EP0552619A2 - Meldungserfassungsschaltung für ein Meldesignal - Google Patents

Meldungserfassungsschaltung für ein Meldesignal Download PDF

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EP0552619A2
EP0552619A2 EP93100224A EP93100224A EP0552619A2 EP 0552619 A2 EP0552619 A2 EP 0552619A2 EP 93100224 A EP93100224 A EP 93100224A EP 93100224 A EP93100224 A EP 93100224A EP 0552619 A2 EP0552619 A2 EP 0552619A2
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signal
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signaling
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circuit according
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/16—Indicators for switching condition, e.g. "on" or "off"
    • H01H9/167—Circuits for remote indication

Definitions

  • the invention relates to a message detection circuit for a signal that can be generated by a signaling contact.
  • the invention has for its object to provide a detection circuit in which the above disadvantages are avoided.
  • a signal formed by the signaling contact which is unclear due to ambiguous switching states at the signaling contact, is converted into a unique signaling signal.
  • Unclear switching states at the signaling contact can result, for example, from aging and the formation of leakage resistances arise at the signaling contact.
  • the comparison circuit can be designed in the manner of a measuring bridge, the signaling contact being located in a path of a resistance measuring bridge.
  • the signaling contact is connected to a DC voltage source and the reference signal is a DC signal.
  • the DC signal can be generated by the DC voltage source. This results in a particularly simple design of the detection circuit.
  • the signal and further signals formed by further signaling contacts are routed to a multiplexer circuit, the output of which is connected to the signal input of the comparison circuit. In this way, the complexity of the circuitry can be greatly reduced. Common processing is provided for all channels of the detection circuit. The parallel structure of the registration is reduced to a series structure.
  • the DC signal can also be routed to a channel of the multiplexer circuit and serve as an information signal. On the one hand, the DC signal can serve as an information pulse within the signal telegram formed by the multiplexer. On the other hand, it can also serve as information as to whether the voltage supply required for the signaling contact, i.e. the direct signal, is present at all.
  • the multiplexer circuit can be followed by a potential isolator, which is led to a control and processing device. Compared to previous versions, only one potential isolator needs to be provided for all signaling channels in this way. This drastically reduces the number of optocouplers used. A failure of the potential isolator can also be detected at the same time by scanning the DC signal.
  • a synchronization signal can be passed from the control and processing device to the multiplexer circuit via the first or a second potential isolating element. This also enables a synchronized detection of the alarm signals.
  • the detection circuit is preferably designed as a module, in particular as a digital input module of a signaling system or a programmable control device.
  • the control and processing device preferably has a processor.
  • the 1 shows a detection circuit 1a for a signaling channel a.
  • the signaling channel a has a signaling contact 3a, which is connected to a DC voltage source 5.
  • the area A can be assigned to a system, in particular a switchgear of a power supply network, in which a predetermined event or information is to be recorded by means of the signaling contact 3a.
  • the area B can be at a central point, separate from the location of the message acquisition, e.g. be arranged in a control room.
  • C denotes an interface which is designed, for example, as a distribution distributor.
  • a signal generated by the signaling contact 3a is fed to an input of a comparator 7.
  • a second entrance to the Comparator 7 is supplied with a reference signal.
  • the reference signal is generated by a voltage divider 9 formed by resistors. This can be supplied by a voltage supply 11 or alternatively also directly by the DC voltage source 5.
  • the signal of the signaling contact 3a can be routed to the comparator 7 via a network 13a.
  • the network 13a essentially comprises a voltage divider and / or an RC element.
  • Additional signaling contacts 3b to 3n with respective networks 13b to 13n can be provided to form a plurality of signaling channels a to n.
  • 7 switching elements 15a to 15n are arranged between the networks 13a to 13n and the input of the comparator and are cyclically switched through by a control unit 17.
  • the switching elements 15a to 15n together with the control unit 17 form a multiplexer circuit. In this way, only one comparator 7 needs to be used for n signaling channels.
  • message channel b is used to include the message voltage in the message processing. This also provides information as to whether the signaling voltage is present. It goes without saying, of course, that the other devices of the detection circuit are supplied by an energy supply that operates independently of the DC voltage source 5.
  • a comparator 7 is followed by a driver 19 which is connected to an optocoupler 21 serving as a potential isolator.
  • the optocoupler 21 separates the potential of the detection circuit 1 a which may be subject to interference signals from the potential of the further processing devices.
  • the optocoupler 21 is on the output side with a Control and processing device 23 connected, which carries out the further processing of the received signal signals.
  • the control and processing device 23 preferably has a processor 24.
  • the control and processing device 23 receives a telegram-like signal by converting parallel signal signals into a serial signal as shown. For synchronization, the control and processing device 23 can transmit a synchronization signal to the multiplexer circuit. This is preferably done via a second optocoupler 25.
  • the two optocouplers 21 and 25 can also be formed by a common component.
  • control and processing device 23 can have an output 27, which can be designed, for example, as a serial interface or as a bus connection within a higher-level control system.
  • the detection circuit 1 a can preferably be designed as an input module 29, in particular as a digital input module of a processor system.
  • Such assemblies usually have, for example, 16 or 32 signaling channels. It is used particularly in control and signaling devices for medium and high voltage systems.

