CZ11165U1

CZ11165U1 - Secure input circuit of the security device

Info

Publication number: CZ11165U1
Application number: CZ200111694U
Authority: CZ
Inventors: Karel Ing Csc Mlnarik; Jiri Ing Houser; Pavel Ing Bukac
Original assignee: Azd Praha Sro
Priority date: 2001-02-19
Filing date: 2001-02-19
Publication date: 2001-04-30
Also published as: SK3077U

Description

Oblast technikyTechnical field

Technické řešení se týká bezpečného vstupního obvodu zabezpečovacího zařízení zejména železničního. Tento vstupní obvod je přes vstupní svorky napojený na vstupní svorky napěťové5 ho komparátoru, který je napojen na vstupní svorky mikroprocesorového systému. Bezpečný vstupní obvod je také vybaven elektronickým spínačem.The technical solution concerns the safe input circuit of the signaling equipment, especially the railway. This input circuit is connected via input terminals to the input terminals of the voltage comparator 5, which is connected to the input terminals of the microprocessor system. The safe input circuit is also equipped with an electronic switch.

Dosavadní stav technikyBackground Art

Jsou známa zapojení elektronických vstupních obvodů zabezpečovacích zařízení s bezpečným projevem při libovolné poruše jakékoliv součástky. Tato zapojení však na svých vstupních svorkách předpokládají stejnosměrné napětí bez vysokofrekvenční složky. Přitom působením elektromagnetického rušení může dojít na vstupní nelínearitě těchto obvodů k detekci vysokofrekvenční složky a tím k falešné indikaci přítomnosti stejnosměrného napětí na vstupu s nebezpečným důsledkem chybné informace o volnosti. Tomuto nebezpečnému jevu nemůže zabránit ani dvoukanálová nebo trojkanálová konstrukce elektronického zabezpečovacího zařízení, protože elektromagnetické rušení působí na vstupní obvody obou kanálů současně.There are known the wiring of electronic input circuits of safety devices with safe expression in any failure of any component. However, these connections assume a DC voltage without a high frequency component at their input terminals. At the same time, due to the electromagnetic disturbance, the input nonlinearity of these circuits for detecting the high frequency component can occur and thus a false indication of the presence of DC voltage at the input with a dangerous consequence of erroneous freedom information can occur. This dangerous phenomenon cannot be prevented by the two-channel or three-channel design of the electronic interlocking system, since electromagnetic interference acts on the input circuits of both channels simultaneously.

Z tohoto důvodu se u vstupních obvodů zabezpečovacích zařízení dělají proti vlivu elektromagnetického rušení další opatření. Tato opatření spočívají v galvanickém oddělení a v používání stíněných a kroucených přívodních vodičů, takže vliv elektromagnetického rušení je na cestě od zdroje informace na vstupní svorky vstupního obvodu účinně potlačen.For this reason, additional precautions are being taken to prevent the effects of electromagnetic interference on the alarm input circuits. These measures involve galvanic separation and use of shielded and twisted lead wires, so that the effect of electromagnetic interference is effectively suppressed from the source of information to input terminals of the input circuit.

Nevýhodou uvedených opatření je, že není potlačen vliv elektromagnetického rušení ani u zdroje informace, ani přímo ve vstupním obvodu na cestě od vstupních svorek po vstupní nelinearitu. Další nevýhoda uvedených opatření spočívá v tom, že porucha nebo chyba při montáži se v normálním provozu zařízení nemusí po dlouhou dobu projevit a zůstane skryta až do okamžiku, kdy se projeví nebezpečně. Dojde-li například k odpojení stínění nebo při montáži k nechtěné záměně přívodních vodičů tak, že každý z nich patří do jiného páru, či čtyřky, je dokonce velmi pravděpodobné, že se taková chyba neprojeví okamžitě. Přitom se stále častějším využíváním elektronických vstupních obvodů na železnici, tedy v prostředí s elektromagnetickým rušením a s rozvojem vysokofrekvenční přenosové techniky jak na železnici, tak mimo ni, která úroveň elektromagnetického rušení dále zvyšuje, roste i pravděpodobnost chybného vyhodnocení volnosti elektronickým vstupním obvodem s možnými nebezpečnými důsledky, vedoucími k ohrožení životů cestujících i k rozsáhlým hmotným škodám.The disadvantage of these measures is that the influence of electromagnetic interference is not suppressed either at the source of information or directly at the input circuit on the way from the input terminals to the input non-linearity. Another disadvantage of these measures is that the failure or assembly error in normal operation of the device does not have to occur for a long time and will remain hidden until it becomes dangerous. For example, if a shield is disconnected or an inadvertent substitution of the lead wires is installed so that each of them belongs to another pair or four, it is even likely that such error will not occur immediately. At the same time, the increasing use of electronic input circuits on the railway, ie in an electromagnetic interference environment and the development of high-frequency transmission technology, both on and off the rail, which further increases the level of electromagnetic interference, increases the likelihood of erroneous evaluation of freedom by electronic input circuits with potentially dangerous consequences , leading to endangerment of passengers' lives and extensive material damage.

