DE19502118A1 - Circuit arrangement for switching off the actuator outputs in the ASI system in the event of data communication failure - Google Patents

Circuit arrangement for switching off the actuator outputs in the ASI system in the event of data communication failure

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Abstract

The circuit of the invention makes it possible to switch in a defined manner the output switching stages (5) off in an actuator-sensor-interface system on the failure of data communication. This is attained by a timer (3) controlled by trigger pulses available at the data strobe connector (2) of the circuit (1) during data communication. If there are no trigger pulses, a downstream electric switch (4) opens so that the output switching stages (5) are cut off from the d.c. power supply.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum definierten Abschalten von Ausgangsschaltstufen, die über einen Schaltkreis eines mit einem Master kommunizierenden Slaves in einem ASI-System mit Gleichspannung versorgt wer­ den, wobei der Schaltkreis einen positiven, einen negativen Gleichspannungsanschluß und einen Anschluß aufweist, an dem nur während der Datenkommunikation zwischen dem Master und dem Slave Triggerimpulse anstehen.The invention relates to a circuit arrangement for defined switching off of output switching stages, which a circuit of a communicating with a master Slaves in an ASI system are supplied with DC voltage the, the circuit a positive, a negative DC voltage connection and a connection to which only during data communication between the master and the trigger pulses are pending.

Das Aktuator-Sensor-Interface (ASI) (das Aktuator-Sensor-In­ terface für die Automation, Werner Kriesel, Otto W. Madelung, Carl Hanser Verlag, München - Wien, 1994) ist zum Datenaus­ tausch zwischen einer Vielzahl von Teilnehmern vorgesehen. Es ist ein sogenanntes "Single-Master-System", bei dem pro Lei­ tungsstrang ein Master den Datenaustausch steuert. Er ruft nacheinander die im Leitungsstrang liegenden Slaves auf und erwartet ihre Antwort. Jedem Slave ist als Erkennungszeichen eine eigene Adresse zugewiesen, über die er aufgerufen werden kann. Da jeder Slave 4 Bit-Daten übertragen kann und pro Lei­ tungsstrang maximal 31 Slaves (31 Adressen) anschließbar sind, kann es an einer ASI-Leitung maximal 124 binäre Teil­ nehmer bei statischem Betrieb der vier Datenleitungen geben. Im bidirektionalen Betrieb der vier Datenleitungen kann die Teilnehmerzahl auf 124 Aktuatoren (Ausgänge) plus 124 Senso­ ren (Eingänge) erweitert werden.The actuator sensor interface (ASI) (the actuator sensor in interface for automation, Werner Kriesel, Otto W. Madelung, Carl Hanser Verlag, Munich - Vienna, 1994) is for data exchange between a large number of participants. It is a so-called "single master system", in which per Lei a master controls the data exchange. He calls one after the other the slaves in the wiring harness on and awaits your answer. Each slave is as an identification mark assigned its own address via which it can be called can. Since each slave can transmit 4 bit data and per Lei line up to 31 slaves (31 addresses) can be connected there can be a maximum of 124 binary parts on an ASI line if the four data lines are operated statically. In the bidirectional operation of the four data lines, the Number of participants on 124 actuators (outputs) plus 124 Senso (inputs) can be expanded.

Beim Ausfall der Datenkommunikation auf dem Aktuator-Sensor- Interface besteht das Problem, daß die Schaltausgänge ihren momentanen Schaltzustand beibehalten, solange die Gleich­ spannung am Slave anliegt.In the event of data communication failure on the actuator sensor Interface there is the problem that the switching outputs their maintain current switching state as long as the same voltage is present at the slave.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schal­ tungsanordnung zum definierten Abschalten der Aktuator-Aus­ gänge im Aktuator-Sensor-Interface-System bei Ausfall der Datenkommunikation zu schaffen.The invention is therefore based on the object of a scarf arrangement for the defined switching off of the actuator off gears in the actuator sensor interface system if the To create data communication.

Dies wird erfindungsgemäß mit einer Schaltungsanordnung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 erreicht. Die Schal­ tungsanordnung weist ein durch die Triggerimpulse ans teuer­ bares Zeitglied auf, welches nach Ausbleiben der Trigger­ impulse einen nachgeschalteten elektrischen Schalter öffnet, womit die Ausgangsschaltstufen von der Versorgung mit der Gleichspannung abgeschnitten werden.This is done according to the invention with a circuit arrangement the features according to claim 1 achieved. The scarf device arrangement is expensive due to the trigger pulses bares timer, which occurs after the trigger has failed impulse opens a downstream electrical switch, with which the output switching stages from the supply with the DC voltage can be cut off.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schal­ tungsanordnung besteht, wenn das Zeitglied eine Kombination aus einem Kondensator und einen ersten ohmschen Widerstand aufweist, die bei jedem Triggerimpuls voll aufgeladen wird und nach Ausbleiben der Triggerimpulse mit der aus dem Kon­ densator und dem ersten ohmschen Widerstand resultierenden Zeitkonstanten entladen wird, so daß nach Unterschreiten der minimalen Steuerspannung des nachfolgenden elektrischen Schalters dieser öffnet.An advantageous embodiment of the scarf according to the invention arrangement exists if the timing element is a combination from a capacitor and a first ohmic resistor which is fully charged with each trigger pulse and after the absence of the trigger pulses with the from the Kon capacitor and the first ohmic resistance resulting Time constant is discharged, so that after falling below the minimum control voltage of the subsequent electrical Switch this opens.

