DE2555594C2 - Sicherheitsschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsschaltung, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegeben ist Eine Schaltung dieser Art ist aus der US-PS 36 57 660 bekannt Diese bekannte Schaltung dient zum Erfassen der Reaktion von Steuergliedern an Flugzeugen und besitzt einen als Brückenschaltung ausgebildeten Meßumformer, der zur Erfassung einer Meßgröße dient, die daraufhin überwacht werden soll, ob sie innerhalb eines vorgegebenen Größenbereichs verbleibt. Dabei wird die Brückenschaltung bewußt in einem gewissen Ungleichgewicht gehalten, und es ist ihr ein Differenzverstärker nachgeschaltet, der bereits im Ruhezustand ein

Ausgleichssignal bestimmter Größe liefert. Mit diesem Ausgangssignal wird ein Verstärker gespeist, dem außerdem eine bestimmte Vorspannung aufgeprägt wird, die in ihrer Größe so bemessen ist, daß der Verstärker im Ruhezustand kein Ausgangssignal an einen nachge-

schalteten Servomotor abgibt. Außerdem ist an den Ausgang des Differenzverstärkers ein Komparator angeschlossen, der einen weiteren Differenzverstärker enthält, dem außer dem Ausgangssignal des ersten Differenzverstärkers Vergleichsspannungen zugeführt

werden, aufgrund deren am Ausgang des zweiten Differenzverstärkers immer dann ein Triggersignal für die Auslösung einer Alarmeinrichtung auftritt, wenn die Größe des Ausgangssignals des ersten Differenzverstärkers einen vorgegebenen Größenbereich nach oben

oder nach unten verläßt. Die Alarmauslösung ist also allein von der Größe des Ausgangssignals des ersten Differenzverstärkers abhängig, und es ist damit bei der bekannten Schaltung nicht die Gewähr dafür gegeben, daß auch in ihr selbst etwa auftretende Fehler erkannt und in Form eines Alarmsignals zur Anzeige gebracht werden, so lange nur am Ausgang des ersten Differenzverstärkers ein innerhalb des erlaubten Bereichs liegendes Signal auftritt.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu-

gründe, eine Sicherheitsschaltung der eingangs erwähnten Art so auszugestalten, daß in ihrem Ausgangssignal auch innerhalb der Schaltung selbst auftretende Fehler Berücksichtigung finden und damit eine positive Sicherheit gegen das Überschreiten eines vorgegebenen Be-

reichs durch die zu überwachende Meßgröße gewährleistet ist.

Die gestellte Aufgabe wird gelöst durch eine Sicherheitsschaltung, wie sie im Patentanspruch 1 gekennzeichnet ist.

Durch ihren inneren Aufbau und insbesondere die Art der Spannungserzeugung im Schaltungsinneren ist gemäß der Erfindung dafür gesorgt, daß sowohl ein Überschreiten des für die Meßgröße zulässigen Bereichs

durch diese Meßgröße als auch das Auftreten von die Funktionsfähigkeit der Gesamtanlage beeinträchtigenden Fehlern innerhalb der Schaltung zur Anzeige gebracht werden und gegebenenfalls geeignete Sicherheitsmaßnahmen ausgelöst werden können. Damit geniigt die erfindungsgemäß ausgebildete Sicherheitsschaltung auch den strengen Anforderungen, die im Rahmen von Sicherheitseinrichtungen für Kernreaktoren zu stellen sind.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind im einzelnen in Unteransprüchen gekennzeichnet

Die Erfindung ist insbesondere für das Sicherheitssystem eines Kernreaktors vorgesehen; in einem derartigen System sollen Sicherheits-Neutronenabsorber in den Reaktorkern eingeschlossen werden, wenn der Wert mindestens einer physikalischen Größe beträchtlich einen Bezugswert überschreitet. Speziell bei der Steuerung der Steuerstäbe eines Kernreaktors sind die N physikalischen Eingangsgrößen z. B. der Druck, die Temperatur oder der Neutronenfluß, voh denen an N verschiedenen Punkten im Kernreaktor Stichproben genommen werden.

Die extremen Vorsichtsmaßnahmen, die in Sicherheitssystemen von Kernreaktoren anzuwenden sind, erfordern die elektronischen Überwachungs- bzw. Steuereinrichtungen mit positiver Sicherheit zu bauen.