Jsou známa zapojení, která velmi účinně potlačují vysokofrekvenční rušivou složku. Už nejjednodušší a nejlevnější RC filtr, je-li jeho horní mezní kmitočet dostatečně nízký, je jako ochrana proti vysokofrekvenčnímu rušení zcela postačující. Obzvlášť účinné je osazení RC filtru těsně u vstupní nelinearity, kdy lze smyčku mezi vstupní nelinearitou a filtrem minimalizovat.Connections are known which very effectively suppress a high frequency interfering component. Even the simplest and cheapest RC filter, if its upper cut-off frequency is low, is sufficient to protect against radio interference. Especially effective is to fit the RC filter close to the input nonlinearity, where the loop between the input nonlinearity and the filter can be minimized.

Nevýhoda RC filtru je však stejná, jako nevýhoda dodatečných opatření v podobě stíněných a kroucených přívodních vodičů. Porucha jakékoliv součástky, vedoucí ke ztrátě schopnosti filtru potlačit vysokofrekvenční rušivou složku, se neprojeví jinak, než právě jen ztrátou filtrační schopnosti. Přenos informace filtrem je při takové poruše zachován a porucha se nemusí vůbec projevit až do okamžiku, kdy se projeví nebezpečně. Z tohoto důvodu využití RC filtru pouhým předřazením před jakýkoliv známý vstupní obvod není bezpečné.However, the disadvantage of the RC filter is the same as the disadvantage of additional measures in the form of shielded and twisted lead wires. The failure of any component, leading to the loss of the filter's ability to suppress the high frequency interfering component, will not manifest itself other than just the loss of filtering capability. The transmission of the information through the filter is maintained at such a failure and the failure may not occur at all until it becomes dangerous. For this reason, the use of an RC filter by simply upstreaming any known input circuit is not safe.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Uvedené nevýhody stávajícího stavu techniky se odstraní nebo podstatně omezí u bezpečného vstupního obvodu zabezpečovacího zařízení zejména železničního podle tohoto technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že vstup napěťového komparátoru je napojen paralelněThe above drawbacks of the prior art are eliminated or substantially reduced in the safe input circuit of the rail safety device in particular according to the present invention, the principle of which is that the voltage comparator input is connected in parallel

-1 CZ 11165 Ul jednak ke kondenzátoru ajednak k výstupu elektronického spínače, přičemž jedna strana kondenzátoru je připojena přes odpor RC filtru na jednu ze vstupních svorek.-1 CZ 11165 U1 to the condenser and to the electronic switch output, one side of the capacitor is connected to one of the input terminals via the RC filter resistor.

Mezi jednu ze vstupních svorek ajednu stranu kondenzátoru RC filtru je zapojen odpor RC filtru. V optimálním uspořádání je první vstupní svorka spojena s jednou svorkou odporu RC filtru, jehož druhá svorka je spojena jak s první vstupní svorkou napěťového komparátoru, tak s první výstupní svorkou elektronického spínače i s jednou svorkou kondenzátoru RC filtru. Druhá svorka kondenzátoru RC filtru je spojena jak s druhou vstupní svorkou, tak s druhou výstupní svorkou elektronického spínače i s druhou vstupní svorkou napěťového komparátoru. První výstupní svorka napěťového komparátoru je spojena s první vstupní svorkou mikropro10 cesorového systému. Druhá výstupní svorka napěťového komparátoru je spojena s druhou vstupní svorkou mikroprocesorového systému. Mikroprocesorový systém má svou první výstupní svorku spojenou s první vstupní svorkou elektronického spínače a svou druhou výstupní svorku spojenou s druhou vstupní svorkou elektronického spínače.The RC filter resistor is connected between one of the input terminals and one side of the RC filter capacitor. In an optimum configuration, the first input terminal is connected to one RC filter resistance terminal, the second terminal of which is connected to both the first input terminal of the voltage comparator and the first output terminal of the electronic switch with one terminal of the RC filter capacitor. The second terminal of the RC filter capacitor is connected to both the second input terminal and the second output terminal of the electronic switch and to the second input terminal of the voltage comparator. The first output terminal of the voltage comparator is coupled to the first input terminal of the microprocessor 10 of the system. The second voltage comparator output terminal is coupled to the second input terminal of the microprocessor system. The microprocessor system has its first output terminal coupled to the first input terminal of the electronic switch and its second output terminal coupled to the second input terminal of the electronic switch.

