DD239278A1

DD239278A1 - Schaltungsanordnung zur fehlerortung in elektrischen und elektronischen funktionseinheiten

Info

Publication number: DD239278A1
Application number: DD27852085A
Authority: DD
Inventors: Eckart George
Original assignee: Polygraph Leipzig
Priority date: 1985-07-12
Filing date: 1985-07-12
Publication date: 1986-09-17
Also published as: DD239278B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Fehlerortung in elektrischen und elektronischen Funktionseinheiten in Maschinen und Anlagen. Ziel ist es, mit einer vielseitig einsetzbaren Schaltungsanordnung Schaltungsfehler zeit- und materialsparend aufzufinden. Aufgabe ist es, eine Schaltungsanordnung mit mehreren Kanaelen mit je einer Eingangseinheit, einem Signalartumschalter und einem Speicherelement, ausserdem mit einem Sperrglied, einem Kodier- und Treiberelement und einer Anzeigevorrichtung zu schaffen, die ohne logische Verknuepfung der Eingangssignale unabhaengig von Zeitkonstanten der Bauelemente zur Speicherung und Ausgangssignalgewinnung arbeitet und rueckwirkungsfrei mit den Messstellen verbunden ist. Das wird erreicht, indem zwischen die Eingangseinheit und den Signalartumschalter ein Optokoppler und zwischen den Signalartumschalter und das Speicherelement eine Verzoegerungseinheit zwischengeschaltet ist, wobei die Verzoegerungseinheiten wahlweise zueinander gestaffelte Verzoegerungszeiten aufweisen. Fig. 1

Description

Mit den Verzögerungseinheiten läßt sich die Streuung der Signalanstiegszeiten der Bauelemente ausgleichen und somit bei Gleichheit der Zeitkonstanten der Kanäle der Schaltungsanordnung exakt die erste von mehreren parallel zu überwachenden Signaländerungen verschiedener Funktionseinheiten ermitteln. Durch die Staffelung der Verzögerungszeiten der Kanäle wird bei der Fehlerquellensuche innerhalb einer Reihenschaltung von Baugruppen fehlerfrei die der Stelle der Signalunterbrechung in Signalflußrichtung folgende Meßstelle angezeigt. Die Schaltungsanordnung ist auch anwendbar, wenn nicht alle Kanäle zur Messung benutzt werden.

Die Schaltungsanordnung läßt sich in ihrer Empfindlichkeit variieren, indem erfindungsgemäß die Verzögerungseinheiten im Verzögerungszeitbereich umschaltbar sind.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigt:

Fig. 1: das Blockschaltbild der Schaltungsanordnung zur Fehlerortung, Fig.2: eine zu kontrollierende Reihenschaltung von Baugruppen, Fig.3: parallel angeordnete, zu kontrollierende Baugruppen.

Die Schaltungsanordnung beinhaltet vier Kanäle mit den Eingängen E1 bis E4. Jeder Kanal enthält in Reihe geschaltet eine Eingangseinheit 1 bis 4, einen Optokoppler 5 bis 8, einen Signalartumschalter 9 bis 12, eine Verzögerungseinheit 13 bis 16 und ein Speicherelement 17 bis 20. Die Ausgänge der Speicherelemente 17 bis 20 sind auf jeweils einen Eingang eines Sperrgliedes 21 und eines Kodier- und Treiberelementes 22 geführt. Der Ausgang des Sperrgliedes 21 ist mit dem Aktivierungseingang des Kodier- und Treiberelementes 22 und den Sperreingängen der Speicherelemente 17 bis 20 verbunden. Es steht weiterhin der Ausgang des Kodier- und Treiberelementes 22 mit einer Anzeigevorrichtung 23 und ein Rückstelltaster 24 mit den Rücksetzeingängen der Speicherelemente 17 bis 20 in Verbindung.

Figur 2 zeigt eine Baugruppe, bei der in der angegebenen Stromrichtung ein Steckkontakt 25, zwei Endschalter 26; 27 und ein weiterer Steckkontakt 28 in Reihe liegen. Zur Fehlersuche werden die Meßstellen entsprechend Figur 2 ausgewählt und mit Leitungen 29 bis 32 mit den Eingängen E1 bis E4 der Schaltungsanordnung verbunden. Entsprechend den anliegenden Spannungssignalen U wird an den Eingangseinheiten 1 bis 4 ein geeigneter Signalpegelbereich eingestellt und von diesen ein definierter Strom an die Optokoppler 5 bis 8 abgegeben. Diese liefern unter galvanischer Trennung ein Signal an die Signalartumschalter 9 bis 12, das bei der gewählten Signalart mit absteigender Signalflanke direkt und bei Signalart mit aufsteigender Signalflanke unter Negation an die Verzögerungseinheiten 13 bis 16 weitergegeben wird.