Der Begriff der »positiven Sicherheit« ist aus der Sicherheitstechnik gut bekannt; es handelt sich hierbei um die Eignung einer Ausrüstung, sich im Sinn der Auslösung eines Vorgangs zu entwickeln, für den sie im Fall von Störungen, sog. »sicheren« Störungen, als Einwirkungsmittel vorgesehen ist. Die Anwendung bei der Steuerung des Notabschaltens eines Kernreaktors ist nur ein Beispiel. Ergänzend sind dann »unsichere« Störungen diejenigen Störungen, die nicht zur Auslösung des gewünschten Schutzes dienen, wenn der Schwellenwert für eine der physikalischen Größen des Sicherheitssystems überschritten wird.

Mit Hilfe der Erfindung läßt sich eine absolute Wahrscheinlichkeit von »unsicheren« Störungen erreichen, die lOOmal kleiner als für gegenwärtig verwendete technische Ausrüstungen ist, ohne daß die Fertigungskosten oder Abmessungen der Elektronik merklich erhöht werden, d. h. die Wahrscheinlichkeit von »unsicheren« Störungen ist beträchtlich kleiner als bisher, während die Wahrscheinlichkeit von »sicheren« Störungen in derselben Größenordnung bleibt.

Bei einem Ausführungsbeispiel ist die durch den Meßumformer abgegebene Spannung eine Gleichspannung, aber selbstverständlich kann der Meßumformer ebensogut periodisch arbeiten und eine periodische Spannungabgeben.

Der Meßumformer kann z. B. ein Dehnungsmeßstreifen oder eine in einer Wheatstone-Brücke geschaltete Platin-Thermosonde (Wärmefühler) oder ein Thermoelement sein.

Die Umwandlung von Gleichspannungsgrößen in Wechselspannungsgrößen bietet für verschiedene elektronische Operationen in der Schaltung zahlreiche Vorteile: sie erlaubt einerseits die Verwendung von (galvanischen) Isoliertransformatoren, so daß bei einer zu einem Ausfall eines Teils der Schaltung führenden Störung diese »sicher« ist und sich nicht auf die anderen Teile auswirkt und so andere Ausfälle nach sich zieht; zusätzlich ermöglicht der Wechselspannungsbetrieb eine ständige Überprüfung der gesamten Anordnung mit einer dem Wechselstrom gleichen Frequenz, z. B. 1 kHz. Es ist selbstverständlich, daß die durch eine Spannungsversorgung Av, abgegebene periodische Spannung die bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Rechteckspannung ist, einen beliebigen Rechteck-, Dreieck- oder selbst Sinusverlauf aufweisen kann.

Unter bestimmten Umständer, ist es vorteilhaft, eine Anpassungsschaltung für das Signal des Meßumformers vorzusehen, um die Spannungs-Signal-Kennlinie des Meßumformers zu invertieren. Tatsächlich geben der Meßumformer und der oder die Verstärker zusammen ein elektrisches Signal ab, das mit wachsender physikalischer Größe zunimmt. Bei bestimmten Anwendungen wird in vorteilhafter Weise ein hierzu symmetrisches Signal verwendet, wobei der Spannungswert umgekehrt proportional zum Wert der physikalischen Größe ist. Wenn mit »negativer Logik« gearbeitet wird, bei der der Wert des Signales mit einem unteren Bezugswert verglichen wird, hat dies den Vorteil, daß die Auslösung erfolgt, wenn die physikalische Größe den Maximalwert hat Wenn auf der Ordinate die Spannungswerte und auf der Abszisse der Wert der physikalischen Größe aufgetragen wird, tauscht die Anpassungsschaltung die Ordinate und die Abszisse aus, um ein neues elektrisches Signal abzugeben, dessen Ausgangsgröße abnimmt, wenn die physikalische Größe zunimmt.

Die erfindungsgemäße Schaltung ist so aufgebaut, daß ein Ausfall eines einzelnen Bauelements der Schaltung automatisch eine »sichere« Störung hervorruft.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild eines Sicherheits- und Steuersystems, bei dem die Erfindung vorgesehen ist,

F i g. 2 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltung,

F i g. 3 und 3' Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltung und

Fig.4 verschiedene Spannungen, die eine normale Betriebszone festlegen.

