Schaltungsanordnung zur Störmeldung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Störmeldung, umfassend einen Signalgeber zur Abgabe von Fehlersignalen, eine Störmeldeleitung, die mit einem Störmeldeauswertegerät verbunden ist, einen Koppler zur galvanischen Trennung der Störmeldeleitung von dem Signalgeber und eine Stromversorgung zur Bereitstellung einer Betriebsspannung für den Koppler.
Es ist bekannt, Relais- oder Optokoppler zu benutzen, um bei einem auftretenden Fehler eine Meldung auf der Störmeldeleitung zu geben. Solche Koppler dienen auch dazu, die galvanische Trennung verschiedener Teile der
Schaltungsanordnung durchzuführen. Bei Optokopplern wird unbedingt eine funktionsfähige Spannungsversorgung benötigt. Bei diesem vorbekannten Stand der Technik wird die Fehlermeldung als ein statisches Signal auf die Störmeldeleitung gegeben, d. h. das Potential der
Störmeldeleitung wird im Falle eines auftretenden Fehlers zwischen einem ersten Wert und einem zweiten Wert gewechselt und verbleibt für die Dauer des Fehlers auf diesem zweiten Wert. Nachteilig ist dabei, dass die Fehlermeldung keine Aussage über die Art des Fehlers erlaubt, so dass es nicht möglich war zu beurteilen, ob es ein schwerwiegender Fehler ist und worin der Grund für das Auftreten des Fehlers liegen könnte.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Schaltungsanordnung zur Störmeldung zu schaffen, der die
geschilderten Mängel nicht anhaftet, und die insbesondere den Ausfall der Betriebsspannung des Kopplers signalisiert.
Die gestellte Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung zur Störmeldung der eingangs angegebenen Art dadurch gelöst, dass zwischen Koppler und Störmeldeleitung eine Verbindungsschaltung vorgesehen ist, die bei unzureichender Betriebsspannung des Kopplers die Störmeldeleitung auf ein vorbestimmtes Potential, das Störmeldepotential, legt und dass die Verbindungsschaltung ferner von dem Koppler derart steuerbar ist, dass, wenn der Signalgeber ein Fehlersignal abgibt, die Verbindungsschaltung das Fehlersignal auf die Störmeldeleitung legt.
Im Einzelnen weist die Verbindungsschaltung einen Junction- Feldeffekttransistor (J-FET) auf, der normalerweise leitet und dessen Steuergate mit dem gesteuerten Zweig des Kopplers verbunden ist, um bei Abgabe eines den Koppler steuernden, positiven Signals mehr oder weniger in den gesperrten Zustand gebracht zu werden. Im Allgemeinen wird der Schaltbetrieb des J-FET bevorzugt. Dies bedeutet, dass der Ausgang des J-FET, der in Reihe mit einem Stromzuführungswiderstand und einem Massezuführungswiderstand liegt, entweder auf Betriebsspannung gezogen wird (es liegt keine Störung vor) oder auf Massepotential gezogen wird (es liegt eine Störung vor) .
Die Verbindungsschaltung wird vorzugsweise mit einem mehrere Leitungen aufweisenden Bus zusammengesteckt, der neben der Betriebsspannungsleitung und der Störmeldeleitung noch eine Masseleitung und gegebenenfalls eine Sammelalarmleitung umfasst.
Die Schaltungsanordnung kann auch ein
Fehlersignalisierungsgerät umfassen, welches beim Auftreten eines Fehlers ein optisches und/oder akustisches Signal abgibt. Das Fehlersignalisierungsgerät kann dem Störmeldeauswertegerät oder der Sammelalarmleitung zugeordnet werden.
