專利名稱：用于故障指示的電路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于故障指示的電路裝置，包括用于輸出出錯(cuò)信號(hào)的信號(hào)發(fā)生
器、與故障指示分析設(shè)備連接的故障指示線、用于電氣隔離故障指示線與信號(hào)發(fā)生器的耦 合器、和用于為耦合器提供工作電壓的電源。
背景技術(shù)：
已知使用繼電器耦合器或者光耦合器來在出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)在故障指示線上給出通知。 這樣的耦合器還用于執(zhí)行電路裝置的不同部件的電氣隔離。在光耦合器的情況下，一定需 要能夠工作的電壓供給。在該已知的現(xiàn)有技術(shù)中，故障指示作為靜止信號(hào)提供到故障指示 線上，也就是說，故障指示線的電位在出現(xiàn)錯(cuò)誤的情況下在第一值和第二值之間切換，并且 在該錯(cuò)誤持續(xù)期間保持在該第二值。這里的缺點(diǎn)是，出錯(cuò)消息不能說明錯(cuò)誤的種類，使得不 可夠判斷它是否是嚴(yán)重的錯(cuò)誤以及該錯(cuò)誤出現(xiàn)的原因可能在何處。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于，給出一種用于故障指示的電路裝置，它沒有上述缺點(diǎn)，并且它 尤其通知耦合器的工作電壓故障。 在開始時(shí)提到的類型的用于故障指示的電路裝置的情況下，所提出的任務(wù)如下解 決在耦合器和故障指示線之間提供連接電路，該連接電路在耦合器的工作電壓不足時(shí)使 故障指示線處于預(yù)先規(guī)定的電位，即故障指示電位；并且該連接電路還能夠被耦合器控制 為使得在信號(hào)發(fā)生器輸出出錯(cuò)信號(hào)時(shí)，連接電路向故障指示線提供該出錯(cuò)信號(hào)。
具體地，連接電路具有結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(J-FET)，該結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管在常態(tài)下 導(dǎo)通，并且該結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的控制柵與耦合器的受控支路連接，以便在輸出控制耦合 器的正信號(hào)時(shí)或多或少被帶入截止?fàn)顟B(tài)。 一般優(yōu)選J-FET的開關(guān)工作狀態(tài)。這意味著，與 饋電電阻和接地電阻串聯(lián)的J-FET的輸出要么被牽引到工作電壓(不存在任何故障)，要么 被牽引到地電位(存在故障)。 連接電路優(yōu)選與具有多條導(dǎo)線的總線攏在一起，其中該總線除了工作電壓線和故 障指示線之外還包括接地線，并且還可能包括總報(bào)警線。 電路裝置還可以包括錯(cuò)誤通知設(shè)備，它在出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)輸出光信號(hào)和/或聲信號(hào)。 該錯(cuò)誤通知設(shè)備可以被分配給故障指示分析設(shè)備或者總報(bào)警線。 信號(hào)發(fā)生器可以被編程用于在出錯(cuò)信號(hào)中編碼所出現(xiàn)的錯(cuò)誤的種類。此外，用于 故障指示的電路裝置能夠指示耦合器的工作電壓不足。這兩種類型的缺陷由故障指示分析 設(shè)備識(shí)別，并且在可能的情況下被存儲(chǔ)，以便為安裝人員給出關(guān)于缺陷原因的提示，并且由 此縮短維修時(shí)間。


借助附圖1說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式用于故障指示的電路裝置的主要部件如下 用于輸出出錯(cuò)信號(hào)的信號(hào)發(fā)生器1、光耦合器2、連接電路3、T總線4、作為電源的 工作電壓源5、故障指示分析設(shè)備6和錯(cuò)誤通知設(shè)備7。 信號(hào)發(fā)生器1包括所謂的母線，其上連接有監(jiān)視模塊，用于確定信號(hào)發(fā)生器1要監(jiān) 視的系統(tǒng)的各個(gè)錯(cuò)誤。該監(jiān)視模塊可以被構(gòu)造用于確定系統(tǒng)的各部件中的內(nèi)部錯(cuò)誤，例如 極性變換、斷電、中斷、短路、芯線斷裂，并且還可能的是確定測(cè)量值的超過和不足。作為監(jiān) 視模塊的構(gòu)造方式，可以考慮Namur開關(guān)、閘切斷開關(guān)、輸入和供給切斷開關(guān)。信號(hào)發(fā)生器1 可以包括未圖示的計(jì)算機(jī)，用以提供作為編碼后的出錯(cuò)信號(hào)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。