WO1999060453A1 - Digital input module - Google Patents

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WO1999060453A1
WO1999060453A1 PCT/DE1999/001388 DE9901388W WO9960453A1 WO 1999060453 A1 WO1999060453 A1 WO 1999060453A1 DE 9901388 W DE9901388 W DE 9901388W WO 9960453 A1 WO9960453 A1 WO 9960453A1
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signal
input
voltage
digital
input unit
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PCT/DE1999/001388
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German (de)
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Inventor
Jürgen RAIMER
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L5/00—Local operating mechanisms for points or track-mounted scotch-blocks; Visible or audible signals; Local operating mechanisms for visible or audible signals
    • B61L5/12—Visible signals
    • B61L5/18—Light signals; Mechanisms associated therewith, e.g. blinders
    • B61L5/1809—Daylight signals
    • B61L5/1881—Wiring diagrams for power supply, control or testing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/24—Testing correct operation

Definitions

  • the invention is based on the object of specifying a digital input module for a DV system with which a digital signal can be obtained from a binary-coded signal alternating or signal voltage applied to a contact of a signal transmitter, while enabling its functionality to be checked.
  • a digital input module for a DV system for obtaining a digital signal from a binary-coded signal voltage applied to a contact of a signal generator, which in the case of a logical “ ⁇ ” has a voltage value different from zero volts and in the case of a logical "0 has a voltage value of zero volts, with
  • a switching unit connected to a further input of the input unit via its fixed connection, which has the input unit with a voltage value different from zero volt for obtaining the digital signal of the tapping voltage having the tapping voltage having the voltage value of zero volts and for generating a test signal of the digital input module having test voltage applied, and - an optocoupler arranged in the input unit,
  • the main advantage of the digital input module according to the invention is that it can be monitored for its reliability and can therefore also be used in the field of railways - for example in relay signal boxes - where, as is known, very high safety requirements are imposed.
  • the controllability of the reliability of the digital input module is based specifically on the fact that it can be tested regularly with regard to its functionality by the switchover unit, namely by using the switchover unit to apply the test voltage to the further input of the input unit instead of the tapping voltage; this works in the following way: In normal operation - d.
  • a voltage of zero volts is applied to the further input of the input unit by means of the switchover unit, so that the signal voltage present at one input of the input unit is applied via the rectifier and the optical coupler is switched through unchanged with regard to its binary information to the output of the input unit and thus to the output of the digital input module as a digital signal; in test mode, on the other hand, the switchover unit is used to apply the test voltage to the further input of the input unit, the voltage value of which corresponds to the signal voltage of the signal generator in the case of a logical “1”.
  • This switching over at the further input of the input unit leads to a change in the differential voltage present at the two inputs of the input unit, which, in the case of a functional digital input module, must be reflected in a change in the output signal at the output of the input unit or in the occurrence of the test signal;
  • the test signal thus corresponds to the inverted digital signal with regard to its binary information.
  • the switchover unit produces a voltage difference of 0 volts at the two inputs of the input unit, which is interpreted in the digital input module as a logical “0” because of the the same voltages are applied to both inputs of the input unit; after the switchover, the output signal must then be changed at the output of the input unit or the test signal must appear with a logical “0 N ”. If the test signal does not appear, the digital input module is defective. The digital input module can be checked accordingly if a logical “0” is present at the contact of the signal transmitter.
  • Another advantage of the digital input module according to the invention is that, due to the rectifier bridge, it can be operated both with an AC signal voltage as a signal voltage and with a DC signal voltage as a signal voltage, since the rectifier bridge always transmits a (“positive *) DC voltage to the optocoupler; This is necessary on the one hand because digital input modules usually emit a DC voltage signal at their output as a digital signal, but on the other hand it is necessary because optocouplers generally have a photodiode on the input side that cannot be operated in the reverse direction.
  • the optocoupler in turn offers the advantage that the DV system is effectively protected against overvoltage at the contact of the signal transmitter, which excludes damage to the DV system and the reliability and thus the operational safety of the tapping unit formed from the DV system and digital input module clearly increased.
  • the digital input module has further input units corresponding to the one input unit, to the one input of which a further contact of the signal generator can be connected, and the further input of which is connected to the switchover unit.
  • the digital input module is connected to the relay contacts of the relay signal box.
  • the relay contacts are usually connected to ground via an optical display device. If this is not the case for individual relay signal boxes, the missing display means can be replaced with regard to their electrical effect on the digital input module by switching an electrical load - for example an ohmic resistor or a constant current source - between the two inputs of the input unit becomes.
  • Digital input module consists in that it can be used in the same way both in relay signal boxes with optical display means and without optical display means.
  • the switchover unit has an assignable connection to ground and its other assignable connection to a voltage source of the signal generator can be connected, which emits the voltage other than zero volts.
  • an embodiment of a digital input module according to the invention is shown in a figure.
  • the figure shows a digital input module 1 for obtaining a digital signal from a signal voltage present at a contact 5 of a signal generator 10 with an input unit 15, to whose input E15a the contact 5 of the signal generator 10 can be connected or is shown in the figure as connected .
  • the input unit 15 has an optocoupler 20 for potential isolation.
  • One input E15a of the input unit 15 is connected to an optocoupler input E20a of the optocoupler 20, and another input E15b of the input unit 15 is connected to a further optocoupler input E20b.
