JP4589436B2 - 安全関連の装置を安全な状態に設定するための切り換え装置 - Google Patents
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Description
図3は3つの配線210、211、および212を備えた3相電力増幅器を示しており、これは安全切り換え装置900内で使用されてもよい。図示されていない3相電流電源装置の方向を指す配線の端部は従来L1、L2、およびL3で指定され、その一方で遠位の配線端部は通常の指定T1、T2、およびT3を持っている。配線端部L1、L2、およびL3の近傍には知られている過電圧保護回路220があり、これは3つの配線210、211、および212の間で図2に示された保護回路40と同様に構成されてもよい。この実例では2つのスイッチ接点231と232を備えたリレーである電気機械的スイッチ素子230が配線210と211の間に接続される。スイッチ接点231は配線210に接続され、その一方でスイッチ接点232は配線211に接続される。この実例ではやはりリレーである第2の電気機械的スイッチ素子240が配線211と212の間に接続される。やはりリレー240は2つのスイッチ接点241と242を有する。スイッチ接点241は配線211に接続され、その一方でスイッチ接点242は配線212に接続される。概して250で指定され、半導体素子としてトライアック、すなわち交番電流スイッチ、およびこのトライアックに並列に接続された抵抗器252とキャパシタ253から作られる直列回路を有する切り換え装置がスイッチ接点241に並列に接続され、この直列回路はトライアック251のための保護回路として働く。この点で、3相電力増幅器200のこの特定の回路配列は保護回路が不要になるという結果を有することが述べられるべきである。この理由は下記でさらに詳しく考察される。
図6は、例えば正弦波形の電流を測定するために適した実例の測定装置610を示している。測定装置610は公称の電流、すなわち所定の信頼性のある動作範囲内の電流を測定するために使用されるのみではない。測定装置610の許容動作範囲の外側にある過電流が生じれば過電流の実際のピーク値についてもやはり値を判定するように使用される。測定装置610およびその部品、特に電流変成器はモータの最大公称電流に関連して寸法設定されてもよく、したがって、公称モータ電流の7倍に等しくなることがあり得る過電流を測定することも可能な測定装置よりも大幅に小さくかつ一層経済的に作られることが可能である。
Tu=N*TAB (4)
によって計算されることが可能である。
さらに正確な過電流時間Tuが判定されることが可能である、すなわちサンプリング間隔TABが小さくなるにつれてさらに正確な最大過電流振幅Iが計算されることが可能である。
図9は安全関連の装置(図示せず)のマイクロプロセッサ制御型のモニタリングのための知られているシステムの構成を概略で示している。このシステムは2進の処理信号またはセンサ信号を互いに独立して動作する2つのサブシステム720と730に入力信号として印加する入力段710を有する。各々のサブシステムがマイクロプロセッサおよび別個の電源装置を有してもよい。各々のサブシステムはその出力側で、例えば接触器、または切り換え装置で作られた配列を有する出力段740へと接続される。さらに詳しく示されていない安全関連の用途はこの出力段740によって規定の安全な状態へと移されることが可能である。図9に示されるように、両方のサブシステム720と730は他方のサブシステムの機能性をモニタすることができるように構成される。これらのサブシステムの相互のモニタリングは普通では図9に矢印で示されるように状態データの双方向の交換によって実施される。各々のサブシステムは別々の制御チャンネルを形成し、これらによって出力段740が別々に駆動されることが可能である。したがって、各々のチャンネルすなわち各々のサブシステムは出力段740を他方のサブシステムに無関係に安全として規定される状態へと設定することが可能である。
Q ̄で指定される単安定マルチバイブレータ831の否定出力部は制御電極、この例ではスイッチング・トランジスタ850のベースへと接続される。
Claims (12)
- 少なくとも1つの安全関連の装置を安全な状態に設定するための安全切り換え装置(900)であって、
前記安全切り換え装置を単相または多相の電源装置に接続するための第1の接続装置(910)、
安全関連の装置を接続するための少なくとも1つの第2の接続装置(920)、
少なくとも1つの安全関連の入力段(760)を接続するための第3の接続装置(940、945)、
少なくとも1つの制御可能なスイッチ接点で前記第1と第2の接続装置(910、920)の間に接続された単相または多相電力の増幅器(200)、
測定装置(610)、および前記電力増幅器(200)の多チャンネル駆動のための安全装置(820、840)を備え、
前記安全装置(820、840)が、
プログラム可能な制御ユニット(822)、
モニタリング信号を発生させるための装置を有する第1の制御装置(820)、および
