用于監(jiān)視電源的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)視電源的方法，所述電源通過信號(hào)線路與上一級(jí)控制裝置連接，其中借助所述上一級(jí)控制裝置以可變的查詢間隔查詢，電源是否無故障地工作。此夕卜，本發(fā)明涉及一種用于執(zhí)行所述方法的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在包括電源的不同設(shè)備中存在以下需求，檢查電源的狀態(tài)并且借助上一級(jí)控制裝置檢測(cè)故障情況。這尤其在工業(yè)設(shè)備中是這種情況，在那里多個(gè)電源通過信號(hào)線路與中央設(shè)備控制裝置連接。通過上一級(jí)監(jiān)視來識(shí)別有故障的電源或者電源所連接的有故障的負(fù)載并且可以及時(shí)采取措施，以便避免設(shè)備部件的即將來臨的失效。
[0003]由現(xiàn)有技術(shù)認(rèn)識(shí)一種用于監(jiān)視電源的報(bào)告繼電器(例如碩士工程師W.Bender有限兩合公司的VME421)，其中報(bào)告繼電器包括具有參考的自身比較器。如此受監(jiān)視的電源例如用于工業(yè)控制裝置的供電。此外，認(rèn)識(shí)具有集成的報(bào)告繼電器的電源。在此，電源具有用于控制報(bào)告繼電器的具有參考的自身比較器。報(bào)告繼電器信向上一級(jí)的設(shè)備控制裝置發(fā)送以下信號(hào):即輸出電壓降到預(yù)先確定的值以下。設(shè)備控制裝置的操作人員可以由此推斷出，設(shè)備的、借助有故障的電源供電的設(shè)備部件(繼電器、接觸器、光柵、接近報(bào)告器等等)不再如所設(shè)置的那樣運(yùn)轉(zhuǎn)或者不再提供可靠的數(shù)據(jù)。一種可能的反應(yīng)可以是所述設(shè)備的有序切斷。另一種可能的反應(yīng)是轉(zhuǎn)換到冗余地存在的設(shè)備部件上。
[0004]在此，報(bào)告繼電器被施加到上一級(jí)控制裝置的所謂數(shù)字輸入端上并且配備有供電電壓。上一級(jí)控制裝置通常被實(shí)施為可控制編程的控制裝置(SPS)并且循環(huán)地運(yùn)行設(shè)備的控制程序。在每一次程序運(yùn)行中，SPS的每個(gè)數(shù)字輸入端通常被查詢一次，其中循環(huán)時(shí)間可以根據(jù)當(dāng)前待執(zhí)行的控制與分析任務(wù)是可變的。
[0005]具體地，通過以下方式實(shí)現(xiàn)電源的監(jiān)視，S卩SPS查詢連接有報(bào)告繼電器的數(shù)字輸入端上的信號(hào)狀態(tài)。例如以高信號(hào)表明正常輸出電壓，相反，低信號(hào)表明輸出電壓下降到預(yù)給定的閾值以下。雖然這樣的檢查方法允許SPS的簡(jiǎn)單數(shù)字輸入端的利用，但不提供電源的有區(qū)別的狀態(tài)信息。
[0006]由W02013/079110 A1認(rèn)識(shí)一種所謂的選擇性模塊或者診斷模塊，其被設(shè)置用于向上一級(jí)控制裝置傳送狀態(tài)信號(hào)。選擇性模塊在此包括多個(gè)用于對(duì)不同負(fù)載進(jìn)行并行供電的通道。狀態(tài)信號(hào)包含以串行編碼的形式的各個(gè)通道狀態(tài)的信息。在運(yùn)行期間持續(xù)地向上一級(jí)控制裝置的數(shù)字輸入端傳送高/低信號(hào)的切換序列。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所基于的任務(wù)是，針對(duì)一開始所述類型的方法說明一種相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，所述任務(wù)通過權(quán)利要求1和21的特征解決。擴(kuò)展方案在從屬權(quán)利要求中列出。
