DE2402881B2 - Fehlersichere elektronische signalvergleichsschaltung - Google Patents

Description

»0« gehen, dadurch gekennzeichnet,
daß die Signalvergleichsschaltung aus gleicherart

fehlersicheren, Wechselstromimpulse verarbeiten- io

den Bausteinen dergestalt aufgebaut ist, daß die
an 3 Kanälen (A, B, C) gleichzeitig anliegenden
Wechselstromimpulse der gleichen Information auf

Identität geprüft und zusammen mit Fehlerüber- Die Erfindung bezieht sich auf eine fehlersichere

wachiingssignalen (FA, FB, FC) nur dann den 15 elektronische Signalvergleichsschaltung.
Ausgängen (AUS) der SignalvergleichsschalMng Bei der Prozeßautomatisierung ergibt sich häufig

zugeführt werden, wenn mindestens 2 Kanäle die Notwendigkeit, Informationen mit größtmöglicher identische Signale führen und höchstens ein feh- Fehlersicherheit zu übertragen. Hierzu hat es sich lerhafter Kanal (A, B oder C) bereits vorher er- als zweckdienlich erwiesen, die Übertragungskanäle mittelt und durch einen ersten und einen zweiten 20 redundant auszulegen, d. h. mehrere Kanäle zur zugeordneten Speicher (SPA 1 und SPA 2, SPBI Übertragung von gleichen Informationen zu verwen- und SPB 2 oder SPC1 und SPC 2) sowie eine an den. Bei einer Informationsübertragung werden die den zweiten Speicher (SPA 2, SPB 2 oder SPC 2) Informationssignale taktsynchron übe«- die redundanangeschlossene Kontrollampe (LFA, LFB oder ten Kam'Je übertragen und nur dann ausgewertet, so- LFC) gekennzeichnet wurde, demzufolge dessen »5 weit bei einem Vergleich ihre Identität festgestellt Wechselstromimpulse bei der Identitätsprüfung wurde.

unberücksichtigt blieben und vom ersten zugeord- Ein derartiges Informationsübertragungssystem ist

neten Speicher (SPAl, SPBl oder SPCl) ein unter anderem aus der deutschen Patentanmeldung Fehlerüberwachungssignal (FA, FB oder FC) aus- P 20 23 117 bekannt. In dieser Anmeldung wird eine gegeben wurde. 30 Majoritäts- und Fehlerüberwachungsschaltung be-

2. Fehlersichere elektronische Signalvergleich^- schrieben, die es ermöglicht, in einer 2-aus-3-Überschaltung nach Patentanspruch 1, dadurch ge- wachung drei Kanäle auf die Äquivalenz ihrer Signale kennzeichnet, daß eine an die Kanäle (A, B, C) hin zu überprüfen. Werden bei mindestens zwei Kaangeschlossene, an sich bekannte Fehlerüber- nalen identische Signale festgestellt, so werden diese wachungsschaltung (Ft/) nach dem 2-aus-3-Ver- 35 als die richtigen Signale erkannt und verarbeitet, fahren mit den Kanälen zugeordneten Fehlerüber- Hierbei ist jedoch insoweit eine Fehlermöglichkeit wachungssignalen (FA, FB, FC) jeweils 2 den gegeben, daß durchaus 2 Kanäle ein fehlerhaftes, aber Kanälen ebenfalls zugeordnete Speicher (SPA 1 identisches Signal führen können. Dies würde von und SPA 2, SPB1 und SPB 2, SPC1 und SPC 2) der beschriebenen Majoritätsschaltung nicht erkannt hält und bei »O«-Signal rücksetzt und daß die 40 werden, und es würde zur Ausgabe eines fehlerhaften Setzung der ersten Speicher (SPA 1, SPB1, SPC1) Informationssignals kommen. Die weiterhin beschriedurch ein Startsignal (ST) zu Beginn einer jeden bene Fehlerüberwachungsschaltung ermöglicht nur eine zusammenhängende Information darstellen- eine sofortige Kennzeichnung eines Fehlers bei einem den Impulsfolge und der zweiten Speicher (SPA 2, Kanal. Dabei ist bei der beschriebenen Fehlerüber- SPB 2, SPC 2) bei Inbetriebnahme durch ein Nor- 45 wachungsschaltung nicht sichergestellt, daß z. B. ein mierungssignal (N) vorgenommen wird. abfragender Prozeßrechner die kurzfristige Änderung