  • the connection between the two inputs E15a and E15b of the input unit 15 and the two optocoupler inputs E20a and E20b of the optocoupler 20 is ensured by a rectifier bridge 25.
  • a switchover unit 30 with a fixed connection E30a is connected to the further input E15b of the input unit 15.
  • the switchover unit 30 is connected by means of its one assignable connection E30b to ground as a tapping voltage and by means of its other assignable connection E30c to a test voltage, the test voltage corresponding to the amount of the signal voltage supplied by the signal generator 10 and other than zero volts; This is specifically achieved in that the other assignable connection E30c of the switchover unit 30 is connected to the voltage source 35 in the signal generator 10.
  • the signal generator 10 has electrical switches 40, each between the
  • Voltage source 35 and the respective contact of the signal generator 10 are connected.
  • the signal transmitter 10 has further contacts 45 with which further signal voltages can be transmitted.
  • further input units 50 are shown, which correspond in terms of their electrical structure to the one input unit 15 and which are each connected with their one input E50a to one of the further contacts 45 of the signal generator 10.
  • the contact 5 and / or the further contacts 45 of the signal generator 10 are relay contacts of a relay interlocking system operating as a signal generator 10.
  • optical display means 55 are connected, which visualize the signal voltage at their respective contact. Since the signal transmitter 10 is a relay interlocking, the optical display means 55 are, for example, lamps on a signal board of the relay interlocking.
  • a digital signal can be obtained from a binary-coded signal voltage (AC or DC voltage) at the contact 5, and 45 further digital signals can be obtained from further such signal voltages at the further contacts and fed into a DV system;
  • the digital input module 1 is connected between contacts 5 and 45 and the DV system.
  • Outputs A15a and A15b of the input unit 15 and outputs A50a and A50b of the further input units 50 are used for the DV-side connection, ie for feeding the digital signals obtained into the DV system.
  • a tapping voltage of zero volts is applied to the further inputs E15b and E50b of the input units 15 and 50, so that there is one input unit 15 and two between the two inputs E15a and E15b forms a voltage between the two inputs E50a and E50b of the further input units which corresponds to the respective signal voltage, ie, depending on the position of the respective switch 40, is equal to zero volts or equal to the voltage of the voltage source 35 different from zero volts.
  • the voltage source can emit, for example, 60 V or 24 V DC voltage or also 24 V AC voltage.
  • the voltage present between the two inputs of the respective input unit is rectified in the associated rectifier bridge and transmitted from there to the respective optocoupler, which carries out electrical isolation and outputs an output voltage corresponding to the binary code of the signal voltage of the respective contact at the outputs of the digital input module as a digital signal.
  • the signal voltage of the respective contact is thus rectified in the digital input module and switched through as a digital signal to the respective output of the digital input module.
  • the functioning of the digital input module 1 can be checked by connecting the further input E15b or the further inputs E50b of the further input units 50 to the voltage source 35 with the aid of the switchover unit 30.
  • a voltage is formed between the two inputs E15a and E15b of one input unit 15 and in each case between the two inputs E50a and E50b of the further input units 50, which is zero volts when the signal voltage is not zero volts (switch 40 closed) and at a signal voltage is zero volts (switch 40 open) is not zero volts; this change in input output voltage at the input units 15 and 50 must be noticeable at a functioning digital input module 1 at the two outputs of the input units 15 and 50 by a signal change and lead to a test signal at the output of the respective input unit or the digital input module 1; the test signal is therefore equal to the inverted digital signal.
  • the respective optical display means must be defective.
  • switching units 70 can also be contained in the digital input module 1, which work exactly like the one switching unit 30 and are connected to their own input units, not shown in the figure. If there are several switching units 70, these can be actuated one after the other in time and the signal level changes at the outputs of the input units can be observed.
  • signal level changes may only occur on input units of the respective switching unit; If, on the other hand, signal level changes also occur on input units of one or more other switchover units, there is an undesirable “crosstalk” of signals from one switchover unit to another, which in turn can be indicated by corresponding error signals.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
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Abstract

The aim of the invention is to provide a digital input module (1) for a data-processing system. With said input module it is possible to obtain a digital signal from a binary-coded signal alternating voltage or signal direct voltage applied to a contact (5) of a signal transmitter (10). There are also means for monitoring the mode of functioning of the digital input module. According to the invention, a digital input module (1) for a data-processing system, for obtaining a digital signal from a binary-coded signal voltage applied to a contact (5) of a signal transmitter (10) has an input unit (15) which can be connected to the contact (5) and to the data-processing system, a changeover unit (30) which is connected to said input unit (15) and which subjects the input unit (15) to a tap voltage of zero volts in order to obtain the digital signal and subjects the input unit (15) to a test voltage in order to produce a test signal; and an optocoupler (20) which is located in the input unit (15). Said optocoupler is connected to the two inputs of the input unit (E15a, E15b) and to the output (A15a) of the input unit (15) by a rectifier bridge (25).