Napěťový komparátor i elektronický spínač v bezpečném vstupním obvodu s RC filtrem podle tohoto technického řešení mohou být konstruovány jakýmkoliv známým způsobem, aniž by byla podstata technického řešení změněna. Napěťový komparátor může být realizován například pomocí zenerovy diody a jednoho optronu nebo pomocí komparátoru a zdroje napětí, zatímco elektronický spínač může obsahovat druhý optron nebo tranzistor, či MOS tranzistor. Do výstupní smyčky elektronického spínače pak může nebo nemusí být zařazen ochranný odpor pro vybíjení.The voltage comparator and the electronic switch in the safe input circuit with the RC filter according to the present invention can be constructed in any known manner without altering the nature of the technical solution. The voltage comparator may be implemented, for example, by means of a zener diode and one opto-coupler or by means of a comparator and a voltage source, while the electronic switch may comprise a second opto-coupler or transistor or MOS transistor. A discharge resistor may or may not be inserted into the output loop of the electronic switch.

Hlavní výhodou bezpečného vstupního obvodu sRC filtrem podle tohoto technického řešení je jednoduché začlenění RC filtru účinně potlačujícího elektromagnetické rušení těsně před vstupní nelinearitou tak, že je celý vstupní obvod včetně RC filtru a navazujícího přenosového řetězce zabezpečen proti všem nebezpečným poruchám jakékoliv součástky, tedy i proti poruchám, vedoucím ke ztrátě filtračních schopností RC filtru. Je tak zajištěno bezpečné vyhodnocení informace na vstupních obvodech zabezpečovacích zařízení, zejména železničních. Informace ve formě napětí, přivedeného na vstupní svorky vstupních obvodů zabezpečovacích zařízení pro železnici, může mít význam volnosti traťových úseků. Protože chybná informace o volnosti by mohla způsobit ztráty na životech cestujících i rozsáhlé majetkové škody, je žádoucí vyhodnotit informaci o volnosti na vstupních obvodech elektronického zabezpečovacího zařízení bezpečně jak v případě libovolné poruchy některé součástky vstupního obvodu, tak i v případě působení elektromagnetického rušení.The main advantage of a safe input circuit with a RC filter according to this technical solution is the simple incorporation of an RC filter effectively suppressing electromagnetic interference just before the input nonlinearity, so that the entire input circuit including the RC filter and the downstream transmission chain is secured against all dangerous failures of any component, including against faults , leading to loss of RC filtering capabilities. Thus, a secure evaluation of the information on the input circuits of the security devices, in particular railway, is ensured. Information in the form of a voltage applied to the input terminals of the input circuits of the signaling devices for the railway may have the significance of the freedom of the track sections. Since erroneous freedom information could cause loss of life for passengers as well as extensive property damage, it is desirable to evaluate the freedom information on the electronic security equipment's input circuits safely in the event of any failure of an input circuit component or in the event of electromagnetic interference.

Technické řešení umožňuje bezpečné vyhodnocení informace na vstupních svorkách vstupního obvodu s RC filtrem, při němž se testuje vstupní signál v časové posloupnosti tak, že se nejprve provede vybití kondenzátoru zkratováním pomocí elektronického spínače, následně se toto zkratování zruší a poté se mikroprocesorovým systémem vyhodnocuje informace na vstupním obvodu v časové posloupnosti tak, že se nejprve provede vybití kondenzátoru RC filtru jeho zkratováním pomocí elektronického spínače, následně se toto zkratování zruší a poté se prostřednictvím napěťového komparátoru zjistí, zda kondenzátor RC filtru zůstal vybit pod úrovní napětí komparační hladiny napěťového komparátoru alespoň po předepsanou minimální dobu vybití stím, že v případě, kdy mikroprocesorový systém zjistí, že během předepsané minimální doby vybití se kondenzátor RC filtru nabil nad úroveň napětí komparační hladiny napěťového komparátoru, nebo že kondenzátor RC filtru vůbec nebyl vybit, vyhodnotí mikroprocesorový systém informaci na vstupním obvodu jako neplatnou.The technical solution enables safe evaluation of the information on the input terminals of the input circuit with the RC filter, in which the input signal is tested in a time sequence by first discharging the capacitor by shorting it using an electronic switch, then aborting it and then evaluating the information on the microprocessor system. the input circuit in a time sequence by first discharging the RC filter capacitor by shorting it through an electronic switch, then aborting the shorting and then determining through the voltage comparator whether the RC filter capacitor has discharged below the voltage level of the comparator voltage comparator at least to the prescribed minimum discharge time is that when the microprocessor system detects that during the prescribed minimum discharge time the RC filter capacitor has charged above the level of the comparative level n If the RC filter capacitor has not been discharged at all, the microprocessor system evaluates the input circuit information as invalid.

