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Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Fehlerschutzschaltung für die Anwendung bei einer kurzen Abzweigleitung (oder einer sonstigen Einrichtung) in einem IEC-61158-Feldbus-Netzwerk, die sowohl statische als auch dynamische Schutzfunktionen aufweist und fortschreitende Meldungen und Steuerungen umfasst sowie ein Verfahren für die Anwendung dieser Fehlerschutzschaltung.
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Feldbus (oder Feldbussystem) ist der Begriff für eine ganze Familie von betriebsbedingten Computer-Netzwerk-Protokollen, die für eine verteilte Steuerungsregelung in Echtzeit verwendet werden und nun in der IEC 61158-Norm weltweit standardisiert sind. Ein komplex automatisiertes, industrielles Betriebssystem, zum Beispiel für eine Kraftstoff-Raffinerie, benötigt in der Regel eine Organisationshierarchie in den Steuereinrichtungen, um ordnungsgemäß zu funktionieren. In dieser Hierarchie gibt es an der obersten Stelle eine Anwenderschnittstelle (HMI = Human Machine Interface), über die ein Anwender das System überwachen oder betreiben kann. Diese Schnittstelle ist normalerweise über ein nicht-zeitkritisches Kommunikationssystem (beispielsweise Ethernet) mit einer mittleren Übertragungsschicht speicherprogrammierbarer Steuerungen (SPS) verknüpft. Am unteren Ende der Steuerungskette befindet sich der Feldbus, der die SPS mit den Komponenten verbindet, die die eigentliche Arbeit tun, wie Sensoren (Messfühler), Stellglieder (Aktoren), Elektromotoren, Konsolenleuchten, Schalter, Ventile und Schaltschützen.
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Ein Feldbus wird häufig in eigensicheren Umgebungen eingesetzt, wie beispielsweise in leicht entzündlichen Atmosphären, insbesondere in der Gaseinstufungsklassifizierung IIC – Wasserstoff und Azetylen – und unter anderem beispielsweise für die Gasgruppen IIB und IIA in Bezug auf Gas und/oder Staub. Der Einsatz des Feldbusprotokolls, der Feldinstrumente und der Feldbusgeräte in einer solchen Umgebung wird durch eine elektrische Kommunikationsschaltung überwacht und ferngesteuert, die häufig in demselben elektrischen Schaltkreis wie die Energieversorgung für den Betrieb der Feldinstrumente bereitgestellt wird.
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In einem typischen, elektrisch betriebenen Feldbus- und Kommunikationsschaltkreis gibt es eine Energieversorgung, eine Eigensicherheitsbarriere jedes beliebigen Typs, eine in die Feldeinrichtung führende Hauptleitung und eine Reihe von Gerätekopplern mit an diesen angeschlossenen Abzweigleitungen, auf denen die Feldinstrumente angebracht sind. Die Hauptleitung und die Abzweigleitungen bilden zusammen ein Segment (eine Gruppe). Durch die Eigensicherheitsbarriere wird der Schaltkreis in einen eigensicheren und einen nichteigensicheren Bereich unterteilt. Die Energieversorgung, die SPS und andere Einrichtungen, wie beispielsweise physikalische Schicht-Diagnosemodule, welche die physikalischen Schichtattribute des elektrischen Schaltkreises und der Netzwerk-Hardware messen – und zum Teil die eingesetzten physikalischen Software- oder Protokollschichten –, befinden sich in dem nichteigensicheren Bereich des Schaltkreises, d. h. normalerweise in einer Betriebs-/Schaltzentrale (Kontrollraum). Die Hauptleitung, die Gerätekoppler, die Abzweigleitungen und die Feldinstrumente befinden sich in dem eigensicheren Abschnitt d. h. abgetrennt zum Feldbereich.
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Eine Eigensicherheit kann auf vielerlei bekannte Art und Weisen erzielt werden, und zwar von der einfachen Begrenzung der Energie, so dass offene Stromkreise oder Kurzschlüsse keine entzündlichen Lichtbögen ausbilden können, bis hin zur Anwendung aktiver Überwachungs- und Isolationssysteme, die höhere Strompegel erlauben und die bei offenen Stromkreisen oder Kurzschlüssen zur Isolation der Energieversorgung dienen, um entzündliche Lichtbögen zu verhindern.
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Darüber hinaus ist es auch üblich, innerhalb von aktiven Gerätekopplern eine strombegrenzende Schutzelektronik anzuwenden, die zur Begrenzung des Stroms in einer bestimmten Abzweigleitung dient, falls darauf ein Kurzschluss entstanden ist. Die derzeitigen Begrenzungseinrichtungen, wie die zuvor erwähnten, umfassen eine Halbleiter-Bauelementereihe und eine Stromerfassungs-/Treiberschaltung. Diese Schaltung überwacht den Strom in der Abzweigleitung und falls er einen Auslösepegel bzw. eine Abschaltebene – als Ergebnis eines Kurzschlusses, der sich in der Abzweigleitung befindet – erreicht hat, wird ein Halbleiter zugeschaltet, um den Strom zu begrenzen. Die Schaltung funktioniert entweder rechteckig oder sie begrenzt den Strom allein auf den Auslösepegel, oder sie funktioniert mithilfe einer Rücklaufstromschaltung [Foldback-Modus] und begrenzt den Strom mit einem niedrigeren Pegel [Schwachstrom].
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Kurzschlüsse in Abzweigleitungen können beispielsweise auftreten, wenn es einen fehlerhaften Kabelaufbau gibt, oder wenn eine Einrichtung selbst in einen Kurzschlusszustand gerät, der aus einem elektronischen Komponentenausfall oder aufgrund einer Beflutung des Gerätegehäuses resultieren kann. Die Strombegrenzungselektronik verhindert jene Ausfälle, die von Kurzschlüssen in der Hauptleitung herstammen. Es können aber auch Kurzschlüsse beim Abklemmen eines Gerätes auftreten oder wenn Fehler während einer planmäßigen Wartung und Kalibrierung passieren, so dass die Strombegrenzungselektronik als Schutzvorrichtung dienen muss, wobei sie dennoch erlaubt, dass die auf einer aktiven Abzweigleitung planmäßige Routinefunktion weiterhin ausgeführt werden kann, ohne dass andere Teile des Schaltkreises gefährdet sind. Die derzeitige Produktpalette für zweidrahtige IEC-61158 Feldbus-Abzweigleitungen mit einer Strombegrenzungsschutz-Elektronik im Innern der aktiven Gerätekoppler umfasst Instrumente sowohl für den Segmentschutz als auch für die Überwachung einer Abzweigleitung (RTM).
