Circuito de entrada seguro con terminal de periféricos monocanal para la entrada de un abonado de bus.

Circuito de entrada para un grupo constructivo de entrada destinado a leer e ingresar con seguridad señales de entrada aplicadas al grupo constructivo de entrada, que comprende al menos un circuito de mando de entrada de señales

(110) con un terminal de periféricos monocanal (INO) para conectar al menos un emisor de señales, un circuito de evaluación (120) conectable eléctricamente con el circuito de mando de entrada de señales (110) a través de un primer miembro de acoplamiento (IC1) y un circuito de mando (200) unido eléctricamente con el circuito de mando de entrada de señales (110) para ajustar una tensión de referencia a fin de activar y desactivar el miembro de acoplamiento (IC1), caracterizado por que el circuito de mando (200) comprende una fuente de tensión de referencia (210) y un circuito (220) para probar la fuente de tensión de referencia, presentando el circuito (220) para probar la fuente de tensión de referencia dos divisores de tensión constituidos por tres resistencias (R21, R22, R23), conectados a un diodo de referencia (IC23) y destinados a ajustar la tensión de referencia, estando conectado cada uno de los divisores de tensión (R21; R22, R23) a un respectivo segundo miembro de acoplamiento (IC21, IC22) para impartir individualmente en cada caso un flujo de corriente, comprendiendo el circuito de entrada un circuito de prueba (300) unido eléctricamente con el circuito de mando de entrada de señales y destinado a probar el primer miembro de acoplamiento (IC1), y presentando el circuito de prueba (300) para probar el primer miembro de acoplamiento (IC1) un tercer miembro de acoplamiento (IC3) a través del cual se puede aplicar una tensión de prueba al primer miembro de acoplamiento en el circuito de mando de entrada de señales.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E07011577.

Solicitante: PHOENIX CONTACT GMBH & CO. KG.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: FLACHSMARKTSTRASSE 8 32825 BLOMBERG ALEMANIA.

Inventor/es: OSTER, VIKTOR.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > CIRCUITOS ELECTRONICOS BASICOS > TECNICA DE IMPULSO (medida de las características... > Manipulación de impulsos no cubiertos por ninguno... > H03K5/24 (siendo la característica la amplitud)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > CIRCUITOS ELECTRONICOS BASICOS > TECNICA DE IMPULSO (medida de las características... > Circuitos lógicos, es decir, teniendo al menos dos... > H03K19/007 (Circuitos que afirman la seguridad en caso de defecto)

PDF original: ES-2460968_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Circuito de entrada seguro con terminal de periféricos monocanal para la entrada de un abonado de bus.

La invención concierne a un circuito de entrada para un grupo constructivo de entrada, especialmente para un grupo constructivo de entrada de bus, para la lectura e ingreso seguros de señales de entrada aplicadas al grupo constructivo de entrada.

Para la lectura e ingreso de informaciones de un entorno de proceso, como, por ejemplo, de un campo, por medio de señales de entrada proporcionadas a través de emisores de señales correspondientemente dispuestos, es decir, especialmente por medio de interruptores, sensores, se imponen requisitos al reconocimiento de defectos y al comportamiento de fallo de un circuito y de los periféricos construidos para ello.

Particularmente en el caso de informaciones relevantes para la seguridad en el sector de la tecnología de seguridad, estas informaciones tienen que satisfacer, por ejemplo, estándares según DIN EN 954-1 o según IEC 61508. Para satisfacer tales requisitos son necesarias estructuras complejas, convencionalmente bicanales, del circuito de entrada, lo que significa un gasto incrementado en la materialización del circuito y en el conexionado del periférico, es decir, especialmente en lo que respecta al cableado hasta el emisor de señales, por ejemplo hasta un interruptor de seguridad. Por tanto, tales circuitos son de constitución muy compleja y, en consecuencia, son también muy costosos. Debido a la demanda incrementada de componentes, estos circuitos son también desventajosos en lo que respecta a su disponibilidad.

El documento DE 199 06 932 A1 muestra un circuito con una fuente de tensión de referencia y un canal de entrada; a través de un circuito de prueba externo se puede verificar en un ciclo de prueba la capacidad funcional de un canal de entrada.

Un problema de la invención consiste en proporcionar un circuito nuevo y sensiblemente más sencillo en comparación con el estado de la técnica para la lectura e ingreso de señales relevantes para la seguridad.

El problema de la invención se resuelve con un circuito de entrada según la reivindicación 1. Formas de realización ventajosas y/o preferidas, perfeccionamientos, usos y/o equipos de utilización o implementación y/o asistencia de un circuito de conexión de esta clase son objeto de las demás reivindicaciones.

