DE1291782B - Logische Sicherheitsschaltung mit einem aus einem Oszillator bestehenden Eingangskreis - Google Patents
Logische Sicherheitsschaltung mit einem aus einem Oszillator bestehenden EingangskreisInfo
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Description
1 2
Die Erfindung betrifft eine logische Sicherheits- siert wird, deren Minuspol Körperschluß hat. Der
st haltung mit einem aus einem Oszillator bestehenden Kollektor des Transistors 12 ist an das Potential des
Eingangskreis, der beim Vorhandensein eines ersten Minuspols einer Stromquelle 14 über einen anderen
Eingangssignals bestimmten Gleichspannungswertes Widerstand gelegt, während der Emitter des Tranzum
Schwingen gebracht wird und der über einen 5 sistors 12 Körperschluß hat. Das Ausgangssignal Z
Transformator an einen Ausgangskreis angeschlossen erscheint an einem mit dem Kollektor des Transistors
ist, in welchem die übertragene Schwingung gleich- 12 verbundenen Leiter 15. Wenn die Verbindung
gerichtet und geglättet wird. zwischen dem Kollektor und dem Leiter 15 unter-
Bei derartigen Schaltungen werden die logischen brochen wird, z. B. durch eine fehlerhafte Lötung,
Veränderlichen X1, X2, X3 ... Y... Z ..., welche io ergibt diese Schaltung ein Ausgangssignal von —12 V
sich entweder im Zustand 0 oder im Zustand 1 für einen beliebigen Zustand der Eingangsveränderbefinden
können und den Regeln der Boole-Algebra liehen. Wenn dagegen die Verbindung zwischen der
gehorchen, durch Signale verwirklicht, welche durch Stromquelle 14 und dem Kollektor unterbrochen
die geöffnete oder geschlossene Stellung von Kon- ist, oder wenn der Transistor zwischen Emitter und
takten oder durch Steuergleichspannungen (z. B. 0 V (5 Kollektor kurzgeschlossen ist, ist das Ausgangssignal
und — 12 V) dargestellt werden. Tür einen beliebigen Zustand der Eingangsveränderli-
Bekannte elementare logische Schaltungen, mit chenO V. Diese Schaltung besitzt also keine Sicherheit,
welchen übrigens die erfindungsgemäßen Schaltungen F i g. 3 zeigt eine bekannte logische elementare
zusammenwirken können, sind vergleichsweise in UND-Schaltung zur Darstellung der Funktion
Fig. I, 2, 3 der Zeichnung dargestellt. 2° Z = U1 U2 U3. Diese Schaltung enthält eine Stromin
F i g. 1 besitzt eine logische Schaltung drei quelle 1, deren Pluspol Körperschluß hat und über
Eingänge und zwei Ausgänge zur Verwirklichung drei normalerweise geschlossene Kontakte 16, 17, 18
der beiden nachstehenden ODER-Funktionen mit den Anoden von drei Gleichrichtern 19, 20, 21
Y = X1 + X2 und Z = X2 + X3. Diese Schaltung verbunden ist. Der Minuspol der Stromquelle I
wird durch eine Gleichstromquelle 1 von z.B. 12 V 25 ist über einen Widerstand mit der gemeinsamen
gebildet, deren Pluspol Körperschluß hat, während Kathode 22 der Gleichrichter 19, 20, 21 verbunden,
ihr Minuspol über drei normalerweise offene Kon- Der Zustand der Ausgangsveränderlichen kann Z = 1
takte 2, 3, 4 mit den Kathoden von vier Gleich- sein, und zwar nicht nur, weil alle Kontakte 16,17,18
richtern 5, 6, 7, 8 verbunden ist. Die Anoden der offen sind, sondern auch bei einem schlechten Kontakt
Gleichrichter 5 und 6 sind zusammen mit dem Aus- 30 in dem Stromkreis eines Gleichrichters 19, 20, 21.
gang 9 verbunden. Die Anoden der Gleichrichter 7 Es besteht also keine Sicherheit für den Zustand 1
und 8 sind zusammen mit dem Ausgang 10 ver- der Ausgangsveränderlichen Z. Ferner ist zu bebunden.
Die Veränderlichen X1, X2, X3 erscheinen merken, daß sich diese UND-Schaltung von den
in Form von elektrischen Steuergleichspannungen Schaltungen gemäß Fig. 1 und 2 unterscheidet,
an den Kathoden der Gleichrichter 5, 6, 7, 8. Der 35 da der Zustand 1 der Veränderlichen U1, U2, U3
Zustand 0 dieser Veränderlichen wird durch das durch die Öffnung eines normalerweise geschlossenen
Körperpotential oder das Signal 0 V dargestellt, wäh- Kontakts dargestellt wird, und nicht durch die
rend der Zustand I durch das Potential des Minuspols Schließung eines normalerweise offenen Kontakts,
der Stromquelle 1 oder das Signal —12 V dargestellt was in gewissen Fällen ein Nachteil ist.
