dem Bus verbindet, stellt praktisch einen Kurzschluß für Gleichstrom dar, während er für einen kurzen Impuls eine relativ hohe Impedanz darstellt. Wenn daher der rückkehrende Impuls innerhalb bestimmter vorgegebener Grenzwerte verbleibt, d.h. wenn die Busimpedanz innerhlab der Grenzwerte verbleibt, die einen normalen Betrieb gestatten (Signal TOK), dann wird die Steuerlogik 16 für den Leistungsschalter freigegeben, den Leistungsschalter 17 anzuschalten (Signal KOHJ).
Wenn nach einer Stromunterbrechung die von der Netzspannungsüberwachungseinrichtung 10 und der Überwachungseinrichtung 12 für das Signalmassepotential abgegebenen Signale das Vorliegen eines Fehlers anzeigen, wird kein Impedanztest durchgeführt und der Leistungsschalter 17 wird gegen das Einschalten der Spannungsversorgung gesperrt.
Der Kabelimpedanztest wird nur durchgeführt, nachdem die Spannung eingeschaltet worden ist.
Nach einer Stromunterbrechung setzt die RESET-Logik 13 zuerst die gesamte Prüf- und Schutzlogik zurück.
Der Überspannungsschutz 18 überprüft die Spannungszustände sowohl der Stromversorgungseinheit als auch der Busversorgung. Wenn z.B. die Spannung +VIN, die von der Stromversorgung zugeführt wird, zu stark ansteigt, z.B. aufgrund eines Fehlers in der Einheit oder eines Verbindungsfehlers, wird der Überspannungsschutz die Versorgungsspannung mit Masse kurzschließen, in welchem Fall die Sicherung der Versorgungsspannung auslösen wird, andererseits die Signaleinrichtungen unbeschädigt bleiben.
Im Falle des Verbindungsfehlers 2' in Fig. 1, wenn die Netzspannung mit dem +VOUT Anschluß verbunden wird, wird die Spannung an diesem Punkt beginnen anzusteigen und dieser Anstieg wird über die Diode D1 von dem Überspannungsschutz 18 wahrgenommen, welcher die Leitung mit der Signalmasse kurzschließt. In diesem Fall lösen sowohl die Versorgungsspannungssicherung und die Netzspannungssicherung aus, jedoch werden die Signaleinrichtungen intakt bleiben. Wenn die Netzspannung während der negativen Halbwelle verbunden wird, wird der Strom durch die Diode D2 fließen und die Sicherung auslösen. Auch in diesem Fall werden die Einrichtungen nicht beschädigt.
Nach dem anfänglichen Zurücksetzen wartet die Steuerlogik 16 für den Leistungsschalter die Erlaubnis (Signal TOK) der Kabel- Impledanz-Testlogik 15 ab, um den Leistungsschalter 17 einzuchalten. Wenn die Erlaubnis erhalten wird, wird der Schalter 17 zuerst für einen Zeitraum eingeschaltet, der ausreicht, um, einen kurzen Stromimpuls zu produzieren, der es den Kondensatoren in den Signaleinrichtungen erlaubt, auf einen Wert aufzuladen, der ausreichend nahe an dem Endwert liegt. Gegen Ende dieses Impulses wird ein Stromverbrauchstest durchgeführt, indem die an dem Strommeß-Widerstand R5 abgallende Spannung gemessen wird. Wenn der Strom einen Wert unter dem zulässigen Maximalwert hat, dann wird dem Leistungsschalter 17 eine kontinuierliche Steuerspannung zugeführt und eine Anzeigelampe wird eingeschaltet, um zu zeigen, daß die Versorgungspannung zu den Signaleinrichtungen eingeschaltet worden ist. Der Strom wird kontinuierlich überprüft, und wenn der Stromwert für eine bestimmte Zeit über dem erlaubten Maximum verbleibt, wird das Steuersignal für den Leistungsschalter 17 unterbrochen und eine Anzeigelampe wird eingeschaltet, um das Vorliegen einer Überlastsituation anzuzeigen.
Nach einer bestimmten zeitlichen Verzögerung wird ein neuer Versuch unternommen, den Leistungsschalter einzuschalten. Die Schaltereinheit ist derart ausgelegt, daß auch wenn der Ausgang direkt und kontinuierlich mit der Signalmasse kurzgeschlossen ist, die Einheit nicht zerstört wird.
Die Steuerlogik für den Leistungsschalter enthält ebenfalls einen sogenannten dynamischen Stromgrenzwert. Dies bedeutet, daß, wenn sich der Stromverbrauch in einer normalen Situation zu stark und zu schnell ändert, wahrscheinlich ein Kurzschluß z.B. aufgrund eines Verbindungsfehlers 7' am Ende einer langen Leitung vorliegt. In diesem Fall wird der Impulswandler direkt mit der Versorgungsspannung oder der Signalmasse verbunden. Diese Situation kann auftreten, wenn eine Signaleinrichtung mit dem Datenübertragungsnetz verbunden ist, während die Busversorgungsspannung eingeschaltet ist.
Der dynamische Stromgrenzwert wird auf einen ausreichend hohen Wert gesetzt, um eine normale verbindung einer Signaleinrichtung zu erlauben, während die Spannungen eingeschaltet sind, ohne daß der dynamische Stromgrenzwert überschritten wird.
Die zerstörerischen Auswirkungen der unterschiedlichen in Fig. 1 dargestellten Verbindungfehler können wie folgt eliminiert werden:
1' Die sicherung löst aus. Es tritt kein Schaden in der Elektronik auf.
2' Der Überspannungsschutz 18 wird aktiviert, der Sicherungen zum Auslösen bringt, während die Elektronik unbeschädigt bleibt.
