SE466172B

SE466172B - Anordning foer bildande av en mot en anordningen tillfoerd storhet svarande stroem

Info

Publication number: SE466172B
Application number: SE9001745A
Authority: SE
Inventors: P Hoeglund
Original assignee: Asea Brown Boveri
Priority date: 1990-05-15
Filing date: 1990-05-15
Publication date: 1992-01-07
Also published as: SE9001745D0; DE69110546T2; JPH04229396A; EP0457201B1; EP0457201A2; EP0457201A3; SE9001745L; JP3054459B2; ES2076406T3; DE69110546D1; US5233543A

Description

466 172 _ 2% Enligt uppfinningen åstadkommes detta genom att anordningen innefattar två parallellt arbetande strömalstrande organ, vilka vart och ett är anordnat att övervaka såväl sin egen som det andra strömalstrande organets funktion.

Vid indikation på egen felfunktion övertas anordningens funktion av det andra strömalstrande organet ensamt medelst passiva komponenter i en summationskoppling.

Enligt en vidareutveckling av uppfinningen kan anordningen konstrueras att genom inkoppling av en i vart och ett av de strömalstrande organen anordnad alternativ krets för den alstrade strömmen avkänna om en indikerad felfunk- tion orsakas av ett internt fel i det strömalstrande organet eller av ett externt fel av typ avbrott i den till detta anslutna yttre delen av kretsen för den alstrade strömmen.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall närmare förklaras genom beskrivning av utföringsexempel under hänvisning till bifogade ritning i vilken fig 1 visar anordningen i schematisk form, fig 2a och 2b visar i form av flödesscheman kriterierna för anordningens redundanta funktion, fig 3 visar en vidareutveckling av anordningen i schematisk form, fig 4a och 4b visar i form av flödesscheman kriterier för att bilda status- och felsignaler och ” fig 5 visar i blockschemaform en utföringsform av anordningen.

BESKRIVNING Av UTFÖRINGSEXEMPEL Fig 1 visar ett första och ett andra strömalstrande organ 1, 2, vilka från ett icke visat överordnat organ, t ex ett digitalt eller analogt arbetande processtyrningssystem, tillföres en storhet A. Vart och ett av de ström- alstrande organen 1, 2 är anordnat att alstra en mot storheten A proportio- nell ström I1, I2. 32 466 172 Il och I2 bestäms av sambanden Il = kl - A (1) I2 = k2 - A (2) Strömmarna Il och I2 summeras i ett strömsummerande organ 3 till en summa- ström I, för vilken alltså gäller sambandet I=(1<1+1<2) .A (3) Vidare är vart och ett av de strömalstrande organen 1, 2 anordnat att vid felfri funktion bilda en statussignal S1, S2, att avkänna förekomsten av denna samt att, såsom i figuren med streckade linjer antytts, avkänna före- komsten av den av det andra strömalstrande organet 2, l bildade status- signalen S2, S1. Vart och ett av de strömalstrande organen 1, 2 är vidare anordnat att, betingat av förekomsten av statussignalerna S1, S2, enligt förutbestämda kriterier, påverka proportionaliteten mellan den tillförda storheten A och den alstrade strömmen Il, I2. Dessa kriterier är utformade enligt den princip som visas i fig 2a, hänförande sig till det strömalst- rande; .organelzzltﬂ , ochnfigL-Zbva hänförandaar sizgﬂ:çftiál.l-.f-ïlï_detefströndlistrazxåëﬂrorfganeb" »i ' 2. Då statussignalerna S1, S2 båda förefinns antar de i ekvationerna 1 och 2 definierade proportionalitetsfaktorerna kl och k2 förutbestämda värden kl = kll och k2 = k2l. Avsaknad av en statussignal S1, S2 innebär att pro- portionalitetsfaktorn kl, k2 åsättes värdet noll samt att, om den andra statussignalen S2, S1 förefinns, den till det andra strömalstrande organet 2, 1 hörande proportionalitetsfaktorn k2, kl åsättes ett värde lika med summan av de båda förutbestämda värdena kll och k2l. Det framgår härav att om båda eller åtminstone ett av de båda strömalstrande organen 1, 2 har en felfri funktion, ekvation 3 får formen I = (kll + k2l) - A (4) och att alltså proportionaliteten mellan storheten A och den av anordningen alstrade summaströmmen I förblir oförändrad så länge åtminstone ett av de strömalstrande organen 1, 2 har felfri funktion.