wird. 40 Weiter ist aus der deutschen Auslegeschrift 1 103 966
In der Schaltung gemäß F i g. 1 kann eine Störung eine logische Schaltung mit einem Transistor-Oszillaauftreten,
z. B. durch den Durchschlag des Gleich- tor bekannt, bei welcher Eingangs- und/oder Ausrichters
7, wodurch ein Kurzschluß zwischen den gangskreis transformatorisch gekoppelt sind. Diese
Klemmen desselben hergestellt wird. Der Ausgang 9 Schaltung wird mittels eines Gleichstromsignals als
dieser Schaltung kann dann ein Signal von —12 V 45 Eingangsgröße gedrosselt oder erregt, und das Aus-
(Y = 1) liefern, während er das Signal OV (Y — 0) gangssignal besteht aus einem gleichgerichteten Teil
liefern müßte. Wenn nämlich X1 = 0, X2 — 0, X3 = I, der vom Oszillator erregten Wechselspannung. Da
ist die Veränderliche Z = X2 H- X3 — I, d.h., der bei dieser bekannten Schaltung nur ein einziger
Ausgang 10 befindet sich auf dem Potential — 12 V. Oszillator vorgesehen ist, ist es nicht möglich, kompli-Da
der Gleichrichter 7 kurzgeschlossen ist, tritt der 5° ziertere logische Funktionen darzustellen.
Zustand der Veränderlichen Z an Stelle des Zustande Aus dem Artikel »Radio und Fernsehen«, 12 (1963),
der Veränderlichen X1, so daß Y = Z +· λ', = 1 Heft 16, S. 492 ff., ist ein Slromrlußwandler bekannt,
anstatt Y — X2 + X1 = 0. Diese logische Schaltung bei welchem ein Transistor-Oszillator durch Anlegen
hat also keine Sicherheit für den Zustand 1 der Ver- eines Gleichspannungssignals anschwingt, so daß
änderlichen Y und Z. Ferner ist keine Sicherheit 55 seine Ausgangsspannung auf der Sekundärseite eines
für den Zustand 0 dieser Veränderlichen vorhanden, Übertragers abgegriffen, gleichgerichtet und gesiebt
da es z.B. genügt, daß die Gleichrichter 5 und 6 werdenkann.Abgesehendavo^daßindieserLiteraturdurch
eine fehlerhafte Lösung abgeschaltet werden, stelle eine Verwendung der bekannten Anordnung
um dem Ausgang 9 bei beliebigem Zustand der Ver- für logische Schaltungen nicht gezeigt ist, ließen
änderlichen X1 und X2 beständig das Körperpolential fi0 sich mit dieser Anordnung auch nur sehr einfache
zu geben. logische Funklionen darstellen.
F i g. 2 zeigt eine bekannte logische elementare Aufgabe der Erfindung ist demgegenüber die Schaf-NICHT-Schaltung
zur Verwirklichung der iogischen fung logischer Schaltungen, bei welchen wenigstens
Funktion Z = X'. Diese Schaltung enthält eine Strom- ein Teil der Ausgangssignale bzw. der Ausgangsqueile
i, deren Minuspol über einen normalerweise 6S steuersnaunungen gegen voraussehbare Fehler geoffenen
Kontakt II mit der Basis eines Transistors 13 schützt ist, welche von einer Störung in der logischen
verbunden ist, welche über einen Widerstand durch Schaltung herrühren, die auch kompliziertere logische
das positive Potential einer Stromquelle t3 polari- Funktionen darzustellen vermag.
3 4
Diese Aufgabe wird bei einer logischen Sicher- jedem Fehler der Schaltung eine der Schwingvorheitsschaltung
der eingangs genannten Art erfindungs- richtungen zu schwingen aufhört, hat jeder Fehler ein
gemäß dadurch gelöst, daß im- Eingangskreis neben Ausgangssignal von OV [Z-Q) zur Folge. Die
dem ersten Oszillator mindestens ein weiterer Oszil- Schaltung besitzt also eine einfache Sicherheit im
lator vorgesehen ist, der auf ein weiteres Gleichspan- 5 Gegensatz zu den Schaltungen der F i g. 6 bis 8, die,
nungseingangssignal oder auf einen anderen Wert wie weiter unten erläutert, doppelte Sicherheit bieten,
des gleichen Eingangssignals anspricht und ebenfalls Die Schaltung der F i g. 4 kann in der dargestellten,
transformatorisch mit dem Ausgangskreis gekoppelt Form benutzt werden, selbst wenn es sich nur um die
ist. Darstellung der Funktion Z - Wi + W2 handelt.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung er- io In diesem Fall kann z. B. die Veränderliche W1 an
möglicht nicht nur die Darstellung auch kompli- die Schwingvorrichtung 44 und die Veränderliche W2
zierterer logischer Funktionen, sondern es wird je an die Schwingvorrichtung 47 angelegt werden. Die