Toto vyhodnocení eliminuje na minimum falešnou indikaci přítomnosti stejnosměrného napětí na vstupních obvodech zabezpečovacích zařízení, způsobenou elektromagnetickým rušením s významem falešné informace o volnosti, která by mohla vést jak ke ztrátám na lidských životech, tak i k rozsáhlým škodám na majetku.This evaluation eliminates, to a minimum, the false indication of the presence of DC voltage at the input circuits of the safety devices caused by electromagnetic interference with the meaning of false freedom information, which could lead to both loss of human life and extensive property damage.

Kondenzátor RC filtru se periodicky vybíjí elektronickým spínačem, buzeným mikroprocesoro50 vým systémem, který následně periodicky zjišťuje prostřednictvím napěťového komparátoru jak vybití kondenzátoru RC filtru pod napětí komparační hladiny napěťového komparátoru, tak dobuThe RC filter capacitor is periodically discharged by an electronic switch excited by a microprocessor system, which then periodically detects both the discharge of the RC filter capacitor under voltage of the comparator voltage level by the voltage comparator and the time

-2 CZ 11165 Ul nutnou kjeho opětovnému nabití nad napětí komparační hladiny napěťového komparátoru. Tento způsob vyhodnocení umožňuje účinnou filtraci elektromagnetického rušení RC filtrem s tím, že jsou zároveň periodicky hlídány všechny nebezpečné chyby celého vstupního obvodu včetně nebezpečných chyb vstupního RC filtru i celého následujícího přenosového řetězce.Required to recharge it above the voltage level of the comparator voltage comparator. This evaluation method enables efficient filtering of electromagnetic interference by the RC filter, while all dangerous errors of the entire input circuit including dangerous errors of the input RC filter and the whole subsequent transmission chain are periodically monitored.

Mikroprocesorový systém v každé periodě vyhodnotí informaci na vstupních svorkách vstupního obvodu jako přítomnost napětí potřebné úrovně pouze a jedině tehdy, když v časové posloupnosti zjistí vybití kondenzátoru RC filtru a následně zjistí, že doba nutná kjeho opětovnému nabití byla delší než předepsaná doba, daná hodnotou při bezporuchové činnosti celého vstupního obvodu. Výhodou tohoto způsobu je to, že výsledek periodické kontroly případného výskytu všech nebezpečných chyb je uvažován při každém vyhodnocení informace na vstupním obvodu.In each period, the microprocessor system evaluates the input circuit input terminals as the presence of the necessary level voltage only, and only when, in a time sequence, the RC filter capacitor is discharged and subsequently finds that the time it takes to recharge it is longer than the prescribed time given by the value at trouble-free operation of the entire input circuit. The advantage of this method is that the result of the periodic check of any occurrence of all dangerous errors is considered each time the information on the input circuit is evaluated.

Mikroprocesorový systém v každé periodě vyhodnocuje nabití kondenzátoru RC filtru kontrolou překročení napětí na kondenzátoru nad hodnotu napětí komparační hladiny napěťového komparátoru. Výhodou tohoto způsobu je skutečnost, že každému vyhodnocení informace na vstupu obvodu předchází kontrola případného výskytu nebezpečné chyby.In each period, the microprocessor system evaluates the charge of the RC filter capacitor by checking that the capacitor voltage has exceeded the voltage of the comparator voltage level. The advantage of this method is that any evaluation of the input at the circuit is preceded by a check for a potentially dangerous error.

Toto vyhodnocení mikroprocesorový systém s výhodou provede spolu s vyhodnocením dříve zjištěných stavů kondenzátoru v jediném okamžiku.This evaluation of the microprocessor system preferably takes place together with the evaluation of the previously detected capacitor states in a single instant.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Technické řešení je podrobně popsáno na příkladných provedeních, objasněných pomocí schematických výkresů, která představují bezpečný vstupní obvod s RC filtrem, a to obr. 1 základní obvod, obr. 2 provedení dle obr. 1 s konkrétním příkladným obvodem napěťového komparátoru a elektrického spínače, obr. 3 provedení dle obr. 2 s alternativním provedením elektronického spínače, obr. 4 provedení dle obr. 1 s alternativním provedením napěťového komparátoru a elektrického spínače, obr. 5 provedení dle obr. 4 s alternativním provedením elektronického spínače, obr. 6 provedení dle obr. 1 s alternativním provedením napěťového komparátoru a elektrického spínače a obr. 7 provedení dle obr. 6 s alternativním provedením elektronického spínače.The technical solution is described in detail by means of schematic drawings, which represent a safe input circuit with an RC filter, Fig. 1 a basic circuit, Fig. 2 an embodiment according to Fig. 1 with a particular example circuit of a voltage comparator and an electric switch, Fig. 3 with the alternative design of the electronic switch, Fig. 4 with the embodiment according to Fig. 1 with an alternative design of the voltage comparator and the electric switch, Fig. 5 with the design according to Fig. 4 with an alternative design of the electronic switch, Fig. 1 with an alternative embodiment of a voltage comparator and an electric switch, and FIG. 7 an embodiment of FIG. 6 with an alternative embodiment of an electronic switch.