3' Die Überwachungseinheit 10 für die Netzspannung detektiert das Vorliegen der Netzspannung und instruiert die Steuereinheit 11, die Netzversorgung abzuschalten, bevor irgendein Schaden auftritt. Die Versorgungsspannung wird ebenfalls ausgeschaltet, sobald der Leistungsschalter 17 ausgeschaltet wird. Obwohl kein Schaden aufgetreten ist, verhindert das Vorliegen der Netzspannung den Datenverkehr auf der Signalleitung. Es besteht die Gefahr, daß, wenn eine andere Signalleitung mit Singalmasse verbunden wird, alle mit dem Bus verbundenen Einrichtungen beschädigt würden.
4' Wenn die Versorgungsspannung mit Signalmasse verbunden wird, schaltet die Steuerlogik 16 für den Leistungsschalter beim Detektieren einer Überlast den Leistungsschalter 17 ab, wodurch ein Schaden der Elektronik verhindert wird.
5' Das Verbinden der Versorgungsspannung mit der Signalleitung aktiviert die Überwachungseinheit 12 für die Versorgungsspannung und die Signalmasse, woraufhin das Steuersignal für den Leistungsschalter 17 schnell unterbrochen wird. Das Vorliegen der Versorgungsspannung in der Signalleitung wird an sich keinen Schaden verursachen. Es ist jedoch möglich, daß eine andere Signalleitung mit der Signalmasse verbunden wird, in welchem Falle alle Einrichtungen, die mit dem Bus verbunden sind, zerstört würden.
6' Das Vorliegen des Signalmassepotentials in dem Signalbus verhindert den Datentransfer, verursacht jedoch keinen Schaden an sich. Jedoch ist es möglich, daß entweder die Netzspannung oder die Versorgungsspannung gleichzeitig mit der anderen Signalleitung verbunden ist. Aus diesem Grund werden sowohl die Versorgungsspannung als auch die Netzspannung schnell abgeschaltet.
7' Die Busverbindungen einer Signaleinrichtung können unbeabsichtigterweise mit den Stromzuführleitungen verbunden werden. Weil der Impulswandler praktisch einen Kurzschlußkreis für Gleichstrom darstellt, würde dieser zerstört. Die Steuerlogik 16 für den Leistungsschalter detektiert den Fehler und schaltet schnell den Leistungsschalter 17 aus, wodurch die Zerstörung des Impulswandlers verhindert wird.
8' Die Anschlüsse einer Signaleinrichtung für die Spannungszufuhr können unbeabsichtigterweise mit dem Signalbus verbunden werden. Dies verhindert die Datenübertragung, und die Überwachungseinheit 12 für die Versorgungsspannung und die Signalmasse erkennt die Fehlverbindung als einen Wechsel in der Impedanz und zeigt an, daß die Signalmasse mit der Signalleitung verbunden ist, woraufhin die Versorgungs- und Netzspannung schnell abgeschaltet werden.
Nachfolgend werden die in Fig. 2 dargestellten Einhieten detaillierter beschrieben.
Die in Fig. 3 dargestellte Überwachungseinheit 10 für die Netzspannung überwacht die Spannung auf dem Bus und zeigt das Vorliegen der Netzspannung durch Erleuchten eines Indikatorlichtes an und sendet die Information weiter über das NOL-Signal.
Nach einer Stromunterbrechung steigt das RESET1 Signal momentan auf die positive Spannung +V, z.B. +15 V an, wobei der Flip- Flop IC1 zurückgesetzt wird, was wiederum bewirkt, daß der NOL- Ausgang auf HIGH gesetzt wird, z.B. auf den Wert der Spannung +V, während das Indikatorlicht LD1 ausgeschaltet wird.
Wenn die Netzspannung in dem Bus auftritt, wird der Kondensator C1 über die Diode D3, die Zenerdiode D4 und den Widerstand R6 schnell auf die positive Spannung +V aufgeladen, auf welche die Kondensatorspannung über die Zenerdiode D5 begrenzt ist. Wenn die Spannung über C1 über den Wert der Spannungsteilung steigt, der durch die Widerstände R8 und R9 festgelegt wird, geht der Ausgang des Komparators IC2 auf HIGH. Dies stoppt den Stromfluß von der positiven Spannung +V durch den Widerstand R10 und die Diode D6. Hieraus resultiert, daß der SD-Eingang des Flip-Flops IC1 auf HIGH geht, wodurch das Flip-Flop gesetzt wird. Dies bewirkt, daß der NOL-Ausgang auf 0 V fällt und eine Spannung über den Widerstand R11 angelegt wird, welche einen Stromfluß durch die Anzeige LD1 bewirkt, welche daraufhin erleuchtet wird. Gleichzeitig verursacht das NOL-Signal, daß sowohl die Netz- als auch die Versorgungsspannung abgeschaltet werden.
Auch wenn die Netzspannung auf dem Bus nicht mehr anliegt, wird das NOL-Signal nicht auf die positive Spannung zurückkehren, bis die Spannung ausgeschaltet und wieder eingeschaltet wird, woraufhin das Flip-Flop IC1 durch das RESET1 Signal zurückgesetzt wird.
Die Zenerdiode D4 stellt einen Schwellwert über den die SIGNAL+ Spannung ansteigen muß, bevor der Kondensator T1 geladen werden kann. Nachdem die Netzspannung nicht mehr anliegt, wird der Kondensator langsam über den Widerstand R7 entladen. Die Zenerdiode D5 begrenzt die Maximalspannung des Komparators IC2 auf einen Wert, der sicherstellt, daß der Komparator nicht zerstört wird.
