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Dokumentenidentifikation DE69215830T2 03.04.1997
EP-Veröffentlichungsnummer 0538109
Titel Kontaktvorrichtung zur Bestimmung des Zustandes eines Gerätes
Anmelder GEC Alsthom S.A., Paris, FR
Erfinder Ebersohl, Gerard, F-69350 La Mulatiere, FR
Vertreter Spott Weinmiller & Partner, 82340 Feldafing
DE-Aktenzeichen 69215830
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, DK, ES, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE
Sprache des Dokument Fr
EP-Anmeldetag 12.10.1992
EP-Aktenzeichen 924027808
EP-Offenlegungsdatum 21.04.1993
EP date of grant 11.12.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.04.1997
IPC-Hauptklasse H01H 9/16
IPC-Nebenklasse H02J 13/00   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, die die Bestimmung des Zustands eines Geräts mit Hilfe von Hilfskontakten erlaubt, und insbesondere des offenen oder geschlossenen Zustands eines elektrischen Schaltgeräts, wie z.B. eines Überlastschalters oder eines Trennschalters.

Bekanntlich ist ein Hilfskontakt ein Gerät, das bei einer Verwendung an einem Schaltgerät ein Element aufweist, das mit dem beweglichen Teil des Schaltgeräts verbunden ist und ein Signal liefert, das von der Position des beweglichen Teils abhängt. Dieses Signal kann ein Binärsignal, z.B. "1", sein, wenn das Gerät "in Position" (offen oder geschlossen) ist, und "0", wenn das Gerät seine Position verläßt. Es ist ebenfalls bekannt, Hilfskontakte zu verwenden, um die Steuerspulen zum Öffnen und Schließen des elektrischen Schaltgeräts in geeigneter Weise zu steuern.

Die Druckschrift DE-A-27 11 416 beschreibt eine Vorrichtung für die Bestimmung des Zustands eines Geräts, das einen ersten und einen zweiten Zustand einnehmen kann, wobei das Gerät mit Hilfskontakten ausgestattet ist, die binäre Anzeigen "1" und "0" je nach dem aktuellen Zustand des Geräts liefern und die mit Hilfe eines Kntrollorgans ein für den Zustand des Geräts repräsentatives Signal liefern.

Die Verwendung eines Hilfskontakts, um aus der Ferne die Position eines Lastschalters zu bestimmen, kann zu Fehlern führen. Ein Hilfskontakt ist nämlich ein Gerät, das ausfallen kann. Da er selten benötigt wird, können sich seine Metallkontakte mit einer Oxidschicht bedecken; in diesem Fall kann der Hilfskontakt eine fehlerhafte Information liefern und zu einer Öffnung eines Trennschalters führen, obwohl der Lastschalter, den man offen glaubte, geschlossen ist.

Man hat also daran gedacht, die Betriebssicherheit der Hilfskontakte zu verbessern, indem man eine Redundanz verwendet.

Man verwendet zum Beispiel zwei Hilfskontakte anstelle von einem, und die Informationen, die sie liefern, werden von einer ODER-Schaltung empfangen, wobei die berücksichtigte Information diejenige ist, die am Ausgang der ODER-schaltung geliefert wird.

Man hat festgestellt, daß es, um den Zustand "in Position" anzuzeigen, genügt, daß der eine oder der andere oder beide Hilfskontakte "1" anzeigen. Wenn P die Wahrscheinlichkeit der Fehler eines Signalkontakts ist, ist die Wahrscheinlichkeit, daß der Zustand "in Position" fehlerhaft angegeben wird, PxP. Um den Zustand "außer Position" anzugeben, müssen die beiden Hilfskontakte "0" melden; die Wahrscheinlichkeit, irrtümlicherweise den Zustand "außer Position" anzugeben, ist also 2P.

Man stellt also fest, daß die passive Redundanz mit zwei Hilfskontakten nicht die gleiche ist für die beiden Zustände des Hilfskontakts und daß sie das gestellte Problem letztendlich nicht löst.

Man hat daran gedacht, eine passive Redundanz mit drei Hilfskontakten und eine Mehrheitsentscheidung von zwei aus dreien zu verwenden.

Um den Zustand "in Position" anzuzeigen, genügt es, daß zwei Hilfskontakte "1" anzeigen. Die Kombinationen, um auf den Zustand "in Position" zu schließen, sind also:

1 1 1

1 0 1

0 1 1

1 1 0

Um "außer Position" anzugeben, genügt es auch hier, daß zwei Kontakte "0" anzeigen. Die Kombinationen, um auf den Zustand "außer Position" zu schließen, sind also:

0 0 0

0 0 1

1 0 0

0 1 0

Da die Wahrscheinlichkeit eines gleichzeitigen Ausfalls von zwei Hilfskontakten PxP ist, hat man die gleiche Sicherheit der Information über die Zustände "in Position" und "außer Position", d.h. PxP, aber dies gilt nur, solange nur ein Hilfskontakt fehlerhaft ist.

Bei der zweiten Panne dagegen könnte man eine fehlerhafte Schlußfolgerung ziehen, wenn man die erste Panne nicht behoben hat. Wenn z.B. zwei Hilfskontakte auf "1" hängenbleiben:

ergibt sich für den Zustand "in Position" 111, was korrekt ist,

aber für den Zustand "außer Position" liest man 110, was nicht korrekt ist, da die Mehrheitsentscheidung "2 aus 3" den Zustand "in Position" ergibt.

Man sieht, daß die weiter oben beschriebene passive Redundanz die Verfügbarkeit der Signalisierung stark verbessert, aber in oft unzureichender Weise unter Berücksichtigung der Ziele der Unempfindlichkeit des Systems gegen mehrfache Fehler.

Es gibt aber das Problem, aus der Ferne die elektrischen Geräte zu überwachen und sich auf die von den Hilfskontakten gelieferte Anzeige verlassen zu können, um Entscheidungen für den Betrieb des Netzes ohne Gefahren treffen zu können.

Ein Ziel der Erfindung besteht also darin, eine Vorrichtung zur Bestimmung des Zustands eines Geräts mit Hilfe von Hilfskontakten zu definieren, die es ermöglicht, sogar dann zuverlässige Anzeigen zu liefern, wenn einige der Hilfskontakte ausgefallen sind. Unter bestimmten Betriebsbedingungen des Netzes, zum Beispiel unter extremen Klimabedingungen, ist es nämlich nicht immer möglich, einen Hilfskontakt zu reparieren, dessen Ausfall gemeldet wurde. Es ist aber unbedingt notwendig, ohne Fehlerrisiko den Zustand des Geräts zu kennen. Diese Vorrichtung muß außerdem die korrekte Steuerung der Betätigungsorgane des Geräts gewährleisten.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu definieren, die Informationen liefern kann, die es ihr erlauben, sich selbst zu diagnostizieren, insbesondere, indem sie den betriebstüchtigen oder den fehlerhaften Zustand der Hilfskontakte des Geräts angibt. Dieses Gerät verbessert also seine Verfügbarkeit, indem es seine Wartung vorsätzlich ermöglicht.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu definieren, die es ermöglicht, die Kenntnis des verwendeten elektrischen Geräts während seiner Verwendung zu verbessern, zum Beispiel bei einem Lastschalter, die Dauer der Betätigungen zu kennen; eine solche Dauer kann die Zeit sein, die zwischen dem Anfang des dem Lastschalter gegebenen Befehls und dem Verlassen des eingenommenen Zustands liegt; eine andere Dauer kann der Zeit entsprechen, die zwischen dem Verlassen eines bestimmten Zustands und dem Erreichen des entgegengesetzten Zustands liegt. Die Kenntnis dieser Betätigungszeiten ermöglicht es, die Wartung des Geräts besser vorzusehen und größere Fehler zu vermeiden.

