用于监视电源的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于监视电源的方法，所述电源通过信号线路与上一级控制装置连接，其中借助所述上一级控制装置以可变的查询间隔查询，电源是否无故障地工作。此夕卜，本发明涉及一种用于执行所述方法的设备。
【背景技术】
[0002]在包括电源的不同设备中存在以下需求，检查电源的状态并且借助上一级控制装置检测故障情况。这尤其在工业设备中是这种情况，在那里多个电源通过信号线路与中央设备控制装置连接。通过上一级监视来识别有故障的电源或者电源所连接的有故障的负载并且可以及时采取措施，以便避免设备部件的即将来临的失效。
[0003]由现有技术认识一种用于监视电源的报告继电器(例如硕士工程师W.Bender有限两合公司的VME421)，其中报告继电器包括具有参考的自身比较器。如此受监视的电源例如用于工业控制装置的供电。此外，认识具有集成的报告继电器的电源。在此，电源具有用于控制报告继电器的具有参考的自身比较器。报告继电器信向上一级的设备控制装置发送以下信号:即输出电压降到预先确定的值以下。设备控制装置的操作人员可以由此推断出，设备的、借助有故障的电源供电的设备部件(继电器、接触器、光栅、接近报告器等等)不再如所设置的那样运转或者不再提供可靠的数据。一种可能的反应可以是所述设备的有序切断。另一种可能的反应是转换到冗余地存在的设备部件上。
[0004]在此，报告继电器被施加到上一级控制装置的所谓数字输入端上并且配备有供电电压。上一级控制装置通常被实施为可控制编程的控制装置(SPS)并且循环地运行设备的控制程序。在每一次程序运行中，SPS的每个数字输入端通常被查询一次，其中循环时间可以根据当前待执行的控制与分析任务是可变的。
[0005]具体地，通过以下方式实现电源的监视，S卩SPS查询连接有报告继电器的数字输入端上的信号状态。例如以高信号表明正常输出电压，相反，低信号表明输出电压下降到预给定的阈值以下。虽然这样的检查方法允许SPS的简单数字输入端的利用，但不提供电源的有区别的状态信息。
[0006]由W02013/079110 A1认识一种所谓的选择性模块或者诊断模块，其被设置用于向上一级控制装置传送状态信号。选择性模块在此包括多个用于对不同负载进行并行供电的通道。状态信号包含以串行编码的形式的各个通道状态的信息。在运行期间持续地向上一级控制装置的数字输入端传送高/低信号的切换序列。
【发明内容】
[0007]本发明所基于的任务是，针对一开始所述类型的方法说明一种相对于现有技术的改进。
[0008]根据本发明，所述任务通过权利要求1和21的特征解决。扩展方案在从属权利要求中列出。
[0009]在此，在无故障的运行中由所述电源通过所述信号线路持续地向所述上一级控制装置传送所谓电源良好信号，并且在出现故障时由所述电源通过所述信号线路向所述上一级控制装置以以下方式传送作为高/低信号的切换序列的报告信号，即所述切换序列的每个信号变换在以下时间段之后才进行，所述时间段长于要等待的最大查询间隔并且所述切换序列的每个不相应于所述电源良好信号的信号比用于表明所述电源的完全失效的预给定的低信号持续时间更短。因此一方面开创了以下可能性，即给确定的故障分配高/低信号的独特切换序列并且另一方面一旦切换序列转变成持续的低信号，就可靠识别电源的完全失效。因此，所述上一级控制装置获得比到目前为止的情况更多的信息。在正常状态中，传送电源良好信号，所述电源良好信号仅仅在无故障的电源、无故障的负载和无故障的信号线路的情况下必然被传输。一旦出现故障，电源良好信号就通过高低信号的切换序列来中断。相对于常规的串行传输存在以下区别，即以以下时间间隔进行切换序列的信号变换，所述时间间隔长于上一级控制装置的查询之间的时间段。由此才可以利用为静态信号的查询而设计的输入级、如用于传送附加信息的数字输入端。此外，鲁棒的和可以可靠地应用于自动化技术领域的继电器可以用于产生报告信号，因为通过电源良好信号的持久传送，在正常运行中不发生将不利地影响继电器的寿命的连续的开关变换。
