DE2247276B2 - Antivalenzkontrolleinrichtung fuer ein zweikanaliges schaltwerk - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Aniivalenzkontrolleinrichtung für ein zweikanaliges Schaltwerk, bei dem jedem zweikanaligen Schaltglied mit antivalenten Ausgangssignalen ein Überwachungsglied in Form eines bei Signalantivalenz über eine Gleichrichter-Brückenschaltung gespeisten Schaltverstärker zugeordnet ist und die Überwachungsglieder eine Reihenschaltung bilden, an die eine Meldeeinrichtung angeschlossen ist.

Ein zweikanaliges Schaltkreissystem ist aus der deutschen Auslegeschrift 15 Yi 379 bekannt und hat die Aufgabe, logische Verknüpfungen mit hoher Fehlersicherheit durchzuführen, ohne daß eine sogenannte Fail-Safe-Technik angewandt werden muß. Bei einer derartigen Technik brauchen die einzelnen Verknüpfungsglieder nicht fehlersicher gestaltet zu werden. Um jedoch die beispielsweise auf dem Gebiet der Eisenbahnsicherungstechnik in hohem Maße geltenden Sicherungsanforderungen ausreichend zu gewährleisten, müssen die Ausgangssignale der einzelnen Verknüpfungsglieder ständig auf Fehlerfreiheit überwacht werden. Dies erfolgt mit Hilfe eines jedem zweikanaligen Verknüpfungsglied zugeordneter Überwachungsgliedes, das nur bei bestehender Antivalenz der Ausgangssignale des betreffenden Verknüpfungsgliedes oder auch eines Speichergliedes einen dem Überwachungsglied zugeführten Überwachungspuls weiterleitet. Die einzelnen Überwachungsglieder sind in Reihe geschaltet, so daß bei ordnungsgerechtem Arbeiten, aiso bei bestehender Antivalenz der Ausgangssignale an jedem zweikanaligen Glied des Schaltwerkes, der Überwachungspuls alle Überwachungsglieder durchläuft und schließlich eine Meldeeinrichtung steuert. Sobald bei einem der Verknüpfungsglieder oder Speicherglieder ein Fehler auftritt, der sich unbedingt in einer Antivalenzstörung auswirkt, wird dieser Fehler erkannt und durch die Meldeeinrichtung angezeigt. In Abhängigkeit von dieser Meldung kann eine derartige Steuerung des gesamten Schaltwerkes vorgenommen werden, daß beispielsweise alle Schaltwerksausgänge für entscheidende Befehle oder Meldungen ein Nullsignal führen. Da dieses Nullsignal in der Eisenbahnsicherungstechnik oder auch bei Reaktorsteuerungen dem jeweils ungefährlichen Zustand zugeordnet sind, können Störungen innerhalb des Schaltwerkes niemals zu gefährlichen Betriebszuständen führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beispielsweise bei einem in TTL-Technik aufgebauten zweikanaligen Schaltwerk mit anlivalenten Signalen eine Kontrolleinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die ohne einen zusätzlichen Überwachungspuls und den damit verbundenen Aufwand auskommt

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß für die Überwachungsglieder Schaltverstärker mit gleichphasigen Eingangs- und Ausgangssignalen verwendet sind und daß die in Reihe vorgesehenen Überwachungsglieder mit Hilfe eines Übertragers in Ring geschaltet sind. Auf diese Weise wird eine Art Selbsthaltekreis gebildet.

Eine derartige Antivalenzkontrolleinrichtung schwingt nach einem einmaligen manuellen Startvorgang unter der Voraussetzung, daß alle durch diese Kontrolleinrichtung überwachten zweikanaligen Schaltglieder eines Schaltwerkes antivalente Signale ausgeben. Somit werden für diese Antivalenzkontrolleinrichtung gemäß Aufgabenstellung keine besonderen Impulse benötigt, die mit Hilfe gesonderter Einrichtungen erzeugt werden müßten. Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Antivalenzkontrolleinrichtung wird darin gesehen, daß die einzelnen Überwachungsglieder nur einen geringen Aufwand an Bauteilen und keine zusätzlichen Hilfsspannungen erfordern sowie unabhängig von der verwendeten Technik zur Realisierung der zu überwachenden Verknüpfungs- und Speicherglieder zur Antivalenzkontrolle eingesetzt werden können. Durch die An der verwendeten Schaltverstärker wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß im Fehlerfall vom Informationsfluß abhängige und sich dadurch nu; kurzzeitig offenbarende Antivalenzstörungen den Selbsthaltekreis endgültig abschalten, so daß ein erneutes Anschwingen bei wieder eintretender Antivalenz selbsttätig nicht erfolgen kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Anzahl von in Reihe geschalteten und eine Rückkopplungsschaltung bildende Überwachungsglieder und