第2の制御装置(840)を有し、
前記入力段(760)が、前記第1の制御装置(820)と前記第2の制御装置(840)に接続されて、入力信号を前記第1の制御装置(820)から入来するモニタリング信号で変調するように構成され、
前記変調された入力信号への応答として誤りが現れれば前記第1の制御装置(820)および/または前記第2の制御装置(840)が前記安全関連の装置を所定の安全な状態へと設定し、前記第1の制御装置(820)が前記測定装置(610)に割り当てられ、測定されたアナログ信号の所定のパラメータが所定の動作範囲の外側にあれば前記測定されたアナログ信号への応答として前記電力増幅器(200)を介して前記安全関連の装置を所定の安全な状態へと設定するように構成された安全切り換え装置。 - 前記電力増幅器(200)が3相の電力増幅器であり、前記第1の接続装置(910)を介して3相電流電源装置へと接続されることが可能な第1、第2、および第3の配線(210、211、212;410、411、412;510、511、512)を有し、各々の配線を開閉するために少なくとも1つの制御可能なスイッチ接点(231、232、242;451、431、432;520、531、532)が各々の配線に割り当てられ、前記スイッチ接点のうちの少なくとも2つが互いに無関係に駆動されることを特徴とする、請求項1に記載の安全切り換え装置。
- 前記測定されたアナログ信号が周期的な配線電流に相当すること、および前記測定装置(610)が、測定対象の前記アナログの配線電流の振幅が前記所定の動作範囲の外側にある時間的期間を判定するための装置(620、630、640、650)および判定された時間的期間と信号波形、特に測定対象の前記配線電流の信号周波数から前記配線電流の最大振幅を計算する評価装置(660)を有することを特徴とする、請求項1または2に記載の安全切り換え装置。
- 第2の測定アナログ信号が配線の電圧に相当すること、および前記測定装置(610)が実効電力を判定するための装置を含むことを特徴とする、請求項3に記載の安全切り換え装置。
- 前記入力段(760)が少なくとも1つの安全関連および/または用途依存性の切り換え装置(765)を有することを特徴とする、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の安全切り換え装置。
- マイクロプロセッサ(822)が、少なくとも1つの安全関連のプログラムを処理する機能として前記モニタリング信号を発生させることを特徴とする、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の安全切り換え装置。
- 前記第1の制御装置(820)が前記入力段(760)および/または前記第2の制御装置をモニタするための、および誤り信号を作り出すための装置を有すること、および前記第1の制御装置(820)が前記誤り信号への応答として前記安全関連の装置を所定の安全な状態へと設定することを特徴とする、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の安全切り換え装置。
- 前記入力段(760)が、前記入力信号を前記モニタリング信号で変調するための論理動作装置(762)、特にANDゲートを有することを特徴とする、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の安全切り換え装置。
- 前記第1の制御装置(820)が、その周波数が前記モニタリング信号の周波数よりも高い信号で前記モニタリング信号を変調するための変調器(824)を有すること、前記入力段(70)が前記変調されたモニタリング信号を前記入力信号で変調するように構成されること、および前記第2の制御装置(840)が、前記入力段(760)から入来する前記変調された入力信号および前記第1の制御装置(820)から入来する前記変調されたモニタリング信号への応答として、不良が生じると前記安全関連の装置を所定の安全な状態へと設定する制御信号を作り出す復調器(830)を有することを特徴とする、請求項1乃至8のいずれか1項に記載の安全切り換え装置。
- 前記復調器(830)が帯域消去フィルタ、および一層高い周波数を備えた信号の周波数が所定の量で変わると前記安全関連の装置を前記所定の安全な状態へと設定するための制御信号を供給する少なくとも1つの切り換え装置(831)、特に単安定マルチバイブレータを有することを特徴とする、請求項9に記載の安全切り換え装置。
- 前記入力信号が2進の処理信号であることを特徴とする、請求項1乃至10のいずれか1項に記載の安全切り換え装置。
- 前記第1の接続装置(910)、前記1つまたは複数の第2の接続装置(920)、前記第3の接続装置(940、945)、前記電力増幅器(200)、前記測定装置(610)、および前記制御装置(820、840)が回路基板上に配置されることを特徴とする、請求項1乃至11のいずれか1項に記載の安全切り換え装置。
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