Die Schaltungsanordnung wird vorteilhafter Weise im einzelnen derart ausgeführt, daß ein zweiter ohmscher Widerstand zwi­ schen dem Anschluß und dem positiven Gleichspannungsanschluß liegt, daß eine Parallelschaltung aus dem Kondensator und dem ersten ohmschen Widerstand vorgesehen ist, die einerseits mit dem positiven Gleichspannungsanschluß und andererseits über eine Diode mit dem Emitter eines ersten Transistors elek­ trisch verbunden ist, dessen Basis am Anschluß und dessen Kollektor an dem negativen Gleichspannungsanschluß anliegt, daß der Verbindungspunkt zwischen der Diode einerseits und dem ersten Widerstand und Kondensator andrerseits an die Basis eines zweiten Transistors geführt ist, dessen Kollektor mit dem negativen Gleichspannungsanschluß verbunden ist und dessen Emitter über einen dritten ohmschen Widerstand mit der Basis des als dritter Transistor ausgeführten Schalters ver­ bunden ist, dessen Emitter am positiven Gleichspannungsan­ schluß anliegt und an dessen Kollektor die Ausgangsschalt­ stufen, z. B. Relais angeschlossen sind, wobei ein vierter ohmscher Widerstand zwischen der Basis des dritten Transi­ stors und dem positiven Gleichspannungsanschluß liegt.The circuit arrangement is advantageously in detail executed such that a second ohmic resistance between the connection and the positive DC voltage connection is that a parallel connection of the capacitor and the first ohmic resistance is provided, on the one hand with the positive DC voltage connection and on the other hand via a diode with the emitter of a first transistor elek is trically connected, the base of the connection and the Collector is present at the negative DC voltage connection, that the connection point between the diode on the one hand and the first resistor and capacitor on the other hand to the Base of a second transistor is guided, the collector is connected to the negative DC voltage connection and  whose emitter has a third ohmic resistance with the Basis of the switch designed as a third transistor ver is bound, the emitter of the positive DC voltage is present and at the collector of the output switching stages, e.g. B. relays are connected, a fourth ohmic resistance between the base of the third transi stors and the positive DC voltage connection.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert:An embodiment of the invention is as follows explained in more detail using a drawing:

Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zum definierten Abschalten von Ausgangsschaltstufen. In Fig. 1 shows the circuit arrangement of the invention for a defined shutdown of output switching stages. In

Fig. 2 sind vier Kurvenzüge mit voneinander abhängigen Signalen über den Datenverkehr, die Triggerimpulse, das Verhalten des Zeitglieds und die Ansteuerung der Ausgangsschaltstufen dargestellt. Fig. 2 shows four curves with interdependent signals over the traffic that the trigger pulses, the behavior of the timer and the control of the output switching stages are shown.

In jedem Slave des eingangs beschriebenen "ASI-Systems" be­ findet sich ein spezieller Schaltkreis 1, der gemäß Fig. 1 mit einem Anschluß 2, dem sogenannten Data-Strobe-Anschluß, und Gleichspannungsanschlüssen 6, 7 versehen ist. An diesen An­ schlüssen 2, 6, 7 liegt die erfindungsgemäße Schaltungsanord­ nung zum definierten Abschalten von Aktuator-Ausgängen 5 im ASI-System bei Ausfall der Datenkommunikation zwischen dem Master und dem jeweiligen Slave.In each slave of the "ASI system" described above there is a special circuit 1 which , according to FIG. 1, is provided with a connection 2 , the so-called data strobe connection, and DC voltage connections 6 , 7 . At these connections 2 , 6 , 7 , the circuit arrangement according to the invention for the defined switching off of actuator outputs 5 in the ASI system in the event of data communication failure between the master and the respective slave.

