DE2614748A1

DE2614748A1 - Schaltung zur funktionsueberwachung eines mittelbar wirkenden schalters

Info

Publication number: DE2614748A1
Application number: DE19762614748
Authority: DE
Inventors: Horst Junger
Original assignee: BAUM ELEKTROPHYSIK GmbH
Current assignee: BAUM ELEKTROPHYSIK GmbH
Priority date: 1976-04-06
Filing date: 1976-04-06
Publication date: 1977-10-27

Description

Schaltung zur Funktionsüberwachung eines mittelbar wirkenden
Schalters Die Erfindung bezieht sich auf eine Überwachungsschaltung für mittelbar wirkende Schalter, die bei Fehlern Alarm auslöst und gleichzeitig die Eigenfunktion überwacht.
In der Technik elektrischer Schaltungen ist häufig der Fall gegeben, daß ein Schaltbefehl mittelbar von einem entfernt liegenden Schalter ausgelöst werden muß. Neben der Häufigkeit der Schaltung ist für die Betriebssicherung zudem der Leitungszustand entscheidend, und es bedarf dazu gewöhnlich einer von der eigentlichen Funktion getrennten Schaltung zur Überwachung. Damit ist aber ein erheblicher zusätzlicher Aufwand verbunden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung zur Funktionsüberwachung eines mittelbar wirkenden Schalters anzugeben, bei derdie den Befehl durchführende Schaltung und die Überwachung weitgehend zusammengefaßt sind und die auch bei Ausfall des Überwachungssystems selbsttätig anspricht.
Die Schaltung zur Funktionsüberwachung eines mittelbar wirkenden Schalters nach der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von den bisher bekannten dadurch, daß jeder der beiden Schalter stellungen des zu überwachenden Schalters ein Umschalter zugeordnet ist, deren Schaltzustände charakteristisch für die Stellung des zu überwachenden Schalters sind und die aus einer gesonderten Stromquelle nach ihren Schaltzuständen entweder den vom überwachten Schalter gegebenen Schaltbefehl durchführt oder eine Alarmanlage auslöst.
Den beiden Umschaltern kommt die Funktion zu, für dE jeweils zugeordnete Schalterstellung ein gesondertes Signal abzugeben je nach dem, ob die zugenlnete Schalterstellung hergestellt oder aufgelöst ist. Bei ordnungsgemäß funktionierendem System wird also der eine Umschalter die Stellung einnehmen, die der Herstellung der zugeordneten Schalterstellung entspricht und ein entsprechendes Signal abgeben, während der andere Umschalter die Stellung einnimmt, die der Auflösung der zugeordneten Schalterstellung entspricht und ein entsprechendes Signal abgeben oder umgekehrt. Tritt nun in dem zu überwachenden Schalter oder in der Zuleitung zu ihm oder in den Umschaltern ein Fehler auf, so werden die der ordnungsgemäßen Funktion zugeordneten Schaltzustände der Umschalter und die von ihnen abgegebenen Signale ersetzt durch andere Anordnungen der Schaltzustände, die entweder beide oder keine der möglichen Schalterstellungen des überwachten Schalters entsprechen.
In einer Ausführungsform legt der zu überwachende Schalter in beiden Stellungen mit je einer von zwei antiparallelen Dioden je eine Halbwelle einer Wechselspannung auf nur einer Leitung über ein weiteres Paar antiparalleler Dioden auf je einen Umschalter. Liegt der zu überwachende Schalter und der eine Pol der Wechselspannung an Erde, so ist es auf diese Art möglich, mit einer einzigen Leitung von dem zu überwachenden Schalter zu den Umschaltern auszukommen, die Wechselspannung den jeweiligen Betriebs- und Sicherheitsbedingungen anzupassen und die Überwachungsfunktion bis zu den Umschaltern einschließlich auszuüben.
In einer weiteren Ausführungsform ist der zu überwachende Schalter mit je einer Diode in ein- und demselben Zweig einer mit Wechselstrom beaufschlagten Brücke angeordnet, die beiden Diode sind antiparallel geschaltet, und am Ausgang der Brücke ist ein Verstärker vorgesehen, der über zwei weitere antiparallele Dioden die jeweils durchgelassene und verstärkte Halbwelle direkt auf einen dem Vorzeichen der Halbwelle zugeordneten Umschalter legt. Diese Ausführungsform hat den zusätzlichen Vorteil, daß durch Xriechstrom, Erdschluß und dgl.
die Brücke verschoben wird und somit beide Halbwellen verstärkt werden, wie es auch der Fall wäre, wenn die Zuleitungen untereinander Schluß hätten. Bei ungestörtem Betrieb wird aber in der Brücke wegen der Dioden am zu überwachenden Schalter nur eine Halbwelle durchgelassen und verstärkt und durch die weiteren Dioden auf den ihr zugeordneten Umschalter gelegt.
Soweit erforderlich, kann jeweils unmittelbar vor dem Umschalten ein Fotokoppler vorgesehen werden. Dies ist zum Beispiel dann zweckmäßig, wenn eine galvanische Trennung innerhalb des die Schaltbefehle durchführenden Systems und des Überwachungssystems erfolgen soll.
