ES2527270T3 - Device and procedure for controlling a switch drive of an electric switch - Google Patents
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Abstract
Dispositivo (4) para controlar un accionamiento de conmutador (M) de un conmutador eléctrico con una instalación de control (10), que valora una señal de entrada, que está aplicada a una entrada binaria (6a, 6b, 6c) del dispositivo (4) en el lado de entrada y es generada con una tensión de funcionamiento externa (Usk), y lleva a cabo el control del accionamiento de conmutador (M) en función de la señal de entrada que está aplicada en el lado de entrada, caracterizado porque - el dispositivo (4) presenta un circuito de tensión de referencia (50), que genera con la tensión de funcionamiento externa (Usk) una tensión de referencia interna (Ui), - el dispositivo presente una instalación de pretratamiento (70, 71, 72), que genera con la señal de entrada aplicada a la entrada binaria (6a, 6b, 6c) una señal binaria (B70, B71, B72), cuyo nivel lógico depende de la magnitud de la señal de entrada y de la magnitud de la tensión de referencia (Ui), y - la instalación de control (10) del dispositivo (4) está unida indirecta o directamente a la instalación de pretratamiento (70, 71, 72) y valora la señal binaria (B70, B71, B72) de la instalación de pretratamiento (70, 71, 72).Device (4) for controlling a switch actuation (M) of an electrical switch with a control device (10), which evaluates an input signal, which is applied to a binary input (6a, 6b, 6c) of the device ( 4) at the input side and is generated with an external operating voltage (Usk), and performs control of the switch drive (M) depending on the input signal that is applied at the input side, characterized because - the device (4) has a reference voltage circuit (50), which generates an internal reference voltage (Ui) with the external operating voltage (Usk), - the device has a pretreatment system (70, 71 , 72), which generates with the input signal applied to the binary input (6a, 6b, 6c) a binary signal (B70, B71, B72), whose logic level depends on the magnitude of the input signal and the magnitude of the reference voltage (Ui), and - the control installation (10) of the device vo (4) is directly or indirectly connected to the pretreatment unit (70, 71, 72) and evaluates the binary signal (B70, B71, B72) of the pretreatment unit (70, 71, 72).
Description
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DESCRIPCIÓN DESCRIPTION
Dispositivo y procedimiento para controlar un accionamiento de conmutador de un conmutador eléctrico Device and procedure for controlling a switch drive of an electric switch
La invención se refiere a un dispositivo con las particularidades conforme al preámbulo de la reivindicación 1. The invention relates to a device with the particularities according to the preamble of claim 1.
El documento de patente alemán DE 10 2007 041 972 B3 hace patente un dispositivo para controlar un accionamiento de conmutador de un conmutador eléctrico con una instalación de control, que es adecuada para valorar una señal de entrada, que está aplicada a una entrada binaria del dispositivo en el lado de entrada y es generada con una tensión de funcionamiento externa, y para llevar a cabo el control del accionamiento de conmutador en función de la señal de entrada que está aplicada en el lado de entrada. German patent document DE 10 2007 041 972 B3 makes patent a device for controlling a switch operation of an electric switch with a control installation, which is suitable for assessing an input signal, which is applied to a binary input of the device on the input side and is generated with an external operating voltage, and to carry out the control of the switch actuator depending on the input signal that is applied on the input side.
La invención se ha impuesto la tarea de indicar un dispositivo de la clase descrita, que pueda usarse en especial de forma universal. The invention has set itself the task of indicating a device of the described class, which can be used in particular universally.
Esta tarea es resuelta conforme a la invención mediante un dispositivo con las características conforme a la reivindicación 1. En las reivindicaciones subordinadas se indican unas configuraciones ventajosas del dispositivo conforme a la invención. This task is solved according to the invention by means of a device with the characteristics according to claim 1. Advantageous configurations of the device according to the invention are indicated in the dependent claims.
Según esto está previsto conforme a la invención que el dispositivo presente un circuito de tensión de referencia, que es adecuado para generar con la tensión de funcionamiento externa una tensión de referencia interna, que el dispositivo presente una instalación de pretratamiento, que es adecuada para generar con la señal de entrada aplicada a la entrada binaria una señal binaria, cuyo nivel lógico depende de la magnitud de la señal de entrada y de la magnitud de la tensión de referencia, y la instalación de control del dispositivo esté unida indirecta o directamente a la instalación de pretratamiento y valore la señal binaria de la instalación de pretratamiento. According to this, it is provided in accordance with the invention that the device has a reference voltage circuit, which is suitable for generating an internal reference voltage with the external operating voltage, that the device has a pretreatment installation, which is suitable for generating with the input signal applied to the binary input a binary signal, whose logical level depends on the magnitude of the input signal and the magnitude of the reference voltage, and the device control facility is indirectly or directly linked to the pretreatment facility and assess the binary signal of the pretreatment facility.