Un circuito de entrada según la invención para un grupo constructivo de entrada, especialmente un grupo constructivo de entrada de bus, para la lectura e ingreso seguros de señales de entrada aplicadas al grupo constructivo de entrada, que satisface especialmente los estándares de categoría 4 DIN EN 954 y SIL 3 IEC 61508, se caracteriza por al menos un circuito de mando de entrada de señales con un terminal de periféricos monocanal para conectar al menos un emisor de señales, así como por un circuito de evaluación conectable eléctricamente con el circuito de mando de entrada de señales a través de un primer miembro de acoplamiento y un circuito de mando unido eléctricamente con el circuito de mando de entrada de señales, en lo que sigue denominado "circuito de mando de comparación", para ajustar una tensión de referencia a fin de activar y desactivar el miembro de acoplamiento.

Por tanto, para implementar un circuito de entrada de esta clase según la invención, ésta propone también un circuito de mando de comparación para un circuito de mando de entrada de señales de un grupo constructivo de entrada, especialmente un grupo constructivo de entrada de bus, con un terminal de periféricos monocanal para conectar al menos un emisor de señales, en donde, para leer e ingresar señales de entrada aplicadas al grupo constructivo de entrada, el circuito de mando de entrada de señales puede ser conectado eléctricamente a un circuito de evaluación a través de un primer miembro de acoplamiento y en donde, para efectuar una lectura e ingreso seguros de las señales de entrada, el circuito de mando de comparación comprende medios para ajustar una tensión de referencia a fin de activar y desactivar el miembro de acoplamiento.

Por tanto, la invención hace posible mediante el circuito de mando de comparación la fijación de umbrales de mando, específica según la aplicación, entre el circuito de entrada de señales y el circuito de evaluación, de modo que pueden satisfacerse también los requisitos de seguridad según la categoría 4 DIN EN 954 y SIL 3 IEC 61508, si bien el circuito de mando de entrada de señales es de diseño monocanal para lograr un circuito de entrada seguro hacia los periféricos y, por tanto, se puede construir a base de pocos componentes de una manera eficiente en costes y con tiempos sensiblemente mejorados entre la aparición de defectos, los llamados tiempos MTBF (mean time betwen failures -tiempo medio entre fallos -, y, en consecuencia, con una disponibilidad incrementada.

El circuito de mando de comparación comprende una fuente de tensión de referencia y un circuito para probar la fuente de tensión de referencia. Se puede probar así el propio circuito de mando de comparación y se puede asegurar y verificar de manera sencilla un umbral de mando de las señales de entrada necesario para la seguridad requerida.

Para incrementar aún más la seguridad frente a fallos de componentes, el circuito de prueba presenta dos divisores

de tensión constituidos por tres resistencias, conectados a un diodo de referencia y destinados a ajustar la tensión de referencia.

Cada uno de los divisores de tensión está conectado a un respectivo segundo miembro de acoplamiento para la respectiva impartición individual de un flujo de corriente. Se pueden probar así sustancialmente todos los componentes críticos del circuito de comparación y del circuito de mando de entrada de señales, así como el miembro de acoplamiento.

El diodo de referencia está conectado a una tensión de alimentación, estando previstos, para limitar la tensión de alimentación para el diodo de referencia, una resistencia dispuesta en el conductor entre el diodo de referencia y la tensión de alimentación y un diodo Z conectado en paralelo con el diodo de referencia.

El circuito de entrada comprende también un diodo Z conectado en el circuito de mando de entrada de señales para limitar a un valor máximo la tensión de entrada basada en una señal de entrada aplicada. Por tanto, los componentes siguientes pueden diseñarse en conjunto para tensiones más bajas.

Para garantizar que se pruebe también el miembro de acoplamiento dispuesto entre el circuito de entrada de señales y el circuito de evaluación con independencia del circuito de mando de comparación, lo que ofrece una seguridad nuevamente incrementada, un circuito de entrada según la invención comprende también un circuito de prueba unido eléctricamente con el circuito de mando de entrada de señales para probar el primer miembro de acoplamiento.

Se ha previsto aquí de manera especialmente sencilla que el circuito de prueba para probar el primer miembro de acoplamiento presente un tercer miembro de acoplamiento a través del cual se pueda aplicar una tensión de prueba al primer miembro de acoplamiento en el circuito de mando de entrada de señales.

Para garantizar un desacoplamiento de zonas de tensión diferentes, en otra ejecución preferida al menos el primer miembro de acoplamiento es un optoacoplador y de manera especialmente preferida todos los miembros de acoplamiento son optoacopladores.

Se establece una seguridad nuevamente incrementada cuando el circuito de evaluación es de