DE4011049A1

DE4011049A1 - Bistable relay with built-in contact-state interlock - uses transient coil current for changeover diagnostics

Info

Publication number: DE4011049A1
Application number: DE19904011049
Authority: DE
Inventors: Manfred Gg Krausser
Original assignee: TENOVA GmbH
Current assignee: TENOVA GmbH
Priority date: 1990-04-05
Filing date: 1990-04-05
Publication date: 1991-10-10

Abstract

The coil of a bistable relay (1,2) drives a contact to On or Off positions, or in changeover from On to Off, across a neutral central position (3,4,5). The transient relay-coil-current is monitored during operation in either On, Off or changeover modes and used to diagnose the state of contact closure and magnetic function; an optical signal can also be derived from the contact positions. The diagnostic is added to the On, Off and changeover commands at an interlock unit (7,8,9,10,11) controlling the coil current. ADVANTAGE - Ensures early warning of relay failure.

Description

Es ist bekannt, daß das Erkennen der Schaltstellungen von bistabilen Relais vielfach schwierig ist. Zur Vermeidung dieses Mangels ist es weiter bekannt, einen am Relais angeordneten Zusatzkontakt abzugreifen, der an einer elektronischen Auswerteschaltung zur Bildung eines Stellungssignals anliegt. Der Zusatzkontakt beeinflußt jedoch die Baugröße dieser Relais ungünstig, vergrößert den Bauaufwand dieser Relais und führt zu Verlust an Relaisfunktionen.It is known that the detection of the switch positions of bistable relays is often difficult. To avoid of this defect, it is also known to Relay arranged to tap additional contact, the an electronic evaluation circuit for education a position signal is present. The additional contact affects however, the size of these relays is unfavorable, increases the construction cost of these relays and leads to Loss of relay functions.

Es ist Aufgabe der Erfindung vermittels einfacher Maßnahmen die Schaltstellungen von bistabilen Relais erkennbar zu machen.It is an object of the invention by means of simple measures the switching positions of bistable relays are recognizable close.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei Schaltungen des Relais die Stromverlaufkurven in der Relaisspule abgreifbar sind, daß die Stromverlaufkurven Erkennungssignale für die Auswerteelektronik bilden und daß die Auswerteelektronik anhand der Stromverlaufkurven die Schaltstellungen erkennt und elektrisch, optisch und/oder akustisch anzeigt und/oder auswertet. Es wird somit ein sowieso bei Betätigung von bistabilen Relais vorhandener Effekt in den Stromverlaufkurven zu einem sicheren Erkennen, insbesondere zu Umschaltungen genutzt. Die bekannten Zusatzkontakte können entfallen und außerdem besteht die Möglichkeit, die Baugröße von bistabilen Relais klein zu halten. According to the invention this object is achieved in that when switching the relay the current curve in the relay coil can be tapped that the current curve Detection signals for the evaluation electronics form and that the evaluation electronics based on the current curve recognizes the switching positions and electrically, optically and / or acoustically and / or evaluates. So it becomes a anyway when you press bistable relay existing effect in the current waveform for reliable recognition, especially for Switching used. The well-known additional contacts can be omitted and there is also the possibility keep the size of bistable relays small.

In Ausgestaltung der Anordnung ist vorgesehen, daß bei den Schaltstellungen "EIN" bzw. "AUS" des Kontaktsystems jeweils ein nochmaliges Bestromen der Relaisspule zum Schalten des Kontaktes in Stellung "EIN" bzw. "AUS" die Stromverlaufskurve in der Relaisspule von 0 bis zu einem Maximumwert stetig permanent ansteigt und daß mittels der stetig ansteigenden Stromverlaufskurve erkennbar ist, daß keine Bewegungsänderungen des Schaltzustandes erfolgt sind und daß dies elektrisch optisch und/oder akustisch auswertbar und/oder anzeigbar ist.In an embodiment of the arrangement it is provided that at the switch positions "ON" or "OFF" of the contact system once again energizing the relay coil for switching the contact to the "ON" or "OFF" position the current curve in the relay coil from 0 to a maximum value increases steadily and that recognizable by the steadily increasing current curve is that no movement changes in the switching state are done and that this is electrically optically and / or acoustically evaluable and / or displayable.