Příklady provedení technického řešeníExamples of technical solutions

Příklad 1Example 1

Bezpečný vstupní obvod zabezpečovacího železničního zařízení je podle obr. 1 napojen na vstupní svorky VSI, VS2, je vybaven RC filtrem, obsahujícím odpor R a kondenzátor C, napěťovým komparátorem NK, elektronickým spínačem ES a mikroprocesorovým systémemThe safety input circuit of the signaling railway equipment is connected to the input terminals VSI, VS2, is equipped with an RC filter containing resistor R and capacitor C, voltage comparator NK, electronic switch ES and microprocessor system according to Fig. 1

MS.MS.

Princip zapojení vstupního bezpečného obvodu spočívá v tom, že vstup napěťového komparátoru NK je napojen paralelně jednak ke kondenzátoru C, jehož jedna strana je připojena přes odpor R RC filtru na jednu ze vstupních svorek VSI, VS2.The principle of connection of the input safe circuit is that the voltage comparator input NK is connected in parallel to the capacitor C, one side of which is connected via the resistance R RC of the filter to one of the input terminals VSI, VS2.

V základním zapojení má bezpečný vstupní obvod svou vstupní svorku VSI spojenu sjednou 40 svorkou odporu R RC filtru, jehož druhá svorka je spojena jak se vstupní svorkou VSNK1 napěťového komparátoru NK, tak s výstupní svorkou VYES1 elektronického spínače ES i s jednou svorkou kondenzátoru C. Druhá svorka kondenzátoru C je spojena jak se vstupníIn the basic circuit, the safe input circuit has its VSI input terminal connected to one 40 resistor terminal R of the RC filter, the second terminal of which is connected to both the input terminal VSNK1 of the NK voltage comparator and the output terminal VYES1 of the electronic switch ES with one terminal of capacitor C. Second terminal The capacitor C is connected as the input

-3 CZ 11165 Ul svorkou VS2, tak s výstupní svorkou VYES2 elektronického spínače ES i se vstupní svorkou VSNK2 napěťového komparátoru NK. Napěťový komparátor NK má jednu výstupní svorku VYNK.1 spojenou s jednou vstupní svorkou VSMS1 mikroprocesorového systému MS a druhou výstupní svorku VYNK2 má spojenou s druhou vstupní svorkou VSMS2 mikroprocesorového systému MS. Mikroprocesorový systém MS má spojenou svou jednu výstupní svorku VYMS1 se vstupní svorkou VSES1 elektronického spínače ES a svou druhou výstupní svorku VYMS2 se vstupní svorkou VSES2 elektronického spínače ES.11165 U1 with terminal VS2, and with output terminal VYES2 of electronic switch ES and with input terminal VSNK2 of voltage comparator NK. The voltage comparator NK has one output terminal VYNK.1 connected to one input terminal VSMS1 of the microprocessor system MS and the second output terminal VYNK2 connected to the second input terminal VSMS2 of the microprocessor system MS. The MS microprocessor system is connected to its output terminal VYMS1 with the input terminal VSES1 of the electronic switch ES and its second output terminal VYMS2 to the input terminal VSES2 of the electronic switch ES.

Bezpečné vyhodnocení informace na vstupních svorkách VSI a VS2 se provádí následovně.The safe evaluation of the information at the input terminals VSI and VS2 is performed as follows.