Una ventaja esencial del dispositivo conforme a la invención estriba en que éste puede utilizarse para tensiones de funcionamiento externas muy diferentes. A diferencia de los dispositivos ya conocidos, el dispositivo conforme a la invención es capaz precisamente de valorar señales de entrada aplicadas en el lado de entrada en función de la tensión de funcionamiento, con la que se han formado estas señales de entrada. Para esto está previsto, conforme a la invención, generar una tensión de referencia interna dependiente de la tensión externa y valorar las señales de entrada, aplicadas a la entrada binaria o a las entradas binarias, recurriendo a la tensión de referencia interna. A diferencia de los dispositivos ya conocidos es de este modo posible utilizar el dispositivo para las más diferentes señales de entrada, ya que es precisamente posible formar y recurrir a una tensión de referencia interna que tenga en cuenta la magnitud a esperar de las señales de entrada aplicadas en el lado de entrada. An essential advantage of the device according to the invention is that it can be used for very different external operating voltages. Unlike the known devices, the device according to the invention is capable of precisely assessing input signals applied on the input side as a function of the operating voltage, with which these input signals have been formed. For this purpose, according to the invention, it is planned to generate an internal reference voltage dependent on the external voltage and to assess the input signals, applied to the binary input or to the binary inputs, using the internal reference voltage. Unlike the devices already known, it is thus possible to use the device for the most different input signals, since it is precisely possible to form and use an internal reference voltage that takes into account the expected magnitude of the input signals applied on the input side.
La tensión de referencia interna es de forma preferida menor que la tensión de funcionamiento externa. De forma especialmente preferida la tensión de referencia interna se genera de tal manera que sea proporcional a la tensión de funcionamiento externa – con independencia de un posible offset (valor de desviación de tensión), con lo que se aplica de forma preferida: The internal reference voltage is preferably less than the external operating voltage. In particular, the internal reference voltage is generated in such a way that it is proportional to the external operating voltage - regardless of a possible offset (voltage deviation value), with which it is preferably applied:
en donde Ui designa la tensión de referencia interna, Uextern la tensión de funcionamiento externa y Uoffset el posible offset. Uoffset puede ser por ejemplo igual a cero. where Ui designates the internal reference voltage, Uextern the external operating voltage and Uoffset the possible offset. Uoffset can be for example equal to zero.
Conforme a una configuración preferida del dispositivo está previsto que el dispositivo presente un elemento de conmutación, que permita o impida un flujo de corriente desde la entrada binaria a través de la instalación de pretratamiento, en función de la magnitud de la señal de entrada y de la magnitud de la tensión de referencia, y que el nivel lógico de la señal binaria dependa del flujo de corriente a través de la instalación de pretratamiento. According to a preferred configuration of the device it is provided that the device has a switching element, which allows or prevents a flow of current from the binary input through the pretreatment facility, depending on the magnitude of the input signal and the magnitude of the reference voltage, and that the logical level of the binary signal depends on the current flow through the pretreatment facility.
El elemento de conmutación puede permitir por ejemplo un flujo de corriente desde la entrada binaria a través de la instalación de pretratamiento, si la diferencia entre la magnitud de la señal de entrada y la magnitud de la tensión de referencia supera un valor mínimo prefijado o, alternativamente, descienda por debajo del mismo. The switching element may for example allow a current flow from the binary input through the pretreatment facility, if the difference between the magnitude of the input signal and the magnitude of the reference voltage exceeds a preset minimum value or, alternatively, descend below it.
También se considera ventajoso que la instalación de pretratamiento esté conectada con una conexión de entrada a la entrada binaria y con una conexión de salida al elemento de conmutación. It is also considered advantageous that the pretreatment installation is connected with an input connection to the binary input and an output connection to the switching element.
La instalación de pretratamiento presenta de forma preferida un optoacoplador que genera en el lado de salida la señal binaria, en donde el nivel lógico de la señal binaria depende del flujo de corriente a través de la instalación de pretratamiento. Un optoacoplador hace posible de forma ventajosa una separación de potencial. The pretreatment installation preferably has an optocoupler that generates the binary signal on the output side, where the logical level of the binary signal depends on the flow of current through the pretreatment installation. An optocoupler makes a potential separation advantageously possible.
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El circuito de tensión de referencia presenta de forma preferida un divisor de tensión, por ejemplo un divisor de tensión óhmico. The reference voltage circuit preferably has a voltage divider, for example an ohmic voltage divider.
El divisor de tensión puede presentar por ejemplo una conexión de divisor, a la que está aplicada la tensión de referencia, y la conexión de divisor y la conexión de salida de la instalación de pretratamiento pueden estar conectadas al elemento de conmutación. The voltage divider may, for example, have a splitter connection, to which the reference voltage is applied, and the splitter connection and the output connection of the pretreatment installation may be connected to the switching element.
El elemento de conmutación es de forma preferida un transistor o al menos presenta también un transistor. En el caso del transistor puede tratarse de un transistor bipolar. La conexión de divisor está conectada de forma preferida a la conexión básica del transistor y la conexión de salida de la instalación de pretratamiento de forma preferida a la conexión de emisor. The switching element is preferably a transistor or at least also has a transistor. In the case of the transistor it can be a bipolar transistor. The splitter connection is preferably connected to the basic connection of the transistor and the output connection of the pretreatment installation preferably to the emitter connection.
La invención se refiere además a un procedimiento para controlar un accionamiento de conmutador de un conmutador eléctrico, en donde se valora una señal de entrada aplicada en el lado de entrada a una entrada binaria y generada con una tensión de funcionamiento externa, y el control del accionamiento de conmutador se lleva a cabo en función de la señal de entrada aplicada en el lado de entrada. The invention further relates to a method for controlling a switch actuation of an electrical switch, wherein an input signal applied to the input side to a binary input and generated with an external operating voltage, and the control of the input is evaluated. Switch actuation is carried out depending on the input signal applied on the input side.
