DE3014192A1 - Signalisierungseinrichtung - Google Patents

Description

• Signalisierungseinrichtung
• Die Erfindung betrifft eine Signalisierungseinrichtung gemäß des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
• In elektronischen Steuerungen, insbesondere in speicherprogrammierbaren Steuerungen, die in Industrieanlagen zum Einsatz gelangen, wird bei den Oberlegungen zur Sicherheit grundsätzlich davon ausgegangenFnur solche elektronischen Betriebsmittel einzusetzen, die, ohne Schaden zu erleiden, mit nichtelektronischen Betriebsmitteln kombiniert werden können, weil speziell an den Schnittstellen zu den peripheren Verbrauchern besondere Probleme auftauchen. Dies wird z. B. dann der Fall sein, wenn an den angesteuerten Verbrauchern ein Kurzschluß auftritt oder ein Oberstrom erzeugt wird, der zur Zerstörung der elektronischen Betriebsmittel führt. Um die elektronischen Betriebsmittel zu schützen, werden die Ausgänge der elektronischen Steuerungen sehr oft kurzschlußfest geschaltet. Man spricht hierbei von einer elektronischen Sicherung, die es ermöglicht, daß nach Behebung des Kurzschlusses, der elektronische Ausgang ohne Auswechseln von Einzelteilen oder anderen Maßnahmen ohne Einschränkung wieder funktionsfähig sein wird. Desweiteren sind bei den genannten Steuerungen für jeden Ausgang fast immer sogenannte Statusanzeigen durch Luminiszenzdioden vorgesehen, die bei Anweisung eines Ausganges aufleuchten.
• Bei der Vielzahl der Ausgänge und der immer größer werdenden Arbeitsgeschwindigkeit der elektronischen Steuerungen ist es sehr schwer, einen Defekt an den zu steuernden Magnetventilen, Schützen oder dergleichen früh genug zu erkennen. Durch einen Kurzschluß oder Oberstrom würde der elektronische Ausgang zerstört, ohne daß der Ausfall unter Umständen sofort bemerkt wird, was zu erheblichen Folgeschäden führen kann.
• Um eine diesbezügliche Sicherheit zu erreichen, ist es Aufgabe der Erfindung, Zerstörungen an Ausgängen zu verhindern und einen aufgetretenen Kurzschluß oder Oberstrom durch Umfunktionierung der vorhandenen Statusanzeige anzuzeigen.
• Diese Signal.isierungseinrichtung für jeden Ausgangs der elektronischen Steuerung mit den vorhandenen, als-Statusanzeige gekennzeichneten Luminiszenzdioden wird dadurch möglich, daß im Kurzschlußfall die Statusanzeige des betreffenden Ausgangs von der Anweisung, beispielsweise einer Zentraleinheit einer speicherprogrammierbaren Steuerung abgetrennt und dafür an einen Oszillator mit einer bestimmten Frequenz geschaltet wird.
• Da die Frequenz des Oszillators eindeutig über den am Ausgang auftretenen Schaltfrequenz liegt, ist ein vorhandener Kurzschluß durch die Blinkfrequenz beaufschlagte Luminiszenzdiode sofort auszumachen, zumal gleichzeitig ein Summer oder ein anderes akustisches Signal mit Dauerton in Tätigkeit gesetzt wird.
• Weitere Erläuterungen der Erfindung werden im folgenden an Hand der Schaltbilddarstellung gegeben. Es wird darauf hingewiesen, daß hier lediglich nur ein Ausgang einer größeren Zahl von Ausgängen einer elektronischen Steuerung dargestellt und beschrieben ist. Um die Funktion besser erkennen zu können, wird zunächst der ungestörte Betrieb und anschließend der gestörte Betrieb erläutert.
• Ungestörter Betrieb: An (U1) liegt die Schaltspannung, die für das Wirken des an (K) angeschlossenen Verbrauchers (V) benötigt wird. An (U2) liegt die erforderliche Versorgungsspannung für den Betrieb der nachgeschalteten elektronischen Baugruppen, wie z. B. die beiden bistabilen Kippstufen (4,5) und der frequenzbestimmende Oszillator (7).
• Ein aus der elektronischen Steuerung kommendes und an (ES) anliegendes definiertes Signal in der Größenordnung von (U2) bewirkt über den Basiswiderstand (8) das Durchschalten des bis dahin gesperrten Transistors (9). Ober die Kollektor-Emi-tter- -Strecke (C-E) des Transistors (9) und über den Basiswiderstand (10) wird das Durchschalten des Transistors (1) vollzogen und der Verbraucher (V) eingeschaltet. Hierbei ist berücksichtigt, daß mit dem Widerstand (2) und der Emitter-Basisstrecke (E-B) des Transistors (1) aufgrund der Eigenverluste zwischen den Verknüpfungspunkten (13,14) ein Spannungsabfall zu verzeichnen ist, der bei dem ungestörten Betrieb für die nachgeschaltete Auswerteschaltung (3) keine Folgen hat. Gleichzeitig mit dem Durchschalten des Transistors (9) wird über dessen Kollektor-Emitter-Strecke (C-E) und der nachgeschalteten Diode (11) die Luminiszenzdiode (12) für die Zeitdauer des gesetzten Signals an (ES) geschaltet. Diese Luminiszenzdiode (12) zeigt damit den ungestörten Betrieb des Ausgangs der elektronischen Steuerung und dessen Status an.
• Gestörter Betrieb: Ein gestörter Betrieb liegt dann vor, wenn beim geschalteten Verbraucher (V) ein Kurzschluß auftritt.
• Der beim Kurzschluß auftretende Kurzschlußstrom bewirkt einen zwischen den Verknüpfungspunkten (13,14) meßbaren Spannungsabfall, der wesentlich größer ist, als beim ungestörten Betrieb.
• Dieser wesentlich höhere Spannungsabfall hat das Ansprechen der Auswerteschaltung (3) zur Folge, welche die Kippstufe (4) in den anderen stabilen Zustand schaltet.
• Die Kippstufe (4) schaltet ihrerseits über den Widerstand (16) den Transistor (17), was zum Sperren des Transistors (9) und damit zum sofortigen Abschalten des Verbrauchers (V) über den Transistor (1) führt. Desweiteren werden durch die Kippstufe (4), die Kippstufe (5) umgeschaltet. Dies führt zum Einschalten des Summers (6) sowie die Zuschaltung des Oszillators (7), wobei der Oszillator (7) über die Diode (15) auf die Luminiszenzdiode (12) wirkt. Die Luminiszenzdiode (12) wird so mit der Frequenz des Oszillators ein- und ausgeschaltet.
• Nach der bis hierhin aufgezeichneten Funktionsweise ist festzuhalten, daß der am Verbraucher (V) aufgetretene Kurzschluß zur Blockierung des Ausganges führte, daß der Summer (6) in Tätigkeit gesetzt wurde, und daß die für den ungestörten Betrieb eingesetzte Luminiszenzdiode (12), die in elektronischen Steuerungen normalerweise als Statusanzeige vorgesehen ist, nunmehr mit einer Blinkfrequenz den Kurzschluß am Verbraucher (V) des betreffenden Ausganges anzeigt. Die Luminiszenzdiode (12) dient somit als Statusanzei ge und gleichzeitig als Anzeige für den gestörten Betrieb.
• Nunmehr geht es, den gesperrten Ausgang, der durch einen Kurzschluß hervorgerufen wurde, zu beheben.
• Hierzu ist der im-Pfad'(18) liegende Taster (R) zu betätigen.
• Der mit dem Taster (R) gegebene Impuls versetzt die Kippstufen (4,5) in ihren ursprünglichen Zustand. Der Summer (6) wird abgeschaltet. Die Kippstufe (4) wird jedoch aufgrund des noch anstehenden Kurzschlusses sofort wieder zurückgeschaltet, so daß die Luminiszenzdiode- (12) mit genannter Blinkfrequenz den noch nicht behobenen Kurzschluß weiter anzeigt. Die Kippstufe (5) bleibt jedoch in der zurückgesetzten Lage, da ihre Wiederbereitschaftszeit mit Sicherheit über die Wiederbereitschaftszeit der Kippstufe (4) liegt. Der Ausgang bleibt also so lange gesperrt, bis der Kurzschluß tatsächlich behoben ist. Erst nach Behebung des Kurzschlusses ist über den Taster (R) die Kippstufe (4) zurückzusetzen, wodurch die Transistoren (1,9) in ihren Ausgangszustand versetzt werden und ein ungestörter Betrieb fortgesetzt werden kann.