In der Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines Steuersystems für Sicherheits-Neutronenabsorber dargestellt, bei dem eine erfindungsgemäße Sicherheitsschaltung eingesetzt wird. Vier Meßumformer 9, 11, 13 und 15 messen die gleiche physikalische Größe, z. B. die Temperatur.

Die von diesen (bei diesem Ausführungsbeispiel) vier Meßumformern 9, 11, 13 und 15 abgegebenen Signale werden in Steuerorgane 9', 11', 13' und 15' eingespeist, die erfindungsgemäße Sicherheitsschaltungen mit positiver Sicherheit darstellen. Die durch diese Steuerorgane 9', 11', 13' und 15' abgegebenen Signale werden in Logikschaltungen 19, 21 und 23 gespeist, die 3/4-Verknüpfungsglieder sind und jeweils mit vier Paaren aus Meßumformer und Steuervorrichtungen verbunden sind. Im allgemeinen sind lediglich drei Leitungen angeschlossen, so daß ggf. ein Paar aus Meßumformer und Steuervorrichtung im Berieb abgeschaltet und durch ein anderes der gleichen Reihe zur Überprüfung oder erneuten Kalibrierung ersetzt werden kann. Die Verknüpfungsglieder arbeiten in 2/3-Koinzidenz. Aus den durch die Logikschaltungen, wie z. B. die Logikschaltung 19, abgegebenen Logik-Gleichspannungs-Signalen erzeugen l/n-Verknüpfungsglieder, wie z. B. Glieder 25, 27 und 29, jeweils einen Auslösebefehl. Die verschiedenen Eingänge der 1 //7-Verknüpfungsglieder sind mit Meßsystemen und Steuerorganen für verschiedene physikalische Größen (Neutronenfluß, Druck, Temperatur usw.) verbunden. Die Ausgangssignale der 1//j-Verknüpfungsglieder steuern Stromregler 31, 33 und 35 für Wicklungen 37,39 bzw. 41. Im normalen Betrieb ist der

Sicherheits-Neutronenabsorber in der oberen Stellung, d. h. außerhalb des Reaktorkernes. Wenn zwei von drei der Wicklungen 37, 39 und 41 nicht mehr durch die Stromregler 31, 33 und 35 versorgt werden, wird der Sicherheits-Neutronenabsorber 43 eingeschossen, wodurch der Reaktor schnell abgeschaltet wird (Redundanz 2/3).

In Fig.2 ist ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltung dargestellt. Eine Spannungsversorgung Av gibt eine periodische Rechteckspannung an die Anschlüsse einer Primärwicklung 2 eines ersten Isoliertransformators Ta ab. An den Anschlüssen einer Sekundärwicklung 4 des ersten Isoliertransformators Ta liegt ein Gleichrichter R und an dessen Ausgang wird eine Gleichspannung mit einer Amplitude, die gleich derjenigen von der Spannungsversorgung A_r gelieferten Wechselspannung ist, an zwei in einer Brücke entgegengesetzte Anschlüsse eines Meßumformers 8 gelegt. Dieser Meßumformer 8 kann ein Meßumformer mit Dehnungsmeßstreifen oder ein Temperatur-Meßumformer mit einem temperaturabhängigen Widerstand (Thermistor) in einem Brückenzweig sein. Jede Änderung der gemessenen physikalischen Größe bewirkt eine Verstimmung der Brücke, die als Gleichpotentialdifferenz zwischen Masse 12 und dem entgegengesetzten Ende 14 der Brücke übertragen wird. Diese Spannung wird über zwei Leitungen 18 und 20, die eine Redundanz 1/2 ergeben, an einen Vergleicher 16 gelegt, wodurch die Wahrscheinlichkeit »unsicherer« Störungen verringert wird. Auf gleiche Weise wird an diesen Vergleicher 16 eine nach dem Gleichrichten in einem weiteren Gleichrichter 22 und von einer weiteren Sekundärwicklung des ersten Isoliertransformators Ta abgegebene Gleichspannung gelegt, dessen Primärwicklung 2 durch die Spannungsversorgung A_v gespeist ist. Ein Schaltung zur Überprüfung der Offset-Spannung der im Vergleicher 16 enthaltenen Differenzverstärker ist durch eine Baueinheit 24 angedeutet. Mit dem Ausgang des Vergleichers 16 ist die Primärwicklung eines zweiten Isoliertransformators 72? verbunden, dessen Sekundärwicklungen mit Gleichrichtern verbunden sind, wie z. B. mit einem Gleichrichter 26, der ein logisches Signal 28 mit dem Wert + 1 abgibt, wenn wie weiter unten näher erläutert wird, das durch den Meßumformer 8 erzeugte Gleichspannungssignal in der erlaubten Zone liegt, und der ein Signal Null liefert, wenn das durch den Meßumformer 8 erzeugte Signal außerhalb dieses Intervalles liegt oder irgendein Bauelement der Schaltung ausfällt oder gestört ist Ein zweiter Gleichrichter 30, der mit den sekundärseitigen Anschlüssen des zweiten Isoliertransformators Tb verbunden ist, speist ein Gleichspannungs-Versorgungssignal in eine Speicherschaltung 32, die über eine Verbindung 34 den Vergleicher 16 versorgt. Eine Leitung 36, die mit dem Ausgang des Meßumformers 8 verbunden ist, führt an ihrem Ausgang ein analoges Signal proportional zur Anzeige des Meßumformers 8. Das Signal auf der Leitung 36 wird in eine Verstärkerschaltung 38 gespeist es durchläuft eine oder mehrere Anpassungsschaltungen, wie z. B. eine Anpassungsschaltung 40 und anschließend zwei parallelgeschaltete Modulator-Demodulator-Einheiten 42 und 44, deren Ausgangsanschlüsse mit Folger-Verstärkern verbunden sind, wie z. B. mit parallelgeschalteten Folger-Verstärkern 46. Am Ausgang, wie z. B. am Ausgang 48, wird ein analoges Signal proportional zu dem durch den Meßumformer 8 erzeugten Signal erhalten.