Description

Beschreibungdescription
DigitaleingabebaugruppeDigital input module
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine DV-Anlage eine Digitaleingabebaugruppe anzugeben, mit der sich unter Ermöglichung des Überprüfens ihrer Funktionsweise aus einer an einem Kontakt eines Signalgebers anliegenden, binär kodierten Signalwechsel- oder Signalgleichspannung ein Digital- signal gewinnen läßt.The invention is based on the object of specifying a digital input module for a DV system with which a digital signal can be obtained from a binary-coded signal alternating or signal voltage applied to a contact of a signal transmitter, while enabling its functionality to be checked.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Digitaleingabebaugruppe für eine DV-Anlage zum Gewinnen eines Digitalsignals aus einer an einem Kontakt eines Signalgebers an- liegenden, binär kodierten SignalSpannung, die im Falle einer logischen „lλ einen von Null Volt verschiedenen Spannungswert und im Falle einer logischen „0 einen Spannungswert von Null Volt aufweist, mitThis object is achieved according to the invention by a digital input module for a DV system for obtaining a digital signal from a binary-coded signal voltage applied to a contact of a signal generator, which in the case of a logical “ λ” has a voltage value different from zero volts and in the case of a logical "0 has a voltage value of zero volts, with
- einer Eingabeeinheit, an deren einen Eingang der Kontakt des Signalgebers und an deren Ausgang die DV-Anlage anschließbar ist,an input unit, to the one input of which the contact of the signal transmitter and to the output of which the DV system can be connected,
- einer mit einem weiteren Eingang der Eingabeeinheit über ihren Festanschluß verbundenen Umschalteinheit, die zum Gewinnen des Digitalsignals der die Eingabeeinheit mit ei- ner den Spannungswert von Null Volt aufweisenden Abgreifspannung und zum Erzeugen eines Prüfsignals der Digitaleingabebaugruppe die Eingabeeinheit mit einer den von Null Volt verschiedenen Spannungswert aufweisenden Prüfspannung beaufschlagt, und - einem in der Eingabeeinheit angeordneten Optokoppler,a switching unit connected to a further input of the input unit via its fixed connection, which has the input unit with a voltage value different from zero volt for obtaining the digital signal of the tapping voltage having the tapping voltage having the voltage value of zero volts and for generating a test signal of the digital input module having test voltage applied, and - an optocoupler arranged in the input unit,
- dessen Optokopplereingänge über eine Gleichrichterbrücke mit den beiden Eingängen der Eingabeeinheit und- Its optocoupler inputs via a rectifier bridge with the two inputs of the input unit and
- dessen Optokopplerausgang mit dem Ausgang der Eingabeeinheit in Verbindung stehen. Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Digitaleingabebaugruppe besteht darin, daß sie auf ihre Zuverlässigkeit überwachbar ist und daher auch im Bereich des Eisenbahnwesens - beispielsweise bei Relaisstellwerken - einsetzbar ist, wo bekanntermaßen sehr hohe Sicherheitsanforderungen gestellt werden. Die Überwachbarkeit der Zuverlässigkeit der Digitaleingabebaugruppe beruht konkret darauf, daß sie durch die Umschalteinheit hinsichtlich ihrer Funktionsfähigkeit regel- mäßig getestet werden kann, indem nämlich mit Hilfe der Umschalteinheit an den weiteren Eingang der Eingabeeinheit statt der AbgreifSpannung die Prüfspannung angelegt wird; dies funktioniert dabei in folgender Weise: Im normalen Betrieb - d. h zum Abgreifen der an dem Kontakt des Signalge- bers anliegenden Signalspannung und zum Gewinnen des Digitalsignals- wird an den weiteren Eingang der Eingabeeinheit mittels der Umschalteinheit eine Spannung von Null Volt angelegt, so daß die an dem einen Eingang der Eingabeeinheit anliegende SignalSpannung über den Gleichrichter und den Optokoppler hinsichtlich ihrer binären Information unverändert zum Ausgang der Eingabeeinheit und damit zum Ausgang der Digitaleingabebaugruppe als Digitalsignal durchgeschaltet wird; im Prüfbetrieb hingegen wird mittels der Umschalteinheit an den weiteren Eingang der Eingabeeinheit die Prüfspannung angelegt, die von ihrem Spannungwert her der SignalSpannung des Signalgebers im Falle einer logischen „1* entspricht. Dieses Umschalten an dem weiteren Eingang der Eingabeeinheit führt zu einem Wechsel der an den beiden Eingängen der Eingabeeinheit anliegenden Diffe- renzspannung, was sich bei funktionsfähiger Digitaleingabebaugruppe in einem Wechsel des Ausgangssignals an dem Ausgang der Eingabeeinheit bzw. in dem Auftreten des PrüfSignals bemerkbar machen muß; das Prüfsignal entspricht also bezüglich seiner binären Information dem invertierten Digitalsignal. Liegt beispielsweise an dem Kontakt des Signalgebers ein Signal mit einer logischen „lλλ an, so entsteht nach dem Umschalten auf Prüfspannung durch die Umschalteinheit an den beiden Eingängen der Eingabeeinheit eine Spannungsdifferenz von 0 Volt, was in der Digitalein- gabebaugruppe als logische „0* aufgefaßt wird, weil an den beiden Eingängen der Eingabeeinheit die gleichen Spannungen anliegen; nach dem Umschalten muß dann also an dem Ausgang der Eingabeeinheit ein Wechsel des Ausgangssignals erfolgen bzw. das Prüfsignal mit einer logischen „0N auftreten. Tritt das Prüfsignal nicht auf, so ist die Digitaleingabebaugruppe defekt. Entsprechend kann die Digitaleingabebaugruppe geprüft werden, wenn an dem Kontakt des Signalgebers eine logische „0* anliegt.