DE4112625C2 - - Google Patents
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- DE4112625C2 DE4112625C2 DE19914112625 DE4112625A DE4112625C2 DE 4112625 C2 DE4112625 C2 DE 4112625C2 DE 19914112625 DE19914112625 DE 19914112625 DE 4112625 A DE4112625 A DE 4112625A DE 4112625 C2 DE4112625 C2 DE 4112625C2
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- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
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- G01R31/3277—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers of low voltage devices, e.g. domestic or industrial devices, such as motor protections, relays, rotation switches
- G01R31/3278—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers of low voltage devices, e.g. domestic or industrial devices, such as motor protections, relays, rotation switches of relays, solenoids or reed switches
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- Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung der
Funktion einer durch ein externes Magnetfeld von einem
unbetätigten Zustand in einen betätigten Zustand
umschaltbaren, einen Magnetfeld-Sensor und eine zugehörige Sensorelektronik
umfassenden berührungslos arbeitenden, elektronischen
Schalteinrichtung sowie eine Schaltungsanordnung zur
Durchführung dieses Verfahrens.
Beispielsweise können als derartige auf ein externes
Magnetfeld ansprechende Schalteinrichtungen Sensoren mit
einem Hallelement eingesetzt werden. Für die Prüfung
solcher Sensoren ist beispielsweise aus der
EP 04 11 792 A2 eine Vorrichtung zur Funktionsprüfung
bekannt, bei der zwischen das plattenförmige Hallelement
und einen Permanentmagneten ein das Magnetfeld
abblockender Streifen aus Eisen geschoben wird. Dabei
sinkt der aus der Hallsonde gewonnene Strom unter einen
vorbestimmten Wert und eine Anzeigelampe erlischt.
Ferner ist in der US 45 14 687 eine Testschaltung zum
Erkennen von Funktionsfehlern in Hallsensoren beschrieben,
welche aus einem Schaltkreis zur Erzeugung eines magnetischen
Feldes, einer Vergleichsschaltung, einer Speicherschaltung
und einer Anzeigeschaltung besteht. Diese
Testschaltung dient ebenso wie die zuvor angesprochene
Prüfvorrichtung einer reinen, von den Betriebsbedingungen
im Einsatzfall unabhängigen Funktionsprüfung der Sensoren
selbst.
Bei verschiedenen, elektromechanischen Anlagen, wie z. B.
Aufzugsanlagen und Werkzeugmaschinen, werden ferner
einzelne Aktionen, beispielsweise eine Fahrt des Aufzugs
oder die Verstellung, der Antrieb usw. von Elementen der
Werkzeugmaschine zur Bearbeitung eines Werkstücks mit
Hilfe von Schalteinrichtungen überwacht, von denen häufig
mehrere einen bestimmten Schaltzustand haben müssen, um
die beabsichtigte Aktion sicher durchführen zu können.
Insbesondere muß bei einer Aufzugsanlage sichergestellt
sein, daß vor Beginn einer Fahrt des Fahrkorbes und
während der Fahrt desselben alle Türen geschlossen und
mechanisch verriegelt bleiben. Ebenso muß z. B. bei
hydraulischen Auffahrpuffern sichergestellt sein, daß die
Puffer ganz ausgefahren sind, bevor der Fahrkorb im
Normalbetrieb zu einer Fahrt gestartet werden kann.
Bei Anlagen der betrachteten Art werden an den verschie
denen "Sicherheitspunkten", an denen die Position beweg
licher Bauteile, wie z. B. Türen, vor der Einleitung einer
Aktion und ggf. während des Ablaufs derselben überwacht
werden muß, häufig mechanische Sicherheitsschalter
eingesetzt, von denen insbesondere mehrere zu einer
sogenannten "Sicherheitskette" in Reihe geschaltet sind,
so daß die Aktion nur dann gestartet bzw. fortgesetzt
werden kann, wenn sämtliche Sicherheitsschalter bzw.
- allgemeiner gesagt Schalteinrichtungen einen vorge
gebenen Schaltzustand einnehmen.
Bei allen elektromechanischen Sicherheitsschaltern ergeben
sich große Probleme hinsichtlich der Schaffung einwand
freier, elektrischer Kontakte, da die mechanische
Berührung der Kontaktelemente zu einer Kontaktverstellung
führen kann und außerdem die Einstellung des Schaltpunktes
von Anfang an schwierig ist. Darüber hinaus ergibt sich
bei derartigen elektromechanischen Schaltern im Verlauf
des Betriebes ein beträchtlicher Verschleiß und die Gefahr
einer Verschmutzung. Insgesamt können beim Einsatz elek
tromechanischer Sicherheitsschalter leicht Fehlfunktionen
auftreten, die ein Stillsetzen der überwachten Anlage
erzwingen, wobei die Häufigkeit der Fehlfunktionen bei
Sicherheitsketten mit zahlreichen Schaltkontakten erheb
lich ansteigt. Dies hat zur Folge, daß beispielsweise bei
Förderanlagen und Aufzügen ein großer Teil der Betriebs
störungen auf irgendwelche Schalterdefekte zurückzuführen
ist.