Conforme a la invención se ha previsto con relación a esto que con la tensión de funcionamiento externa se genere una tensión de referencia interna, con la señal de entrada aplicada a la entrada binaria se genere una señal binaria, cuyo nivel lógico depende de la magnitud de la señal de entrada y de la magnitud de la tensión de referencia, y se valore la señal binaria. In accordance with the invention, it is envisaged in this regard that an internal reference voltage is generated with the external operating voltage, with the input signal applied to the binary input a binary signal is generated, the logical level of which depends on the magnitude of the input signal and the magnitude of the reference voltage, and the binary signal is evaluated.
Con relación a las ventajas del procedimiento conforme a la invención se remite a ejecuciones anteriores con relación al dispositivo conforme a la invención, ya que las ventajas del procedimiento conforme a la invención se corresponden esencialmente con las del dispositivo conforme a la invención. With regard to the advantages of the process according to the invention, it refers to previous executions in relation to the device according to the invention, since the advantages of the method according to the invention essentially correspond to those of the device according to the invention.
A continuación se explica con más detalle la invención con base en unos ejemplos de ejecución; con ello muestran a modo de ejemplo The invention will be explained in more detail in the following, based on examples of execution; with this they show by way of example
la figura 1 un ejemplo de ejecución para un dispositivo para controlar un accionamiento de conmutador de un conmutador eléctrico, 1 shows an exemplary embodiment for a device for controlling a switch drive of an electric switch,
la figura 2 un ejemplo de ejecución para un módulo de entrada binaria para el dispositivo conforme a la figura 1 y Figure 2 an exemplary embodiment for a binary input module for the device according to Figure 1 and
la figura 3 otro ejemplo de ejecución para un módulo de entrada binaria para el dispositivo conforme a la figura 1. Figure 3 another exemplary embodiment for a binary input module for the device according to Figure 1.
Para una mejor comprensión, en las figuras se utilizan los mismos símbolos de referencia para componentes idénticos o comparables. For a better understanding, the same reference symbols are used in the figures for identical or comparable components.
La figura 1 muestra un ejemplo de ejecución para un dispositivo 4 para controlar un accionamiento de conmutador M de un conmutador eléctrico, que no se representa ulteriormente. El dispositivo 4 comprende unas conexiones A1 a A5 así como un circuito puente en H 9, configurado de forma preferida como circuito semiconductor, así como diferentes módulos de control 11 a 12 configurados de forma preferida como circuitos semiconductores para activar y consultar enclavamientos analógicos (módulos de control 11) y/o acuses de recibo binarios (módulo de control 12). Figure 1 shows an exemplary embodiment for a device 4 for controlling a switch drive M of an electric switch, which is not shown below. The device 4 comprises connections A1 to A5 as well as a bridge circuit in H 9, preferably configured as a semiconductor circuit, as well as different control modules 11 to 12 preferably configured as semiconductor circuits for activating and consulting analog interlocks (modules control 11) and / or binary acknowledgments (control module 12).
El dispositivo 4 comprende además un módulo de entrada binaria 13, que está conectado a las entradas binarias 6a, 6b y 6c del dispositivo 4. Las entradas binarias 6a, 6b y 6c reciben por ejemplo a través de los conmutadores S1, S2 y S3 una tensión de funcionamiento externa, en la que puede tratarse por ejemplo de una tensión de circuito de control Usk para un circuito de control SK del dispositivo 4, de una tensión de circuito de carga Ulk para un circuito de carga LK del dispositivo 4 o de otra tensón prefijada. A continuación se parte a modo de ejemplo de la base de que, en el caso de la tensión de funcionamiento externa, se trata de la tensión de circuito de control Usk para el circuito de control SK. The device 4 further comprises a binary input module 13, which is connected to the binary inputs 6a, 6b and 6c of the device 4. The binary inputs 6a, 6b and 6c receive for example via switches S1, S2 and S3 a external operating voltage, in which it can be for example a control circuit voltage Usk for a control circuit SK of the device 4, a load circuit voltage Ulk for a load circuit LK of the device 4 or another preset tension. The example is based on the basis that, in the case of the external operating voltage, it is the control circuit voltage Usk for the control circuit SK.
Para conectar y desconectar la tensión de circuito de control Usk para el circuito de control SK y la tensión de circuito de carga Ulk para el circuito de carga LK están previstos unos elementos de conmutación 14 ó 15. En el caso de los elementos de conmutación 14, 15 se trata de forma preferida de contactos relé, que son activados indirecta o directamente por la instalación de control 10. To switch on and off the control circuit voltage Usk for the control circuit SK and the load circuit voltage Ulk for the load circuit LK, switching elements 14 or 15 are provided. In the case of switching elements 14 , 15 is preferably relay contacts, which are activated indirectly or directly by the control installation 10.
Después de la conexión del o de los elementos de conmutación 14, 15 se retiene el relé de conmutación correspondiente, por ejemplo a través de un devanado auxiliar (= autorretención). La desconexión se realiza después a través de la instalación de control 10, con base en una señal de control. Por ejemplo el dispositivo 4 se desconecta automáticamente aproximadamente 1,5 s después del procesamiento de la última orden, si no está en la cola ninguna nueva orden. After the connection of the switching element (s) 14, 15, the corresponding switching relay is retained, for example through an auxiliary winding (= self-retention). The disconnection is then carried out through the control installation 10, based on a control signal. For example, device 4 automatically disconnects approximately 1.5 s after the last order is processed, if no new order is queued.