3. Fehlersichere elektronische Signalvergleichs- des Fehlerüberwachungssignals am Ausgang der Fehschaltung nach den Ansprüchen 1 oder 2, da- lerüberwachungsschaltung auch erkennt. Darüber hindurch gekennzeichnet, daß die am Ausgang der aus läßt sich auch nicht feststellen, welcher Kanal τη ersten Speicher (SPA 1, SPB1, SPC1) anliegen- 50 einem beliebigen Zeitpunkt einen Übertragungsfehler den Fehlerüberwachungssignale (FA, FB, FC) zu- aufgewiesen hat.

sammen mit den Informationssignalen der Kanäle Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde,

(A, B, C) drei UND-Gliedern (171, U2, U3) und unter Vermeidung der angeführten Nachteile eine

deren Ausgänge über ein ODER-Glied (O 4) fehlersichere elektronische Signalvergleichsschaltung

einem ersten Eingang eines zweiten UND-Gliedes 55 zu schaffen, die die Signale dreier Übertragungskanäle

(i/S) zugeführt werden und daß 3 ODER-Glie- auf ihre Identität hin überprüft, jeden Fehler in einem

der (O l,O2,O 3) und ein UND-Glied (Ϊ74) die Kanal, unabhängig von der Zeitdauer eines erkannten

fehlerüberwachungssignale (FA, FB, FC) derart Übertragungsfehlers, dauernd anzeigt und, sobald

auswerten, daß ein am zweiten Eingang des UND- zeitlich unabhängig voneinander in mehr als einem

Gliedes (17 5) anliegendes Signal nur dann dem 60 Kanal ein Übertragungsfehler erkannt wurde, sowohl

Ausgang (AUS) zugeführt wird, wenn höchstens die Ausgabe der Informationssignale wie auch die

fines der von den Speichern (SPA 1, SPB1, Ausgabe der Fehlerüberwachungssignale unterbindet

fPC 1) überwachten Fehlerüberwachungssignale und beim Auftreten von Bauelementenfehlern inner-

(FA, FB, FC) einen Fehler angezeigt hatte. halb der Signalvergleichsschaltung kein fehlerhaftes

4. Fehlersichere elektronische Signalvergleichs- 65 Signal ausgegeben wird.

■chaltung nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, da- Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe besteht

durch gekennzeichnet, daß die von Speichern darin, daß die Signalvergleichsschaltung aus gleicher- (SPA 1, SPB1, SPC1) gespeicherten Fehlerüber- art fehlersicheren, Wechselstromimpulse verarbeiten-

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den Bausteinen dergestalt aufgebaut ist, daß die an und sicherstellen, daß, wenn mehr als ein Kanal aus-

3 Kanälen gleichzeitig anliegenden Wechselstrom- gefallen ist, Informationssignale nicht mehr an den

impulse der gleichen Information auf Identität ge- Ausgang A US gelangen können,

prüft und zusammen mit Fehlerüberwachungssigna- Vor der Übertragung von Telegrammen in Form

len nur dann den Ausgängen der Signalvergleichs- 5 einer Signalfolge über die Kanäle A, B und C werden

schaltung zugeführt werden, wenn mindesten^ 2 Ka- dazu die Fehlerspeicher SPA 2, SPB 2, SPC 2 durch

näle identische Signale führen und höchstens ein feh- ein Normierungssignal N normiert Die alle mit Rück-