Eine gewisse Verbesserung der vorstehend geschilderten
Situation ergibt sich bei Verwendung von elektronischen
Schaltern bzw. Sensoren, die berührungslos betätigt werden
können, beispielsweise durch Annäherung oder Entfernung
eines Magneten. Bei diesen Schaltern ist der Schaltpunkt
im allgemeinen einfacher einzustellen und bleibt auch
während längerer Betriebszeiten stabil. Außerdem entfallen
die Störungsursachen, die bei elektromechanischen Schal
tern auf einen Verschleiß der Kontaktstücke und anderer
beweglicher Bauteile zurückzuführen sind. (Anders als bei
mechanischen Sicherheitsschaltern ist dabei jedoch keine
Zwangsläufigkeit bei Betätigung gegeben). Dennoch wäre es
auch bei diesem Schaltertyp wichtig, die einwandfreie
Funktion prüfen und außerdem im Störfall möglichst einfach
feststellen zu können, welcher Schalter in einer Sicher
heitskette zu einer Fehlfunktion geführt und die Kette
unterbrochen hat. Im Unterschied zu mechanischen Schaltern
kann man aber bei den magnetbetätigten elektronischen
Schaltern den Schaltzustand optisch nicht feststellen, wie
dies bei typischen mechanischen Sicherheitsschaltern der
Fall ist.
Gerade in Aufzugsanlagen wäre eine einfache Prüfmöglich
keit besonders wichtig, da es dort eine große Anzahl von
Sicherheitsschaltern gibt, die im normalen Betrieb nie
betätigt werden, jedoch im Ernstfall funktionieren sollen.
Bei diesen Schaltern wurde bisher eine Funktionsprüfung
häufig nur in großen Zeitabständen durchgeführt, da für
die Prüfung die zu überwachenden Teile bewegt werden
mußten, was um so problematischer war, je ungünstiger der
betreffende Schalter bzw. das betreffende zu überwachende
Teil für einen Monteur zur Prüfung erreichbar war.
Prinzipiell besteht die Möglichkeit, zur Feststellung der
Störungsstelle jede Schalteinrichtung einzeln mit einer
Steuerung zu verbinden, was einen hohen Material- und
Montageaufwand mit sich bringt. Die einzelnen Schaltein
richtungen können auch über Busverbindungen mit der
Steuerung verbunden sein und in diesem Fall in der
gewünschten Reihenfolge bezüglich ihres jeweiligen
Schaltzustandes abgefragt werden, wobei jedoch die Abfrage
mit steigender Anzahl der Sicherheitspunkte immer mehr
Zeit benötigt.
Ausgehend vom Stand der Technik und der vorstehend
erläuterten Problematik, liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung
zur Durchführung desselben anzugeben, welches
bzw. welche während des laufenden Betriebes
die Möglichkeit einer einfachen und schnellen
Prüfung von berührungslos arbeitenden, durch ein externes
Magnetfeld, insbesondere einen Permanentmagneten,
betätigbaren elektronischen Schalteinrichtungen bietet.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs
angegebenen Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß
bei durch das externe Magnetfeld in den betätigten Zustand
geschalteter Schalteinrichtung zu Prüfzwecken ein
weiteres, die Wirkung des externen Magnetfeldes auf die
Schalteinrichtungen kompensierendes Magnetfeld erzeugt
wird, daß der Schaltzustand der Schalteinrichtung beim
Erzeugen des kompensierenden Magnetfeldes geprüft wird und
daß ein einen einwandfreien Zustand der Schalteinrichtung
anzeigendes Signal nur dann erzeugt wird, wenn durch die
Erzeugung des kompensierenden Magnetfeldes eine Rückkehr
der Schalteinrichtung von ihrem betätigten in ihren
unbetätigten Zustand herbeigeführt wird.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat sich
dabei eine Schaltungsanordnung zur Prüfung der Funktion
einer durch ein externes Magnetfeld von einem unbetätigten
Zustand in einen betätigten Zustand umschaltbaren, einen
Magnetfeld-Sensor und eine zugehörige Sensorelektronik
umfassenden, berührungslos arbeitenden elektronischen
Schalteinrichtung bewährt, die dadurch gekennzeichnet ist,
daß
der elektronischen Schalteinrichtung eine Magnetspule
zugeordnet ist, daß die Sensorelektronik derart ausge
bildet ist, daß die Magnetspule durch sie mit einem
Erregerstrom beaufschlagbar ist, und daß der Sensor
elektronik Prüfeinrichtungen zugeordnet sind, durch die
nur dann ein einen einwandfreien Zustand der Schaltein
richtung anzeigendes Signal erzeugbar ist, wenn sich der
Schaltzustand der Schalteinrichtung bei Auslösung eines
Erregerstroms durch die Magnetspule vom betätigten Zustand
in den unbetätigten Zustand ändert.