- Its optocoupler output is connected to the output of the input unit. The main advantage of the digital input module according to the invention is that it can be monitored for its reliability and can therefore also be used in the field of railways - for example in relay signal boxes - where, as is known, very high safety requirements are imposed. The controllability of the reliability of the digital input module is based specifically on the fact that it can be tested regularly with regard to its functionality by the switchover unit, namely by using the switchover unit to apply the test voltage to the further input of the input unit instead of the tapping voltage; this works in the following way: In normal operation - d. h for tapping the signal voltage present at the contact of the signal transmitter and for obtaining the digital signal, a voltage of zero volts is applied to the further input of the input unit by means of the switchover unit, so that the signal voltage present at one input of the input unit is applied via the rectifier and the optical coupler is switched through unchanged with regard to its binary information to the output of the input unit and thus to the output of the digital input module as a digital signal; in test mode, on the other hand, the switchover unit is used to apply the test voltage to the further input of the input unit, the voltage value of which corresponds to the signal voltage of the signal generator in the case of a logical “1”. This switching over at the further input of the input unit leads to a change in the differential voltage present at the two inputs of the input unit, which, in the case of a functional digital input module, must be reflected in a change in the output signal at the output of the input unit or in the occurrence of the test signal; The test signal thus corresponds to the inverted digital signal with regard to its binary information. For example, is due to the contact of the When the signal generator sends a signal with a logical “ λλ ”, after switching over to the test voltage, the switchover unit produces a voltage difference of 0 volts at the two inputs of the input unit, which is interpreted in the digital input module as a logical “0” because of the the same voltages are applied to both inputs of the input unit; after the switchover, the output signal must then be changed at the output of the input unit or the test signal must appear with a logical “0 N ”. If the test signal does not appear, the digital input module is defective. The digital input module can be checked accordingly if a logical “0” is present at the contact of the signal transmitter.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Digitaleingabebaugruppe besteht darin, daß sie aufgrund der Gleichrichterbrücke sowohl mit einer Signalwechselspannung als Signalspannung als auch mit einer Signalgleichspannung als Signalspannung betrieben werden kann, da durch die Gleichrichterbrücke zu dem Optokoppler stets eine („positive* ) Gleichspannung übertragen wird; dies ist zum einen deshalb erforderlich, weil Digitaleingabebaugruppen an ihrem Ausgang üblicherweise als Digitalsignal ein Gleichspannungssignal abgegeben, aber zum anderen auch deshalb erforderlich, da Optokoppler in der Regel eingangsseitig eine Fotodiode aufweisen, die nicht in Sperrichtung betrieben werden kann. Der Optokoppler wiederum bietet den Vorteil, daß die DV-Anlage vor einer Überspannung an dem Kontakt des Signalgebers wirkungsvoll geschützt wird, was Schäden an der DV-Anlage ausschließt und die Zuver- lässigkeit und damit die Betriebssicherheit der aus DV-Anlage und Digitaleingabebaugruppe gebildeten Abgreifeinheit deutlich erhöht.Another advantage of the digital input module according to the invention is that, due to the rectifier bridge, it can be operated both with an AC signal voltage as a signal voltage and with a DC signal voltage as a signal voltage, since the rectifier bridge always transmits a (“positive *) DC voltage to the optocoupler; This is necessary on the one hand because digital input modules usually emit a DC voltage signal at their output as a digital signal, but on the other hand it is necessary because optocouplers generally have a photodiode on the input side that cannot be operated in the reverse direction. The optocoupler in turn offers the advantage that the DV system is effectively protected against overvoltage at the contact of the signal transmitter, which excludes damage to the DV system and the reliability and thus the operational safety of the tapping unit formed from the DV system and digital input module clearly increased.
Um zu erreichen, daß die erfindungsgemäße Digitaleingabebau- gruppe auch bei Signalgebern eingesetzt werden kann, die wei- tere Kontakte mit weiteren Signalspannungen zur Verfügung stellen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Digitaleingabebaugruppe weitere der einen Eingabeeinheit entsprechende Eingabeeinheiten aufweist, an deren einen Eingang jeweils ein weiterer Kontakt des Signalgebers anschließbar ist, und deren weiterer Eingang jeweils mit der Umschalteinheit verbunden ist .In order to ensure that the digital input module according to the invention can also be used with signal transmitters which To provide more contacts with further signal voltages, it is provided according to the invention that the digital input module has further input units corresponding to the one input unit, to the one input of which a further contact of the signal generator can be connected, and the further input of which is connected to the switchover unit.
Wird die erfindungsgemäße Digitaleingabebaugruppe bei Re- laisstellwerken eingesetzt, so wird die Digitaleingabebaugruppe an die Relaiskontakte des Relaisstellwerkes angeschlossen. Die Relaiskontakte sind üblicherweise über eine optische Anzeigevorrichtung mit Masse verbunden. Sollte dies im Einzelfall bei einzelnen Relaisstellwerken nicht der Fall sein, so können die fehlenden Anzeigemittel hinsichtlich ihrer elektrischen Wirkung auf die Digitaleingabebaugruppe dadurch ersetzt werden, daß zwischen die beiden Eingänge der Eingabeeinheit eine elektrische Last - beispielsweise ein ohmscher Widerstand oder eine Konstantstromquelle - ge- schaltet wird. Der Vorteil dieser erfindungsgemäßenIf the digital input module according to the invention is used in relay signal boxes, the digital input module is connected to the relay contacts of the relay signal box. The relay contacts are usually connected to ground via an optical display device. If this is not the case for individual relay signal boxes, the missing display means can be replaced with regard to their electrical effect on the digital input module by switching an electrical load - for example an ohmic resistor or a constant current source - between the two inputs of the input unit becomes. The advantage of this invention
Digitaleingabebaugruppe besteht darin, daß diese sowohl bei Relaisstellwerken mit optischen Anzeigemitteln als auch ohne optischen Anzeigemitteln in gleicher Weise eingesetzt werden kann.Digital input module consists in that it can be used in the same way both in relay signal boxes with optical display means and without optical display means.