Die Erfindung hat ein Verfahren zur Erarbeitung eines Signals zum Gegenstand, das den Zustand eines Geräts bestimmt, das einen ersten und einen zweiten Zustand einnehmen kann, wobei das Gerät mit mindestens einem Hilfskontakt des ersten Zustands, der ein Zustandssignal "1" liefert, wenn das Gerät sich im ersten Zustand befindet, und mit mindestens einem zweiten Hilfskontakt ausgestattet ist, der Hilfskontakt des zweiten Zustands genannt wird und ein Zustandssignal "1" liefert, wenn das Gerät sich im zweiten Zustand befindet, wobei das Gerät einem programmierten Mikrokontrollorgan zugeordnet ist, das an Eingängen die Zustandssignale der Hilfskontakte und die Befehle empfängt, die den Übergang von einem Zustand zum anderen fordern, und das am Ausgang ein Signal liefert, das für den Zustand und/oder die Verfügbarkeit des Geräts repräsentativ ist, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Signal von einem Programm zur Anwendung einer Betriebskontinuitätsstrategie und der Verwendungssicherheit des Geräts erarbeitet wird, wobei die Software sich auf die folgenden Bedingungen stützt:

- wenn ein Hilfskontakt den Zustand wechselt, ohne daß ein Befehl zur Zustandsänderung an das Mikrokontrollorgan übertragen wird, betrachtet diese den Hilfskontakt als fehlerhaft und berücksichtigt seine Anzeige nicht mehr,

- wenn nach der Übertragung eines Zustandsänderungsbefehls an das Mikrokontrollorgan ein Hilfskontakt seinen Zustand nicht in einem gegebenen Zeitraum geändert hat, betrachtet ihn das Mikrokontrollorgan als fehlerhaft und berücksichtigt seine Anzeige nicht mehr,

wobei die Software außerdem die Zustände der betriebstüchtigen Hilfskontakte berücksichtigt, wie sie zum Zeitpunkt der Zustandsänderung erscheinen, sowie den Befehl zur Zustandsänderung selbst.

Die Erfindung betrifft die Elektrotechnik und hat in einem besonderen Ausführungsbeispiel eine Methode zur Bestimmung des Zustands eines elektrischen Schaltgeräts wie eines Lastschalters oder eines Trennschalters mit einem Pol je Phase zum Gegenstand, das für jeden Pol Hilfskontakte aufweist, die numerische Binärsignale liefern, d.h. ein Signal "1", wenn der Hilfskontakt in einer Position entsprechend dem offenen oder geschlossen Zustand des Geräts ist, und ein Signal "0", wenn der Hilfskontakt seine Position verläßt, wobei der Pol über eine Öffnungsspule und eine Schließspule betätigt wird und das Gerät für jeden Pol eine erste und eine zweite Gruppe von n Hilfskontakten aufweist, wobei n eine ganze Zahl mindestens gleich 2 ist, wobei die Hilfskontakte (CAO1, CAO2, CAO3) der ersten Gruppe, die Öffnungs-Hilfskontakte genannt werden, ein Signal "1" liefern, wenn sie eine offene Position des Geräts erfassen, während die Hilfskontakte (CAF1, CAF2, CAF3) der zweiten Gruppe, die Schließ-Signalkontakte genannt werden, ein "1" liefern, wenn sie eine geschlossene Position des Geräts erfassen, wobei die Hilfskontakte mit einem programmierten Mikroprozessor (MP) verbunden sind, der ebenfalls eine Information (OO) entsprechend einem Befehl zum Öffnung des Geräts und eine Information (OF) entsprechend einem Befehl zum Schließen des Geräts empfängt, wobei der Mikroprozessor einen Ausgang (CDO) zur Steuerung der Öffnungsspule des Pols, einen Ausgang (CDF) zur Steuerung der Schließspule des Pols, einen Ausgang (PF), der ein Signal "Gerät geschlossen" liefert, einen Ausgang (PO), der ein Signal "Gerät offen" liefert, Ausgänge (MACAO, MACAF), die Angaben über die Verfügbarkeit der Hilfskontakte der ersten und der zweiten Gruppe liefern, einen Ausgang (MFCA), der ein Signal liefert, das einen größeren Fehler einer der Gruppe von Hilfskontakten anzeigt, und einen Ausgang (MFP) aufweist, der eine Information liefert, die den größeren Fehler des Pols anzeigt, wobei die Strategie des Programms derart angelegt ist, daß

- ein Hilfskontakt, der nach einem Öffnungs- oder Schließbefehl in einem gegebenen Zeitraum seinen Zustand nicht geändert hat, als fehlerhaft angesehen und vom Programm nicht mehr berücksichtigt wird,

- ein Gerät am Ende der Öffnungsphase als offen erklärt wird, wenn nach dieser Öffnungsphase einer der folgenden Fälle auftritt:

- die n Schließ-Hilfskontakte und die n Öffnungs- Hilfskontakte sind betriebstüchtig und haben in geeigneter Weise ihren Zustand geändert, wobei ein Öffnungs-Hilfskontakt von "1" nach "0" und ein Schließ-Hilfskontakt von "0" nach "1" geht,

- mindestens ein Schließ-Hilfskontakt ist betriebstüchtig und mindestens ein Öffnungs-Hilfskontakt hat in geeigneter Weise seinen Zustand gewechselt,

- die n betriebstüchtigen Öffnungs-Hilfskontakte haben ihren Zustand gewechselt, während die n Schließ-Hilfskontakte alle defekt sind (größerer Fehler der Hilfskontakte entsprechend der Aussendung eines Signals MCFA = 1),

- die n betriebstüchtigen Schließ-Hilfskontakte haben ihren Zustand gewechselt, während die n Öffnungs-Hilfskontakte alle defekt sind (größerer Fehler der Hilfskontakte entsprechend der Aussendung eines Signals MCFA = 1),

- ein Gerät wird am Ende der Schließphase als geschlossen erklärt, wenn nach dieser Schließphase einer der folgenden Fälle auftritt:

- mindestens ein betriebstüchtiger Öffnungs-Hilfskontakt hat den Zustand gewechselt bei einem Ausfall aller Schließ-Hilfskontakte während des Betriebs,

- mindestens ein betriebstüchtiger Schließ-Hilfskontakt hat den Zustand gewechselt bei einem Ausfall aller Öffnungs-Hilfskontakte während des Betriebs, wobei das Programm außerdem

- eine Gruppe von Kontakten als fehlerhaft erklärt (größerer Fehler einer Gruppe von Hilfskontakten entspre chend einem Signal MFCA = 1), wenn bei einer Öffnungs- oder Schließbetätigung des Geräts keiner der Hilfskontakte der Gruppe den Zustand nach einer ersten Zeitverzögerung (TIME0) nach dem Betätigungsbefehl gewechselt hat, während im gleichen Zeitraum ein richtiger Wechsel der Hilfskontakte der anderen Gruppe beobachtet wurde,

- einen Hilfskontakt als nicht betriebstüchtig erklärt, wenn während einer Öffnungs- oder Schließphase des Geräts, nachdem ein Hilfskontakt der gleichen Gruppe korrekt den Zustand gewechselt hat, er nicht nach einer zweiten Verzögerung (TIME1), die von der vorhergehenden Zustandsänderung initiiert wurde, den Zustand gewechselt hat.

Vorteilhafterweise sind die Hilfskontakte mit Selbstdiagnose-Mitteln versehen und liefern Signale (ADO1, ADO2, ADO3, ADF1, ADF2, ADF3), die an Eingänge des Mikrokontrollorgans gerichtet sind.

Vorteilhafterweise ist das Programm so ausgelegt, daß im Überwachungszustand eine Information "Gerät offen" ausgegeben wird, wenn einer der nachfolgenden Fälle vorliegt:

- die n Öffnungs-Hilfskontakte sind betriebstüchtig und im Zustand "1", die n Schließ-Hilfskontakte sind betriebstüchtig und im Zustand "0",

- mindestens ein Öffnungs-Hilfskontakt ist betriebstüchtig und im Zustand "1" und mindestens ein Schließ- Hilfskontakt ist betriebstüchtig und im Zustand "0",

- die n Öffnungs-Hilfskontakte sind betriebstüchtig und im Zustand "1", wenn alle Schließ-Hilfskontakte ausgefallen sind,

- die n Schließ-Hilfskontakte sind betriebstüchtig und im Zustand "0", wenn alle Öffnungs-Hilfskontakte ausgefallen sind.