Es ist ein besonderer Vorteil von Verfahren und
Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung, daß durch die
Erzeugung des kompensierenden Magnetfelds für die Schalt
einrichtung ein Zustand simuliert werden kann, der einer
Entfernung des externen Magnetfeldes aus dem Erfassungs
bereich der Schalteinrichtung entspricht, so daß es
nunmehr möglich ist, bei der Prüfung der Schalteinrichtung
auf die körperliche Entfernung des üblicherweise das
externe Magnetfeld erzeugenden Permanentmagneten durch
entsprechendes Bewegen des ihn tragenden, zu überwachenden
Teils zu verzichten.
In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat es
sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Erzeugung des
kompensierenden Magnetfeldes jeweils vor der Einleitung
einer durch die Schalteinrichtung überwachten Aktion
erfolgt, da durch diese Maßnahme, beispielsweise bei einer
Aufzugsanlage, vor jedem Antriebsanlauf jede Schaltein
richtung der Sicherheitskette auf ihre einwandfreie
Funktion geprüft werden kann, wodurch sich eine wesent
liche Erhöhung der Sicherheit der zu überwachenden Anlage
ergibt. Dabei kann das Schaltsignal für den Prüfvorgang in
einfacher Weise aus dem Schaltsignal einer von einem
Benutzer betätigten Funktionstaste oder einer anderen die
betreffende Aktion aufrufenden Schalteinrichtung
abgeleitet werden.
Ferner hat es sich in Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens als vorteilhaft erwiesen, wenn die Erzeugung
des kompensierenden Magnetfeldes durch gesteuerte Speisung einer der
Schalteinrichtung individuell zugeordneten Magnetspule
erfolgt, da für die elektronische Schalteinrichtung in
diesem Fall keine beweglichen Teile erforderlich sind. Es
wäre aber auch denkbar, einen der Schalteinrichtung zuge
ordneten Permanentmagneten, der sich normalerweise in
einer unwirksamen Position befindet, in Abhängigkeit von
einem Prüfbefehl in eine wirksame Position bezüglich des
eigentlichen Sensorelementes der Schalteinrichtung zu
bewegen, beispielsweise dann, wenn der betreffenden
elektronischen Schalteinrichtung ohnehin zur Übertragung
einer hohen elektrischen Leistung ein Relais oder
dergleichen zugeordnet ist.
In vorteilhafter Ausgestaltung einer Schaltungsanordnung
gemäß der Erfindung ist es ferner günstig, wenn die
Magnetspule, der Sensor und die Sensorelektronik in einem
gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, da hierdurch einer
seits die Montage und Verdrahtungsprobleme verringert
werden, während andererseits bei der hohen Empfindlichkeit
magnetischer Sensoren und dem geringen Abstand, in dem
eine solche Magnetspule von dem eigentlichen Sensorelement
angebracht werden kann, die Abmessungen der Magnetspule
bzw. deren Platzbedarf nur minimal sind, da das gewünschte
kompensierende Magnetfeld beispielsweise mit einer oder
einigen wenigen Spulenwindungen erzeugt werden kann, die
gegebenenfalls als Elemente einer gedruckten Schaltung
hergestellt werden können.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden
nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein stark schematisiertes Prinzipschalt
bild einer elektronischen Schaltein
richtung zur Durchführung des erfindungs
gemäßen Verfahrens;
Fig. 2 eine detailliertere Darstellung der
Schalteinrichtung gemäß Fig. 1
und
Fig. 3 ein schematisches Schaltbild eines
Sicherheitskreises einer Aufzugsteuerung
mit mehreren zu einer Sicherheitskette
verbundenen elektronischen Schaltein
richtungen gemäß der Erfindung.
