DE2402881C3 - Fehlersichere elektronische Signalvergleichsschaltung - Google Patents

Description

den Fehlerüberwachungssignale (FA, FB, FC) zu- aufgewiesen hat.

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

(A, B, C) drei UND-Gliedern (t/l, 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

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

der (O1,02,0 3) und ein UND-Glied (t/4) die Kanal, unabhängig von der Zeitdauer eines erkannten

Fehlerüberwachungjsignale (FA, FB, FC) derart Ubertragungsfehlers, dauernd anzeigt und, sobald

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

Gliedes (U S) anliegendes Signal nur dann dem 6° Kanal ein Übertragungsfehler erkannt wurde, sowohl

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

eines der von den Speichern (SPA 1, SPBl, Ausgabe der Fehlerüberwachungssignalc unterbindet

SPC 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- Signal ausgibt.

schaltung 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, SPB 1, 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 Λ, B und C werdeu

schaltung zugeführt werden, wenn mindestens 2 Ka- dazu die Fehlerspeicher SFA 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/? ein Signal

eher sowi? eine an den zweiten Speicher angeschlos- 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 Fehleriiberwachungssignal durch ein Startsignal ST zu Beginn einer Telegrammausgegeben wurde. 15 übertragung auf den Kanälen A, B und C gesetzt. Eine vorteilhafte erste Ausbildung der Erfindung Die Speicher verfugen ebenfalls über Rücksetzvorsieht 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/1, B und C liegen zu-Fehlerüberwachuagssignalen jeweils 2 den Kanälen so nächst an der Fehlerüberwachungsschaltung FU an. ebenfalls zugeordnete Speicher hält und bei »O«-Si- Am Ausgang der Fehlerüberwachungsschaltung ergnal 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 + B + C) · (A + B + C)

Eine vorteilhafte zweite Ausbildung der Erfindung FB = (A + Έ + C)-(A+ B + €)

sieht vor, daß die am Ausgang der ersten Speicher pe = (A + B + U) · (Ä + Έ + C)

anliegenden Fehlerüberwachungssignale zusammen 3°

mit den Informationssignalen der Kanäle drei UND- Die nach den Funktionsgleichungen aufgebaute Gliedern und deren Ausgänge über ein ODER-Glied 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 Fehlerüberwachungs-UND-Glied die Fehleriiberwachungssignale derart 35 schaltung FÜ. Damit liegen die den Kanälen zugeordauswerten, daß ein am zweiten Eingang des UND- neten Fehleriiberwachungssignale 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 Fehleriiberwachungssignale Kanäle A, B und C von den anderen geht das zugeeinen Fehler angezeigt hatte. 40 ordnete Fehleriiberwachungssignal 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 Fehleriiberwachungssignale 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 Fehleriiberwachungssignale an 45 der Überwachungsschaltung FU verdeckt werden

den Ausgängen der den Kanälen zugeordneten Spei- kann.

ehern gekennzeichnet wurde. Mit dem auf Null gehenden Fehlerüberwachungs-

Ein Beispiel der Erfindung wird an Hand nachfol- signal am Ausgang der Fehlerüberwachungsschal-

gender Zeichnung erläutert. tung FU werden die dem jeweiligen Kanal zugeordne-

Die Zeichnung zeigt den Stromlaufplan der Signal- 50 ten Speicher SPA 1 und SPA 2, SPB1 und SPB 2 oder vergleichsschaltung. Sämtliche verwendeten Bau- SPCl und 5PC 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, SPB1, SPC1 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 Λ, B und C an den UND-Gliedern

ohnehin Wechselstromsignale sind, von statischen in Ul, U 2 und U 3. Damit gelangen nur die Informa-

dynamische Signale umgewandelt werden. Entspre- 60 tionssignale zum ODER-Glied O 4, bei denen kein

chend müssen die Ausgangssignale, soweit sie als sta- Fehler erkannt wurde. Der Ausgang des ODER-Glie-