Andererseits ist vorgesehen, daß bei Umschaltungen des Relais, die Stromverlaufskurve in der Relaisspule über einen ersten Zeitabschnitt von 0 bis zu einem Teilwert stetig ansteigt und durch Induktivitätsänderungen bei mechanischen Relaisankerbewegungen einen Einbruch erhält und daß der Einbruch in der Stromverlaufskurve als Erkennung eines Schaltvorganges dient und dies elektrisch, optisch und/oder akustisch anzeigbar und/oder auswertbar ist.On the other hand, it is provided that when switching the Relay, the current curve in the relay coil over a first period from 0 to a partial value steadily increasing and due to changes in inductance mechanical relay armature movements receives a dip and that the dip in the current curve as Serves to detect a switching process and this electrically, optically and / or acoustically displayable and / or is evaluable.

Schließlich ist noch vorgesehen, daß bei Betätigen des Befehlsgebers "UMSCHALTEN", die Relaisspule zuerst in Richtung "EINSCHALTEN" bestromt wird und durch die Auswerteelektronik anhand des Stromverlaufs erkennbar ist ob ein Schaltvorgang stattgefunden hat oder nicht und diese entscheidet, ob zum Umschalten des Kontaktsystems eine Bestromung der Relaisspule in Richtung "AUSSCHALTEN" nötig ist oder nicht.Finally, it is provided that when the "Toggle" command, the relay coil first in Direction "SWITCH ON" is energized and by the Evaluation electronics recognizable from the current profile is whether a switching operation has taken place or not and this decides whether to switch the contact system energizing the relay coil in the direction "SWITCH OFF" is necessary or not.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung verdeutlicht. Es bedeuten:The invention is based on an embodiment in the drawing illustrates. It means:

Fig. 1 eine Anordnung in der Art von Blockschaltbildern mit Relaiskontakten in Schaltstellung "EIN", Fig. 1 shows an arrangement in the form of block diagrams with relay contacts in the switching position "ON",

Fig. 2 ein Teilstück einer Anordnung der Fig. 1 mit Relaiskontakten in Schaltstellung "AUS" Fig. 2 shows a portion of an arrangement of Fig. 1 with relay contacts in the switching position "OFF"

Fig. 3 eine Stromverlaufkurve, wenn die Relaiskontakte nicht umschalten (bei erneutem Einschalten bei Kontaktstellung "EIN" oder erneutes Ausschalten bei Kontaktstellung "AUS" und Fig. 3 shows a current curve when the relay contacts do not switch (when switching on again with the contact position "ON" or off again with the contact position "OFF" and

Fig. 4 eine weitere Stromverlaufskurve, wenn die Relaiskontakte umschalten (Ausschalten bei vorheriger Kontaktstellung "EIN" oder Einschalten bei vorheriger Kontaktstellung "AUS". Fig. 4 shows a further current curve when the relay contacts switch (switch off with the previous contact position "ON" or switch on with the previous contact position "OFF".

In den Figuren ist mit 1 das Magnetsystem eines an sich bekannten bistabilen Relais bezeichnet, das über einen Anker 2 einen schaltbeweglichen Kontakt 3 betätigt. Der schaltbewegliche Kontakt 3 ist zwischen ortsfesten Kontakten 4 und 5 verstellbar und darüber hinaus in eine Ausstellung (strichpunktierte Stellung) bringbar. An den Kontakten 3 bis 5 liegen Verbraucher, z. B. Lichtquellen an. Mit dem Magnetsystem des Relais 1 ist über elektrische Leiter 6 eine Auswerteelektronik 7 verbunden, an die ein Befehlsgeber 8 für "EIN", ein Befehlsgeber 9 für "AUS" und ein Befehlsgeber 10 für "UMSCHALTEN" anliegen. Mit 11 ist eine, z. B. optische bzw. elektrische und/oder akustische Signaleinrichtung, z. B. eine Leuchtdiode bezeichnet, die über elektrische Leiter 11′ mit der Auswerteelektronik 7 in Verbindung steht. Es besteht die Möglichkeit, die Signaleinrichtung 11 unmittelbar im Gehäuse der Auswerteelektronik 7 anzuordnen.In the figures, 1 denotes the magnet system of a bistable relay known per se, which actuates a switch-movable contact 3 via an armature 2 . The switchable contact 3 is adjustable between fixed contacts 4 and 5 and can also be brought into an exhibition (dash-dotted position). Contacts 3 to 5 are consumers, e.g. B. light sources. An evaluation electronics 7 is connected to the magnet system of relay 1 via electrical conductors 6 , to which a command transmitter 8 for "ON", a command transmitter 9 for "OFF" and a command transmitter 10 for "SWITCHING" are applied. With 11 is, for. B. optical or electrical and / or acoustic signaling device, for. B. denotes a light emitting diode which is connected via electrical conductors 11 'to the evaluation electronics 7 . It is possible to arrange the signal device 11 directly in the housing of the evaluation electronics 7 .