Im einzelnen zeigt Fig. 1 schematisch eine erfindungs
gemäße Überwachungseinrichtung in Form einer berührungslos
arbeitenden, elektronischen Schalteinrichtung mit einer
Sensorelektronik 10 und einem beispielsweise ein Hall
element umfassenden Magnetfeld-Sensor 12, welcher auf ein
externes Magnetfeld anspricht. Dieses externe Magnetfeld
kann beispielsweise von einem Permanentmagneten 14 erzeugt
werden, welcher üblicherweise an einem beweglichen, zu
überwachenden Bauteil 15, nämlich beispielsweise einer
Aufzugtür, angebracht ist. Solange sich der Sensor 12
außerhalb des Wirkungsbereichs des von dem Permanent
magneten 14 erzeugten externen Magnetfelds befindet,
liefert der Sensor 12 ein Signal, bei dem ein mit
gestrichelten Linien angedeuteter elektronischer (Um-)
Schalter 48 der Sensorelektronik 10 in einem
"unbetätigten" Zustand gehalten wird, insbesondere im
geöffneten Zustand. Wenn sich der Permanentmagnet 14 dann
ausgehend von dem zuvor beschriebenen Zustand dem Sensor
12 bis auf einen vorgegebenen Mindestabstand nähert, dann
wird der genannte Schalter in seinen "betätigten" Zustand,
insbesondere in seinen geschlossenen Zustand,
umgeschaltet, so daß an einem Ausgang A der
Sensorelektronik 10 und damit der Schalteinrichtung
insgesamt ein entsprechendes Steuersignal abgegeben
wird, welches anzeigt, daß sich das bewegliche Bauteil 15
mit dem Permanentmagneten 14 in der für die Durchführung
einer bestimmten Aktion, insbesondere aus
Sicherheitsgründen, geforderten Position befindet.
Um nun bei einer elektronischen Schalteinrichtung der
betrachteten Art eine Prüfmöglichkeit zu schaffen, die es
gestattet, das einwandfreie Arbeiten dieser elektronischen
Schalteinrichtung zu überprüfen, ist eine Magnetspule 16
vorgesehen, die so dimensioniert und bezüglich des Sensors
12 derart angeordnet ist, daß mit ihrer Hilfe im Bereich
des Sensors 12 ein Magnetfeld erzeugbar ist, welches die
Wirkung des im Erfassungsbereich des Sensors 12
vorhandenen Magnetfelds des Permanentmagneten 14
kompensieren kann.
Wenn sich nunmehr der Permanentmagnet 14 in seiner in Fig.
1 gezeigten Position vor dem Sensor 12 befindet und die
elektronische Schalteinrichtung folglich ihren betätigten
Zustand einnimmt, dann kann mit Hilfe der Sensorelektronik
10 erfindungsgemäß ein solcher Erregerstrom für die
Magnetspule 16 erzeugt werden, daß sich die Magnetfelder
des Permanentmagneten 14 einerseits und der Magnetspule 16
andererseits im Erfassungsbereich des Sensors 12 kompen
sieren, was bedeutet, daß der Einfluß des Permanentmagne
ten auf den Sensor 12 aufgehoben wird, so daß aufgrund der
Ansteuerung der Magnetspule 16 die Schalteinrichtung für
die Dauer der Ansteuerung der Magnetspule 16 in ihren
unbetätigten Zustand übergehen muß, wenn ihre Elemente
einwandfrei arbeiten. Zur Prüfung der einwandfreien
Funktion der elektronischen Schalteinrichtung muß also
lediglich festgestellt werden, ob ausgehend vom betätigten
Zustand der Schalteinrichtung für die Dauer der Erregung
der Magnetspule 16 der unbetätigte Zustand der Schalt
einrichtung herbeiführbar ist. Nur wenn dies tatsächlich
der Fall ist, kann von einer einwandfreien Funktion der
elektronischen Schalteinrichtung und des aktiven
Sensorelements ausgegangen werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die betrachtete
Schalteinrichtung so ausgebildet ist, daß die Funktions
prüfung jeweils vor der Einleitung einer durch die
Schalteinrichtung überwachten Aktion erfolgt, wobei in
Abhängigkeit von der geplanten Aktion ein entsprechendes
Signal an einen Eingang E der Sensorelektronik 10 angelegt
wird, um eine entsprechende Ansteuerung der Magnetspule 16
herbeizuführen. Gegebenenfalls kann die Funktionsprüfung
aber auch periodisch in geeigneten kurzen Abständen
erfolgen, wobei der Takt für die Prüfvorgänge mittels
eines geeigneten Taktgenerators in der Sensorelektronik
selbst erzeugt werden kann.