[0009]在此，在無故障的運(yùn)行中由所述電源通過所述信號(hào)線路持續(xù)地向所述上一級(jí)控制裝置傳送所謂電源良好信號(hào)，并且在出現(xiàn)故障時(shí)由所述電源通過所述信號(hào)線路向所述上一級(jí)控制裝置以以下方式傳送作為高/低信號(hào)的切換序列的報(bào)告信號(hào)，即所述切換序列的每個(gè)信號(hào)變換在以下時(shí)間段之后才進(jìn)行，所述時(shí)間段長(zhǎng)于要等待的最大查詢間隔并且所述切換序列的每個(gè)不相應(yīng)于所述電源良好信號(hào)的信號(hào)比用于表明所述電源的完全失效的預(yù)給定的低信號(hào)持續(xù)時(shí)間更短。因此一方面開創(chuàng)了以下可能性，即給確定的故障分配高/低信號(hào)的獨(dú)特切換序列并且另一方面一旦切換序列轉(zhuǎn)變成持續(xù)的低信號(hào)，就可靠識(shí)別電源的完全失效。因此，所述上一級(jí)控制裝置獲得比到目前為止的情況更多的信息。在正常狀態(tài)中，傳送電源良好信號(hào)，所述電源良好信號(hào)僅僅在無故障的電源、無故障的負(fù)載和無故障的信號(hào)線路的情況下必然被傳輸。一旦出現(xiàn)故障，電源良好信號(hào)就通過高低信號(hào)的切換序列來中斷。相對(duì)于常規(guī)的串行傳輸存在以下區(qū)別，即以以下時(shí)間間隔進(jìn)行切換序列的信號(hào)變換，所述時(shí)間間隔長(zhǎng)于上一級(jí)控制裝置的查詢之間的時(shí)間段。由此才可以利用為靜態(tài)信號(hào)的查詢而設(shè)計(jì)的輸入級(jí)、如用于傳送附加信息的數(shù)字輸入端。此外，魯棒的和可以可靠地應(yīng)用于自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域的繼電器可以用于產(chǎn)生報(bào)告信號(hào)，因?yàn)橥ㄟ^電源良好信號(hào)的持久傳送，在正常運(yùn)行中不發(fā)生將不利地影響繼電器的壽命的連續(xù)的開關(guān)變換。
[0010]在一種有利的實(shí)施中，由所述電源通過所述信號(hào)線路向所述上一級(jí)控制裝置傳送高信號(hào)作為電源良好信號(hào)。在這樣的實(shí)施中，不需要用于有效傳輸?shù)托盘?hào)的附加電路。電源的信號(hào)輸出端上的高信號(hào)通過合適的開關(guān)元件(例如繼電器)直接被傳輸?shù)缴弦患?jí)控制裝置。一旦電源失效或者信號(hào)電路被中斷，則高信號(hào)必然轉(zhuǎn)換到低信號(hào)上。于是，切換序列的不相應(yīng)于電源良好信號(hào)的每個(gè)信號(hào)是低信號(hào)，對(duì)于該低信號(hào)預(yù)給定用于表明電源完全失效的信號(hào)持續(xù)時(shí)間。
[0011]有利的是，預(yù)給定被構(gòu)造為可存儲(chǔ)編程的控制裝置的上一級(jí)控制裝置的最長(zhǎng)要等待的循環(huán)時(shí)間作為最大要等待的查詢間隔。因此，SPS作為上一級(jí)控制裝置的利用允許在所設(shè)置的切換序列的信號(hào)變換之間的最小時(shí)間段的簡(jiǎn)單確定。
[0012]在最簡(jiǎn)單的情況下有利的是，預(yù)給定150ms的最大要等待的查詢間隔。因此，除了可忽略的特殊情況確保了，上一級(jí)控制裝置可靠地識(shí)別切換序列的信號(hào)變換。
[0013]在本發(fā)明的一種形式中有利的是，所述切換序列的每個(gè)信號(hào)變換在以下時(shí)間段之后才發(fā)生，所述時(shí)間段是最大要等待的查詢間隔的至少兩倍長(zhǎng)。因此，滿足根據(jù)傅里葉的采樣理論，所述采樣理論基于具有任意頻率的任意信號(hào)。這樣的信號(hào)當(dāng)接收裝置的采樣頻率是所接收的信號(hào)的最高頻率份額的至少兩倍高時(shí)就被明確地識(shí)別。