F i g. 2 die Schaltung eines Überwachungsgliedes.

Die Antivalenzkontrolleinrichtung nach Fig. 1 besteh' aus einer vorgegebenen Anzahl von Überwachungsgliedern L/l, L/2, (73 bis Un, die eine Reihenschaltung bilden. Die zu überwachenden Schaltglieder wie Verknüpfungs- und/oder Speicherglieder eines Schaltwerkes in beliebiger Technik, z. B. in TTL-Technik, sind nicht dargestellt. Wesentlich ist jedoch, daß diese Schaltglieder bei ordnungsgerechtem Arbeiten auf zwei Ausgängen antivalente Signale führen. Jedes der Überwachungsglieder L/l bis Un hat zu dessen Stromversorgung zwei Eingangsklemmen^die beim Überwachungsglied U\ mit U11 und DlI bezeichnet sind. Entsprechende Klemmen beim Überwachungsglied Un tragen die Bezeichnungen Un 1 bzw. Ün 1. Die Stromversorgungsklemmen eines Überwachungsgliedes werden mit den beiden Ausgängen des zugeordneten, auf Signalantivalenz zu überwachenden Gliedes des Schaltwerkes verbunden. Sind bei einer

Ausführungsform überzählige Überwachungsglieder vorhanden, so werden die beiden Stromversorgungsklemmen direkt mit einer allgemeinen Stromversorgungsquelle verbunden, die unabhängig von der Signalantivalenz in einem Verknüpfungs- oder Speicherglied ständig vorhanden ist An das letzte Überwachungsglied Un der in Reihe geschalteten Überwachungsglieder U1 bis Un ist ein Schaltverstärker mit iijiem Transistor Π angeschlossen, der ausgangsseitig mit der Primärwicklung URII eines Übertragers UR1 verbunden ist. Ein Widerstand R 1 legt die Basis des Transistors T\ bei nicht vorhandenem Steuerpotential vom Überwachungsglied Un auf Nullpotential. Die Sekundärwicklung UR 12 des Übertragers UR 1 ist mit dem Eingang des in der Reihenschal- '5 tung an erster Stelle vorgesehenen Überwachungsgliedes UX sowie über einen lmpulsverlpngerer V mit einem durch den Transistor 7"2 gebildeten zweiten Schaltverstärker verbunden. Bei fehlendem Steuerpotential für den Transistor 7"2 wird dieser über den *o Widerstand R2 sicher gesperrt. Im Ausgangskreis dieses Schaltverstärkers ist zur galvanischen Trennung ein Übertrager UR 2 angeordnet, über dessen Sekundärwicklung UR 22 und eine Diode DO ein Relais RL gespeist wird. Der parallel zur Sekundärwicklung UR 22 und der Diode DO geschaltete Kondensator C dient zu Siebzwecken. Die an den Impulsverlängerer V angeschlossenen Schaltungsteile bilden die Meldeeiirichtung MG.

An den Eingang des in der Reihenschaltung an erster Stelle vorgesehenen Überwachungsgliedes U\ ist ferner zum Auslösen eines Startvorganges über einen Widerstand RO, der zur Strombegrenzung dient, eine Sta^rttaste TE angeschlossen, über die bedarfsweise auf den Eingang des Überwachungsgliedes Ui positives Potential gelegt werden kann. Die Überwachungsglieder Ui bis Un sind so aufgebaut, daß deren Eingangsund Ausgangssignale gleichphasig sind. Die Überwachungsglieder bilden durch die Reihenschaltung in Verbindung mit dem Übertrager UR 1, über den die genannte Reihenschaltung in Ring geschaltet wird, eine rückgekoppelte Schaltung.