In gleicher Weise ist das Programm so ausgelegt, daß im Überwachungszustand eine Information "Gerät geschlossen" ausgegeben wird, wenn einer der nachfolgenden Fälle vorliegt:

- mindestens ein Schließ-Hilfskontakt ist betriebstüchtig und im Zustand "1",

- mindestens ein Öffnungs-Hilfskontakt ist betriebstüchtig und im Zustand "0".

Das Programm ist ausgelegt, um das Gerät in der Position "Gerät offen" zu verriegeln und um eine Meldung "Gerät fehlerhaft" zu liefern, wenn der Zustand der Hilfskontakte keinem der Fälle entspricht, die die Anzeige "Gerät offen" erlauben.

In gleicher Weise ist das Programm ausgelegt, um das Gerät in der Position "Gerät geschlossen" zu verriegeln und um die Meldung "Gerät fehlerhaft" zu liefern, wenn der Zustand der Hilfskontakte keinem der Fälle entspricht, die die Anzeige "Gerät geschlossen" erlauben.

Das Programm ist so ausgelegt, daß

- ein erstes Überwachungs-Zeitfenster mit einer ersten Dauer (TIME0) von einem ersten Verzögerungsglied (TEMPO1) ausgegeben und gleichzeitig ein erster Zeitmesser (Chro) gestartet wird, wenn ein Öffnungsbefehl (OO) oder ein Schließbefehl (OF) zur Ursprungszeit (tO0) ausgegeben wird,

- ein zweites Zeitfenster mit einer zweiten Dauer (TIME1) mit Hilfe eines zweiten Verzögerungsglieds (TEMPO1) geöffnet und gleichzeitig der erste Zeitmesser (Chro) angehalten wird, und die Dauer, die er angibt und die der Dauer des Abhebens ausgehend von der Ruhestellung entspricht, gespeichert wird, und ein zweiter Zeitmesser (Chrl) gestartet wird, wenn der erste der Hilfskontakte einer ersten Gruppe im ersten Zeitpunkt seinen Zustand ändert (ein Öffnungssignal-Kontakt für einen Öffnungsbefehl und ein Schließsignal-Kontakt für einen Schließbefehl),

- am Ende der zweiten Dauer (TIME1), zum Zeitpunkt t2, die Hilfskontakte der ersten Gruppe ihren Zustand geändert haben können und diese entstandenen Zustände zu ihrer Analyse gespeichert werden,

- das zweite Zeitfenster der zweiten Dauer (TIME1) mit Hilfe des zweiten Verzögerungsglieds (TEMPO1) neu gestartet und gleichzeitig der zweite Zeitmesser (Chr1) angehalten wird und die Dauer, die er angibt, und die nutzbar ist, um die mittlere Geschwindigkeit der Kontakte der Einrichtung zu bestimmen, gespeichert wird, wenn der erste Signalkontakt der zweiten Gruppe im dritten Zeitpunkt (t3) seinen Zustand ändert,

- am Ende der zweiten Dauer (TIME1) alle gültigen Hilfskontakte der zweiten Gruppe ihren Zustand ändern konnten und die entstandenen Zustände zu ihrer Analyse gespeichert werden konnten,

- ein Hilfskontakt der ersten oder der zweiten Gruppe als fehlerhaft erklärt wird, wenn er am Ende des zweiten, sich auf ihn beziehenden Zeitfensters (TIME1) seinen Zustand nicht geändert hat,

- eine Gruppe von Hilfskontakten als stark fehlerhaft erklärt wird, wenn am Ende des ersten Zeitfensters (TIME0) keiner der Hilfskontakte dieser Gruppe seinen Zustand geändert hat, während eine entsprechende Zustandsänderung in der entgegengesetzten Gruppe festgestellt wurde.

Das Programm enthält ein erstes Unterprogramm für fehlerhaften Ablauf (fehlerhafter Ablauf 1),

- das bei einem Öffnungsprozeß des Geräts ein Fehlersignal des Geräts (MFP = 1) erzeugt, nachdem es festgestellt hat, daß Öffnungsphase durch die Zustandsänderung eines Schließ-Hilfskontakts initiiert wurde, während keiner der Öffnungs-Hilfskontakte nach dem ersten Zeitfenster (TIME0) seinen Zustand geändert hat,

- das bei einem Öffnungsprozeß des Geräts, wenn es festgestellt hat, daß die Folge nicht von der fehlenden Zustandsänderung der Schließ-Hilfskontakte nach dem ersten Zeitfenster initiiert wurde, ein Signal "Gerät offen" (P0 = 1) bewirkt, wenn die drei Öffnungs-Hilfskontakte den Zustand geändert haben, und das gleichzeitig die starke Fehlerhaftigkeit der Schließ-Hilfskontakte (MACAF = 1, MFCA 1) anzeigt,

- das bei einem Öffnungsprozeß des Geräts, nachdem es festgestellt hat, daß die Öffnungsphase nicht durch die fehlende Zustandsänderung der Schließ-Hilfskontakt nach dem ersten Zeitfenster initiiert wurde, und nachdem es die fehlende Zustandsänderung der betriebstüchtigen Öffnungs- Hilfskontakte festgestellt hat, ein Fehlersignal des Geräts (MFP = 1) und ein Signal zur Verriegelung jedes späteren Befehls erzeugt,

- das bei einem Schließprozeß des Geräts, nachdem es festgestellt hat, daß die Schließphase durch die Zustandsänderung eines Öffnungs-Hilfskontakts initiiert wurde und daß keiner der Schließ-Hilfskontakte nach dem ersten Zeitfenster (TIME0) seinen Zustand geändert hat, ein Signal "Gerät geschlossen" erzeugt, wobei die zweite Dauer gleich der Dauer des ersten Zeitfensters (TIME0) genommen wird,

- das bei einem Schließprozeß des Geräts, nachdem es einen großen Fehler der Schließ-Hilfskontakte festgestellt hat, ein Signal "Gerät geschlossen" erzeugt, wenn einer der Öffnungs-Hilfskontakte seinen Zustand geändert hat,

- das bei einem Schließprozeß des Geräts, wenn es einen großen Fehler der Schließ-Hilfskontakte festgestellt hat und ermittelt hat, daß keiner der betriebstüchtigen Öffnungs-Hilfskontakte seinen Zustand geändert hat, ein Signal "Gerät fehlerhaft" meldet, die erste Dauer (T1) gleich der Dauer des ersten Zeitfensters (TIME0) nimmt, die zweite Dauer (T2) gleich der maximalen Kapazität des dritten Zeitmessers (FFFF) nimmt und den Start eines dritten Programms des fehlerhaften Ablaufs ("fehlerhafter Ablauf 3") steuert.

Das Programm enthält ein zweites Unterprogramm des fehlerhaften Ablaufs ("fehlerhafter Ablauf 2"), um die Position des Geräts im Überwachungszustand zu bestimmen, wenn alle Öffnungs-Hilfskontakte und/oder alle Schließ- Hilfskontakte defekt sind, wobei das zweite Unterprogramm so ausgelegt ist,

- daß die Vorrichtung den Zustand "Gerät offen" nur bestätigt, sofern der letzte gegebene registrierte Befehl ein Öffnungsbefehl ist, wenn mindestens alle Hilfskontakte einer Gruppe betriebstüchtig sind,

- daß die Vorrichtung "Gerät geschlossen" angibt, sofern der letzte gegebene registrierte Befehl ein Schließbefehl ist, wenn mindestens ein betriebstüchtiger Schließ- Hilfskontakt auf "1" ist oder wenn mindestens ein betriebstüchtiger Öffnungs-Hilfskontakt auf "0" ist,

- daß die Vorrichtung "Gerät defekt" meldet und jede weitere Betätigung verbietet, wenn alle Öffnungs-Hilfskontakte und alle Schließ-Hilfskontakte defekt sind.