In F i g. 3 ist die elektronische Schaltung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung in Einzelheiten dargestellt. Wie beim Blockschaltbild der F i g. 2 ist die Primärwicklung des ersten Isoliertransformators Ta mit einer Spannungsversorgung A_v verbunden. Der Gleichrichter R besteht aus einer Brücke, die von entgegengesetzt geschalteten Dioden 50 und 52 gebildet wird, wobei die Pole gleicher Polarität der beiden Dioden 50 und 52 am selben Anschluß 54 zusammengeführt werden. Die Gleichspannung wird zwischen dem Anschluß 54 und einer Mittelanzapfung 56 der Sekundärwicklung ίο des ersten Isoliertransformators Ta gebildet. Diese Gleichspannung wird über ein aus einer Drossel 58 und einem Kondensator 60 gebildetes Tiefpaßfilter an entgegengesetzte Anschlüsse des Meßumformers 8 gelegt. Die zwischen Masse und dem Ende 14 des Meßumformers 8 liegende Spannung Vs wird an zwei Eingängen E und E'' von Differenzverstärkern D und D' gelegt. Zur Unterdrückung von Spannungsspitzen werden Tiefpaßfilter, wie z. B. ein Tiefpaßfilter 62, eingefügt. Die am Ausgang eines aus einem Stellwiderstand 64 und einem festen Widerstand 66 bestehenden Spannungsteilers erhaltene Spannung Vs wird an einen Anschluß F des einen Differenzverstärkers D gelegt. Ein Spannungsteiler gleicher Art aus Widerständen 64' und 66' legt eine gleiche Spannung an einen Anschluß F' des anderen Differenzverstärkers D'. Ein Gleichspannungsgenerator G besteht aus der Sekundärseite des ersten Isoliertransformators Ta und aus einer Diodenbrücke mit Dioden 68 und 70, die über eine Leitung 72 verbunden sind. Diese Spannung, die auch als Verstimmungsspannung Vd bezeichnet wird, liegt an Anschlüssen F und F' der Differenzverstärker D und D' über Tiefpaßfilter, wie z. B. ein Tiefpaßfilter 74. Ein Gleichspannungsgenerator C, der eine einstellbare Gleichspannung Vrefmh einem zur Spannung Vd entgegengesetzten Vorzeichen erzeugt, besteht aus den beiden Anschlüssen der Sekundärwicklung des ersten Isoliertransformators Ta und entgegengesetzt geschalteten Dioden 76 und 78, wobei deren Pole gleichen Vorzeichens über einen Widerstand 80 mit Masse verbunden sind. Diese Spannung wird an die Anschlüsse F und F' bei Durchgang durch die Tiefpaßfilter, wie z. B. das Filter 82, gelegt. Die Absolutwerte der Spannungen Vref und Vd sind jeweils ungefähr gleich 2- oder 3mal dem Maximalwert der Spannung Ve, so daß bei einer Störung des Gleichspannungsgenerators C oder G' die an den Differenzverstärkern D, D' liegende Spannung deutlich außerhalb der erlaubten Zone ist. Die Ausgänge der Differenzverstärker D und D' sind mit den Anschlüssen der Primärwicklung des zweiten Isoliertransformators Tb verbunden. Ein Synchronverstärker K, der mit der Sekundärwicklung des zweiten Isoliertransformators Tb verbunden ist, speist ein Signal in die Primärwicklung eines dritten Isoliertransformators Tc. Gleichrichter, wie z. B. Gleichrichter /?', sind mit den Sekundärwicklungen des dritten lsoliertransformators Tc verbunden. Beim Ausführungsbeispiel der F i g. 3 sind dies Brücken mit vier Dioden.