Způsob bezpečného vyhodnocení spočívá ve vybití kondenzátoru C elektronickým spínačem ES a následném nabíjení kondenzátoru C přes odpor R RC filtru v případě, že na vstupních svorkách VSI, VS2 je informace o volnosti. Okamžik vybití určí prostřednictvím elektronického spínače ES mikroprocesorový systém MS, který následně na výstupních svorkách VYNK1 a VYNK2 napěťového komparátoru NK zjišťuje, zda k vybití skutečně došlo a zda kondenzátor C zůstal vybit pod napětím komparační hladiny napěťového komparátoru NK alespoň po předepsanou minimální dobu vybití s tím, že v případě, kdy mikroprocesorový systém MS zjistí, že během předepsané minimální doby vybití se kondenzátor C nabil nad napětí komparační hladiny napěťového komparátoru NK nebo že kondenzátor C vůbec nebyl vybit, vyhodnotí mikroprocesorový systém MS informaci na vstupním obvodu jako neplatnou. Podle těchto údajů pak mikroprocesorový systému MS bezpečně zjišťuje nejen samotnou přítomnost napětí na vstupních svorkách VSI a VS2, ale i jakoukoliv nebezpečnou poruchu jak vstupního RC filtru, tak i elektronického spínače ES i jakoukoliv nebezpečnou poruchu kdekoliv v celém vstupním řetězci, takže přítomnost napětí na vstupních svorkách VSI a VS2 ie vyhodnocena bezpečně.The method of safe evaluation consists in discharging the capacitor C by the electronic switch ES and then charging the capacitor C via the resistance R RC of the filter if there is information on the input terminals VSI, VS2. Microprocessor system MS determines the discharge time by means of the ES electronic switch, which then determines whether the discharge has actually occurred at the output terminals VYNK1 and VYNK2 and whether the capacitor C has been discharged under the voltage of the comparator voltage comparator NK for at least the prescribed minimum discharge time with that that when the MS microprocessor system detects that during the prescribed minimum discharge time, the capacitor C is charged above the comparative level voltage of the voltage comparator NK or that the capacitor C has not been discharged at all, the microprocessor system evaluates the input circuit information as invalid. According to this data, the MS microprocessor system detects not only the presence of voltage on the input terminals VSI and VS2, but also any dangerous failure of both the input RC filter and the ES electronic switch and any dangerous malfunction anywhere in the input chain, so that the presence of voltage at the input terminals VSI and VS2 are safely evaluated.

Mikroprocesorový systém MS pomocí elektronického spínače ES periodicky vybíjí kondenzátor C RC filtru zkratováním. Přitom mikroprocesorový systém MS následně periodicky vyhodnocuje prostřednictvím napěťového komparátoru NK jak vybití kondenzátoru C pod napětí komparační hladiny napěťového komparátoru NK, tak dobu nutnou kjeho opětovnému nabití nad napětí komparační hladiny napěťového komparátoru NK.Microprocessor system MS periodically discharges the RC filter capacitor C by short-circuiting with electronic switch ES. The microprocessor system MS then periodically evaluates, by means of the voltage comparator NK, both the discharge of the capacitor C under the voltage of the comparator level of the voltage comparator NK and the time it takes to recharge it above the voltage of the comparator level of the voltage comparator NK.

Mikroprocesorový systém MS v každé periodě vyhodnotí informaci na vstupních svorkách VSI, VS2 jako přítomnost napětí pouze a jedině tehdy, když mikroprocesorový systém MS v časové posloupnosti zjistí vybití kondenzátoru C a následně zjistí, že doba nutná k nabití kondenzátoru C byla delší než předepsaná doba, daná hodnotou při bezporuchové činnosti celého vstupního obvodu, která se předem uloží v paměti mikroprocesorového systému MS.In each period, the MS microprocessor system evaluates the information at the VSI, VS2 input terminals as the presence of voltage only and only when the MS microprocessor system detects the discharge of capacitor C in time and subsequently determines that the capacitor C charge time is longer than the prescribed time, given by the failure-free operation of the entire input circuit, which is pre-stored in the MS microprocessor memory.

Mikroprocesorový systém MS v každé periodě vyhodnocuje nabití kondenzátoru C kontrolou překročení napětí na kondenzátoru C nad hodnotu napětí komparační hladiny napěťového komparátoru NK.The microprocessor system MS in each period evaluates the charge of the capacitor C by checking that the voltage on the capacitor C has exceeded the value of the voltage level of the comparator level of the voltage comparator NK.

V každé periodě mikroprocesorový systém MS vyhodnocuje dříve zjištěné stavy kondenzátoru C v jediném okamžiku.In each period, the MS microprocessor system evaluates the previously detected capacitor states C in an instant.

V následujících příkladech provedení 2 až 7 podle obr. 2 až 7 jsou uvedeny konkrétní příklady využití způsobu bezpečného vyhodnocení informace na vstupním obvodu s RC filtrem. RC filtr je realizován odporem R a kondenzátorem C.In the following Examples 2 to 7, specific examples of how to safely evaluate information on an RC filter input circuit are given. The RC filter is implemented by a resistor R and a capacitor C.

Příklad 2Example 2

Bezpečný vstupní obvod odpovídá v tomto příkladném provedení podle obr. 2 zapojení základního obvodu podle příkladu 1 a podle obr. 1 s tím, že napěťový komparátor NK obsahuje zenerovu diodu ZD, ochrannou diodu D a první optron OPI. Zenerova dioda ZD je zjedné strany připojena na první vstupní svorku VSNK1 napěťového komparátoru NK a z druhé strany na vstup prvního optronu OPI. Elektronický spínač ES je v tomto případě realizován druhým optronem OP2 s ochranným odporem RS pro elektronický spínač ES.In this exemplary embodiment of FIG. 2, the safe input circuit corresponds to the connection of the basic circuit of Example 1 and FIG. 1, with the NK voltage comparator comprising the zener diode ZD, the protective diode D and the first opto-coupler OPI. The Zener diode ZD is connected on one side to the first input terminal VSNK1 of the voltage comparator NK and from the other side to the input of the first optron OPI. The electronic switch ES is in this case realized by the second optron OP2 with protective resistor RS for the electronic switch ES.