Die in Fig. 4 dargestellte Überwachungseinheit für die Versorgungsspannung und die Signalmasse überwacht den Signalbus und gibt einen Alarm, wenn entweder die Versorgungsspannung oder das Signalmassepotential auf den Bus detektiert wird. In Fig. 4 überwacht der obere Bereich der Schaltung den Bus auf das Vorliegen der Versorgungsspannung, während der untere Bereich die Überwachung des Signalmassepotentials übernimmt.
Nach einer Stromunterbrechung setzt die RESET-Logik 13 das Flip-Flop IC3 über das RESET1-Signal zurück. Das NOV-Signal an einem Ausgang des Flip-Flops steigt nun auf den Wert der positiven Spannung +V, während die Spannung an dem anderen Ausgang auf 0 V fällt. In dieser Situation fließt kein Strom durch den Widerstand R12 zu der Anzeige LD2, welche daher unbeleuchtet bleibt.
In einer normalen Situation befindet sich die positive Signalleitung 4 (SIGNAL+) auf einer positiven Spannung, z.B. um +12 V. Weil die Filterschaltung aus einem Widerstand R13 und einem Kondensator C2 besteht, wird diese Spannung an den positiven Eingang + des Komparators IC4 als Gleichspannungswert gesehen. Die Referenzspannung (z.B. +17 V), die an dem negativen Eingang - des Komparators angelegt wird, wird durch Spannungsteilung über die Widerstände R14 und R15 und die Diode D7 erhalten. Wenn die Versorgungsspannung in dem Bus auftritt, steigt die Signalspannung in der SIGNAL+ Leitung entsprechend an und der Kondensator C2 wird über den Widerstand R13 auf die gleiche Spannung aufgeladen. Sobald die Spannung über dem Kondensator C2 den Wert der Referenzspannung erreicht, geht der Ausgang des Komparators IC4 auf HIGH, so daß der Strom durch den Widerstand R16 nicht länger durch die Diode D8 fließen kann. Deshalb steigt die Spannung an dem SD-Anschluß des Flip-Flops IC3 auf den Wert der positiven Spannung +V an und das Flip-Flop wird gesetzt. Dies bedeutet, daß der Ausgang Q des Flip-Flops auf die positive Spannung +V ansteigt, wodurch ein Strom durch die Anzeige LD2 fließt, welche nun erleuchtet ist. Gleichzeitig fällt der andere Flip-Flop-Ausgang NOV von der positiven Spannung +V auf 0 V, mit dem Resultat, daß der Leistungsschalter 17 ausgeschaltet wird, wobei die Versorgungsspannung zu den Signaleinrichtungen abgeschaltet wird.
Das Anzeigelicht LD2 wird nicht gelöscht und das NOV-Signal geht nicht auf HIGH, bis der Wert SIGNAL+ zu seinem Normalwert zurückgekehrt ist und die Stromversorgung zu dem System für eine bestimmte Zeit ausgeschaltet ist, woraufhin das RESET1-Signal für eine Zeit auf die positive Spannung +V ansteigt, was zum Zurücksetzen des Flip-Flops IC3 führt. Das Anzeigelicht erlöscht dann und das NOV-Signal steigt auf die positive Spannung +V an.
In dem Abschnitt zur Überwachung des Signalmassepotentials sieht der Komparator IC5 das SIGNAL+ Signal als positive Spannung, z.B. +12 V, an seinem negativen Eingang. Weil der positive Eingang des Komparators IC5 durch eine geringere Spannung gespeist wird, z.B. 5,6 V, ist der Komparatorausgang bei 0 V. Daher fließt kein Strom durch den Widerstand R16 und das Anzeigelicht LD3 ist ausgeschaltet. Somit ist der Ausgang NOG der NAND-Schaltung IC6 auf der positiven Spannung +V.
Wenn die Signalmasse mit dem Bus verbunden wird, fällt SIGNAL+ auf 0 V und der Ausgang des Komparators IC5 steigt auf die positive Spannung +V an, weil der Ausgang und die positive Spannung +V über den Widerstand R17 verbunden sind. Hieraus resultiert, daß das Anzeigelicht LD3 erleuchtet wird und das Ausgangssignal NOG auf 0 V fällt. Aufgrund dieser Änderung wird der Leistungsschalter 17 ausgeschaltet und die Stromzufuhr zu den Signaleinrichtungen unterbrochen.
Wenn das CONT1-Signal auf die positive Spannung +V ansteigt, schaltet die Steuereinheit 11 für die Netzspannung die Netzspannungsversorgung für den Aufzugschacht ab. Sobald das Signalmassepotential von dem Bus entfernt wird, steigt SIGNAL+ wieder auf eine positive Spannung an, z.B. +12 V, das Anzeigelicht LD3 wird gelöscht, das CONT1-Signal fällt auf 0 V und das NOG-Signal steigt auf die positive Spannung +V. Die Zenerdiode D9 schützt die Signaleingänge der Verstärker IC4 und IC5.
In der in Fig. 5 dargestellten Steuerlogik für den Leistungsschalter verursachen der von der Reset-Logik 13 in Fig. 2 ausgegebene +V Impuls RESET1 und der 0 V Impuls RESET0, nachdem die Spannung eingeschaltet worden ist, daß das Flip Flop 7 zurückgesetzt wird und das Flip Flop IC8 gesetzt wird. Die Flip Flop-Ausgänge Q sind daher auf Null, wodurch der Überlastanzeiger LD4, der mit dem Ausgang Q des Flip Flops IC8 über den Widerstand R18 verbunden ist, nicht leuchtet. Der Ausgang des UND-Gatters IC9 ist auf dem Niveau 0 V, weil der Ausgang Q des Flip Flops IC 7 zurückgesetzt worden ist.