當(dāng)被監(jiān)視的系統(tǒng) 中的一個(gè)部件完全停止工作時(shí)，相關(guān)的監(jiān)視模塊使信號(hào)發(fā)生器1輸出電位"低"。如果監(jiān)視 模塊確定系統(tǒng)中出現(xiàn)線路錯(cuò)誤，則使得例如用lkHz的時(shí)鐘發(fā)送相應(yīng)編碼的出錯(cuò)信號(hào)。如果 監(jiān)視模塊確定一個(gè)部件中的內(nèi)部錯(cuò)誤，則使得例如用2kHz的時(shí)鐘發(fā)送相應(yīng)編碼的出錯(cuò)信 號(hào)。當(dāng)應(yīng)該產(chǎn)生閃光信號(hào)時(shí)，可以考慮例如1.2Hz和2.4Hz的編碼后的出錯(cuò)信號(hào)?？梢詾?每一個(gè)錯(cuò)誤類型分配一種合適的出錯(cuò)信號(hào)，其中，除了頻率之外，電壓電平或者電流強(qiáng)度以 及占空比Ti/Tp(i 二接通，p =暫停)也可作為標(biāo)準(zhǔn)。 出錯(cuò)信號(hào)通過信號(hào)發(fā)生器1的包含電阻^的輸出線被提供到耦合器2的輸入支 路。耦合器2在輸入支路中包含發(fā)光二極管D2，并且在輸出支路中包含對(duì)光進(jìn)行響應(yīng)的晶 體管T"由工作電壓源5給該輸出支路供給電流，該電流通過電阻1 2流向地。根據(jù)二極管 D2的發(fā)光，電阻T2形成較小的或者較大的電流電阻，使得當(dāng)晶體管T2像通常那樣作為開關(guān) 工作時(shí)在晶體管T2的輸出A2上建立工作電壓附近或者地電位附近的電位。
連接電路3包括結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管J3，結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管通過電阻R3和二極管D3 與工作電壓源5連接，并且通過電阻R4與地連接。J-FET J3的控制電極與耦合器2的輸出 4導(dǎo)電連接，由此J-FET J3以由4處的信號(hào)時(shí)鐘而被控制。J-FET3是自導(dǎo)通的，并且作 為集電極開路輸出連接在T總線4上。 連接電路3具有電路點(diǎn)~，該電路點(diǎn)與故障指示分析設(shè)備6連接。為此使用T總 線4的被稱為總線腳管腳3的芯線，該芯線表示故障指示線46。 T總線4還以其管腳1包 括用于與電源5連接的芯線45，并且以其管腳2或4還包括未示出的用于將相應(yīng)電路部分 與地連接的另一芯線。 故障指示分析設(shè)備6包括未圖示的用于各種出錯(cuò)信號(hào)類型的信號(hào)檢測(cè)器以及用 于存儲(chǔ)出現(xiàn)的錯(cuò)誤的時(shí)刻和類型的存儲(chǔ)器。該故障指示分析設(shè)備6還可以包括錯(cuò)誤通知設(shè) 備7，該錯(cuò)誤通知設(shè)備在這里為明白起見被表示為連接到總報(bào)警線47，并且可以包括串聯(lián) 電阻R7，并且通過電壓源V7被供電。存在把錯(cuò)誤通知設(shè)備7直接連接到芯線46或者47上 的可能性。 二極管D3防止電壓V7截止J_FETJ3。還存在電氣隔離的可能性，如示意地通過開 關(guān)S7所示。(開關(guān)S7可以通過另一光耦合器實(shí)現(xiàn)。)當(dāng)故障指示分析設(shè)備6接收到故障 消息時(shí)，開關(guān)S7閉合，并且由此也形成到地的電流回路。
為操作該電路，需說明如下 當(dāng)工作電壓供給5停止工作或者提供過小的電壓時(shí)，或者當(dāng)信號(hào)發(fā)生器1沒有向它的端口之一輸出正信號(hào)時(shí)，該電路裝置適配為出錯(cuò)報(bào)告。J-FET3在常態(tài)下導(dǎo)通，但是通 過信號(hào)發(fā)生器1的正的信號(hào)電壓被切換到截止?fàn)顟B(tài)。 當(dāng)電源5的工作電壓消失或者過小時(shí)，電路點(diǎn)A3處的電壓降低，并且?guī)缀踹_(dá)到地 電位。但是這意味著，故障指示線46以持續(xù)的故障指示電位的方式報(bào)告該類故障。因此， 向故障指示分析設(shè)備6報(bào)告工作電壓不足。 當(dāng)電源5引導(dǎo)正常的高工作電壓而信號(hào)發(fā)生器1輸出出錯(cuò)信號(hào)時(shí)，輸出的信號(hào)電 壓為"低"(至少在部分時(shí)間上為零)，并且在常態(tài)下導(dǎo)通的J_FETJ3導(dǎo)通，這把電路點(diǎn)A3拉 到地電位。由此，故障指示線46至少在部分時(shí)間上供給地電位。接收到的編碼后的出錯(cuò)信 號(hào)被故障指示分析設(shè)備6分析為是故障指示。如果設(shè)置有錯(cuò)誤通知設(shè)備7，則立即通知出現(xiàn) 錯(cuò)誤。否則，由故障指示分析設(shè)備登記錯(cuò)誤出現(xiàn)的時(shí)刻和類型，以便在故障查找或者故障修 復(fù)時(shí)提供使用。