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Para vigilar la alimentación de tensión del circuito puente en H 9 y de los elementos de conmutación 14 y 15 puede estar previsto un módulo de vigilancia 16, que está unido a los elementos de conmutación 14 y 15. Si se presenta una avería de funcionamiento o un mal funcionamiento puede desconectarse del módulo de vigilancia 16 la alimentación del circuito puente en H 9, en especial de los elementos de activación, y el elemento de conmutación 14 para el circuito de carga LK. To monitor the voltage supply of the bridge circuit in H 9 and of the switching elements 14 and 15, a monitoring module 16 may be provided, which is connected to the switching elements 14 and 15. If a malfunction occurs or a malfunction can be disconnected from the monitoring module 16 the power of the bridge circuit in H 9, especially of the activation elements, and the switching element 14 for the load circuit LK.
Aparte de esto, mediante la instalación de control 10 pueden materializarse otras funciones de funcionamiento y/o seguridad y usarse para activar o conmutar el accionamiento de conmutador M u otros elementos, como elementos de indicación o elementos de activación. A continuación se describen algunos ejemplos de funciones de funcionamiento y/o seguridad libremente programables. Apart from this, by means of the control installation 10 other operation and / or safety functions can be realized and used to activate or switch the switch operation M or other elements, such as indication elements or activation elements. Some examples of freely programmable operation and / or safety functions are described below.
De este modo puede frenarse por ejemplo el accionamiento de conmutador M al alcanzarse una posición final de uno de los medios de funcionamiento, por ejemplo del conmutador separador de tres posiciones con las posiciones finales “separador conectado”, “DESCONECTADO”, “puesta a tierra conectada”. Con ello pueden programarse libremente el tiempo de avance del accionamiento de conmutador M y los tiempos de frenado. Una vez transcurrido el tiempo de frenado prefijado y autorizado el funcionamiento manual, se abre automáticamente el circuito de motor y se autoriza su funcionamiento manual. Aparte de esto, el dispositivo 4 puede enclavarse en funcionamiento manual al conmutarse el accionamiento de conmutador. In this way, for example, the switch actuator M can be stopped when an end position of one of the operating means is reached, for example of the three-position separator switch with the end positions "separator connected", "DISCONNECTED", "grounding" connected ”. This allows the advance time of the switch actuator M and the braking times to be freely programmed. After the preset braking time has elapsed and the manual operation is authorized, the motor circuit is automatically opened and its manual operation is authorized. Apart from this, the device 4 can be interlocked in manual operation when the switch drive is switched.
Mediante el control electrónico pueden visualizarse fallos identificador, como por ejemplo un sentido de giro incorrecto del accionamiento de conmutador M, un mal funcionamiento de la mecánica del accionamiento de conmutador, ausencia de tensión de carga o de acuse de recibe desde el conmutador auxiliar. Para esto mediante la instalación de control 10 puede activarse unos elementos de indicación. Según la clase de la activación, los elementos de indicación pueden iluminarse de forma permanente o intermitente. Con ello para indicar diferentes grados de avería los elementos de indicación pueden activarse con una luz intermitente sincronizada de forma diferente, por ejemplo con Tf = 0,5 s o Tf = 2 s. By means of the electronic control, identifier faults can be displayed, such as an incorrect direction of rotation of the switch drive M, a malfunction of the mechanics of the switch drive, absence of load voltage or acknowledgment from the auxiliary switch. For this, by means of the control installation 10, indication elements can be activated. Depending on the type of activation, the indication elements may light permanently or intermittently. With this, to indicate different degrees of failure, the indication elements can be activated with a differently synchronized flashing light, for example with Tf = 0.5 s or Tf = 2 s.
Asimismo pueden programarse libremente los tiempos de acuse de recibo y vigilancia de procesos de conmutación. Además de esto, en el caso de un accionamiento de conmutador M bloqueado, la corriente de motor puede limitarse temporalmente. Aparte de esto, mediante la instalación de control 10 pueden materializarse otras funciones apropiadas de control y/o aviso para el funcionamiento y la seguridad del accionamiento de conmutador M. Likewise, the acknowledgment times and monitoring of switching processes can be freely programmed. In addition to this, in the case of a blocked switch drive M, the motor current may be temporarily limited. Apart from this, by means of the control installation 10 other appropriate control and / or warning functions can be realized for the operation and safety of the switch actuator M.
Según la clase de la alimentación de tensión, tensión continua o alterna, están previstos unos convertidores de tensión 17, 18 correspondientes, en especial convertidores AC/DC o DC/DC, entre el circuito puente en H 9 y el circuito a alimentar en cada caso – circuito de control SK y circuito de carga LK. Para la separación galvánica del circuito de control SK y del circuito de carga LK, así como de los circuitos de tensión internos del dispositivo 4, pueden usarse por ejemplo unos optoacopladores 19. Depending on the type of the voltage supply, direct or alternating voltage, corresponding voltage converters 17, 18 are provided, especially AC / DC or DC / DC converters, between the bridge circuit in H 9 and the circuit to be fed in each case - SK control circuit and LK load circuit. For the galvanic separation of the control circuit SK and the load circuit LK, as well as the internal voltage circuits of the device 4, for example optocouplers 19 can be used.