Das Programm enthält ein drittes Unterprograrnm eines fehlerhaften Ablaufs, "fehlerhafter Ablauf 3", um die Fehler des Geräts zu erfassen und Verriegelungen aller weiteren Befehle und die Meldung "Gerät fehlerhaft" zu veranlassen.

In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist die Zahl n der Hilfskontakte jeder Gruppe gleich 3.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.

Figur 1 ist ein Blockschaltbild der Erfindung, angewandt auf die Erfassung des offen oder geschlossenen Zustands eines elektrischen Schaltgeräts wie z.B. eines Lastschalters.

Figur 2 ist ein Diagramm, das die normale Schließphase eines Pols eines Lastschalters zeigt.

Das beschriebene Beispiel bezieht sich auf die Überwachung des Zustands eines Pols eines Hochspannungs Lastschalters. Im üblichen Fall eines dreiphasigen Lastschalters muß die weiter unten beschriebene Vorrichtung natürlich in drei Exemplaren vorliegen, je eine für je einen der Pole des Schalters.

Im gewählten Beispiel wurde die Zahl n der Hilfskontakte je Gruppe gleich 3 gewählt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält im Kern ein Mikrokontrollorgan MP, z.B. eine Schaltung 80C31 der Marke INTEL.

Der Mikroprozessor MP empfängt die Signale von einer ersten Gruppe von Hilfskontakten CAO1, CAO2, CAO3, die sich in der Nähe des Pols befinden und je, wenn sie betriebstüchtig sind, ein Signal "1" liefern, wenn der Pol in der offenen Position ist, und ein Signal "0", wenn er diese Position verläßt. Nachfolgend wird die Folge von Zahlen entsprechend den von dieser Gruppe gelieferten Signalen Zustandswort der Gruppe von Öffnungs-Hilfskontakten (abgekürzt CAO) genannt. So hat das Zustandswort der Gruppe CAO den Wert 111, wenn alle Hilfskontakte der Gruppe betriebstüchtig sind und der Pol offen ist.

Das Mikrokontrollorgan empfängt ebenfalls, vorzugsweise aber nicht unbedingt, Signale ADO1, ADO2, ADO3 bezüglich der Selbstdiagnose der Betriebstüchtigkeit, die von den Öffnungs-Hilfskontakten CAO1, CAO2, CAO3 durchgeführt wird. Das Signal ist z.B. ein Binärsignal "1", wenn der Hilfskontakt sich als betriebstüchtig ansieht, und ein Binärsignal "0", wenn er sich als fehlerhaft ansieht.

Der Mikroprozessor MP empfängt außerdem die Signale von einer zweiten Gruppe von Hilfskontakten CAF1, CAF2, CAF3, die in der Nähe des Pols angeordnet sind und je, wenn sie betriebstüchtig sind, ein Signal "1" liefern, wenn der Pol geschlossen ist, und ein Signal "0", wenn sie diese Position verlassen. Das Zustandswort der zweiten Gruppe ist also 111, wenn alle Schließ-Hilfskontakte (nachfolgend abgekürzt CAF) betriebstüchtig sind und der Pol geschlossen ist.

Das Mikrokontrollorgan empfängt auch die Signale ADF1, ADF2, ADF3 der Selbstdiagnose der CAF, wenn vorgesehen ist, daß es die Selbstdiagnostiksignale der CAO empfängt.

Der Mikroprozessor MP empfängt an einem Eingang ein Signal OO, das einem Öffnungsbefehl des Pols entspricht, und an einem anderen Eingang einen Befehl OF entsprechend einem Schließbefehl des Pols.

Der Mikroprozessor liefert an zwei Ausgängen Signale PO und PF, die "Pol offen" bzw. "Pol geschlossen" bedeuten, wobei diese Signale durch Anwendung des im Mikroprozessor enthaltenen Programms erarbeitet werden. Außerdem liefert er Befehle CDO und CDF, die an die Öffnungsspule BO bzw. an die Schließspule BF des Pols angelegt werden, Informationen MACAO und MACAF bezüglich der maximalen Verfügbarkeit der CAO und der CAF, eine Information MFCA bezüglich des größeren Fehlers einer Gruppe von Hilfskontakten und eine Information MFP, die einen größeren Fehler des Pols angibt. Das Mikrokontrollorgan enthält einen Serienport PS, der für die Fernübertragung zur Umgebung der Station verwendet wird, in der das Gerät angeordnet ist.

Das Prinzip des Aufbaus des Programms und des Betriebs der Vorrichtung werden nun beschrieben.

Das Betriebsprogramm des Mikroprozessors ist vorgesehen, um sichere Informationen über den offenen oder geschlossenen Zustand des Pols zu liefern, selbst wenn einige der CSO oder der CSF fehlerhaft sind; das nennt man fehlerhafter Ablauf, was es ermöglicht, eine sichere Information über den Zustand des Pols zu erhalten, bevor die fehlerhaften CSO oder CSF repariert sind. Die verwendeten Prinzipien sind die folgenden:

- zu jedem Zeitpunkt ist die letzte gute Position des Pols bekannt, da sie gespeichert ist, wie auch die Befehle OO und OF;

- bei jeder Erfassung einer gegebenen Größe OO, OF, CAO, CAF, die periodisch, z.B. jede Millisekunde, durch ein Unterprogramm der Unterbrechung mittels eines Echtzeittaktgebers des Mikrokontrollorgans erfolgt, kann man also wissen, ob im Überwachungszustand des Pols dieser offen oder geschlossen ist,

- wenn im Überwachungszustand ein Hilfskontakt seinen Zustand ändert, wird er als fehlerhaft bezeichnet und das Programm berücksichtigt ihn später nicht mehr,

- wenn ein Öffnungs- oder Schließbefehl des Pols gegeben wird, wird eine Verzögerung gestartet: Wenn vor dem Ende dieser Verzögerung einer der Hilfskontakte seinen Zustand geändert ist, schließt man daraus, daß dieser Hilfskontakt von seiner früheren Ruheposition in die andere Position übergegangen ist. Man startet dann eine kurze Verzögerung, um es den anderen Hilfskontakten der gleichen Gruppe zu erlauben, ihren Endzustand einzunehmen. Man notiert ihren Zustand in einer Überwachungsmaske, wobei jede Gruppe von Hilfskontakten (abgekürzt CA) eine eigene Maske hat. Wenn alle CA gut sind, haben diese Masken den Wert 111 für die Überwachungsmaske der CAO und den Wert 111 für die Überwachungsmaske der CAF. Die Ausgänge MACAO und MACAF des Mikrokontrollorgans liegen dann auf "1". Bei jeder Erfassung der CA verknüpft man ihr Zustandswort, wenn sie als geschlossen betrachtet werden, oder das Komplement ihres Zustandsworts, wenn sie als offen betrachtet werden, einer logischen UND-Verknüpfung mit ihrer Überwachungsmaske, so daß nur die gültigen CA in der Positionsanalyse und der Analyse ihrer erwarteten Übergänge vorkommen. In der nachfolgenden Beschreibung werden also die gültigen CA genannt.

Unter den folgenden Bedingungen wird im Überwachungszustand der Pol als offen erklärt:

- die drei CAO sind gut und melden "1", die drei CAF sind gut und melden "0",

- mindestens ein CAO ist gut und meldet "1" und mindestens ein CAF ist gut und meldet "0",

- die drei CAF sind gut und meldet "0", während alle CAO fehlerhaft sind,

- die drei CAO sind gut und melden "1", während alle CAF fehlerhaft sind.

In allen anderen Fällen wird der Pol weder als offen noch als geschlossen erklärt, sondern als fehlerhafter Pol bezeichnet und in der Position verriegelt.