[0010]在一种有利的实施中，由所述电源通过所述信号线路向所述上一级控制装置传送高信号作为电源良好信号。在这样的实施中，不需要用于有效传输低信号的附加电路。电源的信号输出端上的高信号通过合适的开关元件(例如继电器)直接被传输到上一级控制装置。一旦电源失效或者信号电路被中断，则高信号必然转换到低信号上。于是，切换序列的不相应于电源良好信号的每个信号是低信号，对于该低信号预给定用于表明电源完全失效的信号持续时间。
[0011]有利的是，预给定被构造为可存储编程的控制装置的上一级控制装置的最长要等待的循环时间作为最大要等待的查询间隔。因此，SPS作为上一级控制装置的利用允许在所设置的切换序列的信号变换之间的最小时间段的简单确定。
[0012]在最简单的情况下有利的是，预给定150ms的最大要等待的查询间隔。因此，除了可忽略的特殊情况确保了，上一级控制装置可靠地识别切换序列的信号变换。
[0013]在本发明的一种形式中有利的是，所述切换序列的每个信号变换在以下时间段之后才发生，所述时间段是最大要等待的查询间隔的至少两倍长。因此，满足根据傅里叶的采样理论，所述采样理论基于具有任意频率的任意信号。这样的信号当接收装置的采样频率是所接收的信号的最高频率份额的至少两倍高时就被明确地识别。
[0014]在本发明的另一种形式中规定，将查询的每个时刻和所述报告信号的信号状态一起存储在所述上一级控制装置中并且由所述存储的值的序列与所述报告信号的预给定的固定时钟导出所传输的切换序列。报告信号的固定时钟在此说明切换序列的两个信号变换之间的可能的最小时间段，而不是随着每个时钟必然发生信号变换。对于上一级控制装置而言通过这种方式一直已知，什么时候可能发生信号变换，即随着报告信号的每个时钟。通过该时钟图形与所存储的信号状态的时间图形的叠加，通过简单的方式可导出实际的切换序列。在此不重要的是，在保持不变的信号状态的持续时间期间是否在该信号状态持续时间的开始时或者将近结束时进行查询。因此，报告信号的时钟持续时间必须仅仅略微长于上一级控制装置的最大要等待的查询间隔。
[0015]所述方法的一种扩展方案在于，为电源预给定不同的故障类型，给每个故障类型分配自身的切换序列并且在出现故障的情况下将相应的切换序列作为故障特定的报告信号向所述上一级控制装置传输。这允许干扰情况中的差异化分析，其中以合适的方式对不同的故障进行反应。于是，不直接涉及电源的基本功能的故障类型的故障类型不立即导致电源的切断，而是引起设备的将来的按计划的检查中的维护措施。
[0016]在此有利的是，为电源针对每个故障类型预给定一个优先级别，并且在同时出现的故障的情况下，根据所分配的优先级别对相应切换序列的传送进行排列。要求电源的切断的故障类型的报告通过这种方式不由于非关键故障的同时出现而被阻止。
[0017]在该上下文中也有利的是，在接通所述电源的情况下，所述电源针对每个故障类型向所述上一级控制装置传送相应的标志并且由所述相应的标志得出相应切换序列的多次传送的优先级别与重复预给定。因此，在电源的开始运转或者设置改变之后，上一级控制装置被设置用于有序地接收不同的切换序列。
[0018]—种扩展方案规定，根据所述重复预给定，多次相继地向所述上一级控制装置传送第一切换序列并且如果出现新的、被分配第二切换序列的故障，则中断所述重复性传送并且传送第二切换序列。基本上，切换序列的重复用于改善地识别所述切换序列。一旦出现新的故障，尤其具有较高优先权的，则中断该重复，以便尽快向上一级控制装置传送新的并且可能更重要的报告。
[0019]对于错误报告的避免有利的是，为电源预给定公差时间段，在出现故障的情况下开始运行所述公差时间段，并且在所述公差时间段到期之后的持久故障的情况下向所述上一级控制装置传送相应的切换序列。通过这种方式确保了，不立即将非常短暂地低于或者超出极限值作为故障来报告。
[0020]此外有利的是，对于有故障的输出电压的持续时间预给定一个时限，在所述时限到期之后中断恰好传送的切换序列并且取而代之地传送持久的、不相应于电源良好信号的信号。该措施尤其在不对报告电子设备进行单独辅助供电的电源的情况下是有意义的，因为在电源完全失效的情况下传送不相应于电源良好信号的信号。上一级控制装置将该状态识别为不可改