Meldungserfassungsschaltung für ein Meldesignal

Abstract

 Um die bei Meldekontakten (3a bis 3n) auftretenden Leckwiderstände zu berücksichtigen, wird vorgeschlagen, das von einem Meldekontakt (3a bis 3n) gebildete Signal zusammen mit einem Referenzsignal auf eine Vergleichsschaltung (7) zu führen. Der Ausgang der Vergleichsschaltung (7) führt dann ein Signal, das dem Schaltzustand des Meldekontaktes (3a bis 3n) entspricht. Bevorzugt sind die Signale mehrerer Meldekontakte (3a bis 3n) auf eine Multiplexerschaltung (15,17) geführt, deren Ausgangssignal auf die Vergleichsschaltung (7) geführt ist. In einer weiteren Ausgestaltung ist das Ausgangssignal der Vergleichsschaltung (7) über ein Potentialtrennglied (21) auf eine Steuer- und Verarbeitungseinrichtung (23) mit Prozessor geführt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Meldungserfassungsschaltung für ein von einem Meldekontakt erzeugbares Signal.

[0002] In der Steuerungstechnik ist es bekannt, die von Meldekontakten erzeugten Meldesignale einer Erfassungsschaltung zuzuführen. Eine derartige Erfassungsschaltung kann in einem einfachen Fall aus einem selbsthaltenden Relais bestehen. Bei heutigen Lösungen wird üblicherweise je Meldekontakt ein Optokoppler vorgesehen, der gleichzeitig eine Potentialtrennstelle bildet.

[0003] Bei derartigen Erfassungsschaltungen besteht das Problem, daß im Falle von Leckwiderständen an den Meldekontakten nicht eindeutige Meldesignale anstehen. Eine eindeutige Erfassung einer Meldung ist daher nicht möglich. Darüber hinaus sind übliche Erfassungsschaltungen bauteileaufwendig, da der Bauteilaufwand proportional den Erfassungskanälen ist. Die hohe Anzahl von Bauteilen verursacht auch eine relativ schlechte MTBF.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Erfassungsschaltung anzugeben, bei der die obengenannten Nachteile vermieden werden.

[0005] Die Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen den Anspruchs 1. Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird ein vom Meldekontakt gebildetes Signal, das aufgrund von nicht eindeutigen Schaltzuständen am Meldekontakt unklar ist, in ein eindeutiges Meldesignal überführt. Unklare Schaltzustände am Meldekontakt können z.B. durch Alterung und Bildung von Leckwiderständen am Meldekontakt entstehen. Die Vergleichsschaltung kann nach Art einer Meßbrücke ausgebildet sein, wobei der Meldekontakt in einem Pfad einer Widerstandsmeßbrücke liegt.

[0006] Es ist günstig, wenn der Meldekontakt mit einer Gleichspannungsquelle verbunden und das Referenzsignal ein Gleichsignal ist. Das Gleichsignal kann dabei von der Gleichspannungsquelle erzeugt werden. Auf diese Weise ergibt sich eine besonders einfache Ausbildung der Erfassungsschaltung.

[0007] Es ist günstig, wenn das Signal und weitere von weiteren Meldekontakten gebildete Signale auf eine Multiplexerschaltung geführt sind, deren Ausgang mit dem Signaleingang der Vergleichsschaltung verbunden ist. Auf diese Weise kann der schaltungstechnische Aufwand stark reduziert werden. Für alle Kanäle der Erfassungsschaltung ist eine gemeinsame Verarbeitung vorgesehen. Die Parallelstruktur der Meldeerfassung wird auf eine Serienstruktur reduziert. Dabei kann das Gleichsignal ebenfalls auf einen Kanal der Multiplexerschaltung geführt sein und als Informationssignal dienen. Einerseits kann das das Gleichsignal als Informationsimpuls innerhalb des vom Multiplexer gebildeten Signaltelegramms dienen. Andererseits kann es auch als Information dafür dienen, ob die für den Meldekontakt erforderliche Spannungsversorgung, also das Gleichsignal, überhaupt vorhanden ist.

[0008] Der Multiplexerschaltung kann ein Potentialtrennglied nachgeschaltet sein, das auf eine Steuer- und Verarbeitungseinrichtung geführt ist. Gegenüber früheren Ausführungen braucht auf diese Weise nur noch ein Potentialtrennglied für alle Meldekanäle vorgesehen werden. Dadurch wird die Anzahl der dabei verwendeten Optokoppler drastisch reduziert. Mittels der Abtastung des Gleichsignals kann auch gleichzeitig ein Ausfall des Potentialtrenngliedes erkannt werden.