Wenn mindestens ein CAF gut ist und "1" meldet oder wenn ein CAO gut ist und "0" meldet, wird im Überwachungszustand der Pol als geschlossen erklärt. In den anderen Fällen wird der Pol weder als offen noch als geschlossen erklärt, sondern als fehlerhafter Pol bezeichnet und in der Position verriegelt.

Bei einem Öffnungsvorgang des Pols wird die Information "Pol offen" am Ende der Phase nur in den folgenden Fällen gegeben:

- die drei guten CAF sind von "1" auf "0" übergegangen.

- zumindest ein guter CAF ist von "1" auf "0" übergegangen und ein guter CAO ist von "0" auf "1" übergegangen,

- die drei guten CAO sind von "0" auf "1" übergegangen, während ein größerer Fehler in den drei CAF aufgetreten ist,

- die drei guten CAF sind von "1" auf "0" übergegangen, während ein größerer Fehler in den drei CAO aufgetreten ist.

Bei einem Schließvorgang des Pols wird die Information "Pol geschlossen" am Ende der Phase nur in den folgenden Fällen gegeben:

- wenn ein guter CAO von "1" auf "0" bei einem größeren Fehler der drei CAF während des Betriebs übergegangen ist,

- wenn ein guter CAF von "0" auf "1" bei einem größeren Fehler der drei CAO während des Betriebs übergegangen ist.

Es ist anzumerken, daß die Bedingungen beim fehlerhaften Ablauf zur Bestätigung einer offenen Position härter sind als bei einer geschlossenen Position, was aus Sicherheitsgründen leicht zu verstehen ist. Außerdem ist die Information "Pol geschlossen" leichter zu überprüfen als die Information "Pol offen", aufgrund des Vorhandenseins von Strom und Spannung, die durch andere Mittel erfaßt werden können.

Figur 2 ist ein Diagramm, das den Betrieb der Vorrichtung bei einem Schließvorgang des Pols erklärt. Es wird die Hypothese angenommen, daß beim dem Öffnungsbefehl OO vorhergehenden Überwachungszustand der Pol sowie alle Signalkontakte CAO und CAF betriebstüchtig sind.

Das gezeigte Beispiel ist das eines Schließens des Pols, aber der nun beschriebene Ablauf ist mutatis mutandis bei einem Öffnungsvorgang des Pols ausgehend von einem geschlossenen Zustand derselbe.

Wenn nachfolgend von Verzögerungsgliedern oder Zeitmessern die Rede ist, entsprechen diese Begriffe selbstverständlich Implernentierungen mit Hilfe von Software.

Da der Pol also ursprünglich als offen angesehen wird, ist das Zustandswort der CAO 111 und das Zustandswort der CAF ist 000. Zum Zeitpunkt t0 wird dem Pol ein Schließbefehl OF gegeben und gespeichert. Ein erstes Verzögerungsglied TEMPO0 löst ein erstes Zeitfenster einer gegebenen Dauer TIME0 aus; gleichzeitig wird ein erster Zeitmesser CHRONO0 gestartet; die Steuerung CDF, die der Schließspule den Schließbefehl gibt, wird auf "1" aktiviert, was die schließung des Pols initiiert; der Ausgang PO ist auf "1", der Ausgang PF ist auf "0".

Wenn zum Zeitpunkt t1 der erste der CAO auf "0" übergeht, Öffnet man mit Hilfe eines zweiten Verzögerungsglieds TEMPO1 ein zweites Zeitfenster einer Dauer TIME1, während dem man den Übergang der anderen CAO auf "0" zählt; gleichzeitig stoppt man den Zeitmesser CHRONO0 und speichert dann die erste Dauer T1 gleich t1-t0. Dann startet man einen zweiten Zeitmesser CHRONO1. Zum Zeitpunkt t2 beobachtet man den Übergang des letzten der CAO auf "0" und speichert dann ihre neue Zustandsmaske. Man stoppt das Verzögerungsglied TEMPO1. Wenn am Ende der Verzögerung TIME1 die anderen CAO ihren Zustand nicht geändert haben, werden sie als fehlerhaft erklärt und die ihrer Zustandsmaske entsprechenden Bits werden auf Null gesetzt.

Man wartet auf das Kippen des ersten der CAF von "0" auf "1", was zum Zeitpunkt t3 erfolgt. Man stoppt den Zeitmesser CHRONO1 und speichert die angegebene Zeit T2 = t3-t1, die im wesentlichen der Dauer der Strecke des beweglichen Kontakts des Pols entspricht; die Beobachtung der Entwicklungen von T1 und T2 liefert wertvolle Angaben über den guten Betrieb des Geräts und ermöglicht es, die Wartung zu planen. Zum gleichen Zeitpunkt t3 startet man von neuem das Verzögerungsglied TEMPO1, das ein Zeitfenster der Dauer TIME1 Öffnet, und man wartet auf das Kippen der anderen beiden CAF. Wenn zum Zeitpunkt t4 der letzte der CAF gekippt ist, speichert man die neue Zustandsmaske der CAF; die Information "Pol geschlossen" (PF = 1) wird ausgegeben. Wenn nach diesem zweiten Fenster der eine oder der andere der weiteren CAF seinen Zustand nicht geändert hat, wird er als fehlerhaft erklärt und das seiner neuen Zustandsmaske entsprechende Bit wird auf "0" gesetzt. Gleichzeitig wird die Steuerung CDF auf "0" gesetzt. Wenn außerdem nach dem Zeitfenster TIME0 die Hilfskontakte einer Gruppe ihren Zustand nicht geändert haben, wird diese Gruppe als Quelle eines größeren Fehlers angesehen (Signal "1" am Ausgang MFCA des Mikrokontrollorgans), wenn mindestens ein CA der anderen Gruppe seinen Zustand in richtiger Weise gewechselt hat.

Zum Zeitpunkt t5 entsprechend dem Schließen des Zeitfensters TIME0 des Verzögerungsglieds TEMPO0 gibt der Mikroprozessor, nachdem er die Zustandsmasken der beiden Hilfskontakt-Gruppen analysiert und eventuelle größere Fehler erfaßt hat, die Verfügbarkeitsinformationen der Ca an seinen Ausgängen MACAO, MACAF und MFCA aus, und den eventuellen größeren Fehler des Pols MFP. Es ist anzumerken daß, falls die CA alle fehlerhaft sind, zum Zeitpunkt t5 die Steuerung CDF (im Fall eines Schließens des Pols) oder CDO (im Fall einer Öffnung des Pols) auf "0" zurückgebracht wird, um die Zerstörung der Steuerspulen durch den Joule- Effekt zu verhindern.

Es ist anzumerken, daß die oben beschriebene Folge es erlaubt hat, wertvolle Informationen zu sammeln, die für die Selbstdiagnose des Pols verwendet werden: Die Kenntnis der Dauer T1 und der Dauer T2 ermöglicht während der Betätigungen, den Betriebszustand des Pols zu überwachen und Fehler zu vermeiden. In der Praxis werden im Mikroprozessor die den beiden letzten durchgeführten Operationen entsprechenden Zeitspannen gespeichert, was es insbesondere ermöglicht, später die eventuellen Abweichungen dieser Betriebszeiten zu beobachten.

Das Unterprogramm fehlerhafter Ablauf verarbeitet die während des Überwachungszustands erfaßten Anomalien (völliger Fehler einer Gruppe von CAF oder CAO) oder die während der Durchführung eines Öffnungs- oder Schließbefehls erfaßten Anomalien, die durch das Eintreffen oder die Abwesenheit des Übergangs eines Hilfskontakts am Ende der Verzögerung TIME0 gekennzeichnet sind, die bei Empfang eines Befehls initiiert wird.

Das Unterprogramm "fehlerhafter Ablauf" ist in mehrere Routinen unterteilt.