nach Anzahl der Zustände der logischen Veränder- Schwingvorrichtung 43 muß ständig mit der Spanlichen
eine einfache oder mehrfache Sicherheit erzielt. nung an den Klemmen der Spannungsquelle 1 ge-Ein
unerwünschtes Ansprechen der logischen Schal- 15 speist werden, wie dies bei dem Verstärkerteil der
tung kann daher vermieden werden. Verstärker- und Gleichrichtervorrichtung 49 der Fall
Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme ist. In diesem Fall bildet offenbar die Schwingvorauf
die Zeichnung beispielshalber erläutert, deren richtung keinen Bestandteil mehr der eigentlichen
F i g. 4 bis 8 die elektrischen Schaltungen von einigen logischen Schaltung. Sie dient nur als Generator zur
Ausfuhrungsbeispielen zeigen. *""· Erzeugung einer Schwingung, welche als Eingangs-F
i g. 4 zeigt eine logische Sicherheits-UND-Schal- wechselspannung für die Schwingvorrichtung 44 dient,
tung zur Verwirklichung der Funktion Z = X1 X2 X3. Der Verstärkerteil der Ausgangsverstärker- und
Sie enthält eine Stromquelle 1, deren Pluspol mit -gleichrichtervorrichtung 49 gehört ebenfalls nicht
drei normalerweise offenen Kontakten 40, 41, 42 der eigentlichen logischen Schaltung an, so daß die
verbunden ist. In Wirklichkeit bilden die Teile 1, 40, 25 Ausdrücke »Ausgangsverstärker- und -gleichrichter-41,
42 keine Bestandteile der logischen Schaltung vorrichtung« und »Ausgangsgleichrichtervorrichtung«
an sich, sondern einfach ein Beispiel einer Beauf- als gleichwertig anzusehen sind;
schlagungsart der logischen Schaltung. (In F i g. 3 Die logischen Sicherheitsschaltungen, welche mit sind die den Kontakten 40, 41, 42 entsprechenden Hilfe von einfachen Sicherheitsschaltungen gemäß Kontakte 16,17,18 normalerweise geschlossen. Dieser 3° Fig. 4, 5, hergestellt sind, besitzen mehrere Eigen-Nachteil ist hier nicht mehr vorhanden). Die Kon- heiten gegenüber bekannten gewöhnlichen logischen takte* 40, 41, 42 stellen logische Veränderliche Xu Schaltungen gemäß F i g. 1,2,3.
X2, X3 dar, welche an die Eingänge von mehreren Der Zustand 1 einer jeden logischen Eingangs-Schwingvorrichtungen 43,44,47 angelegt sind, welche veränderlichen wird in dem System von logischen mit einer Ausgangsverstärker- und -gleichrichter- -'5 Sicherheitsschaltungen stets durch die Schließung schaltung 49 über Isoliertransformationen 45, 46, 48 eines Kontakts oder durch die Anlegung einer bein Kaskade geschaltet sind, welche die Wechselspan- stimmten Steuerspannung dargestellt. Dies gilt bereits nung etwa in einem Verhältnis von 10:1 erniedrigen. für die Schaltungen gemäß F i g. 1 und 2, aber nicht Der Kontakt 40 gestattet, eine Steuerspannung an für die Schaltung gemäß F i g. 3, in welcher der die Schwingvorrichtung 43 anzulegen, welche ein 4° Zustand 1 der logischen Veränderlichen durch die besonders zweckmäßiger unstabiler Multivibrator ist. öffnung eines Kontakts dargestellt wurde.
Wenn infolge der Schließung des Kontakts 40 diese Eine eine logische Veränderliche darstellende Aus-Schwingvorrichtung schwingt, wird eine Wechsel- gangssteuerspannung kann nur an einen einzigen spannung auf die zweite Schwingvorrichtung 44 über Eingang einer Schaltung angelegt werden. Wenn sie den Isoliertransformator 45 übertragen. Die Schwing- 45 an mehrere Eingänge von Schaltungen angelegt vorrichtung 44 ist in Wirklichkeit ein Wechselstrom- werden soll, müssen mehrere identische Ausgänge für verstärker, dessen Verstärkungsfaktor zwischen dem diese Steuerspannung vorgesehen werden, deren jeder Eingang des Transformators 45 und dem Eingang galvanisch von den anderen die gleiche Steuerspandes Transformators 46 von 0 auf 1 umschaltbar ist, nung liefernden Ausgängen isoliert ist.
je nachdem, ob der Kontakt 41 offen oder geschlossen 5° Jede an die eigentliche logische Schaltung in der ist. Wenn ein Transistor kurzgeschlossen ist, ist der oben beschriebenen Weise angelegte Gleichspannung Verstärkungsfaktor gleich dem Verhältnis der Span- zur Speisung oder Vorspannung stellt ein zu übernungherabsetzung, d. h. 0,1, was die übertragung tragendes Informationssignal dar.