En la figura 1 puede reconocerse que el módulo binario 13 presenta un circuito de tensión de referencia 50, que es apropiado para generar una tensión de referencia interna Ui proporcional a la tensión de funcionamiento externa. En el ejemplo de ejecución conforme a la figura 1 se utiliza como tensión de funcionamiento externa la tensión de circuito de control Usk, de tal modo que por consiguiente al circuito de tensión de referencia 50 está aplicada como tensión de funcionamiento externa la tensión de circuito de control Usk. In Figure 1 it can be recognized that the binary module 13 has a reference voltage circuit 50, which is suitable for generating an internal reference voltage Ui proportional to the external operating voltage. In the exemplary embodiment according to FIG. 1, the control circuit voltage Usk is used as the external operating voltage, so that consequently the circuit voltage of the control circuit 50 is applied as an external operating voltage. Usk control
El módulo de entrada binaria 13 presenta además un elemento de conmutación 60, al que está aplicada la tensión de referencia interna Ui del circuito de tensión de referencia 50. The binary input module 13 also has a switching element 60, to which the internal reference voltage Ui of the reference voltage circuit 50 is applied.
Al elemento de conmutación 60 están conectadas tres instalaciones de pretratamiento, que en la figura 1 están caracterizadas con los símbolos de referencia 70, 71 y 72. Las tres instalaciones de pretratamiento 70, 71 y 72 están unidas a las tres entradas binarias 6a, 6b y 6c del dispositivo 4 y, de este modo, están conectadas a la tensión de circuito de control Usk a través de los conmutadores S1, S2 y S3. Three pretreatment facilities are connected to the switching element 60, which in figure 1 are characterized with reference symbols 70, 71 and 72. The three pretreatment facilities 70, 71 and 72 are connected to the three binary inputs 6a, 6b and 6c of the device 4 and, thus, are connected to the control circuit voltage Usk through the switches S1, S2 and S3.
Aparte de esto, en la figura 1 puede reconocerse que las tres instalaciones de pretratamiento 70, 71 y 72 están conectadas a la instalación de control 10 del dispositivo 4 a través de unas líneas binarias. Apart from this, in Figure 1 it can be recognized that the three pretreatment installations 70, 71 and 72 are connected to the control installation 10 of the device 4 through binary lines.
En la figura 2 se muestra con más detalle un primer ejemplo de ejecución para el módulo de entrada binaria 13 conforme a la figura 1. Puede reconocerse que al circuito de tensión de referencia 50 del módulo de entrada binaria 13 está aplicada la tensión de circuito de control Usk. El circuito de tensión de referencia 50 comprende un diodo 51, un condensador 52 y un divisor de tensión 53, que forma una conexión de divisor 54. En la conexión de divisor 54 cae la tensión de referencia interna Ui, que es proporcional a la tensión de circuito de control Usk (si se desprecia la caída de tensión en el diodo 51). El divisor de tensión 53 está formado por dos resistencias óhmicas R1 y R2. In figure 2 a first exemplary embodiment for the binary input module 13 according to figure 1 is shown in more detail. It can be recognized that the circuit voltage of the binary input module 13 is applied to the reference voltage circuit 50 Usk control The reference voltage circuit 50 comprises a diode 51, a capacitor 52 and a voltage divider 53, which forms a splitter connection 54. In the splitter connection 54 the internal reference voltage Ui falls, which is proportional to the voltage Usk control circuit (if the voltage drop in diode 51 is neglected). The voltage divider 53 is formed by two ohmic resistors R1 and R2.
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Detrás del circuito de tensión de referencia 50 está dispuesto un elemento de conmutación SE, que está formado por un transistor pnp bipolar. El elemento de conmutación SE está conectado con su conexión básica a la conexión de divisor 54 del divisor de tensión 53 del circuito de tensión de referencia 50. Behind the reference voltage circuit 50 is a switching element SE, which is formed by a bipolar pnp transistor. The switching element SE is connected with its basic connection to the splitter connection 54 of the voltage divider 53 of the reference voltage circuit 50.
En la figura 2 puede reconocerse que a la conexión de emisor del elemento de conmutación SE está conectada una resistencia previa Rv, que recibe la tensión de circuito de control Usk y forma una limitación de corriente para el tramo colector de emisor del elemento de conmutación SK. In Figure 2 it can be recognized that a previous resistor Rv is connected to the transmitter connection of the switching element SE, which receives the Usk control circuit voltage and forms a current limitation for the transmitter collector section of the switching element SK .
A la conexión de emisor del elemento de conmutación SE están conectadas las tres instalaciones de pretratamiento 70, 71 y 72, que por ejemplo pueden estar ejecutadas constructivamente iguales. A continuación sólo se describe por ello con más detalle la instalación de pretratamiento 70 izquierda en la figura 2. Las otras dos instalaciones de pretratamiento 71 y 72 son constructivamente iguales. The three pre-treatment facilities 70, 71 and 72 are connected to the transmitter connection of the switching element SE, which for example can be executed constructively the same. Only the left pretreatment installation 70 in Figure 2 is described in more detail below. The other two pretreatment installations 71 and 72 are constructively equal.
Puede reconocerse en la figura 2 que la instalación de pretratamiento 70 presenta una conexión de entrada 70e, que está conectada a la entrada binaria 6a del dispositivo 4 y de este modo al conmutador S1. La conexión de entrada 70e está unida a un diodo 100, al que está conectada la fuente de corriente constante 105. La fuente de corriente constante 105 está conectada, a través de un optoacoplador 110, a una conexión de salida 70a de la instalación de pretratamiento 70. Esta conexión de salida 70a está unida a la conexión de emisor del elemento de conmutación SE. It can be recognized in Figure 2 that the pretreatment installation 70 has an input connection 70e, which is connected to the binary input 6a of the device 4 and thus to the switch S1. The input connection 70e is connected to a diode 100, to which the constant current source 105 is connected. The constant current source 105 is connected, through an optocoupler 110, to an output connection 70a of the pretreatment plant 70. This output connection 70a is connected to the transmitter connection of the switching element SE.