tische Signale weiterverwendet werden sollen, eben- des O 4 ist mit dem Eingang eines UND-Gliedes U 5

falls von dynamischen Signalen in statische Signale verbunden. Gleichfalls mit dem zweiten Eingang des

umgewandelt werden. Der Einfachheit halber sind UND-Gliedes US ist der Ausgang einer 2-aus-3-

auch diese Umwandlungsglieder in der Zeichnung 65 Überwachung verbunden. Hierzu sind die Fehlerüber-

fortgelassen. wachungssignale FA, FB und FC drei ODER-Glie-

Die Signalvergleichsschaltung soll die Kanäle A, B dem Öl, O 2 und O 3 zugeführt, deren Ausgänge

und 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-Gliedes U 4 folgende logische Funktion:

F = (FA + FB) ■ (FB + FC) ■ (FA + FC)

Für ein übemrüftes Telegramm T folgt daraus mit den Informal ssignalen TA, TB und IC der Kanäle A, B und C für den Ausgang des UND-Gliedes U 5 folgende logische Funktion:

T = (TA + TB + TC) ■ F

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Da damit am Ausgang des UND-Gliedes U 4 nur dann ein Signal anliegt, wenn höchstens eines der Fehlersignale FA, FB und FC auf logisch »Οχ gegangen ist, müssen mindestens zwei der Kanäle A, B, C identisches Signal führen, damit über das UND-Glied U 5 ein Informationssignal an den Ausgang A US gelangen kann.

Zur Lokalisierung des fehlerhaften Kanals werden zudem die Fehlerüberwachungssignale FA, FB und FC über die UND-Glieder U6, 1/7 und U8 ausgege- ao ben. Dadurch, daß dem zweiten Eingang dieser UND-Glieder der Ausgang des UND-Gliedes U 4 zugeführt wird, erfolgt eine Fchlersignalausgabe nur dann, wenn höchstens ein fehlerhafter Kanal erkannt wurde. Bei Fehlern in zwei oder mehr Kanälen erfolgt an den as UND-Gliedern U5, 1/6, i/7 und 1/8 keine Signalausgabe. Damit wird, solange in zwei Kanälen der Kanäle A, B und C identische Signale voiliegen, sowohl ein Informationssignal am Ausgang AUS wie auch eine Fehlersignalausgabe an den Ausgängen der UND-Glieder 1/6, U 7 und 1/8 vorgenommen. Werden dagegen fehlerhafte Signale in mehr als einem Kanai festgestellt, liegen an den Ausgängen der Signalvergleichsschaltung keinerlei Signale mehr an. Es wird nur noch logisch >0« ausgegeben. Damit ist sichergestellt, daß kein fehlerhaftes Signal weitergegeben werden kann. Da zudem sämtliche in der Schaltung verwendeten Bausteine ebenfalls fehlersicher ausgelegt sind, d. h. bei Bauelementenfehlern ihre Ausgange auf »0«-Signal gehen, kann bei Auftreten eines Signalfehlcrs wie auch eines Bauelementefehlers an den Ausgängen der Signalvergleichsschaltung in keinem FaM ein fehlerhaftes L-Signal anliegen.

Die Fehler, die in den einzelnen Kanälen festgestellt wurden, werden so lange in den den Kanälen zugeordneten Speichern SPA 2, SPB 2, SPC 2 gespeichert, wie diese nicht durch ein erneutes Normierungssignal N gesetzt werden. Damit läßt sich auch jederzeit, selbst bei Ausgabe eines »O«-Signals auf sämtlichen Ausgabcleitungen der Vergleichsschaltung, nachträglich eine Lokalisierung der fehlerhaften Kanäle über die an die Speicher angeschlossenen Kontrollampen LFA, LFB, LFC vornehmen.

Die Speicher SPA 1 SPB1, 5PC1 speichern dagegen die Fehlermeldungen für die Dauer einer Informationsübertragung, d. h. eines zusammenhängenden Informationstelegramms T und werden bei einer nachfolgenden Informationsübertragung durch ein Startsignal ST wiederum neu gesetzt.