Während vorstehend davon ausgegangen wurde, daß bei der
Funktionsprüfung der Permanentmagnet 14 eine solche Lage
einnehmen muß, daß die Schalteinrichtung sich in ihrem
betätigten Zustand befindet, wird aufgrund der voraus
gehenden Erläuterung deutlich, daß durch das Vorhandensein
der Magnetspule 16 auch dann, wenn sich der Sensor 12
außerhalb des Einwirkungsbereiches des Magnetfeldes des
Permanentmagneten 14 befindet, Prüfmöglichkeiten gegeben
sind. Wenn nämlich der Sensor 12 nicht durch das externe
Magnetfeld des Permanentmagneten 14 beeinflußt wird, dann
muß das Fließen eines Erregerstroms durch die Magnetspule
16 dazu führen, daß die Schalteinrichtung vom unbetätigten
Zustand in den betätigten Zustand umgeschaltet wird, da ja
in diesem Fall das dem Magnetfeld der Spule entgegen
wirkende Magnetfeld des Permanentmagneten 14 fehlt. Somit
läßt sich eine Funktionsprüfung für die Schalteinrichtung
beispielsweise auch bei einer geöffneten Aufzugtüre
durchführen, wenn sich der an der Türe angebrachte
Permanentmagnet 14 in einer bezüglich des Sensors 12
unwirksamen Position befindet.
Wie Fig. 2 zeigt kann bei der praktischen Realisierung
einer erfindungsgemäßen Schalteinrichtung zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Sensor 12 verwendet
werden, welcher einen Hallsensor 18 in Form eines
integrierten Schaltkreises mit Open-drain-Ausgang und
einen damit verbundenen Pull-up-Widerstand 20 umfaßt. Dabei
ist der eine Anschluß dieses Widerstandes 20 mit einer
Anschlußklemme verbunden, an der eine Versorgungsspannung
VDD anliegt, während der andere Anschluß an einen
Schaltungspunkt 22 angeschlossen ist, der einen Eingang
einer internen Steuerschaltung 24 der Sensorelektronik 10
bildet. Die Steuerschaltung 24, welche Bestandteil der
Sensorelektronik 10 ist, liefert ein Ausgangssignal für
einen Ansteuerblock 26, dem ein zweites Eingangssignal zur
Aktivierung der Magnetspule 16 über eine Signalleitung 28
zuführbar ist, die über eine entsprechende Eingangs
schaltung 30 mit einer übergeordneten Steuerung, nämlich
einer Bussteuerung 32 (vgl. Fig. 3), verbindbar ist und
ausgangsseitig über eine Ausgangsschaltung 34 mit weiteren
Sensorelektronik-Schaltungen verbindbar ist, die zu
weiteren berührungslos arbeitenden elektronischen
Schalteinrichtungen gehören.
In Abhängigkeit von den Signalen an seinen Eingängen
liefert der Ansteuerblock 26 ein Steuersignal, durch
welches ein Transistor 36 leitend gesteuert wird, so daß
ein Strom durch die Erregerwicklung 38 der Magnetspule 16
fließen kann, wobei der Erregerwicklung 38 in konven
tioneller Weise eine Freilaufdiode 40 parallel geschaltet
ist.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Schalteinrichtung umfaßt die
Sensorelektronik 10 ferner eine Dateneingangsleitung 42
und eine Datenausgangsleitung 44, wobei diese beiden
Leitungen jeweils mit einer Eingangsschaltung und einer
Ausgangsschaltung versehen sind. Die Dateneingangsleitung
42 stellt dabei einen von der Bussteuerung 32 (Fig. 3)
ausgehenden, aufsteigenden Datenpfad dar, über den die
Sensorelektronik-Schaltungen 10 aller zu einer Sicher
heitskette gehörenden Schalteinrichtungen zusammenge
schlossen sind. Die Signalleitung 28 und die
Dateneingangsleitung 42 mit ihren zugeordneten
Eingangsschaltungen entsprechen also dem in Fig. 1 nur
schematisch angedeuteten Eingang E. In entsprechender
Weise stellt die Datenausgangsleitung 44, die dem Ausgang
A in Fig. 1 entspricht, einen von den angeschlossenen
Schalteinrichtungen zu der Bussteuerung 32 zurückführenden
Datenpfad dar. Die Dateneingangsleitung 42 ist mit einem
Empfangsteil 46 verbunden, der die über die Datenein
gangsleitung 42 laufenden Daten abtastet und ein
Eingangsregister bildet. Dabei ist der Empfangsteil 46
ergänzend mit einem an die Steuerschaltung 24
angeschlossenen Eingang versehen. In die Datenaus
gangsleitung 44 ist eine Umschalteinrichtung bzw. ein
Umschalter 48 eingefügt, welcher unter Steuerung durch das
Ausgangssignal eines Oder-Gatters 50, dessen zwei Eingänge
mit dem Schaltungspunkt 22 bzw. mit einem Ausgang eines
Sendeteils 52 verbunden sind, entweder den Datenausgang
des Sendeteiles 52, welcher Status- und Adressensignale
liefert, oder die Eingangsseite der Datenausgangsleitung
44 mit deren Ausgangsseite verbindet. Der Sendeteil 52 ist
dabei über einen weiteren Ausgang und einen weiteren
Eingang mit der Steuerschaltung 24 verbunden. Wie in Fig.