Die Verzögerungseinheiten 13 bis 16 beinhalten dem Fachmann geläufige und deshalb nicht näher beschriebene R-C-Glieder.

Die Verzögerungseinheiten 13 bis 16 sind bezüglich der Verzögerungszeit T umschaltbar, z.B. von T < 10 ms auf T < 10με und wahlweise innerhalb dieser Bereiche zueinander zunehmend gestaffelt. Die Zeitbereiche verkörpern die Empfindlichkeit der Schaltungsanordnung hinsichtlich des Ansprechens auf kurzzeitige Signalwechsel.

Zur Verfolgung des durch die Baugruppen gemäß Figur 2 fließenden Signales wird eine Staffelung der Verzögerungszeiten gewählt. Bei einem Signalverlauf, wie er diagrammäßig an den Eingängen E1 bis E4 angegeben ist, wird die Signalunterbrechung an den Eingängen E3 und E4 infolge der Verzögerungszeitstaffelung von der Verzögerungseinheit 15 früher als von der Verzögerungseinheit 16 ausgegeben.

Das entsprechende L-Signal wird vom Speicherelement 19 gespeichert und sowohl an das Sperrglied 21 als auch an das Kodier- und Treiberelement 22 gegeben. Das Sperrglied 21 gibt daraufhin ein Η-Signal an die Speicherelemente 17 bis 20, die dadurch gesperrt werden. Das Η-Signal bewirkt weiterhin die Aktivierung des Kodier- und Treiberelementes 22. Dieses dekodiert den an seinen Eingängen anliegenden Signalzustand. Das Ergebnis wird verstärkt und an der Anzeigevorrichtung 23 zur Anzeige gebracht. Die Anzeige E3 bedeutet, daß sich der Fehler vor der am Eingang E3 liegenden Meßstelle, also am Endschalter 26, befindet.

Das Meßergebnis wird so lange angezeigt, bis durch Betätigen des Rückstelltasters 24 die Speicherelemente 17 bis 20 zurückgesetzt werden. Die Schaltungsanordnung steht dann für eine neue Messung zur Verfügung.

In Figur 3 sind 4 parallel arbeitende Baugruppen 33 bis 36 dargestellt, die hinsichtlich einer Signaländerung, die z. B. einen Haltzustand auslöst, kontrolliert werden sollen. Sie werden mit Leitungen 37 bis 40 an die Eingänge E1 bis E4der Schaltungsanordnung angeschlossen. An den Verzögerungseinheiten 13 bis 16 wird eine ungestaffelte Verzögerungszeit eingestellt, um zweifellos den ersten von möglicherweise mehreren kurzzeitig aufeinander folgenden Signalwechseln in den Baugruppen 33 bis 36 zu ermitteln. Erscheint beispielsweise die Anzeige E4, dann erfolgte der erste Signalwechsel in der Baugruppe 36.

Die Schaltungsanordnung des Ausführungsbeispieles enthält vier Kanäle. Die Erfindung ist ebenso bei einer anderen Anzahl von Kanälen anwendbar.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Schaltungsanordnung zur Fehlerortung in elektrischen und elektronischen Funktionseinheiten mit mehreren Kanälen mit je einer Eingangseinheit, einem Signalartumschalter und einem Speicherelement, außerdem mit einem Sperrglied und einem Kodier- und Treiberelement, von denen jeweils ein Eingang miteinander und mit dem Ausgang jeweils eines Speicherelementes verbunden ist und wobei der Ausgang des Sperrgliedes auf den Sperreingang der Speicherelemente und den Aktivierungseingang des Kodier- und Treiberelementes geführt ist, und mit einer Anzeigevorrichtung, die mit dem Ausgang des Kodier- und Treiberelementes in Verbindung steht, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen die Eingangseinheit (1 bis 4) und den Signalartumschalter (9 bis 12) ein Optokoppler (5 bis 8) und zwischen den Signalartumschalter (9 bis 12) und das Speicherelement (17 bis 20) eine Verzögerungseinheit (13 bis 16) zwischengeschaltet ist, wobei die Verzögerungseinheiten (13 bis 16) wahlweise zueinander gestaffelte Verzögerungszeiten aufweisen.
2. Schaltungsanordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Verzögerungseinheiten (13 bis 16) im Verzögerungszeitbereich umschaltbar sind.