Wenn bei den anfänglichen Tests keine Fehler entdeckt worden sind, wird das TOK-Signal auf die Spannung +V ansteigen. Der Kondensator C4 beginnt über den Widerstand R19 auf den Wert +V aufgeladen zu werden und wenn die Kondensatorspannung den Schwellwert der nachgeschalteten UND-Schaltung IC10 erreicht hat, geht der Ausgang von IC10 auf HIGH. Daher wird die Spannung +V an dem D-Eingang des Flip FIops IC7 zu dessen Q-Ausgang geleitet. Das KOHJ-Signal steigt nun auf die Spannung +V an, wodurch der Leistungsschalter 17 (Fig. 2) eingeschaltet wird.
Die Anzeige LD5, welche über den Widerstand R20 mit dem Ausgang des UND-Gatters IC9 verbunden ist, zeigt den Status des Steuerungssignals für den Leistungsschalter an.
Die Signale SENSE1 und SENSE2 überwachen die Spannung über, d.h. den Strom durch den Stromerfassungswiderstand R5. SENSE1 ist mit dem Verstärker IC11 über Widerstände R21 und R22 und den Kondensator C5 verbunden und SENSE2 über die Widerstände R23 bis R26 und den Kondensator C6.
Wenn dieser Strom über das erlaubte Limit ansteigt, wird die Spannung an dem + Eingang des Verstärkers IC11 positiver als die Spannung an dem - Eingang, so daß der Wert des Signals am Verstärkerausgang ansteigen wird und beginnt, den Kondensator C7 über die Diode D10 aufzuladen, welcher zusätzlich zu dem Ausgang ebenfalls mit dem - Eingang des Verstärkers IC11 verbunden ist. Hieraus resultiert, daß der + Eingang des Verstärkers IC12 positiver wird als sein - Eingang, welcher mit dem + Eingang des Verstärkers IC11 verbunden ist. Daher wird der Strom von der positiven Spannung +V durch den Widerstand R32 nicht länger durch die Diode D11 sondern stattdessen durch die Diode D12 fließen und den Kondensator C9 aufladen. Wenn die Überlastsituation lang genug anhält, damit C9 über die Schwellwertspannung des Schmitt-Triggers IC13 aufgeladen wird, dann fällt der Trigger-Ausgang auf 0 V. Hieraus resultiert, daß der Ausgang des NAND-Schaltkreises IC14 auf 0 V fällt, der Ausgang des Verstärkers IC15 auf +V ansteigt und die Flip Flops IC7 und IC8 zurückgesetzt werden. Der Ausgang der UND-Schaltung IC14 führt die Ladung des Kondensators C4 über die Diode D13 ab, während der Ausgang der UND-Schaltung IC10 der Kondensatorspannung folgt. Sobald das Flip-Flop IC7 zurückgesetzt ist, fällt das KOHJ-Signal an dem Ausgang der UND-Schaltung IC9 auf 0 V, was zum Ausschalten des Leistungsschalters 17 führt.
Sobald der Leistungsschalter ausgeschaltet worden ist, kehrt das Ausgangssignal des Verstärkers IC12 auf 0 V zurück und der Strom, der durch den Widerstand R32 fließt, wird wiederum auf Masse geleitet. Ebenfalls wird der Kondensator C9 über den Widerstand R33 und die Diode D11 auf Masse entladen.
Die Funktion der Zeitkonstanten, die durch den Widerstand R33 und den Kondensator C9 gebildet wird, besteht darin, daß diese es dem Ausgang der UND-Schaltung IC14 ermöglicht, den Kondensator C4 über die Diode D13 zu entladen. Eine kürzere Zeitkonstante, die durch den Widerstand R32 und den Kondensator C9 gebildet wird, verhindert das Ausschalten des Leistungsschalters 17 während einer momentanen Überlastsituation.
In einer Überlastsituation wird das Flip Flop IC8 gesetzt, was dazu führt, daß die Anzeige LD4 eingeschaltet wird.
Wenn das KOHJ-Signal auf die Spannung +V ansteigt, wird eine Verzögerung beginnend von der ansteigenden Kante des Signals durch den Widerstand R34 und den Kondensator C10 gebildet. Während dieser Zeit leitet der Transistor Q1 und sein Kollektor zieht ein Ende des Widerstandes R32 auf das 0 V-Niveau. Hierdurch wird die Überlast-Überwachungsfunktion während der ersten Augenblicke beim Anschalten umgangen. Auf diese Weise wird verfahren, damit den Kondensatoren in den Signaleinrichtungen ermöglicht wird, auf die Versorgungsspannung aufgeladen zu werden, bevor die Überwachung des durchschnittlichen Stromverbrauchs aktiviert wird.
Nach der anfänglichen Verzögerung wird der Transistor Q1 ausgeschaltet und die normale Überwachung gestartet. Der Emitter und die Basis des Transistors sind über den Widerstand R35 verbunden.
Nach dem Auftreten einer Überlastsituation wird ein neuer Versuch zum Anschalten der Stromversorgung nur nach einer Zeitspanne unternommen, die von der durch den Widerstand R19 und den Kondensator C4 gebildeten Zeitkonstante bestimmt wird.
Das Stromüberwachungssystem beinhaltet einen sogenannten dynamischen Stromgrenzwert. Dies bedeutet, daß, nachdem der Leistungsschalter 17 eingeschaltet worden ist, die Überwachung des Stromverbrauchs gestartet wird. Wenn eine plötzliche Änderung ausreichender Länge des normalen Stromwerts auftritt, dann ist es möglich, daß z.B. ein Impulswandler mit der Versorgungsspannung z.B. am Ende einer langen Signalleitung verbunden worden ist, in welchem Fall der Zustand an dem Ende der Leistungseinheit nicht als direkter Kurzschluß interpretiert wird. Jedoch würde der Impulswandler mit der Zeit aufgrund Überhitzung zerstört werden. Eine Unterbrechung in der Versorgungsspannung würde dem Installateur zeigen, daß er eine falsche Verbindung während der Arbeit an dem Netz gemacht hat. Jedoch ist der Stromgrenzwert hoch genug, die Verbindung einer normalen Signaleinrichtung zu erlauben, während die Versorgungsspannung eingeschaltet ist.