Um die Umschalteinheit besonders einfach und damit vorteilhaft mit der Spannung von Null Volt und der von Null Volt verschiedenen Spannung versorgen zu können, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Umschalteinheit über ihren einen belegbaren Anschluß mit Masse und über ihren anderen belegbaren Anschluß an eine Spannungsquelle des Signalgebers anschließbar ist, die die von Null Volt verschiedene Spannung abgibt . Zur Erläuterung der Erfindung ist in einer Figur ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Digitaleingabebaugruppe dargestellt.In order to be able to supply the switchover unit in a particularly simple and thus advantageous manner with the voltage of zero volts and the voltage different from zero volt, it is considered advantageous if the switchover unit has an assignable connection to ground and its other assignable connection to a voltage source of the signal generator can be connected, which emits the voltage other than zero volts. To illustrate the invention, an embodiment of a digital input module according to the invention is shown in a figure.
Die Figur zeigt eine Digitaleingabebaugruppe 1 zum Gewinnen eines Digitalsignals aus einer an einem Kontakt 5 eines Signalgebers 10 anliegenden Signalspannung mit einer Eingabeeinheit 15, an deren einen Eingang E15a der Kontakt 5 des Signalgebers 10 anschließbar ist bzw. in der Figur als ange- schlössen dargestellt ist. Die Eingabeeinheit 15 weist einen Optokoppler 20 zur Potentialtrennung auf. Mit einem Optokopplereingang E20a des Optokopplers 20 steht der eine Eingang E15a der Eingabeeinheit 15 in Verbindung und mit einem weiteren Optokopplereingang E20b steht ein weiterer Eingang E15b der Eingabeeinheit 15 in Verbindung. Die Verbindung zwischen den beiden Eingängen E15a und E15b der Eingabeeinheit 15 und den beiden Optokopplereingängen E20a und E20b des Optokopplers 20 wird durch eine Gleichrichterbrücke 25 gewährleistet. Mit dem weiteren Eingang E15b der Eingabeein- heit 15 ist eine Umschalteinheit 30 mit einem Festanschluß E30a verbunden. Die Umschalteinheit 30 ist mittels ihres einen belegbaren Anschlusses E30b mit Masse als Abgreifspannung und mittels ihres anderen belegbaren Anschlusses E30c mit einer Prüfspannung verbunden, wobei die Prüfspannung dem Betrage nach der von dem Signalgeber 10 gelieferten von Null Volt verschiedenen Signalspannung entspricht; dies wird konkret dadurch erreicht, daß der andere belegbare Anschluß E30c der Umschalteinheit 30 mit der Spannungsquelle 35 in dem Signalgeber 10 verbunden ist. Der Signalgeber 10 weist elektrische Schalter 40 auf, die jeweils zwischen dieThe figure shows a digital input module 1 for obtaining a digital signal from a signal voltage present at a contact 5 of a signal generator 10 with an input unit 15, to whose input E15a the contact 5 of the signal generator 10 can be connected or is shown in the figure as connected . The input unit 15 has an optocoupler 20 for potential isolation. One input E15a of the input unit 15 is connected to an optocoupler input E20a of the optocoupler 20, and another input E15b of the input unit 15 is connected to a further optocoupler input E20b. The connection between the two inputs E15a and E15b of the input unit 15 and the two optocoupler inputs E20a and E20b of the optocoupler 20 is ensured by a rectifier bridge 25. A switchover unit 30 with a fixed connection E30a is connected to the further input E15b of the input unit 15. The switchover unit 30 is connected by means of its one assignable connection E30b to ground as a tapping voltage and by means of its other assignable connection E30c to a test voltage, the test voltage corresponding to the amount of the signal voltage supplied by the signal generator 10 and other than zero volts; This is specifically achieved in that the other assignable connection E30c of the switchover unit 30 is connected to the voltage source 35 in the signal generator 10. The signal generator 10 has electrical switches 40, each between the
Spannungsquelle 35 und den jeweiligen Kontakt des Signalgebers 10 geschaltet sind. Der Signalgeber 10 weist neben dem einen Kontakt 5 dabei weitere Kontakte 45 auf, mit denen weitere Signalspannungen übertragbar sind. In der Figur sind darüber hinaus weitere Eingabeeinheiten 50 dargestellt, die von ihrem elektrischen Aufbau her der einen Eingabeeinheit 15 entsprechen und die jeweils mit ihrem einen Eingang E50a jeweils mit einem der weiteren Kontakte 45 des Signalgebers 10 verbunden sind.Voltage source 35 and the respective contact of the signal generator 10 are connected. In addition to the one contact 5, the signal transmitter 10 has further contacts 45 with which further signal voltages can be transmitted. In the figure, further input units 50 are shown, which correspond in terms of their electrical structure to the one input unit 15 and which are each connected with their one input E50a to one of the further contacts 45 of the signal generator 10.