-4CZ 11165 Ul-4CZ 11165 Ul

Napěťový komparátor NK je realizován prvním optronem OPI s ochrannou diodou D. Napětí komparační hladiny je v tomto případě součet napětí zenerovy diody ZD v závěrném směru a napětí na vstupní diodě prvního optronu OPI v propustném směru.The voltage comparator NK is realized by the first opto-coupler OPI with a protective diode D. In this case, the voltage of the comparative level is the sum of the zener diode ZD voltage in the reverse direction and the voltage at the input diode of the OPI opto-coupler in the forward direction.

Příklad 3Example 3

Bezpečný vstupní obvod podle obr. 3 odpovídá příkladu 2 s tím rozdílem, že v tomto alternativním provedení je druhý optron OP2 paralelně připojený ke kondenzátoru C přes v sérii zapojený ochranný odpor RV pro vybíjení.The safe input circuit of FIG. 3 corresponds to Example 2 except that in this alternative embodiment, the second opto-coupler OP2 is connected in parallel to the capacitor C via a series-connected discharge resistor RV for discharging.

Napěťový komparátor NK je realizován prvním optronem OPI s ochrannou diodou D. Napětí komparační hladiny je i v tomto případě součtem napětí zenerovy diody ZD v závěrném směru ío a napětí na vstupní diodě prvního optronu OPI v propustném směru. Elektronický spínač ES je i v tomto případě realizován druhým optronem OP2 s ochranným odporem RS pro elektronický spínač ES. Výstup druhého optronu OP2 je připojen paralelně ke kondenzátoru C přes sériově připojený ochranný odpor pro vybíjení RV.The voltage comparator NK is realized by the first opto-coupler OPI with the protective diode D. The voltage of the comparative level is also in this case the sum of the voltage of the zener diode ZD in the reverse direction σ and the voltage on the input diode of the optron OPI in the forward direction. In this case, the electronic switch ES is also implemented by the second opto-coupler OP2 with protective resistor RS for the electronic switch ES. The output of the second opto-coupler OP2 is connected in parallel to the capacitor C via a series-connected protective resistor for RV discharge.

Příklad 4Example 4

Bezpečný vstupní obvod podle obr.4 odpovídá v tomto příkladném provedení zapojení základního obvodu podle obr. 1 s tím, že napěťový komparátor NK obsahuje komparátor K a zdroj napětí UK, a elektronický spínač ES obsahuje MOS tranzistor T, paralelně připojený ke kondenzátoru C.The safe input circuit of FIG. 4 corresponds in this exemplary embodiment to the circuit of the basic circuit of FIG. 1, with the voltage comparator NK having a comparator K and a power supply UK, and the electronic switch ES comprising a MOS transistor T connected in parallel to the capacitor C.

Napěťový komparátor NK je realizován komparátorem K, přičemž napětí komparační hladiny je dáno zdrojem napětí UK. Elektronický spínač ES je v tomto případě realizován MOS tranzistorem T.Voltage comparator NK is realized by comparator K, whereas voltage of comparative level is given by voltage source UK. Electronic switch ES is in this case realized by MOS transistor T.

Příklad 5Example 5

Bezpečný vstupní obvod podle obr. 5 odpovídá provedení dle příkladu 4 s tím, že v tomto alternativním provedení je tranzistor T typu MOS paralelně připojený ke kondenzátoru C přes v sérii zapojený ochranný odpor RV pro vybíjení.The safe input circuit of FIG. 5 corresponds to the embodiment of Example 4 except that in this alternative, the MOS type T transistor is connected in parallel to the capacitor C via a series-connected discharging protective resistor RV.

Příklad 6Example 6

Bezpečný vstupní obvod podle obr. 6 odpovídá v tomto příkladném provedení zapojení základního obvodu podle obr. 1 s tím, že napěťový komparátor NK obsahuje komparátor K a zdroj napětí UK a elektronický spínač ES je realizovaný tranzistorem T, paralelně připojeným ke kondenzátoru C. Napětí komparační hladiny napěťového komparátoru NK. realizovaného komparátorem K, je zde dáno zdrojem napětí UK.The safe input circuit of FIG. 6 corresponds in this exemplary embodiment to the wiring of the basic circuit of FIG. 1, with the voltage comparator NK comprising a comparator K and a power supply UK, and the electronic switch ES being realized by a transistor T connected in parallel to the capacitor C. NK voltage comparator level. by comparator K, is given by the voltage source UK.