Für die Schaltung müssen notwendig fehlersichere Bausteine verwendet werden, wie sie u. a. in den Anmeldungen

P 19 33 713

P 19 50 330

P 19 50 331

P 20 14 135

P 20 14 110

P 20 64 809
und P 20 64 837

beschrieben wurden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2 wachungssignale (FA, FB, FC) nur dann über Patentansprüche: UND-Glieder (U 6, U 7, U 8) ausgegeben werden, wenn nicht mehr als ein fehlerhafter Kanal durch

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

schaltung für Wechselstromimpulse, deren Aus- 5 den Ausgängen der den Kanälen (A, B, C) zuge-

gangssignale bei Fehlern in oder an der Ver- ordneten Speichern (SPA 1, SPB1, SPC1) ge-

gleichsschaltung mit großer Sicherheit nach logisch kennzeichnet wurde.
»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 wachungssignalen (FA, FB, FC) nur dann den 15 elektronische Signalvergleichsschaltung.
Ausgängen (AUS) der Signalvergleichsschaltung Bei der Prozeßautomatisierung ergibt sich häufig zugeführt werden, wenn mindestens 2 Kanäle die Notwendigkeit, Informationen mit größtmöglicher identische Signale führen und höchstens ein fen- 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 ao redundant auszulegen, d. h. mehrere Kanäle zur zugeordneten Speicher (SPA 1 und SPA 2, SPB1 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) Informadonssignale taktsynchron über die redundanangeschlossene Kontrollampe (LFA, LFB oder ten Kanäle übertragen und nur dann ausgewertet, soll LFC) gekennzeichnet wurde, demzufolge dessen »5 weit bei einem Vergleich ihre Identität festgestellt Wechselstromimpulse bei der Identitätsprüfung wurde.

Ι unberücksichtigt blieben und vom ersten zugeord- Ein derartiges Informationsübertragungssystem ist

neten Speicher (SPAl, SPBl oder SPC1) ein unter anderem aus der DE-OS 20 23 117 bekannt.

Fehlerüberwachungssignal (FA, FB oder FC) aus- In dieser Anmeldung wird eine Majoritäts- und

l^:j| gegeben wurde. 3° Fehlerüberwachungsschaltung beschrieben, die es

il 2. Fehlersichere elektronische Signalvergleichs- ermöglicht, in einer 2-aus-3-Überwachung drei

\i schaltung nach Patentanspruch 1, dadurch ge- Kanäle auf die Äquivalenz ihrer Signale hin zu

' kennzeichnet, daß eine an die Kanäle (A, B, C) überprüfen. Werden bei mindestens zwei Kanä-

:.' angeschlossene, an sich bekannte Fehlerüber- len identische Signale festgestellt, so werden diese

;·.' wachungsschaltung (FÜ) 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 sj! Kanälen ebenfalls zugeordnete Speicher (SPA 1 identisches Signal führen können. Dies würde von |i und SPA 2, SPB1 und SPB 2, SPC1 und SPC 2) der beschriebenen Majoritätsschaltung nicht erkannt

II 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) Inforinationssignals kommen. Die weiterhin beschrie- * durch ein Startsignal (ST) zu Beginn einer jeden bene Fehlerüberwachungsschaltung ermöglicht nur

i?i 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

i| mierungssignal (N) vorgenommen wird. abfragender Prozeßrechner die kurzfristige Änderung

I- 3. Fehlersichere elektronische Signalvergleichs- des Fehlerüberwachungssignals am Ausgang der Feh-

;j schaltung nach den Ansprüchen 1 oder 2, da- lerüberwachungsschaltung auch erkennt. Darüber hin-

durch gekennzeichnet, daß die am Ausgang der aus läßt sich auch nicht feststellen, welcher Kanal zu

ersten Speicher (SPA 1, SPB1, SPC1) anliegen- 50 einem beliebigen Zeitpunkt einen Übertragungsfehler