[0009] Von der Steuer- und Verarbeitungseinrichtung kann ein Synchronisiersignal über das erste oder ein zweites Potentialtrennglied an die Multiplexerschaltung geführt sein. Dadurch ist auch ein synchronisiertes Erfassen der Meldesignale möglich. Bevorzugt ist die Erfassungsschaltung als Baugruppe, insbesondere als Digitaleingabebaugruppe eines Meldesystems oder einer programmierbaren Steuereinrichtung ausgebildet. Die Steuer- und Verarbeitungseinrichtung weist dazu bevorzugt einen Prozessor auf.

[0010] Durch die erfindungsgemäße Lösung kann die Parallelstruktur der Meldeerfassung durch eine serielle ersetzt werden. Auf dem Potential des Meldesignals befindet sich die Multiplexerschaltung mit einem Steuerwerk. Die Schaltzustandsinformationen der Meldekontakte werden nach ihrer Auswertung im Vergleicher seriell über ein einziges Potentialtrennglied zum Prozessor übermittelt. Bevorzugt kann dabei der Prozessor zu jedem Abtastintervall der Multiplexerschaltung einen Synchronisierimpuls an das Steuerwerk geben. Es braucht also keine Kanalinformation für eine Weiterverarbeitung der einzelnen Meldekanäle übertragen werden. Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erzielt:

• Es wird eine verbesserte Signalerfassung erzielt.
• Die Signalerfassung berücksichtigt Qualitätsmängel an den Meldekontakten.
• Die Anzahl der verwendeten Bauteile wird reduziert.
• Die gesamte Signalerfassung ist praktisch auf einem Potential und erlaubt Dickschichttechnik sowie einen ASIC.
• Die Anzahl der Optokoppler ist drastisch reduziert, beispielsweise bei einer 16er Wurzelung von 16 auf 2. Die wenigen verbleibenden Optokoppler werden nur mit relativ kleiner Einschaltdauer betrieben und haben als Folge geringerer Sperrschichttemperatur eine bessere MTBF.

[0011] Bei jenem Impuls, bei dem die Meldekontakt-Versorungsspannung abgetastet wird, muß ein Impuls zum Prozessor kommen. Der Ausfall eines Optokopplers kann damit erkannt werden. Dank der Einbeziehung der vollen Meldspannung in die Erfassung ist die Kennlinienstreuung des Optokopplerkanales eliminiert. Dadurch läßt sich auch die Anzahl der verschiedenen Spannungsausführungen und Polaritäten reduzieren. Im günstigsten Fall kann eine einzige Baugruppe für alle möglichen Spannungs- und Polaritätskombinationen verwendet werden. Im übrigen kann durch die gute Linearität und Reproduzierbarkeit der Erfassungskennlinien die Verzögerung des Gehens einer Meldung infolge von Leitungskapazitäten durch eine mehrfache Erfassung bei unterschiedlichen Schwellen berechnet werden. Die Genauigkeit der Erfassung wird dadurch zusätzlich erhöht.

[0012] Die Erfindung und weitere Vorteile werden nachfolgend beispielhaft anhand eines Ausführungsbeispieles und der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

FIG 1 eine Erfassungsschaltung.

[0013] In der FIG 1 ist eine Erfassungsschaltung 1a für einen Meldekanal a gezeigt. Der Meldekanal a weist einen Meldekontakt 3a auf, welcher mit einer Gleichspannungsquelle 5 verbunden ist. Der Bereich A kann dabei einer Anlage, insbesondere einer Schaltanlage eines Energieversorgungsnetzes, zugeordnet sein, in der ein vorgegebenes Ereignis oder eine Information mittels des Meldekontaktes 3a erfaßt werden soll. Der Bereich B kann dabei an einer zentralen Stelle, getrennt von dem Ort der Meldungserfassung, z.B. in einer Steuerwarte angeordnet sein. Mit C ist eine Schnittstelle bezeichnet, die beispielsweise als Rangierverteiler ausgebildet ist.

[0014] Ein vom Meldekontakt 3a erzeugtes Signal wird auf einen Eingang eines Vergleichers 7 geführt. Ein zweiter Eingang des Vergleichers 7 ist dabei mit einem Referenzsignal beaufschlagt. Das Referenzsignal wird von einem von Widerständen gebildeten Spannungsteiler 9 erzeugt. Dieser kann von einer Spannungsversorgung 11 oder alternativ auch direkt von der Gleichspannungsquelle 5 versorgt sein. Zur Anpassung sowie zur Verbesserung des Erfassungsverhaltens kann das Signal des Meldekontaktes 3a über ein Netzwerk 13a auf den Vergleicher 7 geführt sein. Das Netzwerk 13a umfaßt dabei im wesentlichen einen Spannungsteiler und/oder ein RC-Glied.