權(quán)利要求
一種用于故障指示的電路裝置，其特征在于包括信號(hào)發(fā)生器(1)，用于輸出出錯(cuò)信號(hào)；故障指示線(46)，所述故障指示線與故障指示分析設(shè)備(6)連接；耦合器(2)，用于將故障指示線(46)與信號(hào)發(fā)生器(1)電氣隔離；電源(5)，用于為耦合器(2)提供工作電壓；在耦合器(2)和故障指示線(46)之間設(shè)置連接電路(3)，所述連接電路在用于耦合器(2)的工作電壓不足時(shí)把故障指示線(46)設(shè)置到預(yù)定的電位，即故障電位；此外，連接電路(3)還能夠被耦合器(2)控制為使得當(dāng)信號(hào)發(fā)生器(1)輸出出錯(cuò)信號(hào)時(shí)，連接電路(3)向故障指示線(46)輸出該出錯(cuò)信號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電路裝置，其特征在于，連接電路(3)能夠與包括多條導(dǎo)線的總線(4)攏在一起，其中一條所述導(dǎo)線(45)引導(dǎo) 工作電壓，而另一條所述導(dǎo)線(46)為故障指示線。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路布線，其特征在于，除了工作電壓線(45)和故障指示線(46)之外，所述總線(4)還包括地線，并且設(shè)置總 報(bào)警線(47)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的電路布線，其特征在于，連接電路(3)包含結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(J3)，所述結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管在常態(tài)中導(dǎo)通，所述 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的控制柵與耦合器(2)的受控支路(T2，A2)連接，以便在輸出控制耦合器 的正信號(hào)時(shí)被拉入到截止?fàn)顟B(tài)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路布線，其特征在于，J_FET(J3)與饋電電阻(R3)以及接地電阻(R4)串聯(lián)，耦合器(2)的受控支路(T2，A2)以 及另一接地電阻(R2)與饋電電阻(R3)及接地電阻(R4)并聯(lián)，其中故障指示線(46)在饋電 電阻(R3)和J_FET(J3)之間連接到連接電路(3)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的電路布線，其特征在于， 錯(cuò)誤通知設(shè)備(7)連接在連接電路(3)的輸出上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的電路布線，其特征在于，信號(hào)發(fā)生器(1)輸出用于表征出現(xiàn)的錯(cuò)誤的編碼后的出錯(cuò)信號(hào)，故障指示分析設(shè)備 (6)存儲(chǔ)這樣出現(xiàn)的出錯(cuò)信號(hào)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電路布線，其特征在于，編碼后的出錯(cuò)信號(hào)被設(shè)置用于表征部件中的內(nèi)部錯(cuò)誤，極性變換、斷電、中斷、短路、芯 線斷裂、或者測(cè)量值的超過和不足。
全文摘要
一種用于故障指示的電路布線，具有信號(hào)發(fā)生器(1)，用于輸出出錯(cuò)信號(hào)；故障指示線(46)，其與故障指示評(píng)估設(shè)備(6)連接；耦合器(2)，用于電氣分離故障指示線(46)與信號(hào)發(fā)生器(1)；以及電源(5)，用于給耦合器(2)提供運(yùn)行電壓。在耦合器(2)和故障指示線(46)之間提供一個(gè)連接電路(3)，其在用于耦合器(2)的運(yùn)行電壓不足時(shí)把故障指示線(46)牽引到一個(gè)預(yù)定的電位，即故障電位。此外，連接電路(3)可由耦合器(2)控制，使得當(dāng)信號(hào)發(fā)生器(1)輸出出錯(cuò)信號(hào)時(shí)，連接電路(3)向指示線(46)輸出該出錯(cuò)信號(hào)。
文檔編號(hào)H02H3/02GK101743674SQ200880016753
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2008年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月22日
發(fā)明者F·津克 申請(qǐng)人:菲尼克斯電氣公司