Die Routine "fehlerhafter Ablauf 1" verarbeitet die Situationen, die mit dem Auftreten von größeren Fehlern von Gruppen von Hilfskontakten während des Betriebs zusammenhängen. Diese größeren Fehler treten am Ende der Verzögerung TIME0 auf. Es wird an die Regelri in solchen Fällen erinnert:

- Öffnungsvorgang:

1. Fall: Der Vorgang wurde sehr wohl eingeleitet, da man das Kippen mindestens eines CAF festgestellt hat. Der größere Fehler liegt in den drei CAO; in diesem Fall könnte man, wenn die drei CAF gekippt sind, mit einem sehr geringen Risiko "Pol offen" sagen. Es ist anzumerken, daß die Dauer T2 nicht meßbar ist und man gibt ihr den Wert TIME0.

2. Fall: Der Vorgang wurde nicht eingeleitet. Der größere Fehler liegt an den drei CAF, die defekt sind. Wenn bei den drei betriebstüchtigen CAO der Übergang erfolgt ist, schließt man daraus "Pol offen". Wenn die drei guten CAO nicht gekippt sind, liegt ein Fehler des Pols vor und man meldet den Pol weder offen noch geschlossen und verriegelt jeden weiteren Befehl, bis der Pol repariert ist. (CDO = "0" und CDF = "0"). Es ist anzumerken, daß die Zeit T1 im Prinzip unendlich ist, da es keine Einleitung des Prozesses gab. Man verleiht T1 einen Wert entsprechend der maximalen Kapazität FFFF des Zeitmessers; T2 nimmt man gleich TIME0, was mangels eines besseren Werts ein übermäßig großer Wert ist.

Schließvorgang:

1. Fall: Der Vorgang wurde eingeleitet, da der Übergang von mindestens einem CAO festgestellt wurde. Der größere Fehler liegt also am größeren Fehler der CAF. Da die Wahrscheinlichkeit eines mechanischen Fehlers des Pols gering ist, schließt man auf das Schließen des Pols. Wie oben nimmt man T2 gleich TIME0.

2. Fall: Der Vorgang wurde nicht eingeleitet; dies kann entweder am größeren Fehler der drei CAO oder am Fehler des Pols liegen. Wenn in diesem Fall wenigstens ein guter CAF einen Übergang gemeldet hat, kann man auf das Schließen des Pols schließen. Im gegenteiligen Fall schließt man auf den Fehler des Pols und löst eine Strategie der von der Routine "fehlerhafter Ablauf 3" gesteuerten Wiederöffnung aus, die weiter unten beschrieben wird. Der Pol wird weder als offen noch als geschlossen betrachtet. T1 wird gleich FFFF und T2 gleich TIME0 angenommen.

Die Routine "fehlerhafter Ablauf 2" versucht, die Position im Überwachungszustand zu bestimmen, wenn alle CAO und/oder alle CAF fehlerhaft sind. Wenn diese Bestimmung nicht möglich ist, wird keine Position des Pols angegeben und jede weitere Betätigung verboten.

Es müssen drei Fälle unterschieden werden:

Fall Nº 1: Der im Speicherbit 00 gespeicherte Befehl ist 1, das heißt, daß der Pol offen ist. Für die Sicherheit des Personals wird diese offene Position des Pols nur bestätigt, wenn mindestens alle Hilfskontakte einer Gruppe (entweder alle CAO oder alle CAF) gut sind.

Fall Nº 2: Der im Speicherbit 00 gespeicherte Befehl ist 0, das heißt, das der letzte ausgegebene Befehl ein Schließbefehl war. Man schließt auf "Pol geschlossen", wenn mindestens ein guter CAF auf "1" oder mindestens ein guter CAO auf "0" ist.

Fall Nº 3: Alle CAO und alle CAF sind defekt: man stellt einen Defekt des Pols fest; man gibt keine Position an und man verbietet jede weitere Betätigung.

Die Routine "fehlerhafter Ablauf 3" verarbeitet den Ausfall des Pols: dieser Ausfall kann während des Betriebs oder im Überwachungszustand erfaßt werden. In allen Fällen wird weder "Pol offen" noch "Pol geschlossen" angezeigt, und jeder weitere Betrieb wird durch Ausgabe von Signalen entsprechend dem Verriegeln der Steuerspulen an den Ausgängen CDO und CDF verboten.

Wenn der Polausfall bei einem Schließbefehl auftritt, wird der Mikroprozessor versuchen, den Pol während einer Dauer gleich TIME0 zu Öffnen, um zu versuchen, den Pol wieder zu Öffnen und ihn nicht in der Zwischenposition zu lassen, in der die dielektrische Festigkeit zwischen Kontakten verringert ist. Ein Überschlag zwischen den Kontakten des Schalters wäre nämlich zerstörend.

Wenn der Ausfall des Pols während des Überwachungszustands erfaßt wird, veranlaßt man nicht anderes als die oben erwähnten Verriegelungen und Meldungen.

Natürlich sind die oben beschriebenen Strategien nur Beispiele; die für den Fall schwerer Beschädigungen beschriebenen Strategien können andere sein, je nach dem Grad der Gefahr, den der Benutzer für diese Meldungen akzeptiert. Für den offen Zustand kann man noch die Meldung verstärken, indem n betriebstüchtige Hilfskontakte in einer Gruppe und ein betriebstüchtiger Hilfskontakt in der entgegengesetzten Gruppe verlangt werden. Wenn dagegen die Kontinuität des Betriebs sehr wichtig-sein muß, kann man die Meldekriterien für "offener Pol" erleichtern. Diese Strategien sind also ein Beispiel dafür, was das Konzept eines Hilfskontakten zugeordneten programmierten Systems zu tun erlaubt.

Das erfindungsgemäße Gerät trägt sehr viel zur Entwicklung von Stationen mit Selbstkontrolle und Fernüberwachung bei aufgrund einer Betriebssicherheit und der Erfas sung von Daten, die für die Erstellung einer aktiven Wartung der Geräte wertvoll sind.

Die Erfindung ist nicht auf die elektrotechnischen Anwendungen beschränkt, von denen ein Anwendungsbeispiel beschrieben wurde. Sie betrifft alle Zweige der Industrie und kann jedesmal dann genutzt werden, wenn es darum geht, in Abhängigkeit von einer Strategie, die sowohl mit der Kontinuität des Betriebs als auch mit der Sicherheit des Materials und des Personals verknüpft ist, den Zustand eines Geräts oder einer Maschine zu bestimmen, in Abhängigkeit von den Angaben, die von Sonden gegeben werden, die im Fall eines Defekts Fehlinformationen liefern können.


Anspruch[de]

1. Verfahren zur Erarbeitung eines Signals, das den Zustand eines Geräts bestimmt, das einen ersten und einen zweiten Zustand einnehmen kann, wobei das Gerät mit mindestens einem Hilfskontakt des ersten Zustands, der ein Zustandssignal "1" liefert, wenn das Gerät sich im ersten Zustand befindet, und mit mindestens einem zweiten Hilfskontakt ausgestattet ist, der Hilfskontakt des zweiten Zustands genannt wird und ein Zustandssignal "1" liefert, wenn das Gerät sich im zweiten Zustand befindet, wobei das Gerät einem programmierten Mikrokontrollorgan zugeordnet ist, das an Eingängen die Zustandssignale der Hilfskontakte und die Befehle empfängt, die den Übergang von einem Zustand zum anderen fordern, und das am Ausgang ein Signal liefert, das für den Zustand und/oder die Verfügbarkeit des Geräts repräsentativ ist, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Signal von einem Programm zur Anwendung einer Betriebskontinuitätsstrategie und der Verwendungssicherheit des Geräts erarbeitet wird, wobei die Software sich auf die folgenden Bedingungen stützt:

- wenn ein Hilfskontakt den Zustand wechselt, ohne daß ein Befehl zur Zustandsänderung an das Mikrokontrollorgan übertragen wird, betrachtet dieses den Hilfskontakt als fehlerhaft und berücksichtigt seine Anzeige nicht mehr,

- wenn nach der Übertragung eines Zustandsänderungs befehls an das Mikrokontrollorgan ein Hilfskontakt seinen Zustand nicht in einem gegebenen Zeitraum geändert hat, betrachtet ihn das Mikrokontrollorgan als fehlerhaft und berücksichtigt seine Anzeige nicht mehr,

wobei die Software außerdem die Zustände der betriebstüchtigen Hilfskontakte berücksichtigt, wie sie zum Zeitpunkt der Zustandsänderung erscheinen, sowie den Befehl zur Zustandsänderung selbst.