Der dynamische Stromgrenzwert wird durch die Widerstände R26, R27 und R31 und die Kondensatoren C8 und C7 gebildet. Wenn der Strom plötzlich ansteigt, tritt eine der Verstärkung der zwischen den Widerständen R26 und R27 geteilten Spannung entsprechende Änderung in der Ausgangsspannung des Verstärkers IC11 auf. Die resultierende schnelle Spannungsänderung an dem Anschluß des Kondensators C8 generiert einen Strom durch den Widerstand R31 in dem Kondensator C7. Wenn die Änderung ausreichend groß ist, wird der Kondensator C7 über den Wert des - Eingangs des Verstärkers IC12 geladen. Als Ergebnis steigt die Spannung am Ausgang dieses Verstärkers auf +V. Daher wird die Steuerspannung zu dem Leistungsschalter 17 nun wie oben beschrieben abgeschaltet und der Schalter unterbricht. Wenn die Änderung gering ist, steigt die Spannung über den Kondensator C4 nicht ausreichend an und es wird nicht ausgelöst. Der Kondensator C7 wird nun über die Widerstände R29 und R30 auf Masse entladen, bis die darüber anliegende Spannung den Wert erreicht hat, der durch die Spannungsteilung des mit der Spannung +V verbundenen Widerstandes R28 und der mit Masse verbundenen Widerstände R29 und R30 vorgegeben ist.
Wenn das KOHJ-Signal wiederum auf die Spannung +V ansteigt, wird die Anzeige LD5 eingeschaltet und die Anzeige LD4 ausgeschaltet. In einer Überlastsituation wird gegensätzlich verfahren.
Der in Fig. 6 gezeigte Leistungsschalter funktioniert wie folgt: Nachdem die Versorgungsspannung angeschlossen worden ist, bewirkt die Steuerlogik 16 des Leistungsschalters (Fig. 2), daß das Steuersignal KOHJ für den Leistungsschalter auf die Spannung +V ansteigt, sofern keine Fehler von dem Überwachungssystem oder im Bus-Impedanztest festgestellt worden sind. Der Transistor Q4 erhält nun einen Basisstrom über den Widerstand R36. Sobald der Transistor Q4 anfängt zu leiten, beginnt ein Strom über den Widerstand R37 zur Basis des Transistors Q3 zu fließen, welcher wiederum beginnt zu leiten und somit der Basis des Leistungstransistors Q2 von SENSE1 eine Steuerspannung zuführt. Somit wird die Spannung +VIN des SENSE2-Signals zu dem Punkt +VOUT geleitet.
In einer Überlastsituation bewirkt die Steuerlogik 16, daß das Steuersignal für den Leistungsschalter auf 0 V abfällt, woraufhin der Transistor Q4 ausgeschaltet wird, wodurch wiederum der Transistor Q3 und konsequenterweise der Transistor Q2 ebenfalls ausgeschaltet werden.
Fig. 7 zeigt eine UND-Logik, die die Ausgänge derjenigen Einheiten überwacht, die den Bus-Status überwachen. Wenn die an den Eingängen der UND-Schaltungen IC16 und IC17 anliegenden NOL-, NOV- und NOG-Signale auf der Spannung +V liegen, ermöglicht die Logik einen Bus-Impedanztest nach einer Stromunterbrechung durch Ausgabe eines TEST-Signals von +V. Wenn während des normalen Betriebes eines der Eingangssignale auf 0 V fällt, dann fällt das TEST-Signal ebenfalls auf 0 V, wodurch die Steuerlogik 16 für den Leistungsschalter instruiert wird, den Leistungsschalter 17 auszuschalten.
Die in Fig. 8 dargestellte Überspannungsschutz-Schaltung überwacht die von der Spannungsversorgungseinheit erhaltene Spannung +VIN (und ebenfalls die Spannung am Punkt +VOUT). Wenn die Spannung zu stark ansteigt, beginnt die Spannung über den Widerstand R38 anzusteigen, wobei ein Stromfluß durch den Widerstand R39 zum Gate des Thyristors T1 initiiert wird. Sobald die Spannung ansteigt, steigt auch der Stromfluß zum Gate des Thyristors T1 an, und wenn der Strom einen bestimmten Wert erreicht, wird der Thyristor gezündet, wobei der Punkt +VIN mit Masse kurzgeschlossen wird. Der resultierende große Strom löst die Sicherung in der Stromversorgungsleitung in der Aufzugsteuertafel aus, wodurch die Zerstörung der Bus-Elektronik verhindert wird. Wenn die Netzspannung mit dem Punkt +VIN verbunden wäre, würde das oben beschriebene Zünden des Thyristors ebenfalls in dem Auslösen der Netzspannungssicherung resultieren.
In der in Fig. 9 dargestellten Netzsteuereinheit ist in einer normalen Situation das NOL-Signal über den Widerstand R40 auf der Spannung +V, während das CONT1-Signal bei 0 V liegt. Der Transistor Q5 erhält somit einen ausreichenden Basisstrom über den Widerstand R41, weil der Transistor Q6, dessen Basis mit dem CONT1-Signal über den Widerstand R42 verbunden ist, nicht leitet. Daher ist die Spannung am Kollektor des Transistors Q5 ungefähr 0 V und das Relais RE1, das parallel mit der Diode D15 verbunden ist, ist in seinem eingeschalteten Zustand. Daher verbindet der Schalter K1 die Spannung LIN mit dem Ausgang LOUT.