Bei Betätigung des Befehlsgebers 8 für die Schaltstellung "EIN" nimmt der Relaisanker 2 die in der Fig. 1 gezeigte Stellung ein. Der Schaltkontakt 3 ist dabei mit dem Schaltkontakt 4 verbunden. Beim Betätigen des Befehlsgebers 9 für die Stellung "AUS" wird der Schaltkontakt 3 durch den Relaisanker 2 in die strichpunktierte Stellung (Fig. 1) überführt. Die Stromverlaufskurve (Fig. 3) zeigt sich dabei als eine stetig permanent ansteigende Stromverlaufskurve, die nicht zur Abgabe eines Signals bei 11 veranlaßt.When the command transmitter 8 is actuated for the switch position "ON", the relay armature 2 assumes the position shown in FIG. 1. The switch contact 3 is connected to the switch contact 4 . When the command transmitter 9 is actuated for the "OFF" position, the switch contact 3 is transferred to the dot-dash position ( FIG. 1) by the relay armature 2 . The current curve ( FIG. 3) shows itself as a continuously increasing current curve that does not cause a signal to be output at 11 .

Wird der Befehlsgeber 10 "UMSCHALTEN" betätigt, so erfolgt eine Änderung der Stellung der Kontakte, d. h., wenn vor der Befehlsgabe der Kontakt in Stellung "EIN" war, erfolgt eine Schaltung in Stellung "AUS" und umgekehrt.If the command transmitter 10 "SWITCH" is actuated, the position of the contacts is changed, ie if the contact was in the "ON" position before the command was given, the position is switched to the "OFF" position and vice versa.

Die Stromverlaufkurve (Fig. 4) erhält einen Einbruch 13, der zur Abgabe eines Signals bei 11 Anlaß ist.The current profile curve ( FIG. 4) receives a dip 13 , which gives rise to a signal at 11 .

Das Wesentliche der Erfindung wird somit darin gesehen, den an sich bekannten Effekt des Einbruchs in der Stromverlaufskurve bei vorbestimmten Schaltungen von bistabilen Relais zu Auslösungen für Signale zu nutzen.The essence of the invention is thus seen in the known effect of the break-in in the Current curve for predetermined circuits of bistable relays to use triggers for signals.

Claims

1. Arrangement for recognizing the switching positions of bistable relays, by means of an evaluation electronics applied to the relay and with switching elements for on, off and switchovers, characterized in that the circuits of the relay ( 1, 2, 3, 4, 5 ) the current curve ( 12, 14 ) can be picked up in the relay coil, that the current curve ( 12, 14 ) form detection signals for the evaluation electronics ( 7 ) and that the evaluation electronics ( 7 ) recognize the switching positions and electrically based on the current curve ( 12, 13 , 14 ), optically and / or acoustically evaluated and / or displayed.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that in the switch position "ON" of the contact system ( 8, 9, 10 ) ( Fig. 1) a renewed current supply to the relay coil for switching the contact in the "ON" position, the current profile curve in the relay coil increases continuously from 0 to a maximum value and that the steadily increasing current curve ( 12 ) shows that there has been no change in movement of the switching state and that this can be evaluated and / or displayed electrically, optically and / or acoustically.

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that in the switching position "OFF" of the contact system ( 8, 9, 10 ) ( Fig. 2) a renewed current supply to the relay coil for switching the contact to the "OFF" position, the current curve in the relay coil increases continuously from 0 to a maximum value and that the steadily increasing current curve ( 12 ) shows that there has been no change in movement of the switching state and that this can be evaluated and / or displayed electrically, optically and / or acoustically.

4. Arrangement according to claim 1, characterized in that when switching the relay ( 1, 2, 3, 4, 5 ) the current profile curve ( 14 ) in the relay coil rises steadily over a first time period from 0 to a partial value and by changes in inductance mechanical relay armature movements receives a dip ( 13 ) and that the dip ( 13 ) in the current curve ( 14 ) serves as a signal for the detection of a switching operation and this can be evaluated and / or displayed electrically, optically and / or acoustically.

5. Arrangement according to claim 1, characterized in that upon actuation of the command transmitter ( 10 ) "switching", the relay coil is first energized in the "SWITCH ON" direction and by the evaluation electronics ( 7 ) it can be seen from the current profile whether a switching operation has taken place ( Current curve 14 ) or not (current curve 12 ) and this decides whether or not it is necessary to switch "OFF" for the current curve (for current curve 14 ).