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Title:
CIRCUIT FOR SWITCHING THE ACTUATOR OUTPUTS OFF IN AN ASI SYSTEM IN THE EVENT OF DATA COMMUNICATION FAILURE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1996/023357
Kind Code:
A1
Abstract:
The circuit of the invention makes it possible to switch in a defined manner the output switching stages (5) off in an actuator-sensor-interface system on the failure of data communication. This is attained by a timer (3) controlled by trigger pulses available at the data strobe connector (2) of the circuit (1) during data communication. If there are no trigger pulses, a downstream electric switch (4) opens so that the output switching stages (5) are cut off from the d.c. power supply.

Inventors:
SCHMITT MANFRED (DE)
Application Number:
PCT/DE1996/000025
Publication Date:
August 01, 1996
Filing Date:
January 10, 1996
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
SCHMITT MANFRED (DE)
International Classes:
G05B19/418; G08C25/00; H03K4/50; H03K17/30; (IPC1-7): H03K17/28
Foreign References:
GB1256638A1971-12-08
DD208898A11984-04-11
DE2112011A11971-09-23
DE2350737B21975-08-14
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Claims:
Patentansprüche
1. Schaltungsanordnung zum definierten Abschalten von Aus¬ gangsschaltstufen (5), die über einen Schaltkreis (1) eines mit einem Master kommunizierenden Slaves, insbesondere in einem ASISystem, mit Gleichspannung versorgt werden, wobei der Schaltkreis (1) einen positiven (6), einen negativen Gleichspannungsanschluß (7) und einen Anschluß (2) aufweist, an dem nur während der Datenkommunikation zwischen dem Master und dem Slave Triggerimpulse anstehen, mit einem durch die Triggerimpulse ansteuerbaren Zeitglied (3), welches nach Aus¬ bleiben der Triggerimpulse einen nachgeschalteten elektri¬ schen Schalter (4) öffnet, womit die Ausgangsschaltstufen (5) von der Versorgung mit der Gleichspannung abgeschnitten wer den.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Zeitglied (3) eine Kombination aus einem Kondensator (11) und einem ersten ohm sehen Widerstand (8) aufweist, die bei jedem Triggerimpuls voll aufgeladen wird und nach Ausbleiben der Triggerimpulse mit der aus dem Kondensator (11) und dem Widerstand (8) re¬ sultierenden Zeitkonstanten entladen wird, so daß nach Unter¬ schreiten der minimalen Steuerspannung des nachfolgenden Schalters (4) dieser öffnet.
3. Schaltungsansordnung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein zwei¬ ter ohmscher Widerstand (12) zwischen dem Anschluß (2) und dem positiven Gleichspannungsanschluß (6) liegt, daß eine Parallelschaltung aus dem Kondensator (11) und dem ersten ohmschen Widerstand (8) vorgesehen ist, die einerseits mit dem positiven Gleichspannungsanschluß (6) und anderseits über eine Diode (13. mit dem Emitter eines ersten Transistors (9) elektrisch verbunden ist, dessen Basis am Anschluß (2) und dessen Kollektor an dem negativen Gleichspannungsanschluß (7) anliegt, daß der Verbindungspunkt (14) zwischen der Diode (13) einerseits und dem ersten Widerstand (8) und dem Konden¬ sator (11) andererseits an die Basis eines zweiten Transi¬ stors (10) geführt ist, dessen Kollektor mit dem negativen Gleichspannungsanschluß (7) verbunden ist und dessen Emitter über einen dritten ohmschen Widerstand (15) mit der Basis des als dritter Transistor (4) ausgeführten Schalters verbunden ist, dessen Emitter am positiven Gleichspannungsanschluß (6) anliegt und an dessen Kollektor die Ausgangsschaltstufen (5), z.B. Relais, angeschlossen sind, wobei ein vierter ohmscher Widerstand (16) zwischen der Basis des dritten Transistors (4) und dem positiven Gleichspannungsanschluß (6) liegt.
Description:
Beschreibung

Schaltungsanordnung zum Abschalten der A tuatorausgänge im ASI-System bei Ausfall der Datenkommunikation

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum definierten Abschalten von Ausgangsschaltstufen, die über einen Schaltkreis eines mit einem Master kommunizierenden Slaves in einem ASI-System mit Gleichspannung versorgt wer- den, wobei der Schaltkreis einen positiven, einen negativen Gleichspannungsanschluß und einen Anschluß aufweist, an dem nur während der Datenkommunikation zwischen dem Master und dem Slave Triggerimpulse anstehen.