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Abstract

Um die bei Meldekontakten (3a bis 3n) auftretenden Leckwiderstände zu berücksichtigen, wird vorgeschlagen, das von einem Meldekontakt (3a bis 3n) gebildete Signal zusammen mit einem Referenzsignal auf eine Vergleichsschaltung (7) zu führen. Der Ausgang der Vergleichsschaltung (7) führt dann ein Signal, das dem Schaltzustand des Meldekontaktes (3a bis 3n) entspricht. Bevorzugt sind die Signale mehrerer Meldekontakte (3a bis 3n) auf eine Multiplexerschaltung (15,17) geführt, deren Ausgangssignal auf die Vergleichsschaltung (7) geführt ist. In einer weiteren Ausgestaltung ist das Ausgangssignal der Vergleichsschaltung (7) über ein Potentialtrennglied (21) auf eine Steuer- und Verarbeitungseinrichtung (23) mit Prozessor geführt. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Meldungserfassungsschaltung für ein von einem Meldekontakt erzeugbares Signal.
  • In der Steuerungstechnik ist es bekannt, die von Meldekontakten erzeugten Meldesignale einer Erfassungsschaltung zuzuführen. Eine derartige Erfassungsschaltung kann in einem einfachen Fall aus einem selbsthaltenden Relais bestehen. Bei heutigen Lösungen wird üblicherweise je Meldekontakt ein Optokoppler vorgesehen, der gleichzeitig eine Potentialtrennstelle bildet.
  • Bei derartigen Erfassungsschaltungen besteht das Problem, daß im Falle von Leckwiderständen an den Meldekontakten nicht eindeutige Meldesignale anstehen. Eine eindeutige Erfassung einer Meldung ist daher nicht möglich. Darüber hinaus sind übliche Erfassungsschaltungen bauteileaufwendig, da der Bauteilaufwand proportional den Erfassungskanälen ist. Die hohe Anzahl von Bauteilen verursacht auch eine relativ schlechte MTBF.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Erfassungsschaltung anzugeben, bei der die obengenannten Nachteile vermieden werden.
  • Die Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen den Anspruchs 1. Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird ein vom Meldekontakt gebildetes Signal, das aufgrund von nicht eindeutigen Schaltzuständen am Meldekontakt unklar ist, in ein eindeutiges Meldesignal überführt. Unklare Schaltzustände am Meldekontakt können z.B. durch Alterung und Bildung von Leckwiderständen am Meldekontakt entstehen. Die Vergleichsschaltung kann nach Art einer Meßbrücke ausgebildet sein, wobei der Meldekontakt in einem Pfad einer Widerstandsmeßbrücke liegt.
  • Es ist günstig, wenn der Meldekontakt mit einer Gleichspannungsquelle verbunden und das Referenzsignal ein Gleichsignal ist. Das Gleichsignal kann dabei von der Gleichspannungsquelle erzeugt werden. Auf diese Weise ergibt sich eine besonders einfache Ausbildung der Erfassungsschaltung.
  • Es ist günstig, wenn das Signal und weitere von weiteren Meldekontakten gebildete Signale auf eine Multiplexerschaltung geführt sind, deren Ausgang mit dem Signaleingang der Vergleichsschaltung verbunden ist. Auf diese Weise kann der schaltungstechnische Aufwand stark reduziert werden. Für alle Kanäle der Erfassungsschaltung ist eine gemeinsame Verarbeitung vorgesehen. Die Parallelstruktur der Meldeerfassung wird auf eine Serienstruktur reduziert. Dabei kann das Gleichsignal ebenfalls auf einen Kanal der Multiplexerschaltung geführt sein und als Informationssignal dienen. Einerseits kann das das Gleichsignal als Informationsimpuls innerhalb des vom Multiplexer gebildeten Signaltelegramms dienen. Andererseits kann es auch als Information dafür dienen, ob die für den Meldekontakt erforderliche Spannungsversorgung, also das Gleichsignal, überhaupt vorhanden ist.