[0015] Zur Bildung von mehreren Meldekanälen a bis n können zusätzliche Meldekontakte 3b bis 3n mit jeweiligen Netzwerken 13b bis 13n vorgesehen werden. Dabei werden zwischen den Netzwerken 13a bis 13n und dem Eingang des Vergleichers 7 Schaltglieder 15a bis 15n angeordnet, die von einem Steuerwerk 17 zyklisch durchgeschaltet werden. Die Schaltglieder 15a bis 15n bilden zusammen mit dem Steuerwerk 17 eine Multiplexerschaltung. Auf diese Weise braucht nur ein Vergleicher 7 für n Meldekanäle verwendet zu werden.

[0016] Im vorliegenden Beispiel wird der Meldekanal b dazu verwendet, die Meldespannung mit in die Meldungsverarbeitung einzubeziehen. Dadurch liegt auch eine Information vor, ob die Meldespannung vorhanden ist. Dazu gilt natürlich selbstverständlich, daß die übrigen Einrichtungen der Erfassungsschaltung von einer unabhängig von der Gleichspannungsquelle 5 arbeitenden Energieversorgung versorgt sind.

[0017] Dem Vergleicher 7 ist ein Treiber 19 nachgeschaltet, der auf einen als Potentialtrennglied dienenden Optokoppler 21 geschaltet ist. Der Optokoppler 21 trennt dabei das unter Umständen mit Störsignalen beaufschlagte Potential der Erfassungsschaltung 1a von dem Potential der weiterverarbeitenden Einrichtungen. Der Optokoppler 21 ist ausgangsseitig mit einer Steuer- und Verarbeitungseinrichtung 23 verbunden, die die Weiterverarbeitung der empfangenen Meldesignale vorrimmt. Die Steuer-und Verarbeitungseinrichtung 23 weist dabei bevorzugt einen Prozessor 24 auf. Durch die aufgezeigte Umsetzung von parallelen Meldesignalen in ein serielles Signal empfängt die Steuer-und Verarbeitungseinrichtung 23 ein telegrammähnliches Signal. Zur Synchronisierung kann von der Steuer- und Verarbeitungseinrichtung 23 ein Synchronisiersignal an die Multiplexerschaltung gegeben werden. Dieses erfolgt bevorzugt über einen zweiten Optokoppler 25. Gegebenenfalls können jedoch die zwei Optokoppler 21 und 25 auch von einem gemeinsamen Bauteil gebildet sein.

[0018] Selbstverständlich kann für eine weitergehende Signalverarbeitung oder Auswertung die Steuer- und Verarbeitungseinrichtung 23 einen Ausgang 27 aufweisen, der beispielsweise als serielle Schnittstelle oder auch als Busverbindung innerhalb eines übergeordneten Steuerungssystems ausgebildet sein kann.

[0019] Bevorzugt kann die Erfassungsschaltung 1a mit ihren wahlweise möglichen Ausgestaltungen als Eingabebaugruppe 29, insbesondere als Digital-Eingabebaugruppe eines Prozessorsystems ausgebildet sein. Üblicherweise weisen derartige Baugruppen beispielsweise 16 oder 32 Meldekanäle auf. Der Einsatz findet insbesondere in Steuer- und Meldeeinrichtungen für Mittel- und Hochspannungsanlagen statt.

Ansprüche

1. Meldungserfassungsschaltung für ein von einem Meldekontakt (3a) erzeugbares Signal, wobei zur Berücksichtigung eines Leckwiderstandes am Meldekontakt (3a) das Signal und ein Referenzsignal auf eine Vergleichsschaltung (7) geführt sind, die beim Abweichen des Signales um einen vorgegebenen Wert vom Referenzsignal ein Meldesignal erzeugt.

2. Meldungserfassungsschaltung nach Anspruch 1, wobei der Meldekontakt (3a) mit einer Gleichquelle (5) verbunden ist und das Referenzsignal ein Gleichsignal ist.

3. Erfassungsschaltung nach Anspruch 2, wobei das Gleichsignal von der Gleichquelle (5) erzeugt wird.

4. Erfassungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Signal und weitere von weiteren Meldekontakten (3b bis 3n) bildbare Signale auf eine Multiplexerschaltung (15,17) geführt sind, deren Ausgang mit dem Signaleingang der Vergleicherschaltung (7) verbunden ist.

5. Erfassungsschaltung nach Anspruch 4, wobei das Gleichsignal auf einen Kanal der Multiplexerschaltung (15,17) geführt ist und als Informationssignal dient.

6. Erfassungsschaltung nach Anspruch 5, wobei der Multiplexerschaltung (15,17) ein Potentialtrennglied (21) nachgeschaltet ist, das auf eine Steuer- und Verarbeitungseinrichtung (23) geführt ist.

7. Erfassungsschaltung nach Anspruch 6, wobei ein Synchronisiersignal von der Steuer- und Verarbeitungseinrichtung (23) über das erste oder ein zweites Potentialtrennglied (21) an die Multiplexerschaltung (15,17) geführt ist.

8. Erfassungsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die als Baugruppe, insbesondere als Digitaleingabebaugruppe eines Meldesystems, ausgebildet ist.

Zeichnung