Die Schaltungsanordnung besteht im wesentlichen aus einem retriggerbaren Zeitglied 3 und einem von diesem ansteuerbaren elektronischen Schalter 4. Im einzelnen ist die Schaltung wie folgt aufgebaut:The circuit arrangement essentially consists of a retriggerable timing element 3 and an electronic switch 4 which can be controlled by it. The circuit is structured as follows:

Zwischen dem positiven Gleichspannungsanschluß 6 und dem Anschluß 2 ist ein ohmscher Widerstand 12 geschaltet. Das retriggerbare Zeitglied 3 besteht aus zwei Transistoren 9, 10 und einer Parallelschaltung aus einem Kondensator 11 und ei­ nem ohmschen Widerstand 12, wobei die Parallelschaltung ei­ nerseits mit dem positiven Gleichspannungsanschluß 6 verbun­ den ist und andererseits über eine Diode 13 mit dem Emitter des Transistors 9, dessen Basis am Anschluß 2 und dessen Kollektor an dem negativen Gleichspannungsanschluß 7 anliegt. Der Verbindungspunkt 14 zwischen der Diode 13 einerseits und dem Widerstand 12 und dem Kondensator 11 andererseits ist an die Basis des Transistors 10 geführt, dessen Kollektor eben­ falls mit dem negativen Gleichspannungsanschluß 7 verbunden ist.An ohmic resistor 12 is connected between the positive DC voltage connection 6 and the connection 2 . The retriggerable timer 3 consists of two transistors 9 , 10 and a parallel connection of a capacitor 11 and egg nem ohmic resistor 12 , the parallel connection on the one hand verbun to the positive DC voltage terminal 6 and on the other hand via a diode 13 to the emitter of the transistor 9th , the base of which is connected to the connection 2 and the collector of which is connected to the negative DC voltage connection 7 . The connection point 14 between the diode 13 on the one hand and the resistor 12 and the capacitor 11 on the other hand is led to the base of the transistor 10 , the collector of which is just connected to the negative DC voltage connection 7 .

Sein Emitter ist über einen ohmschen Widerstand 15 mit der Basis des weiteren Transistors 4 verbunden, der dem Zeitglied nachgeschaltet ist und dessen Emitter am positiven Gleich­ spannungsanschluß 6 anliegt. An dessen Kollektor sind Aus­ gangsschaltstufen 5, z. B. Relais, angeschlossen. Zwischen Basis von Transistor 4 und dem positiven Gleichspannungs­ anschluß ist ein Widerstand 16 vorgesehen.Its emitter is connected via an ohmic resistor 15 to the base of the further transistor 4 , which is connected downstream of the timer and whose emitter is connected to the positive DC voltage terminal 6 . At its collector are from 5 switching stages, z. B. relay connected. A resistor 16 is provided between the base of transistor 4 and the positive direct voltage connection.

Die Funktion der Schaltung wird anhand von Fig. 2 erläutert, wo vier Kurvenzüge dargestellt sind. Der oberste Kurvenzug zeigt unterschiedliche Phasen der EIN- bzw. AUS-Schaltung der Datenkommunikation zwischen dem Master und dem Slave. Der ASI-Schaltkreis 1 im Slave gibt bei jedem Masteraufruf an seine Adresse am Data-Strobe-Anschluß 2 einen Triggerimpuls U1 gemäß dem zweiten Kurvenzug in Fig. 2 ab. Mit diesem Signal U1 wird das retriggerbare Zeitglied getriggert. Bei Ausblei­ ben der Masteraufrufe und damit der Triggerimpulse wird nach Ablauf der vom Zeitglied vorgegebenen Zeit tz der nachge­ schaltete Transistor 4 geöffnet, und die angeschlossenen Aus­ gangsschaltstufen 5 schalten ab. Dies verdeutlichen der drit­ te Kurvenzug U2 mit dem Potential des Verbindungspunktes 14 bezogen auf den negativen Gleichspannungsanschluß 7, was der Differenzspannung zwischen der Gleichspannung und der Span­ nung am Kondensator 11 entspricht sowie der vierte Kurvenzug mit der Versorgungsspannung U3 der Ausgangsschaltstufen 5.The function of the circuit is explained with reference to FIG. 2, where four curves are shown. The top curve shows different phases of the ON and OFF switching of data communication between the master and the slave. The ASI circuit 1 in the slave emits a trigger pulse U1 according to the second curve in FIG. 2 to its address on the data strobe connection 2 with each master call. The retriggerable timing element is triggered with this signal U1. If the master calls and thus the trigger pulses fail, the downstream transistor 4 is opened after the time tz specified by the timer and the connected output switching stages 5 switch off. This is illustrated by the third curve U2 with the potential of the connection point 14 in relation to the negative DC voltage connection 7 , which corresponds to the differential voltage between the DC voltage and the voltage on the capacitor 11 and the fourth curve with the supply voltage U3 of the output switching stages 5 .