  • Der Multiplexerschaltung kann ein Potentialtrennglied nachgeschaltet sein, das auf eine Steuer- und Verarbeitungseinrichtung geführt ist. Gegenüber früheren Ausführungen braucht auf diese Weise nur noch ein Potentialtrennglied für alle Meldekanäle vorgesehen werden. Dadurch wird die Anzahl der dabei verwendeten Optokoppler drastisch reduziert. Mittels der Abtastung des Gleichsignals kann auch gleichzeitig ein Ausfall des Potentialtrenngliedes erkannt werden.
  • Von der Steuer- und Verarbeitungseinrichtung kann ein Synchronisiersignal über das erste oder ein zweites Potentialtrennglied an die Multiplexerschaltung geführt sein. Dadurch ist auch ein synchronisiertes Erfassen der Meldesignale möglich. Bevorzugt ist die Erfassungsschaltung als Baugruppe, insbesondere als Digitaleingabebaugruppe eines Meldesystems oder einer programmierbaren Steuereinrichtung ausgebildet. Die Steuer- und Verarbeitungseinrichtung weist dazu bevorzugt einen Prozessor auf.
  • Durch die erfindungsgemäße Lösung kann die Parallelstruktur der Meldeerfassung durch eine serielle ersetzt werden. Auf dem Potential des Meldesignals befindet sich die Multiplexerschaltung mit einem Steuerwerk. Die Schaltzustandsinformationen der Meldekontakte werden nach ihrer Auswertung im Vergleicher seriell über ein einziges Potentialtrennglied zum Prozessor übermittelt. Bevorzugt kann dabei der Prozessor zu jedem Abtastintervall der Multiplexerschaltung einen Synchronisierimpuls an das Steuerwerk geben. Es braucht also keine Kanalinformation für eine Weiterverarbeitung der einzelnen Meldekanäle übertragen werden. Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erzielt:
    • Es wird eine verbesserte Signalerfassung erzielt.
    • Die Signalerfassung berücksichtigt Qualitätsmängel an den Meldekontakten.
    • Die Anzahl der verwendeten Bauteile wird reduziert.
    • Die gesamte Signalerfassung ist praktisch auf einem Potential und erlaubt Dickschichttechnik sowie einen ASIC.
    • Die Anzahl der Optokoppler ist drastisch reduziert, beispielsweise bei einer 16er Wurzelung von 16 auf 2. Die wenigen verbleibenden Optokoppler werden nur mit relativ kleiner Einschaltdauer betrieben und haben als Folge geringerer Sperrschichttemperatur eine bessere MTBF.
  • Bei jenem Impuls, bei dem die Meldekontakt-Versorungsspannung abgetastet wird, muß ein Impuls zum Prozessor kommen. Der Ausfall eines Optokopplers kann damit erkannt werden. Dank der Einbeziehung der vollen Meldspannung in die Erfassung ist die Kennlinienstreuung des Optokopplerkanales eliminiert. Dadurch läßt sich auch die Anzahl der verschiedenen Spannungsausführungen und Polaritäten reduzieren. Im günstigsten Fall kann eine einzige Baugruppe für alle möglichen Spannungs- und Polaritätskombinationen verwendet werden. Im übrigen kann durch die gute Linearität und Reproduzierbarkeit der Erfassungskennlinien die Verzögerung des Gehens einer Meldung infolge von Leitungskapazitäten durch eine mehrfache Erfassung bei unterschiedlichen Schwellen berechnet werden. Die Genauigkeit der Erfassung wird dadurch zusätzlich erhöht.
  • Die Erfindung und weitere Vorteile werden nachfolgend beispielhaft anhand eines Ausführungsbeispieles und der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
    • FIG 1 eine Erfassungsschaltung.
  • In der FIG 1 ist eine Erfassungsschaltung 1a für einen Meldekanal a gezeigt. Der Meldekanal a weist einen Meldekontakt 3a auf, welcher mit einer Gleichspannungsquelle 5 verbunden ist. Der Bereich A kann dabei einer Anlage, insbesondere einer Schaltanlage eines Energieversorgungsnetzes, zugeordnet sein, in der ein vorgegebenes Ereignis oder eine Information mittels des Meldekontaktes 3a erfaßt werden soll. Der Bereich B kann dabei an einer zentralen Stelle, getrennt von dem Ort der Meldungserfassung, z.B. in einer Steuerwarte angeordnet sein. Mit C ist eine Schnittstelle bezeichnet, die beispielsweise als Rangierverteiler ausgebildet ist.