[0014]在本發(fā)明的另一種形式中規(guī)定，將查詢的每個(gè)時(shí)刻和所述報(bào)告信號(hào)的信號(hào)狀態(tài)一起存儲(chǔ)在所述上一級(jí)控制裝置中并且由所述存儲(chǔ)的值的序列與所述報(bào)告信號(hào)的預(yù)給定的固定時(shí)鐘導(dǎo)出所傳輸?shù)那袚Q序列。報(bào)告信號(hào)的固定時(shí)鐘在此說明切換序列的兩個(gè)信號(hào)變換之間的可能的最小時(shí)間段，而不是隨著每個(gè)時(shí)鐘必然發(fā)生信號(hào)變換。對(duì)于上一級(jí)控制裝置而言通過這種方式一直已知，什么時(shí)候可能發(fā)生信號(hào)變換，即隨著報(bào)告信號(hào)的每個(gè)時(shí)鐘。通過該時(shí)鐘圖形與所存儲(chǔ)的信號(hào)狀態(tài)的時(shí)間圖形的疊加，通過簡(jiǎn)單的方式可導(dǎo)出實(shí)際的切換序列。在此不重要的是，在保持不變的信號(hào)狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間期間是否在該信號(hào)狀態(tài)持續(xù)時(shí)間的開始時(shí)或者將近結(jié)束時(shí)進(jìn)行查詢。因此，報(bào)告信號(hào)的時(shí)鐘持續(xù)時(shí)間必須僅僅略微長(zhǎng)于上一級(jí)控制裝置的最大要等待的查詢間隔。
[0015]所述方法的一種擴(kuò)展方案在于，為電源預(yù)給定不同的故障類型，給每個(gè)故障類型分配自身的切換序列并且在出現(xiàn)故障的情況下將相應(yīng)的切換序列作為故障特定的報(bào)告信號(hào)向所述上一級(jí)控制裝置傳輸。這允許干擾情況中的差異化分析，其中以合適的方式對(duì)不同的故障進(jìn)行反應(yīng)。于是，不直接涉及電源的基本功能的故障類型的故障類型不立即導(dǎo)致電源的切斷，而是引起設(shè)備的將來的按計(jì)劃的檢查中的維護(hù)措施。
[0016]在此有利的是，為電源針對(duì)每個(gè)故障類型預(yù)給定一個(gè)優(yōu)先級(jí)別，并且在同時(shí)出現(xiàn)的故障的情況下，根據(jù)所分配的優(yōu)先級(jí)別對(duì)相應(yīng)切換序列的傳送進(jìn)行排列。要求電源的切斷的故障類型的報(bào)告通過這種方式不由于非關(guān)鍵故障的同時(shí)出現(xiàn)而被阻止。
[0017]在該上下文中也有利的是，在接通所述電源的情況下，所述電源針對(duì)每個(gè)故障類型向所述上一級(jí)控制裝置傳送相應(yīng)的標(biāo)志并且由所述相應(yīng)的標(biāo)志得出相應(yīng)切換序列的多次傳送的優(yōu)先級(jí)別與重復(fù)預(yù)給定。因此，在電源的開始運(yùn)轉(zhuǎn)或者設(shè)置改變之后，上一級(jí)控制裝置被設(shè)置用于有序地接收不同的切換序列。
[0018]—種擴(kuò)展方案規(guī)定，根據(jù)所述重復(fù)預(yù)給定，多次相繼地向所述上一級(jí)控制裝置傳送第一切換序列并且如果出現(xiàn)新的、被分配第二切換序列的故障，則中斷所述重復(fù)性傳送并且傳送第二切換序列?；旧希袚Q序列的重復(fù)用于改善地識(shí)別所述切換序列。一旦出現(xiàn)新的故障，尤其具有較高優(yōu)先權(quán)的，則中斷該重復(fù)，以便盡快向上一級(jí)控制裝置傳送新的并且可能更重要的報(bào)告。
[0019]對(duì)于錯(cuò)誤報(bào)告的避免有利的是，為電源預(yù)給定公差時(shí)間段，在出現(xiàn)故障的情況下開始運(yùn)行所述公差時(shí)間段，并且在所述公差時(shí)間段到期之后的持久故障的情況下向所述上一級(jí)控制裝置傳送相應(yīng)的切換序列。通過這種方式確保了，不立即將非常短暫地低于或者超出極限值作為故障來報(bào)告。
[0020]此外有利的是，對(duì)于有故障的輸出電壓的持續(xù)時(shí)間預(yù)給定一個(gè)時(shí)限，在所述時(shí)限到期之后中斷恰好傳送的切換序列并且取而代之地傳送持久的、不相應(yīng)于電源良好信號(hào)的信號(hào)。該措施尤其在不對(duì)報(bào)告電子設(shè)備進(jìn)行單獨(dú)輔助供電的電源的情況下是有意義的，因?yàn)樵陔娫赐耆У那闆r下傳送不相應(yīng)于電源良好信號(hào)的信號(hào)。上一級(jí)控制裝置將該狀態(tài)識(shí)別為不可改