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Fehlerortung in elektrischen und elektronischen Funktionseinheiten, beispielsweise von Werkzeug-, Verarbeitungsmaschinen und Anlagen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Im DD-WP 114868 wird eine Fehlerfangeinrichtung für elektrische Verriegelungsketten gezeigt, die parallel zu den zu kontrollierenden Zweigen mittels Leitungen und eines Verbindungselementes angeschlossen wird. Die Eingangssignale der Verriegelungsketten werden in einem Schaltbaustein logisch verknüpft. In einem weiteren Schaltbaustein mit einem bistabilen Speicher erfolgt eine interne Verkettung sowie die Gewinnung des Ausgangssignales, das an einem Anzeigetableau zur Anzeige gebracht wird. Dabei müssen die Schaltzeiten in den Schaltbausteinen kürzer als die der Bauelemente in der zu prüfenden Verriegelungskette sein.

Bei dieser Einrichtung ist nachteilig, daß durch die direkte Kopplung mit den Verriegelungsketten sowohl eine Beeinflussung der Meßstelle als auch der Fangeinrichtung erfolgen kann. Dies kann im ersteren Falle, vornehmlich bei elektronischen Steuerungen, zu Signalverfälschungen und als deren Folge zu Havarien mit Kollisionen, Baugruppenzerstörungen, Maschinenstillständen u.a. führen. Die Rückwirkung auf die Fehlerfangeinrichtung kann sich in Meßwertverfälschungen äußern, die Fehldiagnosen mit zeit- und materialaufwendigen Reparaturen nach sich ziehen.

Infolge der Abhängigkeit von den Schaltzeiten ihrer Bauelemente ist die bekannte Fehlerfangeinrichtung für die Beobachung des Zustandes eines Signals beim Durchlauf durch verschiedene Baugruppen (Reihenschaltung von Baugruppen) nicht geeignet. Hier können falsche Baugruppen als Fehlerstellen angezeigt werden. Der Anwendungsbereich der Einrichtung wird außerdem dahingehend eingeschränkt, daß infolge der logischen Verknüpfung der Eingangssignale stets alle Eingänge belegt sein müssen.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung verfolgt das Ziel, mittels einer vielseitig einsetzbaren Schaltungsanordnung Schaltungsfehler ohne Havarierisiko zeit- und materialsparend aufzufinden.

Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Fehlerortung in elektrischen und elektronischen Funktionseinheiten mit mehreren Kanälen mit je einer Eingangseinheit, einem Signalartumschalter und einem Speicherelement, außerdem mit einem Sperrglied und einem Kodier- und Treiberelement, von denen jeweils ein Eingang miteinander und mit dem Ausgang jeweils eines Speicherelementes verbunden ist und wobei der Ausgang des Sperrgliedes auf den Sperreingang der Speicherelemente und den Aktivierungseingang des Kodier- und Treiberelementes geführt ist, und mit einer Anzeigevorrichtung, die mit dem Ausgang des Kodier- und Treiberelementes in Verbindung steht, zu schaffen, die ohne logische Verknüpfung der Eingangssignale unabhängig von Zeitkonstanten der Bauelemente zur Speicherung und Ausgangssignalgewinnung arbeitet und rückwirkungsfrei mit den Meßstellen verbunden ist. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen die Eingangseinheit und den Signalartumschalter ein Optokoppler und zwischen den Signalartumschalter und das Speicherelement eine Verzögerungseinheit zwischengeschaltet ist, wobei die Verzögerungseinheiten wahlweise zueinander gestaffelte Verzögerungszeiten aufweisen. Mittels des Optokopplers erfolgt eine potentialfreie Verbindung der Schaltungsanordnung mit der Meßstelle. Es werden dadurch die Nachteile einer galvanischen Kopplung vermieden. Einmal erfolgen keine Signalverfälschungen mit der Gefahr von Havarien mit Kollisionen, Maschinenzerstörungen und -stillständen. Zum anderen ist die Messung potentialfrei, wodurch Meßwertverfälschungen und in deren Folge Fehldiagnosen mit zeit- und materialaufwendigen Reparaturen vermieden werden.