2. Methode zur Bestimmung des Zustands eines elektrischen Schaltgeräts wie eines Lastschalters oder eines Trennschalters mit einem Pol je Phase zum Gegenstand, das für jeden Pol Hilfskontakte aufweist, die numerische Binärsignale liefern, d.h. ein Signal "1", wenn der Hilfskontakt in einer Position entsprechend dem offenen oder geschlossen Zustand des Geräts ist, und ein Signal "0", wenn der Hilfskontakt seine Position verläßt, wobei der Pol über eine Öffnungsspule und eine Schließspule betätigt wird und das Gerät für jeden Pol eine erste und eine zweite Gruppe von n Hilfskontakten aufweist, wobei n eine ganze Zahl mindestens gleich 2 ist, wobei die Hilfskontakte (CAO1, CAO2, CAO3) der ersten Gruppe, die Öffnungs-Hilfskontakte genannt werden, ein Signal "1" liefern, wenn sie eine offene Position des Geräts erfassen, während die Hilfskontakte (CAF1, CAF2, CAF3) der zweiten Gruppe, die Schließ-Signalkontakte genannt werden, ein "1" liefern, wenn sie eine geschlossene Position des Geräts erfassen, wobei die Hilfskontakte mit einem programmierten Mikroprozessor (MP) verbunden sind, der ebenfalls eine Information (00) entsprechend einem Befehl zum Öffnen des Geräts und eine Information (OF) entsprechend einem Befehl zum Schließen des Geräts empfängt, wobei der Mikroprozessor einen Ausgang (CDO) zur Steuerung der Öffnungsspule des Pols, einen Ausgang (CDF) der Steuerung der Schließspule des Pols, einen Ausgang (PF), der ein Signal "Gerät geschlossen" liefert, einen Ausgang (PO), der ein Signal "Gerät offen" liefert, Ausgänge (MACAO, MACAF), die Angaben über die Verfügbarkeit der Hilfskontakte der ersten und der zweiten Gruppe liefern, einen Ausgang (MFCA), der ein Signal liefert, das einen größeren Fehler einer der Gruppe von Hilfskontakten anzeigt, und einen Ausgang (MFP) aufweist, der eine Information liefert, die den größeren Fehler des Pols anzeigt, wobei die Strategie des Programms derart angelegt ist, daß

- ein Hilfskontakt, der nach einem Öffnungs- oder Schließbefehl in einem gegebenen Zeitraum seinen Zustand nicht geändert hat, als fehlerhaft angesehen und vom Programm nicht mehr berücksichtigt wird,

- ein Gerät am Ende der Öffnungsphase als offen erklärt wird, wenn nach dieser Öffnungsphase einer der folgenden Fälle auftritt:

- die n Schließ-Hilfskontakte und die n Öffnungs- Hilfskontakte sind betriebstüchtig und haben in geeigneter Weise ihren Zustand geändert, wobei ein Öffnungs-Hilfskontakt von "1" nach "0" und ein Schließ-Hilfskontakt von "0" nach "1" geht,

- mindestens ein Schließ-Hilfskontakt ist betriebstüchtig und mindestens ein Öffnungs-Hilfskontakt hat in geeigneter Weise seinen Zustand gewechselt,

- die n betriebstüchtigen Öffnungs-Hilfskontakte haben ihren Zustand gewechselt, während die n Schließ-Hilfskontakte alle defekt sind (größerer Fehler der Hilfskontakte entsprechend der Aussendung eines Signals MCFA = 1),

- die n betriebstüchtigen Schließ-Hilfskontakte haben ihren Zustand gewechselt, während die n Öffnungs-Hilfskontakte alle defekt sind (größerer Fehler der Hilfskontakte entsprechend der Aussendung eines Signals MCFA = 1),

- ein Gerät wird am Ende der Schließphase als geschlossen erklärt, wenn nach dieser Schließphase einer der folgenden Fälle auftritt:

- mindestens ein betriebstüchtiger Öffnungs-Hilfskontakt hat den Zustand gewechselt bei einem Ausfall aller Schließ-Hilfskontakte während des Betriebs,

- mindestens ein betriebstüchtiger Schließ-Hilfskontakt hat den Zustand gewechselt bei einem Ausfall aller Öffnungs-Hilfskontakte während des Betriebs,

wobei das Programm außerdem

- eine Gruppe von Kontakten als fehlerhaft erklärt (größerer Fehler einer Gruppe von Hilfskontakten entsprechend einem Signal MFCA = 1), wenn bei einer Öffnungs- oder Schließbetätigung des Geräts keiner der Hilfskontakte der Gruppe den Zustand nach einer ersten Zeitverzögerung (TIME0) nach dem Betätigungsbefehl gewechselt hat, während im gleichen Zeitraum ein richtiger Wechsel der Hilfskontakte der anderen Gruppe beobachtet wurde,

- einen Hilfskontakt als nicht betriebstüchtig erklärt wird, wenn während einer Öffnungs- oder Schließphase des Geräts, nachdem ein Hilfskontakt der gleichen Gruppe korrekt den Zustand gewechselt hat, er nicht nach einer zweiten Verzögerung (TIME1), die von der vorhergehenden Zustandsänderung initiiert wurde, den Zustand gewechselt hat.

3. Methode nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfskontakte (CAO1, CAO2, CAO3, CAF1, CAF2, CAF3) mit Selbstdiagnose-Mitteln versehen sind und Signale (ADO1, ADO2, ADO3, ADF1, ADF2, ADF3) liefern, die an Eingänge des Mikrokontrollorgan gerichtet sind.

4. Methode nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Programm so ausgelegt ist, daß im Überwachungszustand eine Information "Gerät offen" ausgegeben wird, wenn einer der nachfolgenden Fälle vorliegt:

- die n Öffnungs-Hilfskontakte sind betriebstüchtig und im Zustand "1", die n Schließ-Hilfskontakte sind betriebstüchtig und im Zustand "0",

- mindestens ein Öffnungs-Hilfskontakt ist betriebstüchtig und im Zustand "1" und mindestens ein Schließ- Hilfskontakt ist betriebstüchtig und im Zustand "0",

- die n Öffnungs-Hilfskontakte sind betriebstüchtig und im Zustand "1", wenn alle Schließ-Hilfskontakte ausgefallen sind,

- die n Schließ-Hilfskontakte sind betriebstüchtig und im Zustand "0", wenn alle Öffnungs-Hilfskontakte ausgefallen sind.

5. Methode nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Programm so ausgelegt ist, daß im Überwachungszustand eine Information "Gerät offen" ausgegeben wird, wenn einer der nachfolgenden Fälle vorliegt:

- die n Öffnungs-Hilfskontakte sind betriebstüchtig und im Zustand "1", die n Schließ-Hilfskontakte sind betriebstüchtig und im Zustand "0",

- mindestens ein Öffnungs-Hilfskontakt ist betriebstüchtig und im Zustand "1" und mindestens ein Schließ Hilfskontakt ist betriebstüchtig und im Zustand "0",

- die n Öffnungs-Hilfskontakte sind betriebstüchtig und im Zustand "1", wenn alle Schließ-Hilfskontakte fehlerhaft sind,

- die n Schließ-Hilfskontakte sind betriebstüchtig und im Zustand "0", wenn alle Öffnungs-Hilfskontakte fehlerhaft sind.

6. Methode nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Programm so ausgelegt ist, daß im Überwachungszustand eine Information "Gerät geschlossen" ausgegeben wird, wenn einer der nachfolgenden Fälle vorliegt:

- mindestens ein Schließ-Hilfskontakt ist betriebstüchtig und im Zustand "1",

- mindestens ein Öffnungs-Hilfskontakt ist betriebstüchtig und im Zustand "0".