der Schwingung verhindert. Um diese Eigenheiten in einer allgemeineren Schal-Wenn die Schwingvorrichtung 43 und 44 beide 55 tung zu verdeutlichen, ist in F i g. 5 eine die Funktion schwingen, wird eine Wechselspannung über den Z — Y + XZ verwirklichende Sicherheitshalteschal-Isoliertransforrnator 46 auf die Schwingvorrichtung 47 tung dargestellt. Sie wird durch zwei Kontakte 51 übertragen, welche ebenfalls ein Wechselstromver- und 52 gesteuert. Der Kontakt 51 ist der »Einschaltstärker ist, dessen Verstärkungsfaktor von 0 auf 1 kontakt«. Er ist normalerweise offen und stellt die umschaltbar ist, je nachdem, ob der Kontakt 42 6o Veränderliche X dar, welche sich daher normaleroffen oder geschlossen ist. Wenn alle Schwingvor- weise in dem Zustand 0 befindet. Der Kontakt 52 richtungen 43,44 und 47 schwingen, wird eine Wechsel- ist der »Ausschaltkontakt«. Er ist normalerweise spannung über den Isoliertransformator 48 auf die geschlossen und stellt die Veränderliche Y dar, welche Verstärker- und Gleichrichterschaltung 49 übertragen, sich daher normalerweise in dem Zustand 1 befindet. deren Ausgang 50 ein Signal von 12 V (Z = 1) aus- 6"> Die Schaltung enthält einen Schwinger, im vorliesendet. Wenn dagegen eine einzige der Schwing- genden Fall einen Oszillator 53, welcher über einen vorrichtungen 43, 44, 47 nicht erregt ist, erscheint Isoliertransformator 54 mit einer Schwingvorrichan dem Ausgang 50 das Signal OV (Z = 0). Da bei tung 55 und über einen Isoliertransformator 56 mit
schlagungsart der logischen Schaltung. (In F i g. 3 Die logischen Sicherheitsschaltungen, welche mit sind die den Kontakten 40, 41, 42 entsprechenden Hilfe von einfachen Sicherheitsschaltungen gemäß Kontakte 16,17,18 normalerweise geschlossen. Dieser 3° Fig. 4, 5, hergestellt sind, besitzen mehrere Eigen-Nachteil ist hier nicht mehr vorhanden). Die Kon- heiten gegenüber bekannten gewöhnlichen logischen takte* 40, 41, 42 stellen logische Veränderliche Xu Schaltungen gemäß F i g. 1,2,3.
X2, X3 dar, welche an die Eingänge von mehreren Der Zustand 1 einer jeden logischen Eingangs-Schwingvorrichtungen 43,44,47 angelegt sind, welche veränderlichen wird in dem System von logischen mit einer Ausgangsverstärker- und -gleichrichter- -'5 Sicherheitsschaltungen stets durch die Schließung schaltung 49 über Isoliertransformationen 45, 46, 48 eines Kontakts oder durch die Anlegung einer bein Kaskade geschaltet sind, welche die Wechselspan- stimmten Steuerspannung dargestellt. Dies gilt bereits nung etwa in einem Verhältnis von 10:1 erniedrigen. für die Schaltungen gemäß F i g. 1 und 2, aber nicht Der Kontakt 40 gestattet, eine Steuerspannung an für die Schaltung gemäß F i g. 3, in welcher der die Schwingvorrichtung 43 anzulegen, welche ein 4° Zustand 1 der logischen Veränderlichen durch die besonders zweckmäßiger unstabiler Multivibrator ist. öffnung eines Kontakts dargestellt wurde.
Wenn infolge der Schließung des Kontakts 40 diese Eine eine logische Veränderliche darstellende Aus-Schwingvorrichtung schwingt, wird eine Wechsel- gangssteuerspannung kann nur an einen einzigen spannung auf die zweite Schwingvorrichtung 44 über Eingang einer Schaltung angelegt werden. Wenn sie den Isoliertransformator 45 übertragen. Die Schwing- 45 an mehrere Eingänge von Schaltungen angelegt vorrichtung 44 ist in Wirklichkeit ein Wechselstrom- werden soll, müssen mehrere identische Ausgänge für verstärker, dessen Verstärkungsfaktor zwischen dem diese Steuerspannung vorgesehen werden, deren jeder Eingang des Transformators 45 und dem Eingang galvanisch von den anderen die gleiche Steuerspandes Transformators 46 von 0 auf 1 umschaltbar ist, nung liefernden Ausgängen isoliert ist.
je nachdem, ob der Kontakt 41 offen oder geschlossen 5° Jede an die eigentliche logische Schaltung in der ist. Wenn ein Transistor kurzgeschlossen ist, ist der oben beschriebenen Weise angelegte Gleichspannung Verstärkungsfaktor gleich dem Verhältnis der Span- zur Speisung oder Vorspannung stellt ein zu übernungherabsetzung, d. h. 0,1, was die übertragung tragendes Informationssignal dar.