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Allerdings sind diese Strombegrenzungseinrichtungen in deren Anwendung eingeschränkt, da sie nur zum Abwickeln von Abzweigleitungsausfällen oder Gerätefehlern ausgelegt sind, die konstante oder intermittierend niederohmsche Gleichstrom-Kurzschlüsse beinhalten. Sie sind nicht ausgelegt, um zum Beispiel Wechselstrom-Impedanz-Kurzschlüsse handhaben bzw. abwickeln zu können. Ferner isoliert die Schutzelektronik nur soweit solche Fehler, wofür sie eine sehr hohe oder unbegrenzte Impedanz-Isolierung (einschließlich Leerlaufschaltung bzw. offenen Stromkreis) ausführt. Daher bieten sämtliche Design-Ausgestaltungen nach dem Stand der Technik einen Abzweigleitungs-, Hauptleitungs- oder Segmentschutz nur für einen bestimmten Fehlertyp, und zwar für einen niederohmschen Gleichstromfehler. Es versteht sich, dass dieser Fehlertyp nicht nur die einzige Fehlerart ist, die zum Ausfall eines Feldbussegments führen kann. In der Betriebspraxis treten zahlreiche, andere Abzweigleitungs- und Einrichtungsfehler auf, die zum Ausfall eines Segments führen, aber nicht isoliert werden können. Derartige Fehler umfassen zum Beispiel:
- i) eine Einrichtung im ”Brabbel-Modus”, wobei eine fehlerhafte Einrichtung ein kontinuierliches Signal überträgt, das überlappend ist oder sich mit anderen legitimierten Signalen vermischt. Dieser Fehlertyp ist als Wechselstrom-Fehler bekannt;
- ii) eine legitimierte, intermittierende Stromanhaftung [Tapping], wie zum Beispiel die intermittierende Verbindung einer 20-mA-Einrichtung auf einer 50-mA-strombegrenzenden Abzweigleitung oder eine intermittierende Schließer-Öffner-Funktion im Abzweigkabel;
- iii) einen schleichenden oder statischen Fehler, der einen hohen Widerstand, aber eine niedrige Impedanz aufzeigt. Derartige Fehler können durch Ausfälle im Kabel oder in der Einrichtung verursacht werden, wie beispielweise durch ein Wassereindringen in das Kabel oder durch einen Schaltungsfehler;
- iv) einen schleichenden Fehler, der einen niedrigen Widerstand, aber eine hohe Impedanz aufzeigt. Solche Fehler können einen rechteckigen Strombegrenzer verändern bzw. modulieren, ohne dass ein ausreichend hoher Pegel erreicht wird, um die Rücklaufstromschaltung für den Betrieb auszuführen;
- v) einen hohen Widerstandserienfehler, der bewirkt, dass sich eine Einrichtung intermittierend ein- und ausschaltet, und zwar bei Stromzufuhren, die unter dem Stromauslösepegel des Strombegrenzers liegen, was verursacht, dass Spannungen auftreten, die niedriger als die Geräte-Erregerspannung sind, was zu dem intermittierenden Geräte-Ein- und Ausschalten führt;
- vi) ein Potential, das über/unter der Strommodulation von Einrichtungen liegt, und
- vii) zyklische Stromspitzen, die ausreichend langsam sind, um rechteckige Strombegrenzungen zu aktivieren, jedoch nicht so schnell, um bewirken zu können, dass die Schutz-Elektronik einen Rücklaufstrommodus [Foldback] einleitet.
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Des Weiteren können die bekannten Strombegrenzer nur solche Fehler handhaben, für die sie entwickelt worden sind, um damit Fehler in begrenzter Art und Weise abzuwickeln. Im Einzelnen ist bekannt, dass nur die folgenden Funktionen bereitgestellt werden:
- i) ein schnell agierender, rechteckiger Gleichstrom-Strombegrenzer, der ein oder zwei Stufen einsetzt;
- ii) einen Rücklaufstrommodus [Foldback] auf Null mit einer festgelegten Zeitbegrenzung mit anschließendem Verfahrensschritt, oder eine integrierte Rückführung auf eine rechteckige Strombegrenzung für eine kurze Zeit, oder alternativ eine Rückkehr zu normalen Betriebsbedingungen, wenn der Fehler geklärt ist, oder zurück in einen Rücklaufstrommodus, wenn der Fehler weiterhin besteht;
- iii) einen Rücklaufstrommodus für einen vordefinierten und konstanten Zeitraum. Dieser kann initiiert werden, sobald bestimmte Fehlertypen erfasst worden sind.
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In jedem der vorstehend genannten Ausführungsbeispiele wird ein Fehlerschutz nur bei einer festgelegten Überstrom-Situation eingeleitet und nur an der Stelle im Schaltkreis, an der sich die Strombegrenzungselektronik befindet. Aber was noch weitaus wichtiger ist, die bekannten Systeme überwachen nur den Gleichstrom, der in den Fehler hineinführt, und daher gibt es keine Möglichkeit, die Impedanz eines Fehlers zu diagnostizieren.
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Die vorliegende Erfindung dient zur Lösung von einigen der vorstehend angeführten Probleme.
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Demzufolge umfasst gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Fehlerschutzschaltung zum Einsatz in einer kurzen Abzweigleitung in einem IEC 61158-Feldbus-Netzwerk einen schnell agierenden Strombegrenzer, der ausgelegt ist, den Strom der Abzweigleitung auf einen Referenzstrompegel zu begrenzen, sobald der Abzweigleitungsstrom den genannten Referenzstrompegel erreicht hat; Steuereinrichtungen, die ausgelegt sind, den Wechsel- und/oder Gleichstrom und/oder die Spannung zu überwachen und Isolationseinrichtungen, die ausgelegt sind, in genannter Abzweigleitung nach dem Empfang eines Aktivierungssignals aus der Steuereinrichtung eine parallel geschaltete Kurzschlussisolierung anzuwenden, wobei in der Fehlerschutzschaltung die Steuereinrichtung ausgelegt ist, den Pegel des Referenzstroms zu steuern und sie – wenn die Steuereinrichtung eine oder mehrere vordefinierte, fehlerhafte Betriebsbedingungen in der Abzweigleitung erfasst hat – die Isolationseinrichtung aktiviert und den Pegel des Referenzstroms absenkt.