lerhafter Kanal bereits vorher ermittelt und durch setzvorrang versehenen Speicher bleiben dabei so

einen ersten und einen zweiten zugeordneten Spei- lange gesetzt, wie an ihrem Eingang R ein Signal

eher sowie eine an den zweiten Speicher angeschios- io logisch »L« negiert anliegt Solange die Speicher ge-

sene Kontrollampe gekennzeichnet wurde, demzu- setzt bleiben, leuchten demzufolge die Kontrollam-

folge dessen Wechselstromimpulse bei der Identitäts- pen LFA, LFB, LFC.

prüfung unberücksichtigt blieben und vom ersten zu- Die Speicher SPA 1, SPB1, SPC1 werden dagegen

geordneten Speicher ein Fehlerüberwachungssignal durch ein Startsignal ST zu Beginn einer Telegramm-

cusgegeben wurde. 15 übertragung auf den Kanälen A, B und C gesetzt.

Eine vorteilhafte erste Ausbildung der Erfindung Die Speicher verfugen ebenfalls über Rücksetzvor-

sieht vor, daß eine an die Kanäle angeschlossene an rang. Damit bleiben sie so lange gesetzt, wie ein Signal

sich bekannte Fehlerüberwachungsschaltung nach logisch »L« an ihrem Eingang R negiert anliegt,

dem 2-aus-3-Verfahren mit den Kanälen zugeordneten Die Bits der drei Kanäle Λ, B und C liegen zu-

Fehlerüberwachungssignalen jeweils 2 den Kanälen so nächst an der Fehlerüberwachungsschaltung FU an.

ebenfalls zugeordnete Speicher hält und bei »(k-Si- Am Ausgang der Fehlerüberwachungsschaltung er-

gnal rücksetzt und daß die Setzung der ersten Spei- geben sich somit für die Fehlersignale FA, FB, FC in

eher durch ein Startsignal zu Beginn einer jeden eine Abhängigkeit von den beteiligten Kanälen A, B

zusammenhängende Information darstellenden Im- und C, die im ungestörten Betrieb identische Signale

pulsfolge und der zweiten Speicher bei Inbetrieb- 25 führen, folgende Funktionsgleichungen:
nähme durch ein Normierungssignal vorgenommen

wird. FA = (A +Έ + TJ) ■ (Ά + B + C)

Eine vorteilhafte zweite Ausbildung der Erfindung FB = (A +Ή + C) ■ (Ä + B + C)

sieht vor, daß die am Ausgang der ersten Speicher FC = (A + B + TJ) · (Z + Zf + C)
anliegenden Fehlerüberwachungssignale zusammen 30

mit den Informationssignalen der Kanäle drei UND- Die nach den Funktionsgleichungen aufgebaute Gliedern und deren Ausgänge über ein ODER-GHed Fehlerüberwachungsschaltung liefert nur bei fehlereinem ersten Eingang eines zweiten UND-Gliedes freien Signalen der Kanäle A, B und C ein Dauerzugeführt werden und daß 3 ODER-Glieder und ein L-Signal für die Ausgänge der Fehlerübcrwachungs-UND-Glied die Fehlerüberwachungssignale derart 35 schaltung FU. Damit liegen die den Kanälen zugeordauswerten, daß ein am zweiten Eingang des UND- neten Fehlerüberwachungssignale FA, FB und FC Gliedes anliegendes Signal nur dann dem Ausgang zu- im Normalfall auf logisch »L«. Für den Fall der Abgeführt wird, wenn höchstens eines der von den weichung eines der zu überwachenden Signale der Speichern überwachten Fehlerüberwachungssignale Kanäle A, B und C von den anderen geht das zugeeinen Fehler angezeigt hatte. 40 ordnete Fehlerüberwachungssignal FA, FB oder FC Eine vorteilhafte dritte Ausbildung der Erfindung ebenfalls auf logisch »0«. Die gleiche Signaländerung sieht vor, daß die von Speichern gespeicherten Fehler- der Fehlerüberwachungssignale tritt ein, wenn ein Überwachungssignale nur dann über UND-Glieder interner Fehler innerhalb der Schaltung vorliegt, so ausgegeben werden, wenn nicht mehr als ein fehler- daß ein Signalfehler niemals durch einen Fehler in hafter Kanal durch die Fehlerüberwachungssignale an 45 der Überwachungsschaltung FÜ verdeckt werden den Ausgängen der den Kanälen zugeordneten Spei- kann.