Das Aktuator-Sensor-Interface (ASI) (das Aktuator-Sensor-In- terface für die Automation, Werner Kriesel, Otto W. Madelung, Carl Hanser Verlag, München - Wien, 1994) ist zum Datenaus¬ tausch zwischen einer Vielzahl von Teilnehmern vorgesehen. Es ist ein sogenanntes "Single-Master-System", bei dem pro ei- tungsstrang ein Master den Datenaustausch steuert. Er ruft nacheinander die im Leitungsstrang liegenden Slaves auf und erwartet ihre Antwort. Jedem Slave ist als Erkennungszeichen eine eigene Adresse zugewiesen, über die er aufgerufen werden kann. Da jeder Slave 4 Bi -Daten übertragen kann und pro Lei- tungsstrang maximal 31 Slaves (31 Adressen) anschließbar sind, kann es an einer ASI-Leitung maximal 124 binäre Teil¬ nehmer bei statischem Betrieb der vier Datenleitungen geben. Im bidirektionalen Betrieb der vier Datenleitungen kann die Teilnehmerzahl auf 124 Aktuatoren (Ausgänge) plus 124 Senso- ren (Eingänge) erweitert werden.

Beim Ausfall der Datenkommunikation auf dem Aktuator-Sensor- Interface besteht das Problem, daß die Schaltausgänge ihren momentanen Schaltzustand beibehalten, solange die Gleich- Spannung am Slave anliegt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schal¬ tungsanordnung zum definierten Abschalten der Aktuator-Aus- gänge im Aktuator-Sensor-Interface-System bei Ausfall der Datenkommunikation zu schaffen.

Dies wird erfindungsgemäß mit einer Schaltungsanordnung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 erreicht. Die Schal¬ tungsanordnung weist ein durch die Triggerimpulse ansteuer¬ bares Zeitglied auf, welches nach Ausbleiben der Trigger- impulse einen nachgeschalteten elektrischen Schalter öffnet, womit die Ausgangsschaltstufen von der Versorgung mit der Gleichspannung abgeschnitten werden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schal- tungsanordnung besteht, wenn das Zeitglied eine Kombination aus einem Kondensator und einen ersten ohmschen Widerstand aufweist, die bei jedem Triggerimpuls voll aufgeladen wird und nach Ausbleiben der Triggerimpulse mit der aus dem Kon¬ densator und dem ersten ohmschen Widerstand resultierenden Zeitkonstanten entladen wird, so daß nach Unterschreiten der minimalen SteuerSpannung des nachfolgenden elektrischen Schalters dieser öffnet.

Die Schaltungsanordnung wird vorteilhafter Weise im einzelnen derart ausgeführt, daß ein zweiter ohmscher Widerstand zwi¬ schen dem Anschluß und dem positiven Gleichspannungsanschluß liegt, daß eine Parallelschaltung aus dem Kondensator und dem ersten ohmschen Widerstand vorgesehen ist, die einerseits mit dem positiven Gleichspannungsanschluß und andererseits über eine Diode mit dem Emitter eines ersten Transistors elek¬ trisch verbunden ist, dessen Basis am Anschluß und dessen Kollektor an dem negativen Gleichspannungsanschluß anliegt, daß der Verbindungspunkt zwischen der Diode einerseits und dem ersten Widerstand und Kondensator andrerseits an die Basis eines zweiten Transistors geführt ist, dessen Kollektor mit dem negativen Gleichspannungsanschluß verbunden ist und

dessen Emitter über einen dritten ohmschen Widerstand mit der Basis des als dritter Transistor ausgeführten Schalters ver¬ bunden ist, dessen Emitter am positiven Gleichspannungsan¬ schluß anliegt und an dessen Kollektor die Ausgangsschalt- stufen, z.B. Relais angeschlossen sind, wobei ein vierter ohmscher Widerstand zwischen der Basis des dritten Transi¬ stors und dem positiven Gleichspannungsanschluß liegt.