2 angedeutet, umfaßt die Sensorelektronik 10 einen
Taktgenerator 54 und wird im übrigen aus einer schematisch
angedeuteten Spannungsversorgung 56 gespeist, die aus
einer gegebenenfalls ungeregelten Eingangsspannung von 24
V die geregelte Versorgungsspannung VDD von z. B. 5 V
erzeugt. Die Spannung VDD liegt außer an dem Sensor 12
auch an der Magnetspule 16.
Bei der betrachteten Schalteinrichtung wird der
Open-drain-Ausgang des Hallsensors 18 bei fehlendem
magnetischen Feld über den Widerstand 20 auf die
Versorgungsspannung VDD gezogen und bei vorhandenem
Magnetfeld auf Bezugspotential. Diese Spannungen liegen am
Schaltungspunkt 22. Wenn nun bei zunächst betätigter
Schalteinrichtung, d. h. ausgehend von einem Zustand, in
dem der Permanentmagnet 14 auf den Sensor 18 einwirkt und
der Schaltungspunkt 22 auf Bezugspotential liegt, ein
Erregerstrom durch die Magnetspule 16 fließt, dann wird
dadurch das zuvor vorhandene Magnetfeld am Sensor 18
kompensiert, so daß an den Schaltungspunkt 22 die Spannung
VDD geliefert wird. Dieser Signalwechsel zeigt ein
einwandfreies Funktionieren des Sensors 18 als wichtigstem
Teil der Schalteinrichtung an.
Fig. 3 zeigt, wie die Sensorelektronik-Schaltungen 10.1
bis 10.n von n prüfbaren elektronischen Schalteinrich
tungen zu einer Sicherheitskette geschaltet und mit der
eine übergeordnete Steuerung bildenden, zugeordneten
Bussteuerung 32 verbunden sind, um einen Schalter 58 in
einem Motorschaltkreis 60 zu betätigen. Im einzelnen sind
n Sensorelektronik-Schaltungen 10.1, 10.2 bis 10.n
vorgesehen, denen, wie für die Schalteinrichtung gemäß
Fig. 2 erläutert, jeweils ein Sensor 12.1 bis 12.n und
eine Magnetspule 16.1 bis 16.n zugeordnet sind, wobei
jeder Sensor mit einem Permanentmagneten 14.1 bis 14.n
zusammenwirkt. Die Permanentmagneten 14.1 bis 14.n sind
bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 jeweils mit einer
Türe 15.1 bis 15.n als beweglichem zu überwachenden
Bauteil verbunden. Über die Leitungen 28 und 42 können die
einzelnen Magnetspulen 16.1 bis 16.n zu Prüfzwecken
aktiviert werden, um festzustellen, ob die zugehörigen
Schalteinrichtungen einwandfrei arbeiten. Dabei wird an
die Leitung 28, wenn eine Funktionsprüfung erfolgen soll,
ein Spulenaktivierungssignal angelegt, während die
einzelnen Schalteinrichtungen bzw. Sensorelektronik-
Schaltungen über die Leitung 42 adressenmäßig aufgerufen
werden. Über die Leitung 44 erfolgt die Rückmeldung über
die einwandfreie Funktion der einzelnen Schalteinrich
tungen und über deren Schaltzustand. Wenn alle Schaltein
richtungen einwandfrei arbeiten und alle Türen die
richtige Position einnehmen, kann über die Bussteuerung
32, die gegebenenfalls mit weiteren, zu anderen
Sicherheitskreisen gehörenden Bussteuerungen verbunden
sein kann, wie dies in Fig. 3 durch Paare von Eingangs-
und Ausgangsleitungen für die Bussteuerung 32 angedeutet
ist, die Betätigung des Schalters 58 des Motorschalt
kreises 60 erfolgen, so daß das in diesem Schaltkreis
liegende Motorschütz 64 anzieht und über seinen Schalt
kontakt 64a den Motorstromkreis 66 schließt, in dem ein
Motor 68 und eine Spannungsquelle 70 in Reihe geschaltet
sind.