Wenn alle zweikanaligen Glieder des nicht dargestellten Schaltwerkes ordnungsgerecht antivalente Signale abgeben, bleiben durch einen Startvorgang eingeleitete Schwingungen der rückgekoppelten Schaltung erhalten, so daß die Meldeeinrichtung MG bei erregtem Relais RL über dessen Kontakte bzw. über die Klemmen K 1 und K 2 ein diesbezügliches Signal ausgibt.

Wenn zunächst für die weitere Betrachtungsweise angenommen wird, daß die an die Überwachungsglieder U\ bis U2 zwecks Stromversorgung angeschlossenen zweikanaligen Glieder ordnungsgerecht arbeiten und der Startvorgang mit Hilfe der Taste TE noch nicht ausgelöst ist, befindet sich die Antivalenzkontrolleinrichtung in Grundstellung, bei der das Relais RL in der Meldeeinrichtung MG abgeschaltet ist. Durch Betätigen der Starttaste TE wird der Eingang des Überwachungsgliedes Ui kurzzeitig auf positives Potential gelegt. Dabei schaltet der in dem Überwachungsglied Ui befindliche Verstärker durch und legt an seinen Ausgang U10 ebenfalls positives Potential, da, wie bereits oben kurz erläutert wurde, im Überwachungsglied ein Verstärker vorgesehen ist, dessen Eingangsund Ausgangssignale gleichphasig sind. Mit dem Ausgatigssignal am Ausgang UiO wird der Verstärker des Überwachungsgliedes U 2 durchgeschaltet, der wiederum denjenigen Verstärker des Überwachungsgliedes U 3 betätigt. Schließlich gibt das letzte Überwachungsglied Un positives Potential auf den Transistor 71, der somit auch schaltet. Damit sind zum Betrachtungszeitpunkt alle Überwachungsglieder Ui bis Un einschließlich des Transistors Tl durchgeschaltet, so daß über die Primärwicklung URi des Übertragers UR ein Strom fließen kann. Nach dem Loslasssen der Taste TE und einer durch die Zeitkonstanten der einzelnen ÜberwachungsgUeder U1 bis Un gegebenen Verzögerungszeit wird der Transistor 7Ί wieder abgeschaltet, wobei über die Sekundärwicklung UR 12 des Übertragers UR i ein derart gerichteter !nduktivimpuls ausgelöst wird, daß der Verstärker des ijberwachungsgliedes U1 erneut durchgeschaltet wird. Dieses Durchschalten setzt sich wiederum fort bis zum Transistor 7"I₁ der erneut einen Strom durch die Primärwicklung UR11 des Übertragers UR 1 treibt. womit der durch Betätigung der Starttaste TE eingeleitete Vorgang sich selbsttätig wiederholt. Die über den Transistor 7Ί und den diesem nachgeschalteten Übertrager UR 1 in Ring geschalteten Überwachungsglieder U1 bis Un bilden also eine Schwingschaltung, die so lange ein dynamisches Verhalten zeigt, wie alle Überwachungsglieder ordnungsgerecht bei bestehender Antivalenz im überwachten Schaltwerk mit Strom versorgt werden.

Die Impulse der Schwingschaltung gelangen über den Impulsverlängerer Vauf die Meldeeinrichtung MG und steuern dort über den Transistor 7"2 nach galvanischer Entkopplung das Relais RL Sobald auch nur eines der Überwachungsglieder U 1 bis Un infolge einer Antivalenzstörung nicht mit Strom versorgt wird, wird der durch die Reihenschaltung der einzelnen Überwachungsglieder gebildete Selbsthaltekreis unterbrochen, so daß die Schwingungen aufhören. Dies hat zur Folge, daß über die Klemmen K i und K 2 kein Signal mehr abgegeben wird. Ebenfalls wird das Relais RL abgeschaltet, das nach einer vorgegebenen, durch seine Konstruktion bedingten Verzögerungszeit abfällt.