Der Signalgeber kann dafür programmiert sein, die Art des auftretenden Fehlers in dem Fehlersignal zu kodieren. Darüber hinaus ist die Schaltungsanordnung zur Störmeldung in der Lage, eine unzureichende Betriebsspannung des Kopplers zu melden. Diese beiden Arten von Defekten werden von dem Störmeldeauswertegerät als solche erkannt und gegebenenfalls gespeichert, um dem Monteur einen Hinweis auf die Ursache des Defekts zu geben und damit die Reparaturzeit zu verkürzen.
Ein Äusführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der
Zeichnung beschrieben.
Die Hauptbestandteile der Schaltungsanordnung zur
Störmeldung sind folgende:
Ein Signalgeber 1 zur Abgabe von Fehlersignalen, ein
Optokoppler 2, eine Verbindungsschaltung 3, ein T-Bus 4, eine Betriebsspannungsquelle 5 als Stromversorgung, ein
Störmeldeauswertegerät 6 und ein Fehlersignalisierungsgerät
7.
Der Signalgeber 1 enthält eine sogenannte Sammelschiene mit daran angeschlossenen Überwachungsmodulen zur Feststellung einzelner Fehler des Systems, das der Signalgeber 1 überwachen soll. Die Überwachungsmodule können für die Feststellung interner Fehler in diversen Baugruppen des Systems ausgebildet sein, beispielsweise Verpolung, Netzausfall, Unterbrechung, Kurzschluss, Aderbruch, und es
ist auch möglich, das Überschreiten oder Unterschreiten eines Messwertes festzustellen. Als Bauweisen der Überwachungsmodule kommen Namur-Schalter, Ventiltrenner, Eingangs- und Speisetrenner in Betracht. Der Signalgeber 1 kann einen nicht dargestellten Computer umfassen, um digitale Daten als kodierte Fehlersignale bereitzustellen. Wenn eine Baugruppe in dem überwachten System komplett ausfällt, veranlasst das betreffende Überwachungsmodul den Signalgeber 1, das Potential „Low" abzugeben. Stellt das Überwachungsmodul einen Leitungsfehler im System fest, wird die Aύssendung eines entsprechend kodierten Fehlersignals z. B. mit 1 kHz Takt veranlasst. Stellt das Überwachungsmodul einen internen Fehler in einer der Baugruppen fest, wird die Aussendung eines entsprechend kodierten Fehlersignals z. B. mit 2 kHz Takt veranlasst. Wenn Blinksignale erzeugt werden sollen, kommen kodierte Fehlersignale mit z. B. 1,2 Hz und 2,4 Hz in Betracht. Jedem Fehlertyp kann so ein passendes Fehlersignal zugeordnet werden, wobei neben der Frequenz auch die Spannungshöhe oder Stromstärke sowie das Tastverhältnis Ti/Tp ( (i = ein, p = Pause) maßgeblich sind.
Die Fehlersignale werden über die Ausgangsleitung des Signalgebers 1, die einen Widerstand Ri enthält, an den Eingangszweig des Kopplers 2 geliefert. Dieser enthält eine Leuchtdiode D2 im Eingangszweig und einen auf Licht ansprechenden Transistor T2 im Ausgangszweig. Dieser Ausgangszweig wird von der Betriebsspannungsquelle 5 mit Strom versorgt, der über einen Widerstand R2 nach Masse abfließt. In Abhängigkeit vom Leuchten der Diode D2 bildet der Widerstand T2 einen kleineren oder größeren Stromwiderstand, so dass am Ausgang A2 des Transistors T2 sich ein Potential nahe der Betriebsspannung oder nahe Massepotential einstellt, wenn der Transistor T2, wie gewöhnlich, als Schalter betrieben wird.
Die Verbindungsschaltung 3 umfasst einen Junction- Feldeffekttransistor J3, der mit der
Betriebsspannungsquelle 5 über einen Widerstand R3 und eine Diode D3 sowie über einen Widerstand R4 mit Masse verbunden ist. Die Steuerelektrode des J-FET J3 steht mit dem Ausgang A2 des Kopplers 2 in leitender Verbindung, wodurch der J- FET J3 im Takte des Signals bei A2 gesteuert wird. Der J- FET J3 ist selbstleitend und als Open-Kollektor-Ausgang auf den T-Bus 4 geschaltet.