der Schwingung verhindert. Um diese Eigenheiten in einer allgemeineren Schal-Wenn die Schwingvorrichtung 43 und 44 beide 55 tung zu verdeutlichen, ist in F i g. 5 eine die Funktion schwingen, wird eine Wechselspannung über den Z — Y + XZ verwirklichende Sicherheitshalteschal-Isoliertransforrnator 46 auf die Schwingvorrichtung 47 tung dargestellt. Sie wird durch zwei Kontakte 51 übertragen, welche ebenfalls ein Wechselstromver- und 52 gesteuert. Der Kontakt 51 ist der »Einschaltstärker ist, dessen Verstärkungsfaktor von 0 auf 1 kontakt«. Er ist normalerweise offen und stellt die umschaltbar ist, je nachdem, ob der Kontakt 42 6o Veränderliche X dar, welche sich daher normaleroffen oder geschlossen ist. Wenn alle Schwingvor- weise in dem Zustand 0 befindet. Der Kontakt 52 richtungen 43,44 und 47 schwingen, wird eine Wechsel- ist der »Ausschaltkontakt«. Er ist normalerweise spannung über den Isoliertransformator 48 auf die geschlossen und stellt die Veränderliche Y dar, welche Verstärker- und Gleichrichterschaltung 49 übertragen, sich daher normalerweise in dem Zustand 1 befindet. deren Ausgang 50 ein Signal von 12 V (Z = 1) aus- 6"> Die Schaltung enthält einen Schwinger, im vorliesendet. Wenn dagegen eine einzige der Schwing- genden Fall einen Oszillator 53, welcher über einen vorrichtungen 43, 44, 47 nicht erregt ist, erscheint Isoliertransformator 54 mit einer Schwingvorrichan dem Ausgang 50 das Signal OV (Z = 0). Da bei tung 55 und über einen Isoliertransformator 56 mit
einer Verstärker- und Gleichrichterschaltung 57 verbunden ist, welche zwei parallele Ausgänge 58 und 59
Für die Veränderliche Z besitzt. Die an dem Ausgang58 erscheinende Steuerspannung und die die durch
den Kontakt 51 eingeführte Veränderliche X darstellende Steuerspannung werden gleichzeitig an den
Eingang des Oszillators 53 angelegt. Die die durch den Kontakt 52 eingeführte Veränderliche Y darstellende
Steuerspannung wird an den Eingang der Schwingvorrichtung 55 angelegt. Die an dem Ausgang
59 erscheinende Steuerspannung wird z. B. an ein nicht dargestelltes Einschaltrelais angelegt. Der
Vorteil dieser Sicherheitshalteschaltung besteht darin, daß keine Störung der beschriebenen logischen Schaltung
das Relais unzeitig einschalten kann. Eine Störung der logischen Schaltung kann dagegen die
Ausschaltung des Relais bewirken.
Die logischen Schaltungen mil einfacher Sicherheit sind für alle Fälle geeignet, in welchen die unmittelbare
Auslösung der gesteuerten Anlage notwendig 2a
oder wünschenswert ist, sobald die logische Schaltung gestört wird.
Wenn es bei einer Störunj in der logischen Steuerschaltung
wünschenswert ist, daß die gesteuerte Anlage nicht nur nicht automatisch eingeschaltet,
sondern auch nicht ausgeschaltet wird, können logische Schaltungen mit doppelter Sicherheit benutzt
werden, bei welchen jede Störung in der Steuerschaltung sofort angezeigt wird, ohne irgendeine unzeilige
Steuerung zu bewirken.
F i g. 6 zeigt eine logische Nichtschaltung mit doppelter Sicherheit zur Verwirklichung der Funktion
Z = X'. Wie bei den gewöhnlichen bekannten logischen Schaltungen und den logischen Schaltungen
mit einfacher Sicherheit werden die beiden Zustände der logischen Veränderlichen durch zwei bestimmte
Werte einer Steuerspannung dargestellt. Außerdem kann beim Fehlen einer Steuerspannung, d. h. bei
einer Störung in der logischen Schaltung, die Ausgangsspannung einen Wert annehmen, welcher von
den bestimmten Werten der Steuerspannung verschieden ist und ohne Einfluß auf die zu steuernde
Apparatur bleibt.
Wenn z. B. die beiden Zustände 0 und 1 der logischen Veränderlichen durch die Werte —12 V und
4-12 V dargestellt werden, ist der dritte Wert der elektrischen Spannung z. B. 0 V. Sein Auftreten zeigt
eine Störung in den Steuerkreisen an. Dieser dritte Wert kann als Steuerspannung benutzt werden, um
z. B. die Anlage auf «nicht automatische« Steuerung umzuschalten und ein Alarmsystem zu betätigen.
In F i g. 6 ermöglicht ein Umschalter 60, einen der Eingangsleiter, 61, an die positive oder negative
Klemme einer Spannungsquelle anzulegen, deren Mittelpunkt mit dem anderen Eingangsleiter 62 vcrbunden
ist. Die beiden Leiter 61 und 62 sind an den Eingang von zwei Oszillatoren 63 und 64 gelegt, von
denen der eine auf einen positiven Eingang und der andere auf einen negativen Eingang anspricht.
Der Oszillator 63 beginnt zu schwingen, wenn &>
der Leiter 61 positiv gegenüber 62 ist. Er ist mit einer
Ausgangsverstärker- und -gleichrichtcrschaltung 65 über einen Isoliertransformator 66 verbunden.
Der Oszillator 64 beginnt zu schwingen, wenn der Leiter 61 negativ gegenüber dem Leiter 62 ist. Er ist 6S
mit einer Ausgangsverstärker- und -gleichrichterschaltung 67 über einen Isoliertransformator 68 verbunden.