Eine nähere Betrachtung des Schaltbilds gemäß Fig. 3 macht
deutlich, daß die miteinander verbundenen Teilstücke der
Leitung 42 und die miteinander verbundenen Teilstücke der
Leitung 44 zusammen mit einer Querverbindung 43 zwischen
der Dateneingangsleitung 42 und der Datenausgangsleitung
44 der von der Bussteuerung 32 am weitesten entfernten
Sensorelektronik 10.n unter der Voraussetzung, daß die
Schalter 48 sämtlich eine solche Lage einnehmen, daß sie
eine durchgehende Verbindung schaffen, eine geschlossene
Schleife bilden. Diese Schleife kann als
Überwachungsschleife dienen, deren aufsteigender Zweig
eingangsseitig mit einem Ausgang der Bussteuerung 32
verbunden ist und deren zurückführender Zweig an seinem
Ende mit einem Eingang der Bussteuerung 32 verbunden ist.
Über diese Überwachungsschleife kann von der Bussteuerung
32 ein Dauersignal gesendet werden, dessen Vorhandensein
am zurückführenden Zweig der Schleife überwacht wird, so
daß im Endeffekt eine Art Ruhestromschleife vorhanden ist.
Wenn die Bussteuerung 32 anstelle eines einfachen
Dauersignals, wie z. B. eines bestimmten
Gleichspannungspegels, eine Folge digitaler Signale auf
die Überwachungsschleife ausgibt, dann wird eine "digitale
Ruhestromschleife" erhalten, die besonders vorteilhafte
Überwachungsmöglichkeiten bietet, wobei von der
Bussteuerung 32 überprüft wird, ob die auf dem
zurückkehrenden Zweig empfangene Signalfolge der
gesendeten Signalfolge entspricht.
Die in Fig. 3 gezeigte Schaltungsanordnung kann in
weiterer Ausgestaltung der Erfindung dahingehend ergänzt
werden, daß zwischen dem oberen Ende des aufsteigenden
Zweigs und dem Anfang des absteigenden Zweigs in die
Querverbindung 43 zwischen den beiden Zweigen, wie
gestrichelt angedeutet, ein Signalumsetzer 72 eingefügt
wird, durch den die über den aufsteigenden Zweig der
Überwachungsschleife eintreffende Folge digitaler Signale
in definierter Weise in eine geänderte digitale
Signalfolge umgesetzt wird. Dadurch wird es insbesondere
auch möglich, solche Fehler zu erfassen, die auf einer
unerwünschten Querverbindung zwischen dem aufsteigenden
und dem absteigenden bzw. zurückführenden Zweig der
Überwachungsschleife basieren. Solche Querverbindungen
können beispielsweise bei Kurzschlüssen in den einzelnen
Sensorelektronik-Schaltungen entstehen.
Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß durch
die Prüfbarkeit der einzelnen Schalteinrichtungen eine
erhebliche Verbesserung der Sicherheit erreicht wird, ohne
daß die mit den Permanentmagneten versehenen beweglichen
Teile zum Zwecke der Prüfung eigens in eine andere
Position gebracht werden müßten. Außerdem wird deutlich,
daß die Sensorelektronik jeder der Schalteinrichtungen mit
Vorteil so ausgebildet werden kann, daß die Möglichkeit
besteht, die Sensorelektronik-Schaltungen aller zu einem
Sicherheitskreis gehörenden Schalteinrichtungen eingangs
seitig und ausgangsseitig in Reihe zu schalten und über
eine gemeinsame Bussteuerung zu steuern.
Claims (6)
1. Verfahren zur Prüfung der Funktion einer durch ein
externes Magnetfeld von einem unbetätigten Zustand in
einen betätigten Zustand umschaltbaren, einen Magnet
feld-Sensor und eine zugehörige Sensorelektronik
umfassenden, berührungslos arbeitenden, elektronischen
Schalteinrichtung,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei durch das externe Magnetfeld in den betätigten Zustand geschalteter Schalteinrichtung zu Prüfzwecken ein weiteres, die Wirkung des externen Magnetfeldes auf die Schaltein richtung kompensierendes Magnetfeld erzeugt wird,
daß der Schaltzustand der Schalteinrichtung beim Erzeugen des kompensierenden Magnetfeldes geprüft wird und
daß ein einen einwandfreien Zustand der Schalteinrich tung anzeigendes Signal nur dann erzeugt wird, wenn durch die Erzeugung des kompensierenden Magnetfeldes eine Rückkehr der Schalteinrichtung von ihrem betätig ten in ihren unbetätigten Zustand herbeigeführt wird.
daß bei durch das externe Magnetfeld in den betätigten Zustand geschalteter Schalteinrichtung zu Prüfzwecken ein weiteres, die Wirkung des externen Magnetfeldes auf die Schaltein richtung kompensierendes Magnetfeld erzeugt wird,
daß der Schaltzustand der Schalteinrichtung beim Erzeugen des kompensierenden Magnetfeldes geprüft wird und
daß ein einen einwandfreien Zustand der Schalteinrich tung anzeigendes Signal nur dann erzeugt wird, wenn durch die Erzeugung des kompensierenden Magnetfeldes eine Rückkehr der Schalteinrichtung von ihrem betätig ten in ihren unbetätigten Zustand herbeigeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Erzeugung des kompensierenden Magnetfeldes jeweils
vor der Einleitung einer durch die Schalteinrichtung
überwachten Aktion erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Erzeugung des kompensierenden
Magnetfeldes durch gesteuerte Speisung einer der
Schalteinrichtung individuell zugeordneten Magnetspule
erfolgt.
4. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens
nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Prüfung der
Funktion einer durch ein externes Magnetfeld von einem
unbetätigten Zustand in einen betätigten Zustand
umschaltbaren, einen Magnetfeld-Sensor und eine
zugehörige Sensorelektronik umfassenden, berührungslos
arbeitenden, elektronischen Schalteinrichtung,
dadurch gekennzeichnet,
daß der elektronischen Schalt einrichtung eine Magnetspule (16) zugeordnet ist,
daß die Sensorelektronik (10) derart ausgebildet ist, daß die Magnetspule (16) durch sie mit einem Erreger strom beaufschlagbar ist und
daß der Sensorelektronik (10) Signalerzeugungseinrichtungen zugeordnet sind, durch die nur dann ein einen einwandfreien Zustand der Schalteinrichtung anzeigendes Signal erzeugbar ist, wenn sich der Schaltzustand der Schalteinrichtung bei Auslösung eines Erregerstroms durch die Magnetspule (16) vom betätigten Zustand in den unbetätigten Zustand ändert.
daß der elektronischen Schalt einrichtung eine Magnetspule (16) zugeordnet ist,
daß die Sensorelektronik (10) derart ausgebildet ist, daß die Magnetspule (16) durch sie mit einem Erreger strom beaufschlagbar ist und
daß der Sensorelektronik (10) Signalerzeugungseinrichtungen zugeordnet sind, durch die nur dann ein einen einwandfreien Zustand der Schalteinrichtung anzeigendes Signal erzeugbar ist, wenn sich der Schaltzustand der Schalteinrichtung bei Auslösung eines Erregerstroms durch die Magnetspule (16) vom betätigten Zustand in den unbetätigten Zustand ändert.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Magnetspule (16), der Sensor
(18) und die Sensorelektronik (10) in einem gemein
samen Gehäuse angeordnet sind.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5 mit
mehreren zu einer Sicherheitskette verbundenen
elektronischen Schalteinrichtungen, dadurch gekenn
zeichnet, daß eine übergeordnete Steuerschaltung (32)
derart ausgebildet ist, daß mit ihrer Hilfe
gleichzeitig ein Erregerstrom für die Magnetspulen
(16) mehrerer gemeinsam eine bestimmte Aktion
überwachender Schalteinrichtungen auslösbar ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914112625 DE4112625A1 (de) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | Verfahren und schaltungsanordnung zur pruefung der funktion einer schalteinrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914112625 DE4112625A1 (de) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | Verfahren und schaltungsanordnung zur pruefung der funktion einer schalteinrichtung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4112625A1 DE4112625A1 (de) | 1992-10-22 |
DE4112625C2 true DE4112625C2 (de) | 1993-05-13 |
Family
ID=6429833
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19914112625 Granted DE4112625A1 (de) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | Verfahren und schaltungsanordnung zur pruefung der funktion einer schalteinrichtung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4112625A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE29722739U1 (de) | 1997-12-23 | 1998-03-12 | Feig electronic GmbH, 35781 Weilburg | Sicherheitsdetektor |
Families Citing this family (2)
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FR2812962B1 (fr) | 2000-08-08 | 2004-09-24 | Schneider Electric Ind Sa | Appareil electrique comportant un dispositif de controle, support et dispositif de surveillance pour un tel appareil, et installation electrique les comportant |
DE10326988B3 (de) * | 2003-06-12 | 2005-04-28 | Knorr Bremse Systeme | Messvorrichtung mit einem Messfühler |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US4514687A (en) * | 1982-07-07 | 1985-04-30 | Gte Automatic Electric Incorporated | Hall effect device test circuit |
US5032791A (en) * | 1989-08-04 | 1991-07-16 | A & E Manufacturing Co., Inc. | Apparatus for testing Hall effect device |
-
1991
- 1991-04-18 DE DE19914112625 patent/DE4112625A1/de active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE29722739U1 (de) | 1997-12-23 | 1998-03-12 | Feig electronic GmbH, 35781 Weilburg | Sicherheitsdetektor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE4112625A1 (de) | 1992-10-22 |
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