Fig 3 visar ett i vart och ett av de strömalstrande organen 1, 2 innefattat strömmätningsorgan 4, 5 anordnat för mätning av den alstrade strömmen Il, 46e 172 j A ut I2 samt ett likaså i vart.och ett av de strömalstrande organen 1, 2 inne- fattat kopplingsorgan 6, 7 anordnat att genom påverkan från det ström- alstrande organet 1, 2 inom detta sluta en alternativ strömkrets för den alstrade strömmen I1, I2._Vart och ett av de strömalstrande organen 1, 2 innefattar vidare en enhet 8, 9, anordnad att bilda ett ledvärde IC1, IC2 representerande produkten av storheten A och proportionalitetsfaktorn kl, k2, att alstra strömmen Il, I2, att bilda ett ärvärde IR1, IR2 represen- terande det med strömmätningsorganet Ä, 5 uppmätta värdet på den alstrade strömmen Il, I2, att bilda en skillnad D1, D2 mellan ledvärdet IC1, IC2 och ärvärdet IR1, IR2 samt att betingat av ledvärdet IC1, IC2, ärvärdet IR1, IR2 och skillnaden D1, D2 enligt förutbestämda kriterier bilda statussigna- len S1, S2 och, vid fel av typ avbrott i den till de strömalstrande organen 1, 2 anslutna yttre kretsen för den alstrade strömmen Il, I2, bilda en fel- signal Fl, F2.

Dessa kriterier är utformade enligt den princip som visas i fig Ha, hän- förande sig till det strömalstrande organet 1, och fig 4b, hänförande sig till det strömalstrande organet 2. Beloppet av skillnaden D1, D2 jämförs med ett första kontrollvärde DC och om det nämnda beloppet är mindre än det första kontrollvärdet DC bildas statussignalen S1, S2. Vidare jämförs led- värdet' IClﬂff IC2. meár-ettïândra' IGM?Gdﬁíﬁiäíïtïišälíiäëïüšalﬁïfflšïifïﬁåfïlmeöí? ett tredje kontrollvärde IRM. För att med god säkerhet kunna avgöra huru- vida ett yttre fel föreligger är de nämnda kontrollvärdena lämpligen så valda att det andra kontrollvärdet IGM svarar mot en ström Il, I2 större än den ström I1, I2 som det tredje kontrollvärdet IRM motsvarar samt lämpligen det första kontrollvärdet DC är mindre än skillnaden mellan det andra kon- trollvärdet ICM och det tredje kontrollvärdet IRM. Om ledvärdet IC1, IC2 är större än det andra kontrollvärdet ICM och samtidigt ärvärdet IR1, IR2 är mindre än det tredje kontrollvärdet IRM bringas kopplingsorganet 6, 7 att sluta den alternativa strömkretsen för den alstrade strömmen Il, I2 och därefter jämföra beloppet av skillnaden D1, D2 med det första kontroll- värdet DC. Om nu det nämnda beloppet är mindre än det första kontrollvärdet DC bildas felsignalen Fl, F2 för avkänning från en omgivande anordning, t ex ett processtyrningssystem.

Fig 5 visar ett i vart och ett av de strömalstrande organen 1, 2 anordnat styrorgan 10, ll, en D/A-omvandlare 12, 13 och ett strömförstärkande organ 14, 15. Vart och ett av strömmätningsorganen 4, 5 innefattar ett ström/- spänningsomvandlande organ 16, 17 och en A/D-omvandlare 18, 19. Det ström- 5' 466 172 summerande organet 3 utgörs av två dioder 20, 21, var och en med sin ena pol ansluten till en gemensam kopplingspunkt 22.