In gleicher Weise ist die Überprüfungsschaltung für die Offset-Spannung der Differenzverstärker D und D' dargestellt Diese Schaltung hat eine positive Spannungsquelle 81, einen Spannungsteiler aus Widerständen 83 und 85 und Leitungen, die über Verbindungen 87 die positive Spannungsquelle mit den Eingängen F und F'der Differenzverstärker D und D'verbinden.
Die Schaltung hat in gleicher Weise eine mit den An-Schlüssen des Gleichrichters R' verbundene Speicherschaltung mit zwei Opto- bzw. Photokopplern Pa und Pb. Jeder Optokoppler besteht aus Lichtsendern 90 und 92, die gegenüber Lichtempfängern Ca und Cb vorgese-

hen sind. Diese Lichtempfänger Ca und Cb verbinden jeweils die Spannungsversorgungen der Differenzverstärker D und D' mit einer negativen Anschlußspannung 94 und einer positiven Anschlußspannung 96. Wenn ein Signal an den Anschlüssen des Gleichrichters R' auftritt, werden die Lichtsender (in diesem Fall Photodioden) mit Strom versorgt und die Differenzverstärker D und D' arbeiten. Bei einer Störung oder einem Überschreiten der Spannung Ve über die erlaubte Zone tritt kein Signal mehr am Gleichrichter R' auf, und die Schaltung ist gesperrt, da die Differenzverstärker D und D'nicht mehr versorgt werden. Um die Anordnung wieder in Betrieb zu nehmen, wird ein Schalter 98 betätigt, der über eine Kapazität 100 und einen Widerstand 102 die Photodioden in Reihe mit einer Gleichspannungsquelle zwischen den Anschlüssen 104 und !06 verbindet. Die Zeitkonstante des ÄC-Gliedes (Widerstand 102 und Kapazität 100) zum Wiedereinschalten liegt in der Größenordnung von 1 s. Die Gleichspannungsquelle wird in vorteilhafter Weise durch die gleichgerichtete Spannung ersetzt, die auf der Sekundärseite des ersten Isoliertransformators Ta auftritt.

Die dargestellte Schaltung hat auch ein Signalverarbeitungsglied mit einem ersten Verstärker 108 mit festem, durch Widerstände 110 und 112 bestimmten Ver-Stärkungsfaktor, der in gleicher Weise die Rolle eines Tiefpaßfilters über Kapazitäten 113 und 114 erfüllt. Der Ausgang dieses Verstärkers 108 ist mit dem Eingang eines Differenzverstärkers 117 mit veränderlicher Verstärkung verbunden. Der Ausgang dieses Verstärkers ist mit zwei Eingängen der beiden Anpassungsschaltungen verbunden, die auf Leitungen 120 und 122 Signale mit normaler oder umgekehrter Steilheit abgeben, wie dies weiter oben erläutert wurde. Am Ausgang 120 wird das Gleichspannungssignal in eine Modulator-Demodulator-Einheit, wie z. B. eine Einheit 128 abgegeben, deren Ausgang mit den Folger-Verstärkern 130 verbunden ist.