Die Umschalter können als gewöhnliche Relais ausgebildet sein, die durch den zu überwachenden Schalter erregt oder entregt werden und dementsprechend einenStrom aus der gesonderten Stromquelle auf den Arbeits- oder Ruhekontakt legen und damit das Signal, wie oben beschrieben abgeben. Dies hat zwar den Vorteil einer einfachen galvanischen Trennung, jedoch wird es aus Gründen der Raum- und Gewichtsersparnis sowie zur Vermeidung mechanisch bewegter Teile zweckmäßig sein, die Umschalter als elektronische Relais auszubilden, die zum Beispiel unter der Typenbezeichnung TCA 10 im Handel erhältlich sind. Dies ermöglicht auch eine prellfreie Betätigung der Umschalter.
Zum Durchführen der Schaltbefehle oder zur Auslösung des Alarms ist es von Vorteil, mit Hilfe der lögischen Schaltung Transistoren anzusteuern.
Endlich kann mit den Umschaltern eine logische Schaltung beaufschlagt werden1 die entsprechend der anstehenden Schaltzustände entweder den vom überwachten Schalter gegebenen Schaltbefehl durchführt oder eine Alarmanlage auslöst.
Die Figuren zeigen in zum Teil schematischer Darstellung Ausführungsbeispiele von Überwachungsschaltungen nach der Lehre der Erfindung.
In der Ausführungsform nach der Figur 1 liegt der zu überwachende Schalter 1 gegen eine Wechselspannung 2 bei 3 an Erde. Je nach der Stellung des Schalters i wird über eine der antiparallelen Dioden 4 und 5 eine der Halbwellen der Wechselspannung 2 über die Leitung 6 laufen und über eine der antiparallelen Dioden 7 oder 8 bei 11 eines der Relais 9 oder 10 erregen. Durch geeignete Zuordnung von Arbeits-und Ruhekontakten kann entweder ein "Ein't-Signal oder ein Aus-Signal gegeben oder der Alarm ausgelöst werden.
In einer weiteren Ausführungsform enthält der Schalter 12 zwei wechselseitig zu betätigende Kontakte 13 und 14, denen antiparallele Dioden 15 und 16 zugeordnet sind. Er bildet zusammen mit den Widerständen 17 und 18 den Zweig einer Brückenschaltung 19, der bei 20 ein Wechselstrom gegen Erde zugeführt wird und die am Widerstand 21 abgeglichen werden kann. Uber die Widerstände 22 und 23 liegt am Ausgang der Brücke ein Verstärker 24, der je nach dem, welcher der beiden Kontakte 13 oder 14 geschlossen ist, aus der Brücke die positive oder negative Halbwelle erhält, diese verstärkt und je nach ihrem Vorzeichen über die weiteren Dioden 25 und 26 nach Verstärkung über je eine Transistorstufe den Fotokopplern 27 und 28 zuführt.
Der jeweils betätigte Fotokoppler bestimmt den Schaltzustand der als elektronische Relais ausgebildeten und bei 29 und 30 aus der gesonderten Stromquelle gespeisten Umschalter 31 und 32. Die ja nach dem Schaltzustand an der gesonderten Stromquelle liegenden Ausgänge sind bein Umschalter 31 mit A bzw.
Al und beim Umschalter 32 mit B bzw. B' bezeichnet. Diese vier Zuleitungen führen in eine logische Schaltung 33, deren Ausgänge 34 bis 37 zum Ansteuern von Transistorstufen benutzt werden können.
Ist nun bei ordnungsgemäßem Betrieb einer der Kontakte 13 oder 14 geschlossen, so wird der ihm zugeordnete der beiden Umschalter 31 und 32, zum Beispiel der Umschalter 31, die Zuleitung A an die gesonderte Stromquelle legen, während der andere Umschalter, zum Beispiel 32, die Leitung B' an diese Stromquelle legt. Damit wird der logische Undt-Baustein 38 durchgesteuert und der Ausgang 34 zur Funktion gebracht. Bei Änderung des Schaltzustandes am Schalter 12 werden entsprechend die Zuleitungen A' und B an der Stromquelle liegen und damit der logische 'tUndl-Baustein 39 betätigt, und die Zuleitung 35 kann zur Durchführung des Befehles herangezogen werden.
Es sind nun folgende Fehler denkbar: 1. Eine der Schalterstellungen fällt aus oder die ihr zugeordnete Leitung ist unterbrochen. So wird am Verstärkwerausgang kein Signal erscheinen und somit keiner der beiden Fotokoppler betätigt. Dies bewirkt, daß bei dem Umschalten die Zuleitungen Al und B' an der Spannungsquelle liegen und somit der "Und"-Baustein 40 betätigt wird, der über 36 den Alarm auslöst.
2. Besteht im Schalter 12 zwischen den Kontakten 12 und 14 oder zwischen den Adern einer Zuleitung ein Schluß, so werden beide Halbwellen der Wechselspannung auf den Verstärker 24 gegeben, beide Fotokoppler werden betätigt, und an den Umschaltern 31 und 32 liegen die Leitungen A und B an der gesonderten Stromquelle, wodurch der 8Undt-Baustein 41 betätigt wird und bei 37 ein Alarm ausgelöst wird.
3. Wird der Schalter derart deffekt, daß beide Kontakte offen sind, oder fällt der Wechselstrom aus, oder entsteht in beiden Adern der Zuleitung zum Schalter 12 ein Bruch, so gelangt keine der beiden Halbwellen in den Verstärker 24.
Die Fotokoppler 27 und 28 fallen aus, die Umschalter 31 und 32 legen die Leitungen A' und B' an das "Und"-Glied 40, und es gibt Alarm.
4. Tritt ein Erdschluß auf, so ist die Brücke nicht mehr abgeglichen, im Verstärker 13 werden beide Halbwellen verstärkt, und entsprechend 2 erfolgt über das "Und"-Glied 41 bei 37 die Alarmauslösung.
L e e r s e i t e