ehern gekennzeichnet wurde. Mit dem auf Null gehenden Fehlerüberwachunys-Ein Beispiel der Erfindung wird an Hand nachfol- signal am Ausgang der Fehlerüöerwachungsschalgender Zeichnung erläutert. tung FÜ werden die dem jeweiligen Kanal zugeordne-Die Zeichnung zeigt den Stromlaufplan der Signal- 50 ten Speicher 5P^ 1 und SPA 2,SPBl und SPB 2 oder vergleichsschaltung. Sämtliche verwendeten Bau- SPC1 und SPC 2 rückgesetzt. Dadurch wird ein Fehsteine in dieser Schaltung sind fehlersicher ausgelegt. ler eines Kanals sofort durch die ihm zugeordnete Verarbeitet werden nur Wechselstromsignale. Dazu Kontrallampe LFA, LFB oder LFC dadurch angesind sämtliche Bausteine mit Eingangsübertragern und zeigt, daß die Kontrollampe verlischt.
Ausgangsübertragern versehen. Aus Gründen der 55 Die von den Fehlerspeichern SPA 1, SPB 1, 5PCl Übersichtlichkeit ist in der Zeichnung jeweils nur ein weitergegebenen Fehlerüberwachungssignale FA, FB Kanal als Eingang der Bausteine eingezeichnet. und FC liegen zusammen mit den Informationssigna-Sämtliche Eingangssignale müssen, soweit sie nicht len der Kanäle A, B und C an den UND-Gliedern Ohnehin Wechselstromsignale sind, von statischen in Ul, U 2 und U 3. Damit gelangen nur die Informadynamische Signale umgewandelt werden. Entspre- 60 tionssignale zum ODER-Glied O 4, bei denen kein ehend müssen die Ausgangssignale, soweit sie als sta- Fehler erkannt wurde. Der Ausgang des ODER-Glietische Signale weiterverwendet werden sollen, eben- des O 4 ist mit dem Eingang eines UND-Gliedes U S falls von dynamischen Signalen in statische Signale verbunden. Gleichfalls mit dem zweiten Eingang des umgewandelt werden. Der Einfachheit halber sind UND-Gliedes U S ist der Ausgang einer 2-aus-3-•uch diese Umwandlungsglieder in der Zeichnung 65 Überwachung verbunden. Hierzu sind die Fehlerüberfortgelassen, wachungssignale FA, FB und FC drei ODER-Glie-Die Signalvergleichsschaltung soll die Kanäle A, B dem Öl, O2 und O 3 zugeführt, deren Ausgänge «nd C auf die Identität ihrer Signale hin überprüfen mit den Eingängen eines UND-Gliedes U 4 verbun-

den sind. Damit ergibt sich am Ausgang des UND- geben werden kann. Da zudem sämtliche in dei

Gliedes U 4 folgende logische Funktion: Schaltung verwendeten Bausteine ebenfalls fehler-

f = (FA + FB) ■ (FB + FC) · (FA + FC) sicher ausgelegt sind, d. h. bei Bauelementenfehlern

ihre Ausgänge auf »O«-Signal gehen, kann bei Auf-Für ein überprüftes Telegramm T folgt daraus mit 5 treten eines Signalfehlers wie auch eines Bauelementeden Informationssignalen TA, TB und TC der Ka- fehlers an den Ausgängen der Signalvergleichsschalnäle A, B und C für den Ausgang des UND-Gliedes tung in keinem Fall ein fehlerhaftes L-Signal an- U 5 folgende logische Funktion: liegen.