En la figura 2 puede reconocerse además que el optoacoplador 110 forma una salida de señal 70s de la instalación de pretratamiento 70, a la que está conectada una línea binaria 701 y a través de esta línea binaria 701 envía una señal binaria B70 a la instalación de control 10. In Figure 2 it can also be recognized that the optocoupler 110 forms a signal output 70s of the pretreatment installation 70, to which a binary line 701 is connected and through this binary line 701 sends a binary signal B70 to the control installation 10.
Las otras dos instalaciones de pretratamiento 71 y 72 están configuradas idénticamente – como ya se ha mencionado. También éstas presentan en cada caso un diodo 100, una fuente de corriente constante 105 así como un optoacoplador 110. Aparte de esto están equipadas en cada caso con una conexión de entrada 71e ó 72e y una conexión de salida 71a ó 72 e, que está conectada a la conexión de emisor del elemento de conmutación SE. The other two pretreatment facilities 71 and 72 are identically configured - as already mentioned. They also have in each case a diode 100, a constant current source 105 as well as an optocoupler 110. Apart from this they are equipped in each case with an input connection 71e or 72e and an output connection 71a or 72e, which is connected to the transmitter connection of the switching element SE.
Las señales binarias, que son generadas por las dos instalaciones de pretratamiento 71 y 72, están caracterizadas en la figura 2 con los símbolos de referencia B71 y B72. Estas señales binarias B71 y B72 llegan, a través de las líneas binarias 711 y 721, a la instalación de control 10. The binary signals, which are generated by the two pretreatment facilities 71 and 72, are characterized in Figure 2 with the reference symbols B71 and B72. These binary signals B71 and B72 arrive, via the binary lines 711 and 721, to the control installation 10.
A continuación se pretende explicar con más detalle el modo de funcionamiento del módulo de entrada binaria 13, a modo de ejemplo, con base en la instalación de pretratamiento 70: The following is intended to explain in more detail the mode of operation of the binary input module 13, by way of example, based on the pretreatment installation 70:
Si el conmutador S1 está abierto – como se muestra en la figura 2 – a la conexión de entrada 70e de la instalación de pretratamiento 70 no está aplicada ninguna tensión. En este caso no podrá fluir ninguna corriente a través del optoacoplador 110, de tal manera que el optoacoplador 110 enviará como señal binaria B70 un “0” lógico a través de la línea binaria 701 a la instalación de control 10. If switch S1 is open - as shown in Figure 2 - to the input connection 70e of the pretreatment system 70, no voltage is applied. In this case, no current can flow through the optocoupler 110, so that the optocoupler 110 will send as a binary signal B70 a logical "0" through the binary line 701 to the control installation 10.
Si por el contrario el conmutador S1 está cerrado, a la conexión de entrada 70e de la instalación de pretratamiento 70 está aplicada la tensión de circuito de control Usk, de tal modo que el elemento de conmutación SE se transconecta y el optoacoplador 110 enviará como señal binaria B70 un “1” lógico a través de la línea binaria 701 a la instalación de control 10. If, on the other hand, the switch S1 is closed, the control circuit voltage Usk is applied to the input connection 70e of the pretreatment system 70, so that the switching element SE is transconnected and the optocoupler 110 will send as a signal Binary B70 a logical "1" through the binary line 701 to the control installation 10.
Una transconexión del elemento de conmutación SE sólo se contempla con ello si el tramo básico de emisor del elemento de conmutación SE recibe una tensión de flujo suficientemente elevada. Éste es siempre el caso si la tensión Ue aplicada al emisor del elemento de conmutación SE es aproximadamente 0,7 V mayor que la tensión de referencia interna Ui, que está aplicada a la conexión de divisor 54 del divisor de tensión 53. En otras palabras, sólo se llegará a un flujo de corriente desde la entrada binaria 6a del dispositivo 4 a través de la instalación de pretratamiento 70 y a una transconexión del elemento de conmutación SE si la diferencia entre la magnitud de la señal de tensión aplicada a la conexión de entrada 70e y la magnitud de la tensión de referencia interna Ui supera un valor mínimo prefijado, que se calcula aproximadamente como sigue: A transconnection of the switching element SE is only contemplated with this if the basic emitter section of the switching element SE receives a sufficiently high flow voltage. This is always the case if the voltage Ue applied to the emitter of the switching element SE is approximately 0.7 V greater than the internal reference voltage Ui, which is applied to the splitter connection 54 of the voltage divider 53. In other words , only a current flow will be reached from the binary input 6a of the device 4 through the pretreatment installation 70 and a transconnection of the switching element SE if the difference between the magnitude of the voltage signal applied to the input connection 70e and the magnitude of the internal reference voltage Ui exceeds a preset minimum value, which is calculated approximately as follows:
en donde Umin designa el valor mínimo, Ui la tensión de referencia interna, Ueb la tensión básica de emisor del elemento de conmutación SE y U70 la caída de tensión a través del instalación de pretratamiento 70. where Umin designates the minimum value, Ui the internal reference voltage, Ueb the basic emitter voltage of the switching element SE and U70 the voltage drop through the pretreatment facility 70.