Claims

P a t e n t a n 5 p r ü c Ii e 1.}Schaltung zur Funkt jonsüb erwachung eines mittelbar wirkenden Schalters, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Schalterstellungen ein Umschalter (9,10; 31,21) zugeordnet ist, deren Schaltzustände charakteristisch für die Stellung des zu überwachenden Schalters (1,12) sind, und die aus einer gesonderten Stromquelle nach ihren Schaltzuständen entweder den vom überwachten Schalter (1,12) gegebenen Schaltbefehl durchführen oder eine Alarmanlage auslösen.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zu überwachende Schalter (1,12) in beiden Stellungen mit je einer von zwei antiparallelen Diode (4,5;15,16) einer Halbwelle einer Wechselspannung (2,20) auf nur einer Leitung über ein weiteres Paar antiparalleler Dioden (7,8;25,26) auf je einen Umschalter legt.
3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zu überwachende Schalter (12) in beiden Stellungen mit je einer Diode (15,16) in ein- und demselben Zweig einer mit Wechselstrom (20) beaufschlagten Brücke (19) liegt und die beiden Dioden (15,16) antiparallel geschaltet sind und daß am Ausgang der Brücke (19) ein Verstärker (24) vorgesehen ist, irüber zwei weitere antiparallele Dioden (25,26) die jeweils durchgelassene und verstärkte Halbwelle direkt auf einen dem Vorzeichen der Halbwelle zugeordneten Umschalter (31,32) legt.
4. Schaltung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar vor dem Umschalter (31,32) je ein Fotokoppler (27,28) vorgesehenist.
5. Schaltung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschalter als Relais (9,10), vorzugsweise elektronische Relais, ausgebildet sind.
6. Schaltung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zum Durchführen der Schaltbefehle oder zur Alarmauslösung Transistoren angesteuert werden.
7. Schaltung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschalter eine logische Schaltung (33) beaufschlagen, die entsprechend den anstehenden Schaltzuständen entweder den vom überwachten Schalter (12) gegebenen Schaltbefehl durchführt oder eine Alarmanlage auslöst.