专利名称：用于可靠过程控制的设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种产生和输出一个控制信号的设备和方法，该设备具有一控制装置，该控制装置由一个输入指令信号产生该控制信号；该设备具有一输出装置，该输出装置以一信号输入端连接在所述控制装置之后，它储存该控制装置的所述控制信号，并将该控制信号传递到其信号输出端以产生一个释放信号；该设备具有一与该输出装置相连的检验装置，该检验装置读出在所述输出装置的一个回读接线上的储存控制信号，并当该回读控制信号与所述输入指令信号相吻合时产生所述释放信号。
由欧洲专利文献EP 0120 339 B2公知了这类设备。这类设备作为控制装置在一DV设备中具有一微机，一输出装置接在该微机之后。一个由一个指令信号(过程控制指令)而形成在该微机中的控制信号(指令数据)被储存在该输出装置中。该输出装置经过一回答通道与一检验装置(同样由所述微机构成)相连接。该微机作为检验装置读出所述储存在所述输出装置中的控制信号，并将该读出控制信号与所生成的控制信号相比较。如果两个控制信号相同，那么该检验装置就发出一个释放信号。这一释放信号到达一继电器连接装置，该连接装置将该释放信号接通至所述输出装置，并因此当该控制信号的释放由另一个微机完成时促成所述控制信号输出在所述输出装置的一信号输出端上。该另一微机的工作原理没有进一步详细阐述。
本发明的目的在于提供一种特别简单但却十分可靠的工作设备，用来产生和输出一个由一个输入指令信号产生的控制信号。
本发明的目的在本文前言所述类型的设备中是这样来实现的，即，所述输出装置具有一个继电器，该继电器一方面被施加有所产生的控制信号另一方面又被施加一个保持电压，使得该继电器在该控制信号出现时获得一种状态变化，且该新状态在施加保持电压存储所产生的控制信号的情况下得以存储。
本发明设备的一个基本优点是其简单并因此低成本的结构，因为为了储存该控制信号仅需要一个继电器。本发明设备的另一优点是该设备特别可靠，因为在将所述控制信号和保持电压加到所述输出装置上之后，所述控制信号可被切断，或所述控制装置可与所述输出装置分开，因为当时实现的继电器状态或所储存的控制信号保持不变。假若只有当该控制信号被切断时才回读所储存的控制信号，则总能确保所回读的控制信号总与在释放信号输出后实际上被传递到所述输出装置的信号输出端的信号相吻合。与本文前言所述类型的已在先公开的设备不同，在本发明的设备中无需通过回读过程的不断重复来更新所回读的控制信号。因为无需不断更新所回读的控制信号且由于所储存的信号的释放只在所述控制信号的“正确性”得到确保后才被执行，所以在本发明设备中也根本不存在对控制装置或检验装置的工作速度要求(这是一个附加优点)。但在需要不断更新所回读的控制信号的设备中(例如在在先公开的设备中)，情况却大相径庭，因为在一个错误控制信号输出时必须借助于一个快速检验装置来十分迅速地识别一个错误，以便将一个错误控制信号输出的后果保持在最小。
一个特别简单且因此优点突出的输出装置的特征在于，所述继电器以其继电器输入端与所述控制装置的一个输出端相连接、以一继电器回读接线与所述输出装置的回读接线相连接、以其继电器输出端与所述输出装置的信号输出端相连接；所述继电器当其被施加保持电压时在切断所产生的控制信号以后将保持其新状态，并因此将所储存的控制信号保留在其继电器回读接线和其继电器输出端中。
一个成本低廉且具有为本发明设备所需开关性能的继电器具有一个线圈，该线圈以其一个接线与该继电器输入端相连接、并借助于一个由该线圈控制的常开接点与该继电器的一个保持电压输入端相连接；该线圈在出现控制信号时闭合该常开接点。所以这样一个继电器以简单的方式确保，即，在施加一个控制信号和一个保持电压之后，所述控制信号即便在所述控制信号被切断时也保持储存状态；因为为了闭合所述常开接点和实现该线圈的另一次供电且进而通过所述保持电压实现该线圈的另一次激励，用所述控制信号就足以产生线圈的一个短暂激励。
按照本发明设备的另一改进设计，建议，所述检验装置这样来构造，即它由所述回读控制信号产生另一个指令信号；它将该另一指令信号与所述输入指令信号相比较；当所述两个指令信号相同时它产生所述释放信号。本发明设备的这一改进的优点是其特别高的可靠性，因为为了产生所述释放信号，所输入的指令信号与由所回读的信号产生的另一指令信号相比较；由此确保唯有那个与输入指令信号相吻合的控制信号才被实际上传递到所述输出装置的输出端。
从本文前言所述类型的专利文献中可获知一种用于产生和输出一个控制信号的方法，其中，在一控制装置中由一输入指令信号产生该控制信号；该控制信号被传递至一输出装置并被储存在该装置中；该储存控制信号从所述输出装置中被读出，并在考虑所输入的指令信号的条件下采用所述回读控制信号来产生一个释放信号；该释放信号被传递至所述输出装置，并因此促成所述控制信号输出在所述输出装置的一信号输出端。