Die vorliegende Antivalenzkontrolleinrichtung kann dahingehend abgewandelt werden, daß der Startvorgang mit Hilfe der Starttaste 7"£ über den Widerstand RO nicht beim Überwachungsglied Ui, sondern bei einem der anderen Überwachungsglieder vorgenommen wird. Ferner ist es möglich, an Stelle des Übertragers UR 1 in Verbindung mit dem zugeordneten Schaltverstärker eine gleichwirkende andere Hinrichtung vorzusehen, die ähnlich wie der Übertrager UR i einen Rückflankenimpuls zum Aufrechterhalten der einmal durch den Startvorgang ausgelösten Schwingungen abgibt.

Fig. 2 zeigt ein Ausfühuingsbeispiel eines Überwachungsgliedes U, dessen Eingang mit E bezeichnet ist und dessen Ausgang das Bezugszeichen A trägt. Die Eingänge UVS und Ö10 zur Stromversorgung sind mit einem auf Antivalenz der Ausgangssignale zu überwachenden Verknüpfungs- oder Speicherglied eines zweikanaligen Schaltwerkes zu verbinden. Da auf den Ausgangsleitungen jedes zweikanaligen Verknüpfungsoder Speichergliedes wegen der Antivalenzbedingung eine Potentialdifferenz mit Richtungsänderung vorhanden ist, wird diese Potentialdifferenz nicht direkt zur Stromversorgung benutzt, sondern zunächst einer Gleichrichter-Brückenschaltung zugeführt, die aus den Dioden Di, D2, D 3 und D4 gebildet ist. Der Verstärker des Überwachungsgliedes Ufür gleichphasige Eingangs- und Ausgangssignale ist zweistufig und besteht aus zwei galvanisch gekoppelten Transistorstu-

fen mit den komplementären Transistoren 7"3 und T4. An passiven Bauelementen für den zweistufigen Verstärker sind die Widerstände R 3, R 4, R 5 und R 6 zu nennen. Wenn am Eingang fdes Überwachungsgliedes U steuerwirksames Potential Fehlt, wird der Transistor T3 über den Widerstand R:\ und der Transistor 7"4 über den Widerstand Λ 4 gesperrt. Andererseits bildet der Widerstand R 4 in Reihe mit dem Widerstand R 5 im Kollektorkreis des Transistors Γ3 einen Spannungsteiler, der bei durchgeschaltetem Transistor T3, also wenn am Eingang E steuerwirksames positives Potential ansteht, einen ausreichenden Spannungsabfall zum Durchsteuern des Transistors Γ 4 liefert. Einem dem Spannungsteiler R 4, R 5 entsprechenden Spannungstei ler bildet der im Kollektorkreis des Transistors T< liegende Widerstand R 6 mit einem dem Widerstand R ': entsprechenden Widerstand eines dem Überwachungs glied U nachzuschaltenden weiteren Überwachungs gliedes (nicht dargestellt).

Es ist eine Frage der Dimensionierung der einzelner Überwachungsglieder, ob die nach Gleichrichtung erzeugte Versorgungsspannung mit Hilfe eines nich dargestellten Kondensators zusätzlich geglättet werder muß oder nicht. Eine zusätzliche Glättung empfiehlt siel· bei der Überwachung von langsamen Schaltgliedern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Antivalenzkontrolleinrichtung für ein zweikanaliges Schaltwerk, bei dem jedem zweikanaligen Schaltglied mit antivalenten Ausgangssignalen ein Überwachungsglied in Form eines bei Signalantivalenz über eine Gleichrichter-Brückenschaltung gespeisten Schaltverstärkers zugeordnet ist und die Überwachungsglieder eine Reihenschaltung bilden, an die tine Meldeeinrichtung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß für die Uberwachungsglieder (U 1. Fig. 1; LJ in Fig. 2) Schaltverstärker mit gleichphasigen Eingangs- und Ausgangssignalen verwendet sind und daß die in Reiiie vorgesehenen Überwachungsglieder (U 1, LJ2 bis Un, Fig. 1) mit Hilfe eines Übertragers(UR 1) in Ring geschaltet sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Überwachungsglied einen galvanisch gekoppelten zweistufigen Verstärker enthält (F ig. 2).

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meldeeinrichtung (MG) an den Übertrager (UR 1) über einen Impulsverlängerer (V) angeschlossen ist.