In der F i g. 3' ist in Einzelheiten für eine Ausgangsleitung 120 die Modulator-Demodulator-Einheit 128 aus einem Modulator 128a und einem Demodulator 1286 dargestellt. Das Gleichspannungssignal auf der Leitung 120 wird über ein Tiefpaßfilter auf einer Drossel 124 und einer Kapazität 126 zum Modulator 128a übertragen. Der Modulator 128a der F i g. 3' stellt einen herkömmlichen Modulator dar, der durch eine Sekundärwicklung 127 des ersten Isoliertransformators Ta versorgt wird. Der Demodulator 128ft gibt ein Gleichspannungsausgangssignal ab, das gleich dem Gleichspannungseingangssignal, aber galvanisch von diesem isoliert ist, wobei das Ausgangssignal zu einem Folger-Verstärker, wie z. B. dem Verstärker 130 mit Einheitsverstärkung und geringer Ausgangsimpedanz übertragen wird. Das Ausgangssignal auf der Leitung 132 ist proportional der durch den Meßumformer 8 abgegebenen Spannung Ve.

Der Betrieb der erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltung wird anhand der F i g. 4 näher erläutert, in der die Verstimmungsspannung Vd dargestellt ist, die durch den Gleichspannungsgenerator G erhalten wird, der mit den Anschlüssen der Sekundärwicklung des ersten Isoliertransformators Ta verbunden ist und oben näher beschrieben wurde. Die Spannung Vref mW entgegengesetztem Vorzeichen zur Spannung Vd wird algebraisch zur Spannung Vd an den Anschlüssen F und F' der Differenzverstärker D und D' addiert An den gleichen Anschlüssen wird die periodische Spannung Vs beigefügt, die aus der Spannung erhalten wird, die über den Spannungsteiler (Widerstände 64 und 66) von der Spannungsversorgung Ay erzeugt wird. Die Summe dieser drei Spannungen Vd, Vre/und Vs legt die erlaubte Zone 134 fest, in der sich bei normalem Betrieb die durch den Meßumformer erzeugte Gleichspannung Ve ändern kann. Wenn die Spannung Ve in dieser Zone 134 liegt, ist die zwischen den Anschlüssen Fund Fder Verstärker D und D' liegende Spannung eine Wechselspannung, was ein von Null verschiedenes positives Ausgangssignal am Ausgang 28 der Schaltung ergibt. Wenn die Spannung Ve größer als die algebraische Summe Vd + Vref + Vs ist, liegt die verbotene Zone 136 vor und der zweite Isoliertransformator Tb ist gesättigt, was ein logisches Ausgangssignal Null ergibt. Auf gleiche Weise ist in der verbotenen Zone 133 der zweite Isoliertransformator Tb durch einen Strom mit entgegengesetztem Vorzeichen gesättigt. Die Spannungen Vref und Vs sind über die Widerstände 64 und 80 der F i g. 3 einstellbar.

Eine nähere Untersuchung der F i g. 3 zeigt, daß bei einem Ausfall eines beliebigen Bauelements der Schaltung dieser Figur das Ausgangssignal des dritten Isoliertransformators Tc den Wert Null hat. Wenn z. B. der Lichtempfänger Ca zerstört ist und nichtleitend bleibt, wird der Differenzverstärker D nicht mehr versorgt, und der zweite Isoliertransformator Tb gibt ein Signal Null auf der Sekundärseite ab. Wenn einer der Differenzverstärker D, D' kurzgeschlossen ist, ist der zweite Isoliertransformator Tb gesättigt, und seine Sekundärseite gibt kein Signal ab. Auf gleiche Weise wird bei einer Störung der Spannungsversorgung A_v und einem Durchbruch einer Diode zum Stromgleichrichten kein Signal auf der Sekundärseite des zweiten Isoliertransformators Tb gebildet. Diese Aufzählung der »sicheren« Störungen ist nicht erschöpfend. Zusätzlich isolieren die Isoliertransformatoren, wie z. B. die Isoliertransformatoren Ta, Tb und Tc, die verschiedenen Teile der Schaltung und machen sie unabhängig voneinander, wie dies bereits oben näher erläutert wurde.