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(Es versteht sich, dass eine Feldbus-Abzweigleitung in der Betriebspraxis eine Reihe von separaten Einrichtungen bzw. Geräten aufweisen kann. Der in dieser Beschreibung verwendete Begriff „Abzweigleitung” dient jedoch nur zur Definition eines Abschnitts im Feldbus-Netzwerk, der eine oder mehrere Einrichtungen umfassen kann. Er könnte auch nur aus einer einzigen Einrichtung bestehen, die direkt mit einem Hauptleitungsbus verbunden ist; aber in der Netzwerk-Topologie würde dies immer noch den Begriff „Abzweig” bedeuten.)
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Folglich beinhaltet die vorliegende Erfindung den Einsatz einer Steuereinrichtung zum Überwachen der verschiedenen, physikalischen Schichtcharakteristiken in der Abzweigleitung, die agiert, um die Abzweigleitung zu isolieren, wenn ein oder mehrere vordefinierte/r Fehler erfasst worden ist/sind. Im Wesentlichen beinhaltet die Erfindung das Erfassen der vorstehend aufgelisteten Fehlerarten, die von den bekannten Strombegrenzungseinrichtungen nicht abgewickelt werden können, z. B. Wechselstrom-Modulationsstörungen, schleichende Fehler und so weiter, und das anschließende, gezielte Herstellen eines Bereinigungsfehlers in Form eines parallel geschalteten Kurzschlusses [Shunt]. Auf diese Weise wird der Strombegrenzer zu einer Aktion gezwungen, um diesen konstruierten ”Fehler” zu beheben, so dass er sich nicht mehr passiv verhält. Der Pegel der Stromreferenz wird abgesenkt, um das Stromerfassungsserienelement, ein Bestandteil des Strombegrenzers, vor Überhitzung zu schützen, wenn der parallel geschaltete Kurzschluss angelegt wird. Dieses Verfahren stellt zudem ein vorteilhaftes Fehlersondierwerkzeug zur Verfügung, wie noch nachstehend in den Einzelheiten beschrieben wird. Das Absenken des Stromreferenzwertes ist eigentlich das Anwenden eines Schwachstrom-Rücklaufmodus des Strombegrenzers, der ansonsten in einem rechteckigen Modus operieren würde.
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Die vielfältigsten und verschiedenen Vorgehensweisen, mit denen die vorgenannten Funktionsmerkmale in einem Schaltkreis praktisch ausgeführt werden können, werden von Fachleuten positiv erkannt. Aber in einer bevorzugten Ausführungsform kann die Isolationseinrichtung einen ersten Metall-Oxid-Halbleiter-Feld-Effekt-Transistor [MOSFET] aufweisen, der auf den Verbindungsschienen der Abzweigleitung angebracht ist, und der nach dem Empfang des Aktivierungssignals an dessen Gate-Terminal in einen Kurzschluss-Zustand geschaltet werden kann.
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Dies ist von Vorteil, da der erste MOSFET eine total abgeglichene Abzweigausgangsisolierung in Bezug auf den Fehler bereitstellen kann. Der erste MOSFET kann zum Beispiel ein niederohmscher Schiene-Schiene-MOSFET sein, so dass kein Strom in einen niederohmigen Widerstand bzw. in eine niederohmige Impedanz oder in einen großen Widerstandsfehler fließen kann, sondern der Strom fließt durch den Strombegrenzer und in irgendein angeschlossenes Diagnosesystem, wie zum Beispiel in eine Ausfallmeldeschaltung.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung kann das Aktivierungssignal von der Steuereinrichtung an ein Gate-Terminal von einem zweiten MOSFET gesendet werden, wobei ein Drain-Anschluss des zweiten MOSFETs an das Gate-Terminal des ersten MOSFETs liefert. Für diesen Arbeitsweg wird eine Inverterschaltung bereitgestellt, um den ersten MOSFET effizient zu aktivieren.
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Der Strombegrenzer kann einen dritten MOSFET und einen Operationsverstärker aufweisen. Ein Source-Anschluss [Eingabe] des dritten MOSFETs wird in ein negatives Terminal des Operationsverstärkers eingespeist, wobei ein Referenzstromwert in ein positives Terminal des Operationsverstärkers zugeführt wird. Ein Ausgangswert des Operationsverstärkers kann in ein Gate-Terminal des dritten MOSFETs gespeist werden, so dass, wenn der Abzweigstrom den Referenzstromwert erreicht hat, der dritte MOSFET so gesteuert wird, dass er den Abzweigstrom auf den Referenzstrompegel begrenzt. Dieses Verfahren ist eine allgemein bekannte Strombegrenzungskonfiguration. Jedoch kann zusätzlich ein vierter MOSFET in Reihenschaltung mit dem genannten Referenzstrom eingebracht werden, dessen Gate-Terminal mittels der Steuereinrichtung gesteuert wird, wodurch wiederum der Referenzstrompegel geregelt wird.
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Aufgrund dessen kann die Steuereinrichtung einfach den Pegel des Referenzstroms steuern, indem der an den vierten MOSFET zugeführte Strom angepasst wird.
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In einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist die Steuereinrichtung ein Mikroprozessor, wobei das Aktivierungssignal ein Sperrsignal beinhaltet, das in die Gate-Terminals sowohl des zweiten als auch des vierten MOSFETs eingespeist werden kann. Bei dieser Ausgestaltung aktiviert ein einfaches Sperrsignal gleichzeitig die Isolationseinrichtung und senkt den Referenzstrompegel ab.