Die Ausgänge der beiden Gleichrichterschaltungen 65 und 67 sind an den Ausgangsleitern 69
und 70 so kombiniert, daß bei einem in bezug auf den Eingang 62 positiven Eingang 61 der Ausgang 69
negativ gegenüber 70 ist und daß bei einem negativen Eingang 61 der Ausgang 69 positiv ist. Bei einer Störung
liefert der Ausgang 69, 70 eine Spannung 0.
In den logischen Schaltungen mit doppelter Sicherheit sind die Elementarschaltungen UND und
ODER fast identisch, da der Kehrwert einer Funktion UND eine Funktion ODER ist. Es ist daher möglich,
die logische Funktion in zwei Komponenten zu unterteilen, von denen die eine z. B. durch einen
Index + gekennzeichnete den Zustand 1 und die andere z. B. durch einen Index — gekennzeichnete
den Zustand 0 betrifft. Die Funktion UND Z = X1 X2 X3 kann also in zwei Komponenten:
Z+ = Xt ■ X2 + · Xt und Z- = Xf + Xl + X3 zerlegt
werden. Umgekehrt kann die Funktion ODER W= U1'+ U2 + U3 in zwei Komponenten W* =
L',+ + U2 + 4- U3 + und W = t/f U2 U3 zerlegt werden.
In F i g. 7 ist eine UND-Schaltung dargestellt. Sie enthält einen Oszillator 71 mit zwei Eingangsklemmen 72 und 73 für das die Veränderliche X1
darstellende Signal. Der Oszillator 71 schwingt, wenn die Klemme 73 positiv gegenüber 72 ist. Er ist mit
einer Schwingvorrichtung 74 über einen Isoliertransformator 75 verbunden. Die Schwingvorrichtung 74
besitzt zwei Eingangsklemmen 76 und 77 für das die Veränderliche X2 darstellende Signal. Sie kann schwingen,
wenn die Klemme 77 positiv gegenüber 76 ist, und sie ist mit einer Schwingvorrichtung 78 über
einen Isoliertransformator 79 verbunden. Die Schwingvorrichtung 78 besitzt zwei Eingangsklemmen 80 und
81 für das die Veränderliche X3 darstellende Signal.
Sie kann schwingen, wenn die Klemme 81 positiv gegenüber 80 ist, und sie ist über einen Isoliertransformator
83 mit einer Verstärker- und Gleichrichteranordnung 82 verbunden. Die Anordnung 82 enthält
zwei Gleichrichter 84, deren gemeinsame Kathoden mit einem Ausgangsleiter 85 verbunden sind,
während der Mittelpunkt 86 der Wicklung zur Speisung dieser Gleichrichter mit einem Ausgangsleiter 87
verbunden ist. Parallel zu dieser UND-Schaltung, welche der der Fig. 6 gleicht, ist eine durch drei
Gleichrichter 94, 95, 96 gebildete ODER-Schaltung für die Zustände0 (ΛΓ,~, X2, X3) der Eingangsveränderlichen
angeordnet. Der Ausgang dieser ODER-Schaltung ist mit dem Eingang 88, 89 eines Oszillators
90 verbunden. Das die Veränderliche X1 darstellende
Signal wird zwischen den Eingangsleiter 88 und eine der drei Klemmen 91, 92, 93 gelegt, z. B. 91.
Die die anderen Veränderlichen AT2 u°d X3 darstellenden
Signale werden in entsprechender Weise an die anderen Eingänge 92 und 93 gelegt. Es ist zu bemerken,
daß die Schaltungen mit doppelter Sicherheit für die Funktionen UND und ODER sowie für Kombinationen
von UND- und ODER-Schaltungen durch die Kombination von zwei Schaltungen mit einfacher
Sicherheit hergestellt werden können, wobei eine der Schaltungen mit einfacher Sicherheit für den Zustand
1 des Signals Z+ und die andere für den Zustand 0 des Signals Y~ vorgesehen ist. Dies ist in
der Schaltung gemäß F i g. 7 der Fall. Die durch die Gleichrichter 94, 95, 96 gebildete ODER-Schaltung
stellt die Funktion Z" = Xf + X^ + X3 dar, da sie
auf negative Werte von Ji1 X2 X3 anspricht, d. h. auf
Xx X2 X3. Der Oszillator 90 spricht nur auf eine
Claims (5)
- negative Eingangsgröße an. Er ist mit einer Ver- und Z+ darstellenden Signale. An den Eingang derstärker- und Gleichrichterausgangsschaltung 97 über Schwingvorrichtung 107 wird das Signal X angelegt,einen Isoliertransformator 98 verbunden. Die Vor- und diese Schwingvorrichtung 107 spricht auf posi-richtung 97 enthält zwei Gleichrichter 99, deren ge- ti ve Signale X+ an. Hieraus ergibt sich, daß die Kettemeinsame Anode mit dem Leiter 85 verbunden ist, 5 der Schwingvorrichtungen 105 und 107 tatsächlichwährend der Mittelpunkt 100 der Speisewicklung der die UND-Schaltung darstellt, welche zur DarstellungGleichrichter 99 mit dem Leiter 87 verbunden ist. der Gleichung Z+ = (Y+ +Z+)X+ für den Fall er-Fig. 7 stellt eine UND-Schaltung dar, wenn man forderlich ist, daß die Signale X+, Z+, Y+ alle positiveinerseits die Klemmen 88,72, 76 und 80 und anderer- sind.seits die Klemmen 91 