El módulo de entrada binaria 13 trata por lo tanto una señal de entrada aplicada en el lado de entrada a las entradas binarias 6a, 6b y 6c en función de la tensión de referencia interna Ui, que es aproximadamente proporcional a una tensión de funcionamiento externa – aquí la tensión de circuito de control Usk, con la que a su vez se ha formado la The binary input module 13 therefore treats an input signal applied at the input side to the binary inputs 6a, 6b and 6c as a function of the internal reference voltage Ui, which is approximately proportional to an external operating voltage - here the control circuit voltage Usk, with which in turn the
10 10
15 fifteen
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señal de entrada aplicada en el lado de entrada. Esto hace posible que el módulo de entrada binaria 13 pueda tratar correctamente tensiones de circuito de control dentro de un intervalo de tensión relativamente grande: de esta forma el módulo de entrada binaria 13 mostrado en la figura 2 puede tratar correctamente señales de entrada que se han formado con una tensión de funcionamiento externa de entre 20 V y 200 V. Si por ejemplo está aplicada una gran tensión de funcionamiento externa, la tensión de referencia interna Ui relevante para la formación de la señal binaria B70 es correspondientemente alta, mientras que si se utiliza una tensión de funcionamiento externa pequeña o una tensión de circuito de control Usk pequeña, también la tensión de referencia interna Ui será correspondientemente pequeña. La tensión de referencia interna Ui utilizada para formar la señal binaria B70 a B72 es siempre aproximadamente proporcional a la tensión de funcionamiento externa, a la que se recurre para formar las señales de entrada aplicadas en el lado de entrada. input signal applied on the input side. This makes it possible for the binary input module 13 to correctly handle control circuit voltages within a relatively large voltage range: in this way the binary input module 13 shown in Figure 2 can correctly handle input signals that have been formed with an external operating voltage between 20 V and 200 V. If for example a large external operating voltage is applied, the internal reference voltage Ui relevant for the formation of the binary signal B70 is correspondingly high, whereas if use a small external operating voltage or a small Usk control circuit voltage, also the internal reference voltage Ui will be correspondingly small. The internal reference voltage Ui used to form the binary signal B70 to B72 is always approximately proportional to the external operating voltage, which is used to form the input signals applied on the input side.
El dispositivo conforme a la figura 2 es “high aktiv” (muy activo”, lo que significa que al aplicarse una tensión positiva a las entradas binarias 6a, 6b y 6c siempre se generará una señal binaria B70, B71 o B72 con un “1” lógico. The device according to figure 2 is “high aktiv” (very active ”), which means that when a positive voltage is applied to the binary inputs 6a, 6b and 6c a binary signal B70, B71 or B72 will always be generated with a“ 1 "Logical.
La figura 3 muestra a modo de ejemplo un ejemplo de ejecución para un módulo de entrada binaria 13, que es “low aktiv” (poco activo). Esto significa que, con los conmutadores S1, S2 y S3 abiertos, es decir, si no existe flujo de corriente a través de la instalación de pretratamiento correspondiente 70, 71 y 72, se generará una señal binaria B70, B71 o B72 con un “1” lógico. La estructura conforme a la figura 3 se corresponde esencialmente con la estructura conforme a la figura 2, en donde se han llevado a cabo las siguientes modificaciones en cuanto a técnica de conmutación: Figure 3 shows by way of example an exemplary embodiment for a binary input module 13, which is "low aktiv" (not very active). This means that, with switches S1, S2 and S3 open, that is, if there is no current flow through the corresponding pretreatment facility 70, 71 and 72, a binary signal B70, B71 or B72 will be generated with a “ 1 ”logical. The structure according to Figure 3 essentially corresponds to the structure according to Figure 2, where the following modifications have been made in terms of switching technique:
- (a) (to)
- Como tensión de funcionamiento externa para los tres conmutadores S1, S2 y S3 no se utiliza la conexión positiva de la tensión de circuito de control Usk, sino la conexión negativa de la tensión de circuito de control Usk. As the external operating voltage for the three switches S1, S2 and S3, the positive connection of the Usk control circuit voltage is not used, but the negative connection of the Usk control circuit voltage.
- (b) (b)
- Los diodos 100 así como el optoacoplador 110 en las instalaciones de pretratamiento 70, 71 y 72 están conectados a polos inversos. Diodes 100 as well as optocoupler 110 in pretreatment facilities 70, 71 and 72 are connected to reverse poles.
- (c) (C)
- En lugar de un transistor pnp se utiliza un transistor npn, cuya conexión de emisor está unida a través de una Instead of a pnp transistor an npn transistor is used, whose transmitter connection is connected through a
resistencia previa Rv a la conexión negativa de la tensión de circuito de control Usk. Por lo demás, en especial también en cuanto al modo de funcionamiento, el circuito conforme a la figura 3 se corresponde con el circuito conforme a la figura 2. previous resistance Rv to the negative connection of the control circuit voltage Usk. Moreover, especially as regards the mode of operation, the circuit according to figure 3 corresponds to the circuit according to figure 2.