  • Ein vom Meldekontakt 3a erzeugtes Signal wird auf einen Eingang eines Vergleichers 7 geführt. Ein zweiter Eingang des Vergleichers 7 ist dabei mit einem Referenzsignal beaufschlagt. Das Referenzsignal wird von einem von Widerständen gebildeten Spannungsteiler 9 erzeugt. Dieser kann von einer Spannungsversorgung 11 oder alternativ auch direkt von der Gleichspannungsquelle 5 versorgt sein. Zur Anpassung sowie zur Verbesserung des Erfassungsverhaltens kann das Signal des Meldekontaktes 3a über ein Netzwerk 13a auf den Vergleicher 7 geführt sein. Das Netzwerk 13a umfaßt dabei im wesentlichen einen Spannungsteiler und/oder ein RC-Glied.
  • Zur Bildung von mehreren Meldekanälen a bis n können zusätzliche Meldekontakte 3b bis 3n mit jeweiligen Netzwerken 13b bis 13n vorgesehen werden. Dabei werden zwischen den Netzwerken 13a bis 13n und dem Eingang des Vergleichers 7 Schaltglieder 15a bis 15n angeordnet, die von einem Steuerwerk 17 zyklisch durchgeschaltet werden. Die Schaltglieder 15a bis 15n bilden zusammen mit dem Steuerwerk 17 eine Multiplexerschaltung. Auf diese Weise braucht nur ein Vergleicher 7 für n Meldekanäle verwendet zu werden.
  • Im vorliegenden Beispiel wird der Meldekanal b dazu verwendet, die Meldespannung mit in die Meldungsverarbeitung einzubeziehen. Dadurch liegt auch eine Information vor, ob die Meldespannung vorhanden ist. Dazu gilt natürlich selbstverständlich, daß die übrigen Einrichtungen der Erfassungsschaltung von einer unabhängig von der Gleichspannungsquelle 5 arbeitenden Energieversorgung versorgt sind.
  • Dem Vergleicher 7 ist ein Treiber 19 nachgeschaltet, der auf einen als Potentialtrennglied dienenden Optokoppler 21 geschaltet ist. Der Optokoppler 21 trennt dabei das unter Umständen mit Störsignalen beaufschlagte Potential der Erfassungsschaltung 1a von dem Potential der weiterverarbeitenden Einrichtungen. Der Optokoppler 21 ist ausgangsseitig mit einer Steuer- und Verarbeitungseinrichtung 23 verbunden, die die Weiterverarbeitung der empfangenen Meldesignale vorrimmt. Die Steuer-und Verarbeitungseinrichtung 23 weist dabei bevorzugt einen Prozessor 24 auf. Durch die aufgezeigte Umsetzung von parallelen Meldesignalen in ein serielles Signal empfängt die Steuer-und Verarbeitungseinrichtung 23 ein telegrammähnliches Signal. Zur Synchronisierung kann von der Steuer- und Verarbeitungseinrichtung 23 ein Synchronisiersignal an die Multiplexerschaltung gegeben werden. Dieses erfolgt bevorzugt über einen zweiten Optokoppler 25. Gegebenenfalls können jedoch die zwei Optokoppler 21 und 25 auch von einem gemeinsamen Bauteil gebildet sein.
  • Selbstverständlich kann für eine weitergehende Signalverarbeitung oder Auswertung die Steuer- und Verarbeitungseinrichtung 23 einen Ausgang 27 aufweisen, der beispielsweise als serielle Schnittstelle oder auch als Busverbindung innerhalb eines übergeordneten Steuerungssystems ausgebildet sein kann.
  • Bevorzugt kann die Erfassungsschaltung 1a mit ihren wahlweise möglichen Ausgestaltungen als Eingabebaugruppe 29, insbesondere als Digital-Eingabebaugruppe eines Prozessorsystems ausgebildet sein. Üblicherweise weisen derartige Baugruppen beispielsweise 16 oder 32 Meldekanäle auf. Der Einsatz findet insbesondere in Steuer- und Meldeeinrichtungen für Mittel- und Hochspannungsanlagen statt.