und 73 als Eingang für die io Ein Oszillator 116 ist über einen Isoliertransforma-Veränderliche X1, die Klemmen 92 und 76 als Ein- tor 117 mit einer Schwingvorrichtung 118 verbunden, gang für die Veränderliche X2 und die Klemmen 93 welche mit einer Verstärker- und Gleichrichterschal- und 81 als Eingang für die Veränderliche X3 mitein- tungll9 über einen Isoliertransformator 120 verander verbindet. Der Ausgangsleiter 85 ist dann bunden ist. Die Verstärker- und Gleichrichterschalnämlich positiv gegenüber 87, wenn die X1, X2, X3 15 tungll9 enthält zwei Gleichrichter 121, welche von darstellenden Signale gleichzeitig positiv sind, und einer Wicklung gespeist werden, deren Mittelpunkt er ist negativ in bezug auf 87, wenn eines der X1, X2 , X3 122 mit dem Leiter 112 verbunden ist. Die gemeindarstellenden Signale negativ ist. same Anode der beiden Gleichrichter 110 ist mit demDie Schaltung der Fig. 7 kann mit sehr geringen Ausgangsleiter 113 verbunden, an welchem das AusVeränderungen in eine ODER-Schaltung mit doppel- 20 gangssignal Z erscheint. An den Eingang des Oszillater Sicherheit umgewandelt werden. Es genügt, die tors 116 wird das Ausgangssignal einer ODER-Polarität der Gleichrichter 84 und 99 zu vertauschen Schaltung angelegt, welche durch zwei Gleichrichter und 'die Gleichrichter 94, 95, 96 an den Leiter 88 123 und 124 gebildet wird, welche die negativen Sianstatt an den Leiter 89 anzuschließen. Die Schal- gnaleJf" und Y~ der Veränderlichen X und Ydurchtung arbeitet als ODER-Schaltung, wenn man einer- 25 lassen. An den Eingang -der Schwingvorrichtung 118 seits die Klemmen 89, 73, 77, 81 und andererseits 91 wird das Ausgangssignal einer anderen ODER- und 72 als Eingang für die Veränderliche HZ1, die Schaltung angelegt, welche durch zwei Gleichrichter Klemmen 92 und 76 als Eingang für die Veränder- 125 und 126 gebildet wird, welche die negativen Siliche U2 und die Klemmen 93 und 80 als Eingang für gnale X~ und Z' der Veränderlichen X und Z durchdie Veränderliche IZ3 miteinander verbindet. 30 lassen. Da die Schwingvorrichtung 118 auf die ne-Fig. 8 zeigt eine Halteschaltung mit doppelter gative Signale anspricht, ergibt sich, daß die Kette derSicherheit. Sie entspricht der Gleichung Z = X + XZ, Schwingvorrichtungen 116 und 118 die UND-Schal-welche einerseits in der für die positiven Eingangs- tung darstellt, welche zur Darstellung der Gleichungsignale gültigen Form Z+ = [Y+ +Z+) X+ und an- Z" = (Y' +X~) (Z ~ + X~) erforderlich ist.dererseits in der für die negativen Eingangssignale 35 Wenn in einer der Schaltungen gemäß Fig. 6, 7, 8gültigen komplementären Form Z~ = (Y~ + X~) eine der Scfiwingvorrichtungen nicht arbeitet, liefert(Z" +X~) dargestellt ist. wenigstens eine der Gleichrichterschahungen in jederDas die Veränderliche Y darstellende Signal wird Schaltung ständig ein Signal von 0 V, welches wederan die Klemmen 101 und 102 angelegt, wobei 102 dem Zustand 1 (+ 12 V) noch dem Zustand 0(— 12 V)positiv gegen 101 für den Zustand Y = 1 und negativ 4° einer logischen Veränderlichen entspricht. Das Si-gegen 101 für den Zustand 7=0 ist. Entsprechend gnal OV erscheint in dem Ausgang der Schaltung,wird das die Veränderliche X darstellende Signal an so bald die Gleichrichterschaltung der fehlerhaftendie Klemmen 103 und 104 angelgt. Die die beiden Kette von Schwingvorrichtungen ein SteuersignalZustände der Veränderlichen X und Y darstellenden liefern müßte, d. h. je nachdem +12 V oder — 12 V.Signale erscheinen z. B. (wie das Signal X in F i g. 6) 45 In diesem Augenblick kann das Signal 0 V z. B. einean den Klemmen von Spannungsquellen, deren Mittel- Alarmvorrichtung auslösen und die gesteuerte An-punkte Körperschluß haben. Sie werden mit Hilfe lage auf »Handsteuerung« umschalten,von Umschaltern gewählt (welche dem Umschalter Die obigen logischen Schaltungen mit einfacher60 der Fig. 6 entsprechen). oder doppelter Sicherheit können gleichzeitig mit ge-Die beiden obigen komplementären Funktionen 5° wohnlichen logischen Elementen benutzt werden, Z+ und Z" können in der Schaltung der Fig. 8 insbesondere in der z.B. in der deutschen Auslegewiedergefunden werden. Eine Schwingvorrichtung, schrift 1 141 104 beschriebenen Form. Wenn z. B. im vorliegenden Fall ein Oszillator 105, ist über einen