Der Kontakt 5 und/oder die weiteren Kontakte 45 des Signalgebers 10 sind dabei Relaiskontakte eines als Signalgeber 10 arbeitenden Relaisstellwerkes.The contact 5 and / or the further contacts 45 of the signal generator 10 are relay contacts of a relay interlocking system operating as a signal generator 10.
Wie sich der Figur entnehmen läßt, sind zwischen den einen Kontakt 5 sowie die weiteren Kontakte 45 des Signalgebers 10 jeweils optische Anzeigemittel 55 geschaltet, die die Signalspannung an ihrem jeweiligen Kontakt visualisieren. Da es sich bei dem Signalgeber 10 um ein Relaisstellwerk handelt, sind die optischen Anzeigemittel 55 beispielsweise Lampen auf einer Signaltafel des Relaisstellwerkes.As can be seen in the figure, between the one contact 5 and the further contacts 45 of the signal generator 10, optical display means 55 are connected, which visualize the signal voltage at their respective contact. Since the signal transmitter 10 is a relay interlocking, the optical display means 55 are, for example, lamps on a signal board of the relay interlocking.
Falls zwischen den einen Kontakt 5 und/oder die weiteren Kon- takte 45 des Signalgebers 10 keine optischen Anzeigemittel geschaltet sein sollten, so können diese elektrisch durch einen ohmschen Widerstand zwischen den beiden Eingängen der Eingabeeinheit in der Digitalbaugruppe 1 ersetzt sein.If no optical display means should be connected between the one contact 5 and / or the further contacts 45 of the signal generator 10, these can be electrically replaced by an ohmic resistance between the two inputs of the input unit in the digital module 1.
Mit der Digitaleingabebaugruppe 1 läßt sich aus einer binär kodierten Signalspannung (Wechsel- oder Gleichspannung) an dem Kontakt 5 ein Digitalsignal sowie aus weiteren derartigen Signalspannungen an den weiteren Kontakten 45 weitere Digitalsignale gewinnen und in eine DV-Anlage einspeisen; dafür wird die Digitaleingabebaugruppe 1 zwischen die Kontakte 5 und 45 und die DV-Anlage geschaltet. Zum DV- seitigen Anschluß, d. h. zum Einspeisen der gewonnenen Digitalsignale in die DV-Anlage, dienen dabei Ausgänge A15a und A15b der Eingabeeinheit 15 und Ausgänge A50a und A50b der weiteren Eingabeeinheiten 50. Zum Einlesen der SignalSpannung an den Kontakten 5 und 45 wird an die weiteren Eingänge E15b bzw. E50b der Eingabeeinheiten 15 bzw. 50 eine AbgreifSpannung von Null Volt ange- legt, so daß sich zwischen den beiden Eingängen E15a und E15b der einen Eingabeeinheit 15 sowie jeweils zwischen den beiden Eingängen E50a und E50b der weiteren Eingabeeinheiten eine Spannung bildet, die der jeweiligen Signalspannung entspricht, d. h. je nach Stellung des jeweiligen Schalters 40 gleich Null Volt oder gleich der von Null Volt verschiedenen Spannung der Spannungsquelle 35 ist. Die Spannungsquelle kann beispielsweise 60 V oder 24 V Gleichspannung oder auch 24 V Wechselspannung abgeben. Die zwischen den beiden Eingängen der jeweiligen Eingabeeinheit anliegende Spannung wird in der zugehörigen Gleichrichterbrücke gleichgerichtet und von dort zu dem jeweiligen Optokoppler übertragen, der eine Potentialtrennung durchführt und ein dem binären Kode der Signalspannung des jeweiligen Kontaktes entsprechende Ausgangsspannung an den Ausgängen der Digitaleingabebaugruppe als Digitalsignal abgibt. Kurz gesagt wird die Signalspannung des jeweiligen Kontaktes also in der Digitaleingabebaugruppe gleichgerichtet und als Digitalsignal zum jeweiligen Ausgang der Digitaleingabebaugruppe durchgeschaltet.With the digital input module 1, a digital signal can be obtained from a binary-coded signal voltage (AC or DC voltage) at the contact 5, and 45 further digital signals can be obtained from further such signal voltages at the further contacts and fed into a DV system; For this purpose, the digital input module 1 is connected between contacts 5 and 45 and the DV system. Outputs A15a and A15b of the input unit 15 and outputs A50a and A50b of the further input units 50 are used for the DV-side connection, ie for feeding the digital signals obtained into the DV system. To read in the signal voltage at contacts 5 and 45, a tapping voltage of zero volts is applied to the further inputs E15b and E50b of the input units 15 and 50, so that there is one input unit 15 and two between the two inputs E15a and E15b forms a voltage between the two inputs E50a and E50b of the further input units which corresponds to the respective signal voltage, ie, depending on the position of the respective switch 40, is equal to zero volts or equal to the voltage of the voltage source 35 different from zero volts. The voltage source can emit, for example, 60 V or 24 V DC voltage or also 24 V AC voltage. The voltage present between the two inputs of the respective input unit is rectified in the associated rectifier bridge and transmitted from there to the respective optocoupler, which carries out electrical isolation and outputs an output voltage corresponding to the binary code of the signal voltage of the respective contact at the outputs of the digital input module as a digital signal. In short, the signal voltage of the respective contact is thus rectified in the digital input module and switched through as a digital signal to the respective output of the digital input module.