Příklad 7Example 7

Bezpečný vstupní obvod podle obr. 7 odpovídá předchozímu příkladnému provedení 6 s tím, že v alternativním provedení je tranzistor T paralelně připojený ke kondenzátoru C přes v sérii zapojený ochranný odpor RV pro vybíjení. Elektronický spínač ES je realizován pomocí tranzistoru T.The safe input circuit of FIG. 7 corresponds to the previous exemplary embodiment 6, with an alternative embodiment of the transistor T being connected in parallel to the capacitor C via a series-connected discharge resistor RV for discharging. Electronic switch ES is realized by transistor T.

Uvedené příklady provedení nejsou vyčerpávající ajsou možné i jiné kombinace a možnosti v rámci rozsahu myšlenky.These examples are not exhaustive and other combinations and possibilities within the scope of the idea are possible.

Průmyslová využitelnostIndustrial usability

Jak plyne z uvedeného popisu, lze řešení bezpečného vyhodnocení informace na vstupním obvodu s RC filtrem použít jak při nové výstavbě zabezpečovacích zařízení, tak při začleňování stávajících zabezpečovacích zařízení do nových zabezpečovacích systémů nebo při inovacích stávajících zařízení doplněním o nové prvky. Obecně se dá toto řešení využít všude tam, kde jeAs can be seen from the above description, a secure information evaluation solution on an input filter with an RC filter can be used in both the new security equipment construction and the incorporation of new security features in new security systems or in upgrading existing equipment. In general, this solution can be used wherever it is

-5 CZ 11165 Ul třeba vyhodnocovat vstupní informace zabezpečovacího zařízení nebo řídícího systému bezpečně.It is necessary to evaluate the input information of the alarm system or the control system safely.

Claims

PROTECTION REQUIREMENTS

1. A safe input circuit of a security device, especially a railway, with input

5 terminals (VS1, VS2) connected to the input terminals (VSNK1, VSNK2) of the voltage comparator (NK), connected to the input terminals (VSMS1, VSMS2) of the microprocessor system (MS), which drives the electronic switch (ES), that the input of the voltage comparator (NK) is connected in parallel to both the capacitor (C) and to the output of the electronic switch (ES), one side of the capacitor (C) being connected via a filter resistor (R) RCo to one of the input terminals (VSI) VS2).

A safe input circuit according to claim 1, characterized in that its input terminal (VSI) is connected to one terminal of the RC filter resistor (R), the other terminal of which is connected to both the input terminal (VSNK1) of the voltage comparator (NK). with the output terminal (VYES1) of the electronic switch (ES) and with one terminal of the capacitor (C), the second terminal of

15 is connected to both the input terminal (VS2) and the output terminal (VYES2) of the electronic switch (ES) and the input terminal (VSNK2) of the voltage comparator (NK), one output terminal (VYNK1) of which is connected to one input terminal ( VSMS1) of the microprocessor system (MS) and the second output terminal (VYNK2) is connected to the second input terminal (VSMS2) of the microprocessor system (MS), whose one output terminal (VYMS1) is connected to the input terminal

20 (VSES1) of the electronic switch (ES) and the second output terminal (VYMS2) is connected to the input terminal (VSES2) of the electronic switch (ES).

A safe input circuit according to claim 1 or 2, characterized in that the voltage comparator (NK) comprises a zener diode (ZD), a protective diode (D) and a first optron (OPI).

25

A safe input circuit according to claim 3, characterized in that the zener diode (ZD) is connected from one side to the first input terminal (VSNK1) of the voltage comparator (NK) and from the other side to the input of the first optocoupler (OPI).

A safe input circuit according to claim 3 or 4, characterized in that the electronic switch (ES) comprises a second optocoupler (OP2) connected in parallel to the capacitor (C).

30

A safe input circuit according to claim 5, characterized in that the second optocoupler (OP2) is connected in parallel to the capacitor (C) via a discharge protective resistor (RV) connected in series.

A safe input circuit according to claim 1 or 2, characterized in that the voltage comparator (NK) comprises a comparator (K) and a voltage source (UK).

35

A safe input circuit according to claim 3 or 6, characterized in that the electronic switch (ES) comprises a MOS transistor (T) connected in parallel to the capacitor (C).

A safe input circuit according to claim 3 or 6, characterized in that a MOS (T) transistor is connected in parallel to the capacitor (C) via a discharge resistor (RV) connected in series.

-6EN 11165 Ul

A safe input circuit according to claim 3 or 6, characterized in that the electronic switch (ES) comprises a transistor (T) connected in parallel to the capacitors (C).

A safety input circuit according to claim 3 or 6, characterized in that a discharge resistor (RV) connected in series to the capacitors (C) is connected in parallel to the capacitors (C).

5 transistor (T).