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Der Mikroprozessor überwacht die Abzweigleitung auf bekannte Weise und kann so programmiert werden, um jeden gewünschten Fehler in der physikalischen Schicht zu erfassen, und zwar entweder durch ein unmittelbares Abtasten oder durch Rückschlussverfahren [Inferenz]. Er ist effektiv eine langsamer agierende Schutzkonfiguration als der schnell agierende Strombegrenzer, denn er kann die Wechselstrom-[ACV] und/oder Gleichstrom-Abzweigleitung [DC] und/oder die in Verbindung stehende Hauptleitungsspannung messen sowie den AC- und/oder DC-Abzweigstrom, und zwar mithilfe einer Inferenz- und/oder Direktmessung. Es sei angemerkt, dass – um die Standards einer Eigensicherheit zu erfüllen – der schnell agierende Strombegrenzer in Bereitschaft sein muss, und dass in den Situationen, in denen sowohl der Strombegrenzer als auch der Mikroprozessor auf einen Fehler reagieren würden, der Strombegrenzer als erstes auf herkömmliche Weise in Aktion tritt, bevor der Stromreferenzwert durch den Mikroprozessor abgesenkt wird und der Strombegrenzer einen Rücklaufstrommodus einführt.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung überwacht der Mikroprozessor die Abzweigleitung mithilfe von analogen Messungen. Es kann sich zwischen den abzutastenden Messstellen und dem Mikroprozessor ein Analog-Digital-Konverter befinden. Ein Grund für analoge Messungen besteht darin, die Wechselstrom-Aktivität zu überwachen, wie zum Beispiel das Signal in der Abzweigleitung und/oder in der in Verbindung stehenden Hauptleitung. Diese analogen Messungen können vor oder nach dem Zeitpunkt des rechteckigen Strombegrenzens im Schaltkreis ausgeführt werden. Ein Vorteil des Messens der Ausgangsspannung von dem Strombegrenzer ist, dass der Zustand des dritten MOSFETs ermittelt werden kann und aufgrund dessen kann – unter Einbeziehung der Strommessungswerte –, der Last- oder Ausfallwiderstand und/oder die Impedanz im Rückschlussverfahren hergeleitet werden [Inferenz].
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Ein weiterer Grund für ein Messen des Stroms in Bezug auf die Last besteht darin, dass modulierte Signalzeichen von anderen Störerkennungseinrichtungen in der Abzweigleitung ermittelt werden können. Mithilfe des stabilen Ruhestromzustands abzüglich der bekannten Modulation kann der Mikroprozessor eine diagnostische Warnmeldung an den Anwender [Operator] senden. Außerdem kann der Mikroprozessor in Bezug auf eine selbständige Bestimmung ausgerichtet sein, an welcher Stelle die Abzweigleitung isoliert werden soll, um einen sich aufbauenden Fehler bis zur Erreichung eines kritischen Niveaus zu verhindern. Eine solch autonome Isolation kann zudem dann erfolgen, wenn die modulierte Fehlererfassungswarnmeldung vom Operator ignoriert wurde, denn der tatsächlich vorhandene Fehler ist dabei, einen Segmentausfall oder einen physikalischen Schaden, wie beispielsweise eine galvanische Korrosion, zu verursachen. Mit einer solch speziellen Erkenntnis kann der Aufbau einer Fehlerabzweigisolation eingeleitet werden, um zu verhindern, dass Betriebsfehler auf eine Stufe kommen, wo der Strom in der Abzweigleitung den Stromreferenzpegel erreicht.
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Diese Art der dynamischen Fehlererkennung kann auf das Anwenden von adaptiven Stromauslösepunkten erweitert werden. Der Mikroprozessor kann mit Schwellpegelwerten [Grenzwerten] in Übereinstimmung mit dem Schaltungsdesign so programmiert werden, dass für die betreffende Abzweigleitung eine maßgeschneiderte Lösung erfolgt. Falls zum Beispiel der arithmetische Strommittelwert einer Einrichtung 20 mA und der Stromreferenzwert 50 mA beträgt, dann kann eine Warnmeldung ausgegeben und/oder ein Isoliervorgang vorgenommen werden, wenn der Strom nach oben auf 30 mA oder nach unten auf 10 mA abdriftet. In solch einer Konfiguration würde auf Basis von adaptiven und/oder fixierten Über- und/oder Unterstromzuständen die Fehlerschutzschaltung ausgelöst. In einem weiteren Ausführungsbeispiel in Bezug auf Einrichtungen, die zweistufige Ruheströme haben, können die charakteristische Kurve überwacht und adaptive Auslösepunkte angewendet werden. Falls im Besonderen zwei Ströme erfasst werden, aber die Signalübertragung und alle anderen Parameter in Ordnung sind, dann kann der Mikroprozessor diese ignorieren, und erst dann isolieren oder eine Warnmeldung ausgeben, falls ein oder beide Ströme sich außerhalb des errechneten Strommessbereichs befinden. Es wäre auch möglich, entsprechend der Stromprogression der Einrichtungen in der Abzweigleitung adaptive Stromauslösepunkte anzuwenden. Die Auslösepunkte hingen von dem Verhalten ab, bei dem die Einrichtungen größere Signalpegelwerte und/oder Ruhestromwerte unter höheren oder niedrigen Gleichspannungen aufweisen.
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Wenn irgendeiner von diesen verschiedenen Fehlern von dem Mikroprozessor in Übereinstimmung mit dessen Programmierung erfasst wird, erfolgt die Ausgabe eines Aktivierungssignals, um den Fehler zu isolieren und den Stromreferenzwert abzusenken. Die vordefinierten Fehler aufgrund derer der Mikroprozessor agiert, können mit jenen übereinstimmen, mit denen der Strombegrenzer reagieren würde, wie vorstehend beschrieben, aber dies ist nicht zwingend notwendig. Möglich ist auch, dass der Strombegrenzer sich einfach so verhält, wie er es ansonsten unter bestimmten, fehlerhaften Betriebsbedingungen täte. Wenn jedoch ein Fehler den Abzweigstrom beinhaltet, der um den Stromreferenzwert herumschwankt und der zur intermittierenden Aktivität des Strombegrenzers führt, würde ein solches Szenario vom Mikroprozessor erfasst und er darauf reagieren, um solch ein Verhalten zu verhindern, indem er einen Bereinigungsfehler in Form eines parallel geschalteten Kurzschlusses [Shunt] einleitet.
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Das Absenken des Stromreferenzwerts und dabei das Einleiten einer Stromrücklaufmodus-Funktion [Foldback-Funktion] in Bezug auf den Strombegrenzer, bedeutet, dass ein niedriger Abzweigstrom zum Zwecke der Diagnose verfügbar wird. Dies wäre nicht möglich, wenn der Strombegrenzer isoliert und abgeschaltet worden wäre. In dem ersten Ausführungsbeispiel erlaubt die Tatsache, dass der Strombegrenzer nicht abgeschaltet ist, eine visuelle Anzeige, die sich vom Spannungsabfall im dritten MOSFET auf einfache Weise herleiten lässt. Falls jedoch, was noch wichtiger ist, anschließend die Abzweigisolierung angehoben und freigelegt wird, was den abgesenkten Abzweigstrom mit dem Fehler verbindet, kann die Spannung in der Abzweigleitung überwacht und somit der Fehlerwiderstand oder die Fehlerimpedanz im Rückschlussverfahren abgeleitet werden. Aufgrund der Spannungsmessung auf dem Ausgang der Abzweigleitung und der Strommessung wird es möglich, zwischen einem konstanten Strom oder einem unermesslichen Impedanz-Lasttyp und einem widerstandsbehafteten oder stromführenden Fehlertyp zu unterscheiden. Ausgestattet mit diesen Informationen können angemessene Maßnahmen vorgenommen werden; es mag zum Beispiel vielleicht nicht notwendig sein, einen konstanten Stromfehler bei hohen Stromzufuhren zu isolieren; aber bei niedrigen Stromzufuhren ist ein Widerstandsfehler zu isolieren.