Claims (8)

  1. Meldungserfassungsschaltung für ein von einem Meldekontakt (3a) erzeugbares Signal, wobei zur Berücksichtigung eines Leckwiderstandes am Meldekontakt (3a) das Signal und ein Referenzsignal auf eine Vergleichsschaltung (7) geführt sind, die beim Abweichen des Signales um einen vorgegebenen Wert vom Referenzsignal ein Meldesignal erzeugt.
  2. Meldungserfassungsschaltung nach Anspruch 1, wobei der Meldekontakt (3a) mit einer Gleichquelle (5) verbunden ist und das Referenzsignal ein Gleichsignal ist.
  3. Erfassungsschaltung nach Anspruch 2, wobei das Gleichsignal von der Gleichquelle (5) erzeugt wird.
  4. Erfassungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Signal und weitere von weiteren Meldekontakten (3b bis 3n) bildbare Signale auf eine Multiplexerschaltung (15,17) geführt sind, deren Ausgang mit dem Signaleingang der Vergleicherschaltung (7) verbunden ist.
  5. Erfassungsschaltung nach Anspruch 4, wobei das Gleichsignal auf einen Kanal der Multiplexerschaltung (15,17) geführt ist und als Informationssignal dient.
  6. Erfassungsschaltung nach Anspruch 5, wobei der Multiplexerschaltung (15,17) ein Potentialtrennglied (21) nachgeschaltet ist, das auf eine Steuer- und Verarbeitungseinrichtung (23) geführt ist.
  7. Erfassungsschaltung nach Anspruch 6, wobei ein Synchronisiersignal von der Steuer- und Verarbeitungseinrichtung (23) über das erste oder ein zweites Potentialtrennglied (21) an die Multiplexerschaltung (15,17) geführt ist.
  8. Erfassungsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die als Baugruppe, insbesondere als Digitaleingabebaugruppe eines Meldesystems, ausgebildet ist.
EP93100224A 1992-01-22 1993-01-08 Meldungserfassungsschaltung für ein Meldesignal Expired - Lifetime EP0552619B1 (de)

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EP0552619B1 (de) 1997-07-30
ATE156297T1 (de) 1997-08-15
EP0552619A3 (en) 1993-12-15
DE59306987D1 (de) 1997-09-04
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