为了确保在一个这样的方法中只有那些与当时输入指令信号真正相吻合的控制信号才被输出，根据本发明建议，在所储存的控制信号从所述输出装置中被读出之前，中断所产生的控制信号至所述输出装置的传递。
本发明方法的基本优点在于在读出所储存的控制信号之前可相互分开所述控制装置和输出装置；如果只有当该控制信号被切断时才回读所储存的控制信号，那么(如已经提及的那样)总能确保所回读的控制信号总与在释放信号输出后实际上被传递到所述输出装置的信号输出端的信号相吻合。
如果采用一个继电器将所述控制信号储存在所述输出装置中，那就能特别容易地实施本发明方法。该继电器一方面被施加有所述控制信号另一方面又被施加一个保持电压，使得该继电器在该控制信号出现时获得一种状态变化，而且该新状态在施加保持电压存储所产生的控制信号的情况下得以保存。
本发明方法将特别可靠，如果由所述回读控制信号产生一个回读指令信号，该回读指令信号与所输入的指令信号相比较；当所述两个指令信号相同时产生所述释放信号。
下面借助附图所示实施例对本发明作进一步详细说明，附图中
图1示出本发明设备的一个实施例，该设备用来产生和输出一个由一个输入指令信号产生的控制信号；图2示出用于图1所示设备中的一继电器的一个实施例。
图1示出一控制装置5，它由一个出现在该控制装置5的一输入端E5的指令信号SA产生一控制信号ST，并将该控制信号传递给其输出端A5。一继电器10形式的储存装置接在该控制装置5之后；在此，该控制装置5的一端出端A5与该继电器10的一继电器输入端E10相连接；该控制装置5的一保持电压输出端H5与该继电器10的一保持电压输入端H10相连接。所述继电器10具有一继电器回读接线R10，该接线与一回读装置15的一输入端E15相连接。一比较器20的一输入端E20A连接在该回读装置15的输出端A15之后。该比较器20具有另一输入端E20B，所述指令信号SA就施加在该输入端。该比较器20以其输出端A20与一接通装置30的一接通输入端E30A相连接。该接通装置30以另一输入端E30B与所述继电器10的一继电器输出端A10相连接。该接通装置30具有一信号输出端A30。
该继电器10和该接通装置30构成一输出装置40，该输出装置的回读接线R40由该继电器10的继电器回读接线R10构成；该输出装置的信号输出端A40由该导通装置30的信号输出端A30构成；该输出装置的信号输入端E40由该继电器10的继电器输入端E10构成。所述回读装置15和所述比较器20构成一检验装置50。
图1所示设备的运作方式如下。所述指令信号SA在所述输入端E5被输入所述控制装置5并在此处被转换成一控制信号ST。该控制信号ST被传递至所述继电器10并存储在那儿。同时由所述控制装置5将一保持电压UH施加在所述继电器10的保持电压输入端H10上。这导致这样的情形，即，所述施加在所述继电器10的继电器输入端E10上的控制信号ST被作为储存控制信号ST′储存在所述继电器10里；该储存控制信号ST′保留储存状态与所产生的控制信号ST随后是否被切断无关。
在施加所述保持电压UH之后，所述控制信号ST被切断。随后所述施加在所述继电器10的继电器回读接线R10上的储存控制信号ST′由所述回读装置15逆转回读成回读控制信号(ST′)，并在所述回读装置15中被转换成一回读指令信号SA′。该回读指令信号SA′到达所述比较器20并在此处与原来输入的指令信号SA作比较。如果两个指令信号SA和SA′相一致，那么在比较器中就产生一释放信号SF并被传递至接通装置30。如果该释放信号SF施加在该接通装置30上，那么所述同样施加在接通装置30输入侧的储存信号ST′就被接通到所述接通装置的信号输出端A30，并因此释放在所述输出装置40的信号输出端上。
图1所示设备的功能特性这样来检测在产生和输出一控制信号前，所述继电器10被接到一确定的基准位置，而且通过该继电器10的继电器回读接线R10来监视这一基准位置是否到达；例如，通过切断控制信号和保持电压来使所述继电器10去激活，从而可检测在所述输出装置40的继电器10和所述检验装置50之间的电连接；所述回读转换的控制信号ST′那就必须引入电压。如果不是这一情形，那么在所述继电器10和所述检验装置50之间就出现了某种电缆断裂。
图2示出图1所示设备中的一个继电器10的实施例。人们识别退耦二极管80，它连接在所述继电器10的继电器输入端E10和一继电器线圈95的一接线90之间。该继电器线圈95的接线90通过一常开接点100与所述继电器10的保持电压输入端H10相连接。为了避免受控制的装置承受过电压(在切断时的继电器线圈的感应电压)，平行于所述线圈95连接一个二极管105，平行于该二极管连接一带有一串联电阻且用于状态指示的发光二极管110。该继电器线圈95以电磁方式作用于一常闭接点120，该接点以其一接线与一感应电压U0相连接，以其另一接线与所述继电器10的继电器回读接线R10相连接。所述继电器回读接线R10通过一串联电阻130与接地地线相连接；在此，该接地电位也可为一负直流电压电位，例如一-U0的电位。