Die Verbindungsschaltung 3 weist einen Schaltungspunkt A3 auf, der mit dem Störmeldeauswertegerät 6 verbunden ist. Hierzu wird die Busfuß Pin 3 genannte Ader des T-Bus 4 benutzt, die eine Störmeldeleitung 46 darstellt. Der T-Bus 4 umfasst noch mit seinem Pin 1 eine Ader 45 zur Verbindung mit der Stromversorgung 5 und mit seinem Pin 2 oder 4 eine weitere, nicht dargestellte Ader zur Verbindung der entsprechenden Schaltungsteile mit Masse.
Das Störmeldeauswertegerät 6 umfasst nicht dargestellte Signaldetektoren für die jeweiligen Fehlersignalarten sowie einen Speicher zum Speichern des Zeitpunkts und der Art des auftretenden Fehlers. Das Störmeldeauswertegerät 6 kann auch das Fehlersignalisierungsgerät 7 umfassen, das hier aus Gründen der Klarheit an der Sammelalarmleitung 47 angeschlossen dargestellt worden ist und einen Vorschaltwiderstand R7 enthalten kann sowie über eine Spannungsquelle V7 gespeist wird. Es gibt die Möglichkeit des direkten Anschlusses des Fehlersignalisierungsgerätes 7 an die Ader 46 oder 47.
Die Diode D3 verhindert, dass die Spannung V7 den J-FET J3 sperren kann. Es gibt auch die Möglichkeit der galvanischen Trennung, wie schematisch durch den Schalter S7 angedeutet. (Der Schalter S7 könnte durch einen weiteren Optokoppler
realisiert werden.) Wenn das Störmeldeauswertegerät 6 eine Störmeldung empfängt, wird der Schalter S7 geschlossen und damit auch ein Stromkreis zu Masse.
Zum Betrieb der Schaltung ist Folgendes anzumerken:
Die Schaltungsanordnung stellt sich auf Fehlermeldung ein, wenn die Betriebsspannungsversorgung 5 ausfällt oder eine zu geringe Spannung bereit hält, oder wenn der Signalgeber 1 nicht an einem seiner Ports ein positives Signal ausgibt. Der J-FET J3 leitet normalerweise, wird jedoch durch die positive Signalspannung des Signalgebers 1 in den gesperrten Zustand geschaltet.
Wenn die Betriebsspannung der Stromversorgung 5 entfällt oder zu gering wird, fällt die Spannung am Schaltungspunkt A3 ab und gelangt auf nahezu Massepotential. Dies bedeutet aber, dass die Störmeldeleitung 46 diese Art der Störung als dauerndes Störmeldepotential meldet. Somit wird eine unzureichende Betriebsspannung dem Störmeldeauswertegerät 6 gemeldet.
Wenn die Stromversorgung 5 eine ordentlich hohe Betriebsspannung führt und der Signalgeber 1 ein Fehlersignal abgibt, ist die abgegebene Signalspannung „low" (wenigstens zeitweise Null) , und der normalerweise leitende J-FET J3 leitet, was den Schaltungspunkt A3 auf Massepotential bringt. Somit führt die Störmeldeleitung 46 wenigstens zeitweise Massepotential. Die empfangenen, kodierten Fehlersignale werden von dem Störmeldeauswertegerät 6 als eine Störmeldung ausgewertet. Falls das Fehlersignalisierungsgerät 7 vorgesehen ist, wird das Auftrten des Fehlers sofort signalisiert. Ansonsten werden Art und Zeitpunkt des Auftretens des Fehlers durch das Störmeldeauswertegerät registriert, um bei der Fehlersuche und -reparatur zur Verfügung zu stehen.