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Außerdem kann der abgesenkte Abzweigstrom auch für andere Fehlersondierungen verwendet werden, um den Zustand der Abzweigleitung zu bewerten, weshalb eine solche Konfiguration besser ist als der Einsatz der allgemein bekannten, viel höheren Prüfstromzufuhren zur Fehlerbehebung. Hinzu kommt, dass der Mikroprozessor so programmiert werden kann, um den Stromreferenzwert dynamisch zu variieren und demzufolge den Strom, der an die Abzweigleitung zugeführt wird. Dies kann erfolgen, um Strom in die Abzweigleitung nach einer Fehlereinstellung störungsfrei – zur Reduzierung eines Leistungsverlustes – oder für eine Fehlersondierfunktion einzuführen.
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Demzufolge umfasst gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Anwendung einer Fehlerschutzschaltung zum Einsatz in einer kurzen Abzweigleitung in einem IEC 61158-Feldbus-Netzwerk einen schnell agierenden Strombegrenzer, der ausgelegt ist, den Strom der Abzweigleitung auf einen Referenzstrompegel zu begrenzen, sobald der Abzweigstrom den genannten Referenzstrompegel erreicht hat; Steuereinrichtungen, die ausgelegt sind, um den Wechsel- und/oder Gleichstrom und/oder die Spannung zu überwachen, sowie Isolationseinrichtungen, die ausgelegt sind, eine parallel geschaltete Kurzschlussisolierung [Shunt] in genannter Abzweigleitung nach dem Empfang eines Aktivierungssignals aus der Steuereinrichtung anzuwenden, wobei in dem Verfahren die Steuereinrichtung ausgelegt ist, den Pegel des Referenzstroms zu steuern und – wenn die Steuereinrichtung einen oder mehrere vordefinierte, fehlerhafte Betriebsbedingungen in der Abzweigleitung erfasst – sie die Isolationseinrichtung aktiviert und den Pegel des Referenzstroms absenkt, und das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- i) Nachdem die Steuereinrichtung die Isolationseinrichtung aktiviert und den Pegel des Referenzstroms abgesenkt hat, wird das Aktivierungssignal in Bezug auf die Isolationseinrichtung beendet, so dass der limitierte Strom der Abzweigleitung zugeführt wird;
- ii) Überwachen des Wechsel- und/oder Gleichstroms und/oder der Spannung, um die Beschaffenheit der Fehler in der Abzweigleitung diagnostizieren zu können.
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Positiv zu bewerten ist die Tatsache, dass es für das vorstehende Verfahren viele Wege gibt, die angewendet werden können, um die verschiedensten Ziele zu erreichen. Es kann zum Beispiel vor Beendigung des Aktivierungssignals die Zeitverzögerung verändert werden, was von der Beschaffenheit des erfassten Fehlers abhängt, und ebenso kann die Reaktionszeit des Mikroprozessors in Bezug auf die Diagnose-Informationen variieren, die erst verfügbar sind, wenn der limitierte Strom in der Abzweigleitung zur Anwendung kommt, was davon abhängt, was es zu erfassen gibt. Wenn zum Beispiel der Fehler anhält, kann das Betriebssystem eine Rückkopplungsschleife solange einleiten, bis der Fehler behoben ist, oder die Isolation bleibt solange konstant erhalten, bis Abhilfemaßnahmen ausgeführt worden sind. Falls der Fehler nach Verbindung des limitierten Stroms in die Abzweigleitung behoben worden ist, kann die Art und Weise, wie der Strompegel anzuheben ist, von vordefinierten Kriterien abhängen, er kann zum Beispiel stufenweise oder aber mit einem sofortigen Anstieg auf die Normalstufe erhöht werden.
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Mit Bezug auf Vorstehendes kann das Verfahren des Weiteren den folgenden Schritt umfassen:
- iii) Variieren des Referenzstromwerts zum Anpassen des Abzweigstroms, um die Fehler in der Abzweigleitung zu sondieren und zu überprüfen.
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Auch hier kann das Verfahren, wie dies auszuführen ist, vordefiniert sein und von der Beschaffenheit des ursprünglich erfassten Fehlers abhängen. Wenn zum Beispiel erfasst wurde, dass der Abzweigstrom allmählich zu den 10 mA des Referenzstroms aufgestiegen ist, kann der Stromreferenzwert auf diesen Pegel sofort erhöht werden, um festzustellen, ob der Fehler anhält.
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Aufgrund dessen kann der Mikroprozessor auf ganz komplexe Art und Weise programmiert sein, um bestimmen zu können, welche Aktionen in Bezug auf einen vorhandenen Satz physikalischer IEC 61158-2-Schichtvariablen oder auf eine Kombination von solchen Variablen ausgeführt werden sollen. Dies ist aufgrund der aus der Abzweigleitung verfügbaren Summe der diagnostischen Informationen nur möglich, wenn sie mit dem Mikroprozessor in der vorstehend beschriebenen Art und Weise überwacht und kontrolliert worden ist. Die unterschiedlichen Diagnosemöglichkeiten sind positiv zu bewerten, und die differenzierten Betriebsvorgänge, die ausgeführt werden können, liegen in der Auswahl des Operators. Fachleute mit entsprechendem Fachwissen auf dem Gebiet der physikalischen Schichtdiagnosen für Feldbusnetze und deren Fehlerkorrektur können die erfindungsgemäße Fehlerschutzschaltung wunschgerecht in allen möglichen Betriebsweisen anwenden. Daher sind die komplettierenden Einzelheiten von allen machbaren Verfahren nicht detailliert hierin beschrieben.
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Jedoch kann das erfindungsgemäße Verfahren des Weiteren den folgenden Schritt aufweisen:
- iv) Aktivieren der Isolationseinrichtung für eine vordefinierte Zeitspanne mit fixen, variablen oder zufälligen Zeitintervallen.