eine Steuerung zur Speisung eines Kessels verwirk-Isoliertransformator 106 mit einer Schwingvorrich- licht werden soll, gewährleisten gewisse Bedingungen tung 107 verbunden, welche über einen Isoliertrans- 55 nur ein günstigstes Arbeiten hinsichtlich des Wirformator 108 mit einer Verstärker- und Gleichrichter- kungsgrades, und diese Bedingungen können in die schaltung 109 verbunden ist. Steuerung mit Hilfe von gewöhnlichen logischenDie Verstärker- und Gleichrichterschaltung 109 Elementen eingeführt werden. Andere Bedingungen enthält zwei Gleichrichter 110, welche von einer sind dagegen für den Schutz der Maschine lebens-Wicklung gespeist werden, deren Mittelpunkt 111 60 wichtig, und diese Bedingungen müssen mit Hilfe mit einem Leiter 112 verbunden ist. Die gemeinsame von logischen Elementen mit einfacher oder doppelter Kathode der beiden Gleichrichter 110 ist mit einem Sicherheit eingeführt werden.
Ausgangsleiter 113 verbunden, an welchem das Ausgangssignal Z erscheint. Patentansprüche:An den Eingang des Oszillators 105 wird das Aus- 65gangssignal einer ODER-Schaltung angelegt, welche 1. Logische Sicherheitsschaltung mit einem ausdurch zwei Gleichrichter 114 und 115 gebildet wird, einem Oszillator bestehenden Eingangskreis, derwelche die positiven Signale durchlassen, d. h. die Y+ beim Vorhandensein eines ersten Eingangssignals909 514/1576bestimmten Gleichspannungswertes zum Schwingen gebracht wird und der über einen Transformator an einen Ausgangskreis angeschlossen ist, in welchem die übertragene Schwingung gleichgerichtet und geglättet wird, dadurchgekennzeichnet, daß im Eingangskreis neben dem ersten Oszillator (43, 53, 63 bzw. 64, 72 bzw. 90, 105 bzw. 116) mindestens ein weiterer Oszillator (44,55,64 bzw. 63,90 bzw. 74 oder 72,116 bzw. 107 oder 118 bzw. 105) vorgesehen ist, der auf ein weiteres Gleichspannungseingangssignal oder auf einen anderen Wert des gleichen Eingangssignals anspricht und ebenfalls transformatorisch' mit dem Ausgangskreis gekoppelt ist. - 2. Logische Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Oszillator (44, 45, 74,107,118) ein mit dem ersten Oszillator (43, 53, 71, 105, 116) über einen Spannungsuntersetzertransformator (45,54,75,106,117) gekoppelter Wechselstromverstärker ist, dessen Verstärkungsfaktor zwischen Null und einem endlichen Wert als Funktion des Wertes eines Gleichstromeingangssignals veränderlich ist und der andererseits transformatorisch mit dem Ausgangskreis (49, 57, 85 und 87,112 und 113) verbunden ist, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von weiteren Spannungsuntersetzertransformatoren (46, 79) mit Wechselstromverstärkern (47, 78).
- 3. Logische Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangskreis zwei Sekundärwicklungen von je zwei Transformatoren enthält (65 und 67,82 und 97,111 und 122), wobei die Spannung jeder der Sekundärwicklungen gesondert gleichgerichtet wird und die gleichgerichteten Spannungen entgegengesetzt gepolt· parallel geschaltet sind.
- 4. Logische Schaltung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch zwei Oszillatoren (63, 64), deren einer auf einen der beiden möglichen Werte einer Steuerspannung und der andere auf den anderen Wert dieser Steuerspannung anspricht, wobei jeder Oszillator mit einer Ausgangsgleichrichteranordnung (65,67) verbunden ist, welche an ihrem Ausgang den Wert der Steuerspannung liefert, auf welche der andere Oszillator (64, 63) anspricht.
- 5. Logische Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Steuerspannungen, welche zwei bestimmte Werte annehmen können, gleichzeitig einerseits den Eingang einer ODER-Schaltung (94, 95, 96), deren Ausgangsspannung einen mit einer Ausgangsgleichrichterschaltung (97) verbundenen Oszillator (90) speist, und andererseits mehrere Oszillatoren (71, 74, 78) speisen, welche miteinander in Kaskade und mit einer Ausgangsgleichrichterschaltung (82) verbunden sind.Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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- 1965-12-22 DE DEA51148A patent/DE1291782B/de not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1103966B (de) * | 1958-07-08 | 1961-04-06 | Asea Ab | Logisches Element |
Also Published As
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