j _ /j^ ι j-ß ι yq\ . ρ Die Fehler, die in den einzelnen Kanälen fest-

lo gestellt wurden, werden so lange in den den Kanälen

Da damit am Ausgang des UND-Gliedes U 4 nur zugeordneten Speichern SPA 2, SPB 2, SPC 2 gedann ein Signal anliegt, wenn höchstens eines der speichert, wie diese nicht durch ein erneutes Normie-Fehlersignale FA, FB und FC auf logisch »0« gegan- rungssignal N gesetzt werden. Damit läßt sich auch gen ist, müssen mindestens zwei der Kanäle A, B, C jederzeit, selbst bei Ausgabe eines »O«-Signals auf identisches Signal führen, damit über das UND- 15 sämtlichen Ausgabeleitungen der Vergleichsschal-Glied U 5 ein Informationssignal an den Ausgang tung, nachträglich eine Lokalisierung der fehlerhaften A US gelangen kann. Kanäle über die an die Speicher angeschlossenen

Zur Lokalisierung des fehlerhaften Kanals werden Kontrollampen LFA, LFB, LFC vornehmen,

zudem die Fehlerüberwachungssignale FA, FB und Die Speicher SPA 1 SPBl, SPCl speichern dage-

FC über die UND-Glieder U6,U7 und U 8 ausgege- 20 gen die Fehlermeldungen für die Dauer einer Infor-

ben. Dadurch, daß dem zweiten Eingang dieser UND- mationsübertragung, d. h. eines zusammenhängenden

Glieder der Ausgang des UND-Gliedes U 4 zugeführt Informationstelegramms T und werden bei einer

wird, erfolgt eine Fehlersignalausgabe nur dann, wenn nachfolgenden Informationsübertragung durch ein

höchstens ein fehlerhafter Kanal erkannt wurde. Bei Startsignal ST wiederum neu gesetzt.

Fehlern in zwei oder mehr Kanälen erfolgt an den 25 Für die Schaltung müssen notwendig fehlersichere

UND-Gliedern US, i/6, 1/7 und 1/8 keine Signal- Bausteine verwendet werden, wie sie u. a. in den An-

ausgabe. Damit wird, solange in zwei Kanälen der meidungen

Kanäle A, B und C identische Signale vorliegen, so- ρ \<) 33 713

wohl ein Informationssignal am Ausgang AUS wie ρ 19 50 330

auch eine Fehlersignalausgabe an den Ausgängen der 30 ρ j9 5Q 33 j

UND-Glieder U6, 1/7 und US vorgenommen. Wer- ρ 20 14 135

den dagegen fehlerhafte Signale in mehr als einem ρ 20 14 110

Kanal festgestellt, liegen an den Ausgängen der Si- ρ 20 64 809

gnalvergleichsschaltung keinerlei Signale mehr an. _un(j ρ 20 64 837

Es wird nur noch logisch »0« ausgegeben. Damit ist 35

sichergestellt, daß kein fehlerhaftes Signal weiterge- beschrieben wurden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

wachungssignale (FA, FB, FC) nur dann über Patentansprüche: UND-Glieder (U 6, U 7, U S) ausgegeben werden, wenn nicht mehr als ein fehlerhafter Kanal durch

1. Fehlersichere elektronische Signalvergleichs- die Fehlerüberwachungssignale (FA, FB, FC) an

schaltung für Wechselstromirapulse, deren Aus- 5 den Ausgängen der den Kanälen (A, B, C) zugegangssignale bei Fehlern in oder an der Ver- ordneten Speichern (SPAl, SPBl, SPCl) ge-

gleichsschaltung mit großer Sicherheit nach logisch kernzeichnet wurde.