Wenn die Netzspannungs-Überwachungseinheit 10 die Netzspannung in dem Signalbus detektiert, fällt das NOL-Signal auf 0 Volt, wodurch der Transistor Q5 ausgeschaltet und das Relais RE1 freigelassen wird. Daher geht der Kontakt des Schalters K1 in die andere Position, wodurch die Zufuhr der Spannung LIN zum Ausgang LOUT unterbrochen wird.
In gleicher Weise wird das CONT1-Signal dazu veranlaßt, auf die Spannung +V anzusteigen, wenn die Überwachungseinheit 12 für die Versorgungsspannung und das Signalmassepotential ein Signalmassepotential auf dem Signalbus entdeckt. Der Transistor Q6 wird nun anfangen zu leiten, wodurch der Transistor Q5 daran gehindert wird, einen Basisstrom zu empfangen. Daher läßt das Relais RE1 frei und die Zufuhr der Netzspannung LIN zum Punkt LOUT ist unterbrochen.
Die Reset-Logik in Fig. 10 führt die anfängliche Rücksetzung des Systems nach einer Stromunterbrechung durch.
Weil das System einen Reset-Status umfaßt, der sowohl im 0-Status als auch im 1-Status aktiv ist, wird das Signal RESET0 für den ersteren und das Signal RESET1 für den letzteren Status benötigt.
Wenn das System mit der Elektrizitätsversorgung verbunden wird, wird der Kondensator C10 über den Widerstand R43 auf die Spannung +V aufgeladen. Im ersten Moment, wenn die Spannung über dem Kondensator C10 0 V beträgt, hat das RESET1-Signal den Wert +V für eine Zeitspanne, die von der durch den Widerstand R43 und den Kondensator C10 gebildeten Zeitkonstanten bestimmt wird. Wenn die Spannung den Spannungsschwellwert des Eingangs des Schmitt-Triggers IC18 erreicht, ändert sich das RESET1-Signal am Trigger-Ausgang auf ungefähr 0 V und verbleibt auf diesem Niveau.
Die in Fig. 11 dargestellte Kabelimpedanz-Testlogik funktioniert wie folgt: Nach einer Stromunterbrechung setzt die Reset Logik 13 (Fig. 2) das System anfänglich zurück, indem für ungefähr 1 sec das RESET0-Signal bei 0 V und das RESET1-Signal bei der Spannung +V gehalten werden. Die Flip Flops IC19 und IC20 in der Testlogik sind nun zurückgesetzt und die Q-Ausgänge der beiden sind auf 0 V. Das Anzeigelicht LD6, was über den Widerstand R44 mit dem Flip Flop-Ausgang Q verbunden ist, ist nicht erleuchtet. Der Transistor Q7 ist nicht leitend, weil durch den Widerstand R45 kein Steuerstrom zu seiner Basis fließt.
Wenn von der Überwachungseinheit 10 für die Netzspannung oder durch die Überwachungseinheit 12 für die Versorgungsspannung und das Signalmassepotential in dem Kabel keine Fehlspannungen detektiert werden, bewirkt die UND-Logik 14, daß das TEST-Signal auf die Spannung +V ansteigt. Das TEST-Signal ist mit dem Eingang D des Flip Flops IC 19 verbunden. Während das RESET1- Signal auf dem +V Pegel liegt, wird der Kondensator C11 über den Widerstand R46 und die Diode D17 auf den Wert +V aufgeladen. Wenn das RESET1-Signal auf den 0 V-Wert zurückkehrt, beginnt sich der Kondensator C11 über den Widerstand R47 auf den Wert 0 V zu entladen. Sobald die Kondensatorspannung unter den Wert der Spannung an + Eingang des Komparators IC21 fällt, der aus der +V Spannung durch Spannungsteilung über die Widerstände R48 und R49 gebildet ist, wechselt der Komparatorausgang von 0 V auf den Wert +V, mit dem Ergebnis, daß die Diode D18 aufhört zu leiten und der Takteingang CP des Flip Flops IC19, welcher an der ansteigenden Kante aktiv ist, über den Widerstand R50 auf die Spannung +V ansteigt. Wenn das TEST-Signal auf dem Spannungniveau +V liegt, steigt der Ausgang Q des Flip Flops IC19 nun auf den +V Pegel. Der Transistor Q7 empfängt somit einen Basisstrom über den Widerstand R45 und beginnt zu leiten. Daher werden die Relais RE2 und RE3 fit Strom versorgt, was bewirkt, daß der Kontakt K2 das positive Signalkabel (SIGNAL+) mit dem MOSFET Q8 und der Kontakt K3 die negative Signalleitung (SIGNAL-) mit der Signalmasse verbindet. Ein Anschluß jedes Relais RE2 und RE3 ist mit der Versorgungsspannung +VIN verbunden, und eine Diode D19 ist parallel zu den Relais geschaltet.