Ein Ausführungsbeiεpiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert:

FIG 1 zeigt die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zum definierten Abschalten von Ausgangsschaltstufen. In

FIG 2 sind vier Kurvenzüge mit voneinander abhängigen Signalen über den Datenverkehr, die Triggerimpulse, das Verhalten des Zeitglieds und die Ansteuerung der Ausgangsschaltstufen dargestellt.

In jedem Slave des eingangs beschriebenen "ASI-Systems" be- findet sich ein spezieller Schaltkreis 1, der gemäß FIG 1 mit einem Anschluß 2, dem sogenannten Data-Strobe-Anschluß, und Gleichspannungsanschlüssen 6,7 versehen ist. An diesen An¬ schlüssen 2,6,7 liegt die erfindungsgemäße Schaltungsanord¬ nung zum definierten Abschalten von Aktuator-Ausgängen 5 im ASI-System bei Ausfall der Datenkommunikation zwischen dem Master und dem jeweiligen Slave.

Die Schaltungsanordnung besteht im wesentlichen aus einem retriggerbaren Zeitglied 3 und einem von diesem ansteuerbaren elektronischen Schalter 4. Im einzelnen ist die Schaltung wie folgt aufgebaut:

Zwischen dem positiven Gleichspannungsanschluß 6 und dem Anschluß 2 ist ' ein ohmscher Widerstand 12 geschaltet. Das retriggerbare Zeitglied 3 besteht aus zwei Transistoren 9,10 und einer Parallelschaltung aus einem Kondensator 11 und ei-

nem ohmschen Widerstand 12, wobei die Parallelschaltung ei¬ nerseits mit dem positiven Gleichspannungsanschluß 6 verbun¬ den ist und andererseits über eine Diode 13 mit dem Emitter des Transistors 9, dessen Basis am Anschluß 2 und dessen Kollektor an dem negativen Gleichspannungsanschluß 7 anliegt. Der Verbindungspunkt 14 zwischen der Diode 13 einerseits und dem Widerstand 12 und dem Kondensator 11 andererseits ist an die Basis des Transistors 10 geführt, dessen Kollektor eben¬ falls mit dem negativen Gleichspannungsanschluß 7 verbunden ist.

Sein Emitter ist über einen ohmschen Widerstand 15 mit der Basis des weiteren Transistors 4 verbunden, der dem Zeitglied nachgeschaltet ist und dessen Emitter am positiven Gleich- spannungsanschluß 6 anliegt. An dessen Kollektor sind Aus¬ gangsschaltstufen 5, z.B. Relais, angeschlossen. Zwischen Basis von Transistor 4 und dem positiven Gleichspannungs¬ anschluß ist ein Widerstand 16 vorgesehen.

Die Funktion der Schaltung wird anhand von FIG 2 erläutert, wo vier Kurvenzüge dargestellt sind. Der oberste Kurvenzug zeigt unterschiedliche Phasen der EIN- bzw. AUS-Schaltung der Datenkommunikation zwischen dem Master und dem Slave. Der ASI-Schaltkreis 1 im Slave gibt bei jedem Masteraufruf an seine Adresse am Data-Strobe-Anschluß 2 einen Triggerimpuls Ul gemäß dem zweiten Kurvenzug in FIG 2 ab. Mit diesem Signal Ul wird das retriggerbare Zeitglied getriggert. Bei Ausblei¬ ben der Masteraufrufe und damit der Triggerimpulse wird nach Ablauf der vom Zeitglied vorgegebenen Zeit tz der nachge- schaltete Transistor 4 geöffnet, und die angeschlossenen Aus¬ gangsschaltstufen 5 schalten ab. Dies verdeutlichen der drit¬ te Kurvenzug U2 mit dem Potential des Verbindungspunktes 14 bezogen auf den negativen Gleichspannungsanschluß 7, was der Differenzspannung zwischen der Gleichspannung und der Span- nung am Kondensator 11 entspricht sowie der vierte Kurvenzug mit der VersorgungsSpannung U3 der Ausgangsschaltstufen 5.