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Infolgedessen kann man den Mikroprozessor zum Isolieren eines erfassten Fehlers mit fixierten Zeitintervallen, längeren oder kürzeren Zeitintervallen oder mit zufälligen Zeitintervallen in Übereinstimmung mit der Beschaffenheit des zu erfassenden Fehlers programmieren. Der Vorteil, dies nach einem Zufallsprinzip zu tun, besteht darin, dass – wenn es mehr als einen Fehler in einem Feldbus-Netzwerk gibt, die zu einer Abzweigleitungsisolierung geführt haben –, die Zeitintervalle zwischen den Beendigungen der Isolation in dem Netzwerk nicht synchron werden. Auf diese Weise wird der Einschaltstoßstrom gedrosselt, wobei gute Signalqualitäten und Gerätespannungspegel aufrechterhalten werden können.
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Alternativ kann die Auffrischwiederholzeit zeitlich versetzt gestaffelt werden. Nachdem zum Beispiel ein bestimmter Fehlertyp zuerst entdeckt wurde, kann die Einstellung der Isolation, nachdem sie begonnen hat, sofort erfolgen, da solche Fehler eventuell schnell zu beheben sind. Falls jedoch der Fehler in der Abzweigleitung immer noch vorhanden ist, können sich die nachfolgenden Isolierungszeiträume zunehmend erhöhen, so dass – wenn ein Fehler anhaltend ist – sich die Anzahl der Telegramm-Prüfberichte mit der Zeit verringert und unnötige Unterbrechungen vermieden werden. Ein weiterer signifikanter Vorteil bei dieser Konfiguration besteht darin, dass – wenn der Fehler aufgrund einer Kabelnässe verursacht wurde – dann die galvanische Korrosion eliminiert werden kann. Solche Fehler können bei personalfreien Betriebseinrichtungen oftmals stundenlang oder sogar tagelang anhalten, und wenn jede Sekunde Strom für 20 Millisekunden zugeführt wird, dauert die galvanische Korrosionszeit lang genug, um einen signifikanten Kabelverschleiß herbeizuführen, was umfangreiche Reparaturarbeiten nach sich zieht. Selbstverständlich sollte nach der Reparatur die Auffrischwiederholzeit minimal sein. Dies kann durch die Anwendung eines manuellen, ferngesteuerten oder automatischen Neustarts des Mikroprozessors erzielt werden. Es kann ein automatisches, elektro-mechanisches Betriebssystem zum Einsatz kommen, in dem die Wiederaufnahmefunktion eines Abzweigleitungsanschlusses als Neueingabe-Instruktion ausgelegt ist.
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Die vorliegende Erfindung kann auf verschiedene Art und Weise ausgeführt werden, aber zwei Ausführungsformen werden nun anhand eines Ausführungsbeispiels und mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben, welche zeigen:
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1 ist eine schematische Darstellung von einer Fehlerschutzschaltung gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung und
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2 ist ein Schaltplan von einer Fehlerschutzschaltung gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung.
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Mit Bezug auf 1 umfasst eine Fehlerschutzschaltung zum Einsatz in einer kurzen Abzweigleitung 5 in einem IEC 61158-Feldbus-Netzwerk einen schnell agierenden Strombegrenzer 4, der ausgelegt ist, den Strom der Abzweigleitung auf einen Referenzstromwert 2 zu begrenzen, sobald der Abzweigstrom den genannten Referenzstromwert 2 erreicht hat; Steuereinrichtungen in Form eines Mikroprozessors 9, die ausgelegt sind, den Wechsel- und/oder Gleichstrom und/oder die Spannung mittels der Messeinrichtungen 8 und 8' zu überwachen, sowie Isolationseinrichtungen in Form eines zuschaltbaren Bauelements 12, die ausgelegt sind, nach dem Empfang eines Aktivierungssignals 7 aus der Steuereinrichtung 9 eine parallel geschaltete Kurzschlussisolierung [Shunt] in genannter Abzweigleitung 5 anzuwenden. Die Steuereinrichtung 9 ist konzipiert, den Pegel des Referenzstroms zu steuern, wie mit Bezugszeichen 10 dargestellt, und falls die Steuereinrichtung 9 einen oder mehrere vordefinierte, fehlerhafte Betriebsbedingungen in der Abzweigleitung 5 erfasst hat, aktiviert sie die Isolationseinrichtung und senkt den Pegel des Referenzstroms 2 ab.
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Die in 1 dargestellte Basisschaltung ist ein schnell agierender, einstellbarer Rechteckstrombegrenzer 4, der sich zwischen einer Feldbus-Hauptleitung 3 und einer Feldbus-Einrichtung 6 befindet, die an eine Feldbus-Abzweigleitung 5 angeschlossen ist. Der recheckige Strombegrenzer 4 umfasst einen internen Stromerfassungswiderstand (der in 1 nicht dargestellt ist) mit einer proportional konstanten Stromsteuerung, die von dem Stromreferenzwert 2 aus der programmierbaren Spannungsreferenzquelle 1 oder von einem fixierten Betriebspunkt 11 geregelt wird. Bis zu diesem Punkt ist die Schaltung nach dem Stand der Technik allgemein bekannt.
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Jedoch kann der Mikroprozessor 9 über die Messeinrichtungen 8 und 8' (wobei 8' sich auf der Hauptleitung 3 befindet) den Wechsel- und/oder Gleichstrom- und/oder Spannungspegel in der Abzweigleitung erfassen, und er ist dabei so programmiert, um zu reagieren, wenn er physikalische Schichtcharakteristiken erfasst, die auf einen oder auf eine Reihe von bestimmten Fehlern hindeuten, die gerade auf der Abzweigleitung 5 entstehen. Die Art und Weise, wie der Mikroprozessor programmiert wird und wie der genaue Fehlertyp für eine Erfassung installiert ist, liegen in der Auswahl des Operators. Die Fehlerarten, die auf diese Weise erfasst werden können, sind sehr zahlreich und vorstehend bereits beschrieben. In erster Linie sind dies Fehler, die von den bisher bekannten Strombegrenzungseinrichtungen 4 nicht effizient abgewickelt werden konnten.