I figuren visas med dubbeldragen linje överföring av storheter i digital kod, med enkeldragen linje överföring av analoga spänningar eller strömmar. Överföring av status- och felsignaler antyds med streckad linje.

Styrorganen 10, ll utgörs av en mikroprocessor, vilken via en icke visad anpassningskrets avkänner storheten A i digital form. Mikroprocessorerna är var och en programmerad enligt de principer som framgår av tidigare beskrivna och i fig 2a, 2b och fig Ha, 4b visade flödesscheman. Det ström/- spänningsomvandlande organet 16, 17 utgörs av en shunt, vilken genomflyts av den alstrade strömmen I1, I2.

Uppfinningen är inte begränsad till det visade utföringsexemplet utan flera modifikationer är tänkbara. Således kan styrorganen 10, 11 utgöras av för ändamålet fast kopplade kretsar och bildandet och avkännandet av status- signalerna S1, S2 och bildandet av felsignalerna Fl, F2 kan ske såväl vid i tiden återkommande tillfällen som kontinuerligt. De strömalstrande organen 1, 2 kan förses med indikeringsdon indikerande förekomsten av status- och felsignaleræsammfanordnas att göra dessa signaler tiIIgängIiga~för avkän- T~f ning från omgivande anordningar. Om så befinnes lämpligt kan vardera av de strömförstärkande organen 14, 15 integreras med den till nämnda organ anslutna D/A-omvandlaren 12, 13. Speciellt då enheterna 8, 9 respektive styrorganen 10, 11 arbetar digitalt fås en enkel lösning om de förut- bestämda värdena kll, k21 på proportionalitetsfaktorerna k1, k2 väljes lika, men de kan givetvis också väljas olika. Anordningen kan konstrueras så att de båda dioderna 20, 21 innefattas i respektive strömalstrande organ 1, 2 medan sammankopplingspunkten 22 förläggs utanför dessa. Detta möjlig- gör att de strömalstrande organen 1, 2 används endera i en redundant kopp- ling, varvid de ansluts två och två till sammankopplingspunkten 22, eller, i de fall krav på redundans ej föreligger, de vart och ett ansluts till var sin yttre strömkrets. I detta senare fall kan de också konstrueras att genom utnyttjande av strömmätningsorganet 4, 5 bilda en mot det strömalst- rande organet 1, 2 tillförd ström Il, I2 svarande storhet A och således utnyttjas som analoga strömingångar för t ex ett processtyrningssystem.

Claims

466 172 6 PATENTKRAV

1. Anordning för bildande av en mot en anordningen tillförd storhet (A) svarande ström (I), k ä n n e t e c k n a d av att den omfattar ett första och ett andra strömalstrande organ (1, 2), vart och ett anslutet till ett strömsummerande organ (3). Vart och ett av de strömalstrande orga- nen (1, 2) är anordnat att alstra en mot storheten (A), av en påverkbar proportionalitetsfaktor (kl, k2) betingat proportionell ström (Il, I2), att bilda och att avkänna förekomsten av en egen statussignal (S1, S2), vilken anger felfri funktion hos det strömalstrande organet (1, 2), och att av- känna förekomsten av den av det andra strömalstrande organet (2, 1) bildade statussignalen (S2, S1). Vidare är vart och ett av de strömalstrande orga- nen (1, 2) anordnat att påverka den i det strömalstrande organet (1, 2) anordnade proportionalitetsfaktorn (kl, k2) så att a) om den egna statussignalen (S1, S2) ej förefinns, proportionalitets- faktorn (kl, k2) bringas att anta värdet noll b) om den egna statussignalen (S1, S2) förefinns och den av det andra strömalstrande organet (2, 1) bildade statussignalen (S2, S1) före- finns,,proportionalitetsﬁaktornv(klWßkâﬂfbringasJattïantaﬁettﬂförut-ä1t bestämt värde (m1, kan skilt från mil i c) om den egna statussignalen (S1, S2) förefinns och den av det andra strömalstrande organet (2, 1) bildade statussignalen (S2, S1) ej före- finns, proportionalitetsfaktorn (kl, k2) bringas att anta ett värde lika med summan av de förutbestämda värdena kll och k21.

2. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att vart och ett av de strömalstrande organen (1, 2) innefattar ett strömmätnings- organ (Ä, 5) för mätning av den alstrade strömmen (Il, I2) samt är anordnat att bilda skillnaden (Dl, D2) mellan ett ledvärde (ICl, IC2) representeran- de produkten av storheten (A) och proportionalitetsfaktorn (kl, k2) och ett ärvärde (IR1, IR2) representerande det med strömmätningsorganet (4, 5) upp- mätta värdet på den alstrade strömmen (I1, I2), att jämföra skillnaden (D1, D2) med ett första kontrollvärde (DC) samt att om skillnaden (D1, D2) till sitt belopp understiger det första kontrollvärdet (DC) bilda statussignalen (S1, S2). 1* 466 172

3. Anordning enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a d av att vart och ett av de strömalstrande organen (1, 2) innefattar ett kopplingsorgan (6, 7) för slutning av en alternativ strömkrets för den alstrade strömmen (Il, I2). Vidare är vart och ett av de strömalstrande organen (1, 2) anord- nat att avkänna om ledvärdet (IC1, IC2) är större än ett andra kontroll- värde (ICM) och om samtidigt ärvärdet (IR1, IR2) är mindre än ett tredje kontrollvärde (IRM), att om så är fallet först bringa kopplingsorganet (6, 7) att sluta nämnda alternativa strömkrets och därefter avkänna skillnaden (D1, D2), samt att om då skillnaden (D1, D2) till sitt belopp understiger det första kontrollvärdet (DC), bilda en felsignal (Fl, F2).

4. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k - n a d av att det strömsummerande organet (3) utgörs av två dioder (20, 21) anordnade att leda de alstrade strömmarna (I1, I2) till en gemensam kopp- lingspunkt (22). 2

5. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k - n a d av att då var och en av statussignalerna (S1, S2) förefinns, de av de båda strömalstrande organen (1, 2) alstrade strömmarna (I1, I2) är lika.

6. Anordning enligt något av föregående patentkravu, k ä nan e;t e cwk - n a d av att vart och ett av de strömalstrande organen (1, 2) innefattar ett styrorgan (10, 11), en D/A-omvandlare (12, 13), ett strömförstärkande organ (lﬂ, 15), varvid vart och ett av styrorganen (10, 11) är anordnat att avkänna storheten (A), att bilda den egna statussignalen (S1, S2), att av- känna förekomsten av den egna statussignalen (S1, S2) och av den av det andra styrorganet (11, 10) bildade statussignalen (S2, S1) samt att bilda och att påverka den till det strömalstrande organet (1, 2) anordnade pro- portionalitetsfaktorn (kl, k2) och att bilda och för D/A-omvandlaren (12, 13) göra tillgängligt ledvärdet (ICl, IC2).

7. Anordning enligt patentkraven 3 och 6, k ä n n e t e c k n a d av att det i varje strömalstrande organ (1, 2) anordnade styrorganet (10, 11) är anordnat att påverka det i samma strömalstrande organ (1, 2) anordnade kopplingsorganet (6, 7) samt att bilda felsignalen (F1, F2).

8. Anordning enligt något av patentkraven 2 och 6, k ä n n e t e c k - n a d av att vart och ett av strömmätningsorganen (4, 5) innefattar ett ström/spänningsomvandlande organ (16, 17) samt en A/D-omvandlare (18, 19) ansluten till styrorganet (10, 11).