Lista de símbolos de referencia 4 Dispositivo 6a-6c Entradas binarias 9 Circuito puente en H 10 Instalación de control 11 Módulo de control 12 Módulo de control 13 Módulo de entrada binaria 14 Elemento de conmutación 15 Elemento de conmutación 16 Módulo de vigilancia 17 Convertidor de tensión 18 Convertidor de tensión 19 Optoacoplador List of reference symbols 4 Device 6a-6c Binary inputs 9 H-bridge circuit 10 Control installation 11 Control module 12 Control module 13 Binary input module 14 Switching element 15 Switching element 16 Monitoring module 17 Voltage converter 18 Voltage converter 19 Optocoupler
E12701231 E12701231
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50 Circuito de tensión de referencia 51 Diodo 52 Condensador 53 Divisor de tensión 54 Conexión de divisor 60 Elemento de conmutación 70-72 instalación de pretratamiento 70a-72a Conexión de salida 70e-72e Conexión de entrada 701-721 Línea binaria 70s Salida de señal 100 Diodo 105 Fuente de corriente constante 110 Optoacoplador A1-A5 Conexión B70-B72 Señales binarias LK Circuito de carga M Accionamiento de conmutador R1, R2 Resistencias óhmicas Rv Resistencia previa SE Elemento de conmutación SK Circuito de control S1-S3 Conmutador Ue Tensión Ui Tensión de referencia Ulk Tensión de circuito de carga Usk Tensión de circuito de control 50 Reference voltage circuit 51 Diode 52 Condenser 53 Voltage divider 54 Splitter connection 60 Switching element 70-72 pre-treatment installation 70a-72a Output connection 70e-72e Input connection 701-721 Binary line 70s Signal output 100 Diode 105 Constant current source 110 Optocoupler A1-A5 Connection B70-B72 Binary signals LK Load circuit M Switch operation R1, R2 Ohmic resistors Rv Previous resistance SE Switching element SK Control circuit S1-S3 Switch Ue Voltage Ui Voltage reference Ulk Load circuit voltage Usk Control circuit voltage
Claims (10)
- 3. 3.
- Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado porque el elemento de conmutación (SE) permite un flujo de corriente desde la entrada binaria (6a, 6b, 6c) a través de la instalación de pretratamiento (70, 71, 72), si la diferencia entre la magnitud de la señal de entrada y la magnitud de la tensión de referencia (Ui) supera un valor mínimo (Umin) prefijado. Device according to claim 2, characterized in that the switching element (SE) allows a current flow from the binary input (6a, 6b, 6c) through the pretreatment installation (70, 71, 72), if the difference between the magnitude of the input signal and the magnitude of the reference voltage (Ui) exceeds a preset minimum value (Umin).
- 4. Four.
- Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores 2-3, caracterizado porque la instalación de pretratamiento (70, 71, 72) está conectada con una conexión de entrada (70e, 71e, 72e) a la entrada binaria (6a, 6b, 6c) y con una conexión de salida (70a, 71a, 72a) al elemento de conmutación (SE). Device according to one of the preceding claims 2-3, characterized in that the pretreatment installation (70, 71, 72) is connected with an input connection (70e, 71e, 72e) to the binary input (6a, 6b, 6c) and with an output connection (70a, 71a, 72a) to the switching element (SE).
- 5. 5.
- Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la instalación de pretratamiento (70, 71, 72) presenta un optoacoplador (110) que genera en el lado de salida la señal binaria (B70, B71, B72), en donde el nivel lógico de la señal binaria (B70, B71, B72) depende del flujo de corriente a través de la instalación de pretratamiento (70, 71, 72). Device according to one of the preceding claims, characterized in that the pretreatment installation (70, 71, 72) has an optocoupler (110) that generates the binary signal (B70, B71, B72) on the output side, wherein the logic level The binary signal (B70, B71, B72) depends on the flow of current through the pretreatment facility (70, 71, 72).
- 6. 6.
- Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el circuito de tensión de referencia Device according to one of the preceding claims, characterized in that the reference voltage circuit
- 7. 7.
- Dispositivo según la reivindicación 6, caracterizado porque el divisor de tensión (53) presenta una conexión de divisor (54), a la que está aplicada la tensión de referencia (Ui), y la conexión de divisor (54) y la conexión de salida (70a, 71a, 72a) de la instalación de pretratamiento (70, 71, 72) están conectadas al elemento de conmutación (SE). Device according to claim 6, characterized in that the voltage divider (53) has a splitter connection (54), to which the reference voltage (Ui) is applied, and the splitter connection (54) and the output connection (70a, 71a, 72a) of the pretreatment facility (70, 71, 72) are connected to the switching element (SE).
- 8. 8.
- Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores 2-7, caracterizado porque el elemento de conmutación (SE) es un transistor o presenta un transistor. Device according to one of the preceding claims 2-7, characterized in that the switching element (SE) is a transistor or has a transistor.
- 9. 9.
- Dispositivo según la reivindicación 8, caracterizado porque el transistor es un transistor bipolar y la conexión de divisor (54) está conectada a la conexión básica del transistor y la conexión de salida (70a, 71a, 72a) de la instalación de pretratamiento (70, 71, 72) a la conexión de emisor. Device according to claim 8, characterized in that the transistor is a bipolar transistor and the splitter connection (54) is connected to the basic transistor connection and the output connection (70a, 71a, 72a) of the pretreatment installation (70, 71, 72) to the transmitter connection.
- 10. 10.
- Procedimiento para controlar un accionamiento de conmutador (M) de un conmutador eléctrico, en donde se valora una señal de entrada, que está aplicada a una entrada binaria (6a, 6b, 6c) en el lado de entrada y es generada con una tensión de funcionamiento externa (Usk), y se lleva a cabo el control del accionamiento de conmutador (M) en función de la señal de entrada que está aplicada en el lado de entrada, caracterizado porque Procedure for controlling a switch actuation (M) of an electrical switch, where an input signal is evaluated, which is applied to a binary input (6a, 6b, 6c) on the input side and is generated with a voltage of external operation (Usk), and the control of the switch drive (M) is carried out according to the input signal that is applied on the input side, characterized in that
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