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Sobald ein solcher Fehler erfasst worden ist, gibt der Mikroprozessor 9 ein Aktivierungssignal aus, das die Isoliereinrichtung 12 zuschaltet, um in den Verbindungsschienen der Abzweigleitung 5 eine parallel geschaltete Kurzschlussisolierung [Shunt] auszuführen. Demzufolge generiert der Mikroprozessor 9 gezielt einen glatten Bereinigungsfehler in der Abzweigleitung 5 in Form eines parallel geschalteten Kurzschlusses. Auf diese Weise wird der Strombegrenzer 4 zur Aktion gezwungen, um diesen konstruierten ”Fehler” zu beheben, so dass er sich nicht mehr passiv verhält. Außerdem senkt der Mikroprozessor 9 den Pegel des Stromreferenzwerts 2, um das Stromerfassungsserienelement, Bestandteil des Strombegrenzers 4, vor Überhitzung zu schützen, wenn der parallel geschaltete Kurzschluss angelegt wird. Ein derartiges Absenken des Stromreferenzwertes 2 ist eigentlich das Anwenden eines Schwachstrom-Rücklaufmodus des Strombegrenzers 4, der ansonsten in einem rechteckigen Modus operieren würde.
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In einigen Fällen reagieren sowohl der Strombegrenzer 4 als auch der Mikroprozessor 9 auf einen Fehler in der Abzweigleitung, und falls dies geschieht, reagiert der Strombegrenzer als erstes, bevor der Mikroprozessor 9 anschließend ein Aktivierungssignal aussenden kann. Das Anschalten des Isolierelements 12 zum Anlegen eines parallel geschalteten Kurzschlusses zielt auf nichts Weiteres ab, da sich der Strombegrenzer 4 bereits in einem Strombegrenzungsmodus befindet, außer dass das Absenken des Stromreferenzwerts 2 den Strombegrenzer 4 in einen Schwachstrom-Rücklaufmodus versetzt.
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Der Mikroprozessor 9 überwacht die Abzweigleitung 5, indem er analoge Messungen 8 und 8' anwendet. Es befinden sich Analog-Digital-Konverter [ADC] zwischen den abzutastenden Messstellen und dem Mikroprozessor 9. Diese Konfiguration ermöglicht, dass der Mikroprozessor 9 die Wechselstrom-Aktivität überwacht, wie zum Beispiel das Signal in der Abzweigleitung 5 und in der in Verbindung stehenden Hauptleitung 3. Wie aus 1 deutlich hervorgeht, wird die Messung 8 nach dem Zeitpunkt eines rechteckigen Strombegrenzens in dem Schaltkreis ausgeführt. Ein Vorteil eines derartigen Messens der Ausgangsspannung aus dem Strombegrenzer 4 besteht darin, dass der Zustand des in ihm enthaltenen Serienelements ermittelt werden kann und aufgrund dessen kann – unter Einbeziehung der Strommessungswerte –, der Last- oder Ausfallwiderstand und/oder die Impedanz im Rückschlussverfahren abgeleitet werden. Hinzu kommt, dass diese Konfiguration außerdem das Erfassen von modulierten Signalzeichen von anderen Störerkennungseinrichtungen (die nicht dargestellt sind) für die Abzweigleitung 5 erlaubt, wie zum Beispiel von einer Wassereintrittserkennung in Einrichtung 6.
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Mit Bezug auf Vorstehendes kann der Mikroprozessor 9 so programmiert sein, um erfasste Fehler in vielfältiger Weise abzuwickeln, einschließlich des Ausführens eines Betriebsvorgangs, wenn die erfassten physikalischen Schichtcharakteristiken einfach nur vermuten lassen, dass möglicherweise ein Fehler entstehen könnte. Dieses kann außerdem auf das Anwenden von adaptiven Stromauslösepunkten erweitert werden, wobei diese in das Abzweigdesign 5 aufzunehmen sind.
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Ist der Fehler erst einmal erfasst und ein Vorgang zum Isolieren der Abzweigleitung 5 eingeleitet worden, dann kann der abgesenkte Referenzstrom 2 für diagnostische Zwecke verwendet werden. Im Einzelnen stoppt der Mikroprozessor 9 das Aussenden eines Aktivierungssignals 7 an das zuschaltbare Isolierelement 12, so dass die Abzweigleitung einen abgesenkten Strom erhält. Infolgedessen kann die Spannung in der Abzweigleitung 5 überwacht und somit der Fehlerwiderstand oder die Fehlerimpedanz abgeleitet werden. Aufgrund der Spannungsmessung auf dem Ausgang von der Abzweigleitung 5 und einer Strommessung wird es möglich, zwischen einem konstanten Strom oder einem unermesslichen Impedanz-Lasttyp und einem widerstandsbehafteten oder stromführenden Fehlertyp zu unterscheiden. Ausgestattet mit diesen Informationen können angemessene Maßnahmen mithilfe des Mikroprozessors 9 ausgeführt werden; er kann zum Beispiel einen konstanten Stromfehler unter hohen Stromzufuhren nicht isolieren; jedoch ist bei niedrigen Stromzufuhren ein Widerstandsfehler zu isolieren. Außerdem können alle Informationen über diesen Fehler an eine Betriebs-/Schaltzentrale [Kontrollraum] gesendet werden.
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Des Weiteren kann der Mikroprozessor 9 zusätzlich programmiert werden, um den Stromreferenzwert 2 dynamisch zu variieren und demzufolge den an die Abzweigleitung 5 zugeführten Strom. Wie vorstehend erwähnt, kann dies erfolgen, um Strom in die Abzweigleitung 5 nach einer Fehlereinstellung störungsfrei – zur Reduzierung eines Leistungsverlustes – oder für eine Fehlersondierfunktion einzuführen.
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Zusätzlich kann der Mikroprozessor 9 so programmiert sein, um die Abzweigleitung 5 an den abgesenkten Strom entsprechend einer vorgegebenen Logik wieder anzuschließen, einschließlich entsprechend der Beschaffenheit des zu erfassenden Fehlers, entsprechend fixierter oder zufällig wiederholter Zeitrahmen oder entsprechend gestaffelter Zeitrahmenbedingungen. Es sei nochmals betont, dass diese erfindungsgemäßen Verfahrensweisen und die damit zusammenhängenden Vorteile bereits vorstehend beschrieben sind.
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Bei einigen fehlerhaften Betriebsbedingungen ist der Mikroprozessor 9 derart programmiert, dass der Strombegrenzer 4 einfach so reagiert, wie er es ansonsten täte, wobei der Strom in der Abzweigleitung 5 entsprechend dem Stromreferenzwert 2 begrenzt wird.