Wenn der Ausgang Q des Flip Flops IC19 den +V Pegel erreicht, beginnt der Kondensator C12 sich über den Widerstand R51 aufzuladen. Sobald der Eingang des Schmitt-Triggers IC22 den Triggerpegel erreicht hat, fällt sein Ausgang auf 0 V. Daher steigt die Spannung an dem mit dem Eingang des NAND-Schaltkreises IC24 verbundenen Ausgang des Schmitt-Triggers IC23, der IC22 nachgeschaltet ist, auf die Spannung +V an. Gleichzeitig beginnt der mit dem anderen Eingang der NAND-Schaltung IC24 verbundene Kondensator C13 sich über den Widerstand R52 zu entladen, welcher mit dem Schmitt-Trigger IC22 verbunden ist. Weil sich beide Eingänge der NAND-Schaltung IC24 auf dem Spannungspegel +V befinden, ändert sich dessen Ausgang auf 0 V und bleibt bei diesem Wert für eine Zeit, die durch die Zeitkonstante des Widerstandes R52 und des Kondensators C13 bestimmt wird. Wenn der Ausgang der NAND-Schaltung IC24 auf 0 V fällt, steigt der Ausgang des nachfolgenden NAND-Gatters IC25 entsprechend auf die Spannung +V und verbleibt auf diesem Wert für die gleiche Zeit, womit der MOSFET Q8 eingeschaltet wird. Die Spannung +VIN wird nun über den Widerstand R53 und den Kontakt K2 des Relais RE2 zu der positiven Leitung SIGNAL+ des Bus geleitet, dessen Last aus den Abschlußwiderständen und Impulswandlern besteht. Verbunden mit dem Ausgang der NAND-Schaltung IC24 ist ebenfalls das UND-Gatter IC26, dessen anderer Eingang durch das RESET0- Signal gespeist wird. Der Ausgang von IC26 ist mit dem CD-Eingang des Flip Flops IC19 verbunden.
Während des Vorliegens des Impulses folgen die Komparatoren IC27 und IC28 dem Signalpegel und vergleichen diesen mit Referenzwerten, die durch Spannungsteilung über die Widerstände R54 bis R56 erhalten werden. Wenn der Ausgang des NAND-Gatters IC24 auf den Pegel +V ansteigt, werden die Daten am Eingang D des Flip Flops IC29, welcher über den Widerstand R57 mit der Spannung +V verbunden ist, zum Ausgang übertragen, welcher mit der UND-Schaltung IC30 verbunden ist. Wenn die Kabelimpedanz zu niedrig ist, dann ist die Spannung an dem - Eingang des Komparators IC28 geringer als die Referenzspannung an dem + Eingang, was bewirkt, daß der Ausgangssignal des Komparators IC28 auf den Pegel +V ansteigt. Der Ausgang des Flip Flops IC29 ist nun gesetzt. Die Anzeige LD7 empfängt über den Widerstand R58 Strom und leuchtet auf. In gleicher Weise fällt der andere Ausgang des Flip Flops IC29 auf 0 V und die UND-Logik 14 verhindert die Ansteuerung des Leistungsschalters, der die Versorgungsspannung handhabt.
Wenn während des Kabelimpedanz-Testes die Spannung an dem - Eingang des Komparators IC28 die Spannung an dessen + Eingang überschreitet, wird der Komparatorausgang bei 0 V verbleiben, was bedeutet, daß kein Strom durch die Anzeige LD7 fließt, welche deshalb nicht eingeschaltet wird. In gleicher Weise verbleibt der andere Ausgang des Flip Flops IC29 auf dem Spannungspegel +V.
Der obere Komparator IC27 überprüft, ob die Busimpedanz zu hoch ist, indem der Spannungspegel des Impulses überprüft wird. Wenn der + Eingang des Komparators IC27 die Referenzspannung an dem - Eingang überschreitet, steigt der Komparator-Ausgang auf die Spannung +V, mit der er über den Widerstand R59 verbunden ist. Nach der Zeitkonstanten, die durch die Parallelschaltung des Widerstands R60 mit der Diode D20 und dem Kondensator C14 festgelegt ist, ist die Spannung am Kondensator Cl4 an dem Eingang des Schmitt-Triggers IC31 auf den Pegel seiner Schwellwertspannung gefallen. Der mit dem UND-Gatter IC32 verbundene Trigger- Ausgang geht nun auf HIGH und während und nach dem Anstieg wird das Flip Flop IC20 gesetzt, weil dessen SD-Eingang momentan die Spannung +V empfängt, wenn der Ausgang des Komparators IC27, welcher ebenfalls mit dem UND-Gatter IC32 verbunden ist, den HIGH-Status für einen Augenblick annimmt. Deshalb fließt ein Strom durch den Widerstand R44 und die Anzeige LD6, welche nun erleuchtet wird. Gleichzeitig fällt die Spannung am anderen Ausgang des Flip Flops IC20, welcher mit dem UND-Gatter IC30 verbunden ist, auf 0 V. Hieraus resultiert, daß die Steuerspannung für den Leistungsschalter mittels des TOK-Signals abgeschaltet wird, welches von dem Ausgang des UND-Gatters IC33 erhalten wird, dessen Eingänge von dem TEST-Signal und dem Ausgang des UND-Gatters IC30 gespeist werden.
Wenn die Flip Flops während des Testes gesetzt werden, bedeutet dies, daß die Busimpedanz entweder zu hoch oder zu niedrig ist, und das einem Fehler entsprechende Anzeigelicht bleibt erleuchtet. Nachdem der Fehler beseitigt worden ist, muß der Strom wieder abgeschaltet werden, damit die Anzeigelichter gelöscht werden und die Ansteuerung des Leistungsschalters 17 ermöglicht wird.
Die Fig. 12a bis 121 zeigen Impulsdiagramme für die in Fig. 11 dargestellte Kabelimpedanz-Testlogik. Die horizontale Achse stellt die Zeit t dar. Fig. 12a zeigt das RESET1-Signal und Fig. 12b das RESET0-Signal. Fig. 12c zeigt das TEST-Signal. Fig. 12d zeigt den CP-Eingang des Flip Flops IC19. Fig. 12e zeigt die Signalsteuerrelais RE2 und RE3. Fig. 12f zeigt den Testimpuls am Ausgang des NAND-Gatters IC25. Fig. 12g zeigt den Ausgang des Schmitt-Triggers IC31. Fig. 12h zeigt den Testimpuls, wenn eine korrekte Kabelimpedanz vorliegt. Zusätzlich zeigen die gebrochenen Linien in den Fig. 12h, 12i und 12k die oberen und unteren Referenzwerte. Fig. 12i zeigt den Testimpuls und Fig. 12j den Q-Ausgang des Flip-Flops IC20, wenn die Kabelimpedanz zu gering ist. Fig. 12k zeigt den Testimpuls und Fig. 121 den Q-Ausgang des Flip Flops IC29, wenn die Kabelimpedanz zu hoch ist.