7. Methode nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Programm ausgelegt ist, um das Gerät in der Position "Gerät offen" zu verriegeln und um die Meldung "Gerät fehlerhaft" abzugeben, wenn der Zustand der Hilfskontakte keinem der Fälle entspricht, die die Anzeige "Gerät offen" erlauben.

8. Methode nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Programm so ausgelegt ist, daß das Gerät in der Position "Gerät geschlossen" verriegelt und die Meldung "Gerät fehlerhaft" signalisiert wird, wenn der Zustand der Hilfskontakte keinem der Fälle entspricht, die die Anzeige "Gerät geschlossen" erlauben.

9. Methode nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Programm so ausgelegt ist, daß

- ein erstes Überwachungs-Zeitfenster mit einer ersten Dauer (TIME0) von einem ersten Verzögerungsglied (TEMPO1) ausgegeben und gleichzeitig ein erster Zeitmesser (Chro) gestartet wird, wenn ein Öffnungsbefehl (OO) oder ein Schließbefehl (OF) zur Ursprungszeit (t0) ausgegeben wird,

- ein zweites Zeitfenster mit einer zweiten Dauer (TIME1) mit Hilfe eines zweiten Verzögerungsglieds (TEMPO1) geöffnet und gleichzeitig der erste Zeitmesser (Chro) angehalten wird, wenn der erste der Hilfskontakte einer ersten Gruppe im ersten Zeitpunkt seinen Zustand ändert (ein Öffnungssignal-Kontakt für einen Öffnungsbefehl und ein Schließsignal-Kontakt für einen Schließbefehl), und die Dauer, die er angibt und die der Dauer des Abhebens ausgehend von der Ruhestellung entspricht, gespeichert wird, und ein zweiter Zeitmesser (Chr1) gestartet wird,

- am Ende der zweiten Dauer (TIME1), zum Zeitpunkt t2 die Hilfskontakte der ersten Gruppe ihren Zustand ändern können und diese entstandenen Zustände zu ihrer Analyse gespeichert werden,

- das zweite Zeitfenster der zweiten Dauer (TIME1) mit Hilfe des zweiten Verzögerungsglieds (TEMPO1) neu gestartet und gleichzeitig der zweite Zeitmesser (Chr1) angehalten wird und die Dauer, die er angibt, und die nutzbar ist, um die mittlere Geschwindigkeit der Kontakte der Einrichtung zu bestimmen, gespeichert wird, wenn der erste Signalkontakt der zweiten Gruppe im dritten Zeitpunkt (t3) seinen Zustand ändert,

- am Ende der zweiten Dauer (TIME1) alle gültigen Hilfskontakte der zweiten Gruppe ihren Zustand ändern konnten und die entstandenen Zustände zu ihrer Analyse gespeichert werden,

- ein Hilfskontakt der ersten oder der zweiten Gruppe als fehlerhaft erklärt wird, wenn er am Ende des zweiten, sich auf ihn beziehenden Zeitfensters (TIME1) seinen Zustand nicht geändert hat,

- eine Gruppe von Hilfskontakten als stark fehlerhaft erklärt wird, wenn am Ende des ersten Zeitfensters (TIME0) keiner der Hilfskontakte dieser Gruppe seinen Zustand geändert hat, während eine entsprechende Zustandsänderung in der entgegengesetzten Gruppe festgestellt wurde.

10. Methode nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Programm ein erstes Unterprogramm für fehlerhaften Ablauf (fehlerhafter Ablauf 1) enthält,

- das bei einem Öffnungsprozeß des Geräts ein Fehlersignal des Geräts (MFP = 1) erzeugt, nachdem es festgestellt hat, daß die Öffnungsphase durch die Zustandsänderung eines Schließ-Hilfskontakts initiiert wurde, während keiner der Öffnungs-Hilfskontakte nach dem ersten Zeitfenster (TIME0) seinen Zustand geändert hat,

- das bei einem Öffnungsprozeß des Geräts, wenn es festgestellt hat, daß die Phase nicht von der fehlenden Zustandsänderung der Schließ-Hilfskontakte nach dem ersten Zeitfenster initiiert wurde, ein Signal "Gerät offen" (P0 = 1) bewirkt, wenn die drei Öffnungs-Hilfskontakte den Zustand geändert haben, und das gleichzeitig die starke Fehlerhaftigkeit der Schließ-Hilfskontakte (MACAF = 1, MFCA = 1) anzeigt,

- das bei einem Öffnungsprozeß des Geräts, nachdem es festgestellt hat, daß die Öffnungsphase nicht durch die fehlende Zustandsänderung der Schließ-Hilfskontakt nach dem ersten Zeitfenster initiiert wurde, und nachdem es die fehlende Zustandsänderung der betriebstüchtigen Öffnungs-Hilfskontakte festgestellt hat, ein Fehlersignal des Geräts (MFP 1) und ein Signals zur Verriegelung jedes späteren Befehls erzeugt,

- das bei einem Schließprozeß des Geräts, nachdem es festgestellt hat, daß die Schlußphase durch die Zustandsänderung eines Öffnungs-Hilfskontakts initiiert wurde und daß keiner der Schließ-Hilfskontakte nach dem ersten Zeitfenster (TIME0) seinen Zustand geändert hat, ein Signal "Gerät geschlossen" erzeugt, wobei die zweite Dauer gleich der Dauer des ersten Zeitfensters (TIME0) genommen wird,

- das bei einem Schließprozeß des Geräts, nachdem es einen großen Fehler der Schließ-Hilfskontakte ermittelt hat, ein Signal "Gerät geschlossen" erzeugt, wenn einer der Öffnungs-Hilfskontakte seinen Zustand geändert hat,

- das bei einem Schließprozeß des Geräts, wenn es einen großen Fehler der Schließ-Hilfskontakte festgestellt hat und festgestellt hat, daß keiner der betriebstüchtigen Öffnungs-Hilfskontakte seinen Zustand geändert hat, die Meldung "Gerät fehlerhaft" liefert, die erste Dauer (T1) gleich der Dauer des ersten Zeitfensters (TIME0) nimmt, die zweite Dauer (T2) gleich der maximalen Kapazität des dritten Zeitmessers (FFFF) nimmt und den Start eines dritten Programms des fehlerhaften Ablaufs ("fehlerhafter Ablauf 3") veranlaßt.

11. Methode nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Programm ein zweites Unterprogramm des fehlerhaften Ablaufs ("fehlerhafter Ablauf 2") enthält, um die Position des Geräts im Überwachungszustand zu bestimmen, wenn alle Öffnungs-Hilfskontakte und/oder alle Schließ- Hilfskontakte defekt sind, wobei das zweite Unterprogramm so ausgelegt ist,

- daß die Vorrichtung den Zustand "Gerät offen" nur bestätigt, sofern der letzte gegebene registrierte Befehl ein Öffnungsbefehl ist, wenn mindestens alle Hilfskontakte einer Gruppe betriebstüchtig sind,

- daß die Vorrichtung "Gerät geschlossen" meldet, sofern der letzte gegebene registrierte Befehl ein Schließbefehl ist, wenn mindestens ein betriebstüchtiger Schließ Hilfskontakt auf "1" ist oder wenn mindestens ein betriebstüchtiger Öffnungs-Hilfskontakt auf "0" ist,

- daß die Vorrichtung "Gerät defekt" meldet und jede weitere Betätigung verbietet, wenn alle Öffnungs-Hilfskontakte und alle Schließ-Hilfskontakte defekt sind.

12. Methode nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Programm ein drittes Unterprogramm des fehlerhaften Ablaufs "fehlerhafter Ablauf 3" enthält, um die Fehler des Geräts zu erfassen und Verriegelungen aller weiteren Befehle und die Meldung "Gerät fehlerhaft" zu veranlassen.

13. Methode nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl n der Hilfskontakte jeder Gruppe gleich 3 ist.







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