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2 zeigt einen praktischen Schaltplan zum Ausführen der vorstehend beschriebenen Fehlerschutzschaltung. 2 veranschaulicht die positiven 20 und die negativen 21 Verbindungsschienen der Fehlerschutzschaltung zwischen den Bus-Terminals 22 und 23 und den Abzweig-Terminals 24 und 25. Der Strombegrenzer umfasst einen dritten MOSFET 26 und einen Operationsverstärker 27. Ein Source-Anschluss 28 [Eingabe] des dritten MOSFETs 26 wird in das negative Terminal 29 des Operationsverstärkers 27 eingespeist und ein Referenzstromwert 30 wird in ein positives Terminal 31 des Operationsverstärkers 27 zugeführt. Der Ausgangswert 32 des Operationsverstärkers 27 wird in das Gate-Terminal 33 des dritten MOSFETs 26 gespeist, so dass – wenn der von dem dritten MOSFET 26 aus der negativen Schiene 21 abgetastete Abzweigstrom den Referenzstromwert 30 erreicht hat – der dritte MOSFET 26 so gesteuert wird, dass er den Abzweigstrom auf den Referenzstromwert 30 begrenzt. Dies ist eine allgemein bekannte Strombegrenzungskonfiguration. Es versteht sich, dass verschiedene Widerstände in diesem Schaltkreis zu praktischen Anwendungszwecken bereitgestellt werden.
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Ein Eingabeanschluss 34 des Mikroprozessors ist mit der negativen Schiene von der Schaltung 21 verbunden, um den Abzweigstrom zu erfassen. Ein Ausgabeanschluss 35 des Mikroprozessors sendet ein binäres Sperrsignal, das in die beiden MOSFETs eingespeist wird.
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Ein erster MOSFET 36 ist auf den Schienen der Abzweigleitung angebracht, der nach dem Empfang des Sperrsignals in einen Kurzschluss-Zustand geschaltet werden kann. Dies ist von Vorteil, da der erste MOSFET 36 eine totale Abzweigausgangsisolierung in Bezug auf den Fehler bereitstellen kann. Der erste MOSFET 36 ist ein niederohmscher Schiene-Schiene-MOSFET, so dass kein Strom in einen niederohmigen Widerstand bzw. in eine niederohmige Impedanz oder in einen großen Widerstandsfehler fließen kann, sondern der Strom fließt durch den Strombegrenzer und optional in irgendein angeschlossenes Diagnosesystem, wie zum Beispiel in eine Ausfallmeldeschaltung (die nicht dargestellt ist).
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Wie in 2 positiv zu bewerten ist, wird der erste MOSFET 36 von einem zweiten MOSFET 37 kontrolliert bzw. gesteuert. Das Sperrsignal wird an ein Gate-Terminal 38 des zweiten MOSFETs 37 gesendet und dessen Drain-Anschluss 39 wird dann in das Gate-Terminal 40 des ersten MOSFETs 36 gespeist. Für diesen Arbeitsweg wird eine Inverterschaltung bereitgestellt, um den ersten MOSFET 36 effizient zu aktivieren.
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Ein vierter MOSFET 41 ist in Reihenschaltung mit dem Referenzstrompegel 30 angebracht – zwischen diesem und Masse –, wobei dessen Gate-Terminal 42 von dem Ausgangsanschluss 35 des Mikroprozessors gesteuert wird. Demzufolge wird nach Erfassung eines Fehlers das Sperrsignal übertragen, wobei der erste MOSFET aktiviert wird, um einen parallel geschalteten Kurzschluss bereitzustellen, wobei die Referenzspannung heruntergefahren wird. Dies kann von etwa 56 mA nach unten auf 10 mA erfolgen. Positiv ist dabei die Tatsache, dass bei dieser Konfiguration der Stromreferenzwert von dem Mikroprozessor über den vierten MOSFET 41 präzise gesteuert werden kann, indem er die Stärke des Sperrsignals variiert. Dies hat keine Auswirkung auf den Betrieb des ersten MOSFETs 36, da dieser dann von der Inverterschaltung betrieben wird, und zwar unabhängig von der Stärke des Sperrsignals.
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Der Mikroprozessor kann außerdem direkt den Referenzstromwert 30 für ein Fehlersondierverfahren und zum Zwecke der Energie-Wiedereinspeisung anpassen und einstellen.
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Den Fachleuten auf diesem Gebiet ist die Art und Weise leicht verständlich, mit der die in 2 dargestellte Schaltung 2 angewendet werden kann, um die vorstehend beschriebenen Verfahren und Funktionen in Bezug auf 1 und gemäß der Erfindung auszuführen. Im Besonderen beinhaltet die erfindungsgemäße Schaltung in erster Linie eine spezielle, wunschgemäße Programmierung des Mikroprozessors.
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Jedoch zeigt 2 außerdem, wie die vorliegende Erfindung eine konstante Stromschaltung bereitstellt, in der kein Strom zur Last fließt, sondern dieser fließt in vorteilhafter Weise über die Fehlerschutzkomponenten. Dies geschieht aufgrund der vorteilhaften Impedanz, die in dieser Schaltung mit Rückführung verbleibt.
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Der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Anwendung einer Fehlerschutzschaltung, wofür die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen und die zugehörigen Beschreibungen eine volle Unterstützung zu diesem Verfahren bereitstellen.
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Daher stellt die vorliegende Erfindung eine Fehlerschutzschaltung zur Verfügung, die die Fehlerschwachstellen in den bekannten, einfachen Strombegrenzungseinrichtungen beseitigt, und die eine weitaus größere Anzahl von fehlerhaften Betriebsbedingungen erfassen und abdecken kann. Die erfindungsgemäße Schaltung kann außerdem aufgrund von Sondierungswarnmeldungen die physikalischen Schichtdiagnosevariablen erfassen, zum Beispiel von Erdschluss-Prüfsystemen, die den Abzweigstrom mit einer hohen Impedanzmodulation modulieren. Des Weiteren umfasst die erfindungsgemäße Fehlerschutzschaltung nützliche Diagnosefunktionsmerkmale und sie ist zudem in der Lage, deren Betriebsverhalten passend einzustellen, um den speziell definierten Fehlersituationen entsprechen zu können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- IEC-61158-Feldbus-Netzwerk [0001]
- IEC 61158-Norm weltweit [0002]
- IEC-61158 Feldbus-Abzweigleitungen [0007]
- IEC 61158-Feldbus-Netzwerk [0012]
- IEC 61158-Feldbus-Netzwerk [0028]
- IEC 61158-2-Schichtvariablen [0032]
- IEC 61158-Feldbus-Netzwerk [0039]