Prüfen läßt sich die Funktionsweise der Digitaleingabebaugruppe 1, indem mit Hilfe der Umschalteinheit 30 der weitere Eingang E15b bzw. die weiteren Eingänge E50b der weiteren Eingabeeinheiten 50 mit der Spannungsquelle 35 verbunden werden. In diesem Fall bildet sich zwischen den beiden Eingängen E15a und E15b der einen Eingabeeinheit 15 sowie jeweils zwischen den beiden Eingängen E50a und E50b der weiteren Eingabeeinheiten 50 eine Spannung, die bei einer Signalspannung ungleich Null Volt (Schalter 40 geschlossen) gleich Null Volt ist und bei einer Signalspannung gleich Null Volt (Schalter 40 offen) ungleich Null Volt ist; diese Änderung der Ein- gangsspannung an den Eingabeeinheiten 15 und 50 muß sich bei funktionstüchtiger Digitaleingabebaugruppe 1 jeweils an den beiden Ausgängen der Eingabeeinheiten 15 und 50 durch einen Signalwechsel bemerkbar machen und zu einem Prüfsignal am Ausgang der jeweiligen Eingabeeinheit bzw. der Digitaleingabebaugruppe 1 führen; das Prüfsignal ist also gleich dem invertierten Digitalsignal. Entsteht bei einer Signalspannung mit einer logischen „1* statt des Digitalsignals mit einer logischen „1* also kein Prüfsignal mit einer logischen „0*, so ist die Digitaleingabebaugruppe 1 defekt, was durch ein entsprechendes in der DV-Anlage oder in einer nicht dargestellten Kontrolleinheit der Digitaleingabebaugruppe 1 erzeugtes Fehlersignal signalisiert werden kann; dabei können selbstverständlich Fehlersignale erzeugt werden, die erkennen lassen, welche der Eingabeeinheiten 15, 50 defekt sind.The functioning of the digital input module 1 can be checked by connecting the further input E15b or the further inputs E50b of the further input units 50 to the voltage source 35 with the aid of the switchover unit 30. In this case, a voltage is formed between the two inputs E15a and E15b of one input unit 15 and in each case between the two inputs E50a and E50b of the further input units 50, which is zero volts when the signal voltage is not zero volts (switch 40 closed) and at a signal voltage is zero volts (switch 40 open) is not zero volts; this change in input output voltage at the input units 15 and 50 must be noticeable at a functioning digital input module 1 at the two outputs of the input units 15 and 50 by a signal change and lead to a test signal at the output of the respective input unit or the digital input module 1; the test signal is therefore equal to the inverted digital signal. If a signal voltage with a logical "1 *" instead of the digital signal with a logical "1 * does not result in a test signal with a logical" 0 *, then the digital input module 1 is defective, which is indicated by a corresponding one in the data processing system or in one that is not shown Control unit of the digital input module 1 generated error signal can be signaled; error signals can of course be generated that indicate which of the input units 15, 50 are defective.
Läßt sich bei einer Signalspannung ungleich Null Volt (,,lλ) beim Umschalten der Umschalteinheit kein Fehler in der Digitaleingabebaugruppe feststellen, so kann anschließend geprüft werden, ob die optischen Anzeigemittel 55 defekt sind; bei offenem Schalter 40 (SignalSpannung gleich Null Volt, „0*) muß beim Anlegen der PrüfSpannung an dem weiteren Eingang E15b der einen Eingabeeinheit 15 bzw. bei einem Anlegen der Prüfspannung an die weiteren Eingänge E50b der weiteren Eingabeeinheiten 50 nämlich ein Strom durch den jeweiligen Optokoppler 20 fließen, der in der zugeordneten Eingabeeinheit 15 bzw. 50 als Signalwechsel erkannt wird, d. h. aus dem jeweiligen Digitalsignal „0X muß jeweils ein Prüfsignal „1* werden. Fließt bei funktionstüchtiger Digitaleingabebaugruppe hingegen kein Strom (kein Signalwechsel und auch keinIf no error can be found in the digital input module when the switchover unit is used when the signal voltage is not equal to zero volts (,, l λ ), it can then be checked whether the optical display means 55 are defective; With switch 40 open (signal voltage equal to zero volts, "0 *), when the test voltage is applied to the further input E15b of the one input unit 15 or when the test voltage is applied to the further inputs E50b of the further input units 50, a current must flow through the respective input unit 50 Optocouplers 20 flow, which is recognized as a signal change in the assigned input unit 15 or 50, ie a test signal “1 *” must be generated from the respective digital signal “0 X ”. On the other hand, when the digital input module is in working order, there is no current (no signal change and also no
Auftreten des Prüfignals) , so muß das jeweilige optische Anzeigemittel defekt sein.Occurrence of the test signal), the respective optical display means must be defective.