此外，所述线圈95还作用在一常开接点135和一常闭接点140上。这两个接点分别以一接线与另一供应电压U0′相连接；分别以另一接线与所述继电器10的一输出端相连接。在此，所述常开接点135与所述继电器10的继电器输出端A10相连接。
所述继电器10的工作原理已结合图1得到了详细说明。
权利要求
1.一种用于产生和输出一个控制信号(ST)的设备，其具有-一控制装置(5)，它由一个输入指令信号(SA)产生该控制信号(ST)；-一输出装置(40)，该输出装置以一信号输入端(E40)连接在控制装置(5)之后，它-储存该控制装置(5)的控制信号(ST)；-根据一个释放信号(SF)将该控制信号传递到其信号输出端(A40)；-一与该输出装置(40)相连的检验装置(50)，它-读出在所述输出装置(40)的一个回读接线(R40)上的储存控制信号(ST′)；-当该回读控制信号(ST′)与所述输入指令信号(SA)相对应时产生所述释放信号(SF)，其特征在于-该输出装置(40)具有一个继电器(10)，该继电器一方面被施加有所产生的控制信号(ST)另一方面又被施加一个保持电压(UH)，使得该继电器(10)在该控制信号(ST)出现时获得一种状态变化，而且该新状态在施加保持电压(UH)存储所产生的控制信号(ST)的情况下得以保存。
2.按权利要求1所述的设备，其特征在于-所述继电器(10)以其继电器输入端(E10)与所述控制装置(5)的一个输出端(A5)相连接；以一继电器回读接线(R10)与所述输出装置(40)的回读接线(R40)相接通；以其继电器输出端(A10)与所述输出装置(40)的信号输出端(A40)相连接；-所述继电器(10)当其被施有所述保持电压(UH)时在所产生的控制信号(ST)被切断以后保持其新状态，并因此将所述储存控制信号(ST′)保留在其继电器回读接线(R10)和其继电器输出端(A10)中。
3.按权利要求2所述的设备，其特征在于-该继电器(10)具有一个线圈(95)，该线圈-以其一个接线(90)与该继电器输入端(E10)相连接，并借助于一个由该线圈(95)控制的常开接点(100)与该继电器(10)的一个保持电压输入端(H10)相接通；-当控制信号(ST)出现时该常开接点(100)就闭合。
4.按上述任一项权利要求所述的设备，其特征在于-所述检验装置(50)这样来构造，即它-由所述回读控制信号(ST′)产生一个回读指令信号(SA′)；-将该回读指令信号(SA′)与所述输入指令信号(SA)相比较；-当所述两个指令信号(SA、SA′)相同时产生所述释放信号(SF)。
5.一种用于产生和输出一个控制信号(ST)的方法，其中，-在一控制装置(5)中由一输入指令信号(SA)产生该控制信号(ST)；-该控制信号(ST)被传递至一输出装置(40)并被储存在该装置中；-该储存控制装置(ST′)在所述输出装置(40)的一个回读接线(R40)上被读出；-当该回读控制信号(ST′)与所述输入指令信号(SA)相对应时产生一个释放信号(SF)；-该释放信号(SF)被传递至所述输出装置(40)，并因此促成所述储存控制信号(ST′)输出在该输出装置(40)的一个信号输出端(A40)上；其特征在于-在从所述输出装置(40)读出所述储存控制信号(ST′)之前，所产生的控制信号(ST)至所述输出装置(40)的传递被中断。
6.按权利要求5所述的方法，其特征在于-采用一个继电器(10)来将所述控制信号(ST)储存在所述输出装置(40)中，该继电器-一方面被施加有所述控制信号(ST)，另一方面又被施加一个保持电压(UH)，使得该继电器(10)在该控制信号(ST)出现时获得一种状态变化，而且该新状态在施加保持电压(UH)存储所产生的控制信号(ST)的情况下得以保存。
7.按权利要求5或6所述的方法，其特征在于-由所述回读控制信号(ST′)产生一个回读指令信号(SA′)；-该回读指令信号(SA′)与所述输入指令信号(SA)相比较；-当所述两个指令信号(SA、SA′)相同时产生所述释放信号(SF)。
全文摘要
一种产生和输出一个控制信号的设备和方法,该设备具有一控制装置(5),一输出装置(40),以及一与该输出装置(40)相连的检验装置(50),为了创造一种特别简单但却十分可靠的设备,用来输出和产生一个由一个输入指令信号产生的控制信号,本发明建议:该输出装置(40)具有一个继电器(10),该继电器一方面被施加有所产生的控制信号(ST),另一方面又被施加一个保持电压(UH),使得该继电器(10)在该控制信号(ST)出现时获得一种状态变化,而且该新状态在施加保持电压(UH)存储所产生的控制信号(ST)的情况下得以保存。
文档编号G05B9/02GK1243974SQ9911030
公开日2000年2月9日 申请日期1999年7月9日 优先权日1998年7月30日
发明者于尔根·雷默 申请人:西门子公司