Es ist für den Fachmann offensichtlich, daß unterschiedliche Ausführungsformen der Erfindung nicht auf das oben beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt sind, sondern innerhalb des Schutzbereichs der nachfolgenden Ansprüche variieren können.

Claims

1. Verfahren für den Schutz eines Datenübertragungsnetzes, das aus einem mit Abschlußwiderständen (R1, R2) versehenen Signalbus (4,5) und aus Signaleinrichtungen (6,7) besteht, die mit dem Bus verbunden sind, wobei zum Schutz des Netzes die Spannung in dem Bus überwacht wird,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Bus über Widerstände (R3, R4) mit Masse und mit einer Versorgungsspannung (+VIN) verbunden ist,

daß die Impedanz des Netzes durch Absenden eines Test-Impulses in den Bus überprüft wird,

daß der Impedanztest des Bus nur durchgeführt wird, nachdem sichergestellt worden ist, daß keine Fehlspannungen auf dem Bus präsent sind, und

daß die Stromzufuhr von der Versorgungsspannung (+VIN) zumindest zu den Signaleinrichtungen verhindert wird, wenn entweder die Spannung oder die Impedanz oder beide einen zulässigen Bereich überschreiten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß falls in einer Fehlersituation die Netzspannung (LIN) und/oder die Signalmasse (GND) mit dem Bus verbunden ist, ebenfalls die Netzspannungszufuhr zu den elektrischen Komponenten eines Aufzugs verhindert wird.

3. Vorrichtung zum Schutz eines Datenübertragungsnetzes, bestehend aus einem Signalbus (4,5) und mit dem Bus verbundenen Signaleinrichtungen (6,7), wobei eine Überwachungseinheit (10,12) zur Überwachung der Spannung in dem Bus vorgesehen ist, um das Netz zu schützen,

dadurch gekennzeichnet,

daß Widerstände (R3, R4) vorgesehen sind, um den Bus mit der Versorgungsspannung (+VIN) und der Signalmasse (GND) zu verbinden,

daß die Überwachungseinheit als Überwachungseinheiten (10,12) für die Versorgungsspannung und das Signalmassepotential vorgesehen sind,

daß eine Impedanzprüfeinrichtung (15) vorgesehen ist, um einen Impedanztest des Bus nur dann durchzuführen, nachdem die Überwachungseinheiten (10,12) für die Versorgungsspannung und das Signalmassepotential festgestellt haben, daß keine Fehlspannungen auf dem Bus präsent sind, und

daß ein von einer Leistungsschalter-Steuerungslogik (16) angesteuerter Leistungsschalter (17) in der Weise vorgesehen ist, daß die Elektrizitätszufuhr von der Versorgungsspannung (+VIN) zumindest zu den Signaleinrichtungen verhindert wird, wenn entweder die Spannung oder die Impedanz oder beide einen zulässigen Bereich überschreiten.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Netzsteuereinheit (11) enthält, welche die Zufuhr der Netzspannung in einer Fehlersituation verhindert, in der die Netzspannung (LIN) und/oder die Signalmasse (GND) mit dem Bus verbunden sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (R3,R4) im wesentlichen gleich sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Einheit (14) umfaßt, die den Zustand der Netzspannung und der Überwachungseinheiten (10,12) für die Versorgungsspannung und das Signalmassepotential überprüft, und, wenn die Busspannung innerhalb der zulässigen Grenzen liegt, die Kabelimpedanz-Prüfeinrichtung (15) instruiert, die Impedanz des Bus zu messen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Reset-Einheit (13) umfaßt, um die logischen Elemente (IC1, IC3, IC8, IC20, IC29) zurückzusetzen, nachdem der Strom eingeschaltet worden ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Überspannungsschutz (18) enthält, der die Signaleinrichtungen gegen Spannungen mit einem übermäßigen Absolutwert schützt, die in der Versorgungsspannung (+VIN) auftreten.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zumindest einen Widerstand (R5) zur Strommessung aufweist, dessen Abgriffspannung, welche Spannung proportional zu dem Stromfluß durch den Widerstand ist, als Basis dient, auf welcher die Leistungsschalter-Steuereinheit (16) den Leistungsschalter (17) in der Weise ansteuert, daß, wenn diese Spannung innerhalb der zulässigen Grenzen liegt, der Leistungsschalter (17) kontinuierlich leitet, und wenn die Spannung den zulässigen Wert zumindest eine bestimmte Zeit überschreitet, der Leistungsschalter (17) die Leitung unterbricht.

10. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsschalter-Steuereinheit Komponenten (R26 bis R31, C8, C7) umfaßt, um einen dynamischen Stromgrenzwert zu bilden, welche Komponenten dazu dienen, den Leistungsschalter (17) auszuschalten, wenn der Strom stärker ansteigt als der gesetzte Grenzwert.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mit Anzeigelichtern (LD1 bis LD7) versehen ist, um das Vorliegen von Fehlersituationen anzuzeigen.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Überwachungseinheiten (10,12) für die Netzspannung und Versorgungsspannung Verzögerungsschaltungen (R6, C1, R13, C2) aufweisen, durch welche ein Busspannungssignal zu einem Komparator (IC2, IC4) geleitet wird, der die Spannung mit einem Referenzwert vergleicht, wenn entweder die den Signaleinrichtungen zugeführte Versorgungsspannung (+VIN) oder die Netzspannung (LIN) in einer Fehlersituation mit dem Bus verbunden wird.