Wie in der Figur dargestellt, können noch weitere Umschalt- einheiten 70 in der Digitaleingabebaugruppe 1 enthalten sein, die genau wie die eine Umschalteinheit 30 arbeiten und an eigene in der Figur nicht dargestellte Eingabeeinheiten angeschlossen sind. Sind mehrere Umschalteinheiten 70 vorhanden, so können diese zeitlich nacheinander betätigt und die Si- gnalpegelwechsel an den Ausgängen der Eingabeeinheiten beobachtet werden. Bei funktionstüchtiger Digitaleingabebaugruppe 1 dürfen nur an Eingabeeinheiten der jeweils betätigten Umschalteinheit Signalpegelwechsel auftreten; treten hingegen zusätzlich auch an Eingabeeinheiten einer oder mehrerer ande- rer Umschalteinheiten Signalpegelwechsel auf, so liegt ein unerwünschtes „Übersprechen* von Signalen einer Umschalteinheit zu einer anderen vor, was wiederum durch entsprechende Fehlersignale angezeigt werden kann. As shown in the figure, further switching units 70 can also be contained in the digital input module 1, which work exactly like the one switching unit 30 and are connected to their own input units, not shown in the figure. If there are several switching units 70, these can be actuated one after the other in time and the signal level changes at the outputs of the input units can be observed. When the digital input module 1 is in working order, signal level changes may only occur on input units of the respective switching unit; If, on the other hand, signal level changes also occur on input units of one or more other switchover units, there is an undesirable “crosstalk” of signals from one switchover unit to another, which in turn can be indicated by corresponding error signals.

Claims

Patentansprüche claims
1. Digitaleingabebaugruppe (1) für eine DV-Anlage zum Gewinnen eines Digitalsignals aus einer an einem Kontakt (5) eines Signalgebers (10) anliegenden, binär kodierten Signalspannung, die im Falle einer logischen „1* einen von Null Volt verschiedenen Spannungswert und im Falle einer logischen „0λ einen Spannungswert von Null Volt aufweist, mit1. Digital input module (1) for a DV system for extracting a digital signal from a binary-coded signal voltage applied to a contact (5) of a signal generator (10), which in the case of a logical “1 * has a voltage value different from zero volts and in In the case of a logical “0 λ has a voltage value of zero volts, with
- einer Eingabeeinheit (15), an deren einen Eingang (E15a) der Kontakt (5) des Signalgebers (10) und an deren Ausgang- An input unit (15), at one input (E15a) of the contact (5) of the signal generator (10) and at the output
(A15a) die DV-Anlage anschließbar ist,(A15a) the data processing system can be connected,
- einer mit einem weiteren Eingang (E15b) der Eingabeeinheit (15) über ihren Festanschluß (E30a) verbundenen Umschalteinheit (30) , die zum Gewinnen des Digitalsignals die Ein- gabeeinheit (15) mit einer den Spannungswert von Null Volt aufweisenden AbgreifSpannung und zum Erzeugen eines Prüfsignals der Digitaleingabebaugruppe die Eingabeeinheit (15) mit einer den von Null Volt verschiedenen Spannungswert aufweisenden Prüfspannung beaufschlagt, und - einem in der Eingabeeinheit (15) angeordneten Optokoppler (20),- A switching unit (30) connected to a further input (E15b) of the input unit (15) via its fixed connection (E30a), which for the extraction of the digital signal has the input unit (15) with a tapping voltage having the voltage value of zero volts and for generation a test signal of the digital input module, the input unit (15) is subjected to a test voltage having a voltage value other than zero volts, and - an optocoupler (20) arranged in the input unit (15),
- dessen Optokopplereingänge (E20a, E20b) über eine Gleichrichterbrücke (25) mit den beiden Eingängen (E15a, E15b) der Eingabeeinheit (15) und - dessen Optokopplerausgang mit dem Ausgang (A15a) der Eingabeeinheit (15) in Verbindung stehen.- Its optocoupler inputs (E20a, E20b) via a rectifier bridge (25) with the two inputs (E15a, E15b) of the input unit (15) and - Its optocoupler output is connected to the output (A15a) of the input unit (15).
2 . Digitaleingabebaugruppe nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß - die Digitaleingabebaugruppe (1) weitere der einen Eingabeeinheit (15) entsprechende Eingabeeinheiten (50) aufweist,2nd Digital input module according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n e e c i n e t that - the digital input module (1) has further input units (50) corresponding to one input unit (15),
- an deren einen Eingang (E50a) jeweils ein weiterer Kontakt (45) des Signalgebers (10) anschließbar ist, und - deren weiterer Eingang (E50b) jeweils mit der Umschalteinheit (30) verbunden ist.- At their one input (E50a) a further contact (45) of the signal generator (10) can be connected, and - The further input (E50b) is connected to the switchover unit (30).
3. Digitaleingabebaugruppe nach einem der vorangehenden An- Sprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß3. Digital input module according to one of the preceding claims, that a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that
- zwischen die beiden Eingänge mindestens einer Eingabeeinheit eine elektrische Last geschaltet ist, die hinsichtlich ihrer elektrischen Eigenschaften ein optisches Anzeigemit- tel eines Relaisstellwerkes nachbildet.- An electrical load is connected between the two inputs of at least one input unit, the electrical properties of which simulate an optical display means of a relay interlocking.
4. Digitaleingabebaugruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Umschalteinheit (30) über ihren einen belegbaren Anschluß (E30b) mit Masse und über ihren anderen belegbaren Anschluß (E30c) an eine Spannungsquelle (35) des Signalgebers (10) anschließbar ist, die die von Null Volt verschiedene Spannung abgibt. 4. Digital input module according to one of the preceding claims, characterized in that the switching unit (30) can be connected via its one assignable connection (E30b) to ground and via its other assignable connection (E30c) to a voltage source (35) of the signal generator (10), which gives off the voltage other than zero volts.
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