Claims (3)

1. Schaltungsanordnung zum definierten Abschalten von Aus­ gangsschaltstufen (5), die über einen Schaltkreis (1) eines mit einem Master kommunizierenden Slaves, insbesondere in einem ASI-System, mit Gleichspannung versorgt werden, wobei der Schaltkreis (1) einen positiven (6), einen negativen Gleichspannungsanschluß (7) und einen Anschluß (2) aufweist, an dem nur während der Datenkommunikation zwischen dem Master und dem Slave Triggerimpulse anstehen, mit einem durch die Triggerimpulse ansteuerbaren Zeitglied (3), welches nach Aus­ bleiben der Triggerimpulse einen nachgeschalteten elektri­ schen Schalter (4) öffnet, womit die Ausgangsschaltstufen (5) von der Versorgung mit der Gleichspannung abgeschnitten wer­ den.1. Circuit arrangement for the defined switching off of output switching stages ( 5 ), which are supplied with DC voltage via a circuit ( 1 ) of a slave communicating with a master, in particular in an ASI system, the circuit ( 1 ) having a positive (6) , A negative DC voltage connection ( 7 ) and a connection ( 2 ) to which trigger pulses are only present during data communication between the master and the slave, with a timer ( 3 ) which can be controlled by the trigger pulses and which remains a downstream electrical pulse after the trigger pulses have been switched off The switch ( 4 ) opens, which cuts off the output switching stages ( 5 ) from the supply with the DC voltage. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitglied (3) eine Kombination aus einem Kondensator (11) und einem ersten ohm­ schen Widerstand (8) aufweist, die bei jedem Triggerimpuls voll aufgeladen wird und nach Ausbleiben der Triggerimpulse mit der aus dem Kondensator (11) und dem Widerstand (8) re­ sultierenden Zeitkonstanten entladen wird, so daß nach Unter­ schreiten der minimalen Steuerspannung des nachfolgenden Schalters (4) dieser öffnet.2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the timing element ( 3 ) has a combination of a capacitor ( 11 ) and a first ohmic resistor ( 8 ), which is fully charged with each trigger pulse and after the absence of the trigger pulses with the the capacitor ( 11 ) and the resistor ( 8 ) re-resultant time constant is discharged, so that after falling below the minimum control voltage of the subsequent switch ( 4 ) this opens. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwei­ ter ohmscher Widerstand (12) zwischen dem Anschluß (2) und dem positiven Gleichspannungsanschluß (6) liegt, daß eine Parallelschaltung aus dem Kondensator (11) und dem ersten ohmschen Widerstand (8) vorgesehen ist, die einerseits mit dem positiven Gleichspannungsanschluß (6) und anderseits über eine Diode (13) mit dem Emitter eines ersten Transistors (9) elektrisch verbunden ist, dessen Basis am Anschluß (2) und dessen Kollektor an dem negativen Gleichspannungsanschluß (7) anliegt, daß der Verbindungspunkt (14) zwischen der Diode (13) einerseits und dem ersten Widerstand (8) und dem Konden­ sator (11) andererseits an die Basis eines zweiten Transistors (10) geführt ist, dessen Kollektor mit dem negativen Gleichspannungsanschluß (7) verbunden ist und dessen Emitter über einen dritten ohmschen Widerstand (15) mit der Basis des als dritter Transistor (4) ausgeführten Schalters verbunden ist, dessen Emitter am positiven Gleichspannungsanschluß (6) anliegt und an dessen Kollektor die Ausgangsschaltstufen (5), z. B. Relais, angeschlossen sind, wobei ein vierter ohmscher Widerstand (16) zwischen der Basis des dritten Transistors (4) und dem positiven Gleichspannungsanschluß (6) liegt.3. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that a two ter ohmic resistor ( 12 ) between the terminal ( 2 ) and the positive DC voltage terminal ( 6 ) is that a parallel connection of the capacitor ( 11 ) and the first ohmic resistor ( 8 ) is provided, which is on the one hand electrically connected to the positive direct voltage connection ( 6 ) and on the other hand via a diode ( 13 ) to the emitter of a first transistor ( 9 ), the base of which is connected to the connection ( 2 ) and the collector of which is connected to the negative direct voltage connection ( 7 ) that the connection point ( 14 ) between the diode ( 13 ) on the one hand and the first resistor ( 8 ) and the condenser ( 11 ) on the other hand is guided to the base of a second transistor ( 10 ), the collector of which with the negative DC voltage connection ( 7 ) is connected and its emitter via a third ohmic resistor ( 15 ) to the base of the third transistor ( 4 ) led switch is connected, the emitter of which is present at the positive DC voltage connection ( 6 ) and on the collector of which the output switching stages ( 5 ), for. B. relays, are connected, a fourth ohmic resistor ( 16 ) between the base of the third transistor ( 4 ) and the positive DC voltage connection ( 6 ).
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