Claims (2)

1. Patentansprüche Signalisierungseinrichtung für elektronische Steuerungen, die sowohl den Status eines geschalteten Verbrauchers, als auch den Kurzschluß des Verbrauchers anzeigt, dadurch gekennzeichnet, daß a) für die Statusanzeige und für die Kurzschlußanzeige nur eine Luminiszenzdiode (12) Verwendung findet, die als Kurzschlußanzeige gegenüber der Statusanzeige den Kurzschluß mit einer bestimmten Blinkfrequenz anzeigt.

   b) bei einem Kurzschluß am Verbraucher (V) ein Kurzschlußstrom auftritt, der zwischen den Verknüpfungspunkten (13, 14) gegenüber dem ungestörten Betrieb einen Spannungsabfall bewirkt, der das Ansprechen der Aus-werteschaltung (3) zur Folge hat, wodurch die Kippstufe (4) in den anderen stabilen Zustand geschaltet wird, c) die Kippstufe (4) ihrerseits über den Widerstand (16) den Transistor (17) schaltet, was zum Sperren des Transistors (9) und damit zum sofortigen Abschalten des Verbrauchers (V) über den Transistor (1) führt, d) die Kippstufe (4) den Oszillator (7) und die Kippstufe (5) schaltet, wodurch der Summer (6) in Tätigkeit gesetzt wird, e) der Oszillator (7) über die Diode (15) die Luminiszenzdiode (12) mit der Frequenz des Oszillators (7) ein- und auschal tet, f) bei Betätigung des im Pfad (19) liegenden Tasters (R) die Kippstufen (4,5) in ihre ursprünglichen Zustände versetzt werden, wodurch der Summer (6) abgeschaltet wird, g) aufgrund des Kurzschlusses die Kippstufe (4) wieder geschaltet wird, um den Oszillator (7) in Tätigkeit zu setzen, wodurch die Luminiszenzdiode (12) weiterhin mit der Blinkfrequenz arbeitet und der Ausgang gesperrt bleibt, h) nach Beseitigung des Kurzschlusses, der Taster (R) nochmals betätigt werden mub, so daß über die zurückgesetzte Kippstufe (4) das Blinken der Luminiszenzdiode (12) eingestellt wird, und die Transistoren (1,9) den Weg für den ungestörten Betrieb freigeben.
2. 2. Signalisierungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle des genannten Transistors (1) sinngemäß Thyristoren oder Schaltrelais Anwendung finden können.