Es hat sich gezeigt, daß die Wahrscheinlichkeit für »unsichere« Störungen, d. h. Störungen, die ein Signal mit dem Pegel Null am Ausgang liefern, aufgrund eines fehlerhaften Betriebs kleiner als 5 · 10-Vh ist. Die analogen und zu dem durch den Meßumformer 8 erzeugten Signal proportionalen Signale ermöglichen eine Korrektur der Einstellung oder der Anzeige, wobei die Überwachung des Meßumformers 8 die Wahrscheinlichkeit von »unsicheren« Störungen und ggf. die Erzeugung eines Sicherheitsbefehls verbessert

Selbstverständlich können die verschiedenen Vergleichsfunktionen zwischen einem Gleichspannungssignal, einem Wechselspannungssignal und dem durch den Meßumformer 8 abgegebenen Signal auch durch andere elektronische Einheiten verwirklicht werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Sicherheitsschaltung für die Verarbeitung von Meßsignalen mit einem ein zu einer Meßgröße proportionales Gleichspannungssignal erzeugenden, von einer Gleichspannungsversorgung gespeisten Meßumformer, dessen Ausgang mit einer mindestens einen Verstärker aufweisenden Signalverarbeitungsschaltung und einem Eingang eines Vergleichers verbunden ist, dem ein Interval! definierende Vergleichssignale zugeführt sind und dem eine Signalanzeigevorrichtung nachgeschaltei ist, deren Ausgangssignal anzeigt, ob das zu verarbeitende Meßsignal innerhalb dieses Intervalls liegt, dadurch gekennzeichnet,

daß die Gleichspannungsversorgung für d/;n Meßumformer (8) eine stabilisiert; Wechselspannungsversorgung (Av), einen ersten Isoliertransformator (T_a) und einen Gleichrichter fKJ aufweist, und
daß der Vergleicher (16) zwei parallel geschaltete Differenzverstärker (D, D') aufweist, bei denen jeweils ein Eingang (E, E') an den Ausgang des Meßumformers (8) und ein weiterer Eingang (F, F') jeweils an den Ausgang eines eine periodische Rechteckspannung der Amplitude (Vs) erzeugenden Bezugsspannungsgenerators sowie an die Ausgänge zweier Bezugsspannungen (Vp bzw. Vr) liefernder Gleichspannungsgeneratoren (G, G') angeschlossen sind und die Ausgänge mit der Primärwicklung eines zweiten Isoliertransformators (T_b) verbunden sind, der über eine Sekundärwicklung eine Ausgangsspannung (S) abgibt, die den Wert Null hat, wenn die Ausgangsspannung (V_e) des Meßumformers (8) in einem festgelegten Spannungsintervall (V_D + V_r bis V_D+ V_r + V_s) liegt, und die den Wert »1« hat, wenn diese Ausgangsspannung (V_e) in diesem Spannungsintervall CVd + V_r bis V_D + V_r + V₅) liegt, wobei die Bezugsspahnungsgeneratoren von der in einer weiteren Sekundärwicklung des ersten Isoliertransformators (Ta) induzierten Spannung gespeist werden.

2. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Gleichrichter (R) aus zwei gegeneinander an die Enden der einen Sekundärwicklung des ersten Isoliertransformators (T₃) angeschlossenen Dioden (50,52) besteht und

daß die Pole gleichen Vorzeichens der beiden Dioden (50, 52) an einem gemeinsamen ersten Anschluß (54) für den Meßumformer (8) liegen, während ein zweiter Anschluß für den Meßumformer (8) durch eine Mittelanzapfung (56) dieser einen Sekundärwicklung gebildet ist.

3. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannungsgeneratoren (G, G') aus jeweils zwei gegeneinandergeschalteten Dioden (68, 70; 76, 78) bestehende Diodenbrücken sind, wobei die Gleichspannung zwischen einer Mittelanzapfung (57) einer zweiten Sekundärwicklung des ersten Isoliertransformators (T_ä) einerseits und je einem Verbindungspunkt zwischen den Polen gleichen Vorzeichens der beiden Dioden (68, 70 bzw. 76, 78) des jeweiligen Gleichspannungsgenerators (G, G')abnehmbar ist.

4. Sicherheitsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Überprüfung der Offset-Spannung der Differenzverstär-

ker (D, D') ein Schalter (98) vorgesehen ist, der die Eingänge (E, E') positiven Vorzeichens der beiden Differenzverstärker (D, D') mit einer Spannungsquelle (81) einstellbarer positiver Spannung verbindet

5. Sicherheitsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung des zweiten Isoliertransformators (T_b) über einen von einer Gleichspannungsquelle gespeisten Synchronverstärker (K) an die Primärwicklung eines dritten Isoliertransformators (T_c) angeschlossen ist, dessen Sekundärwicklung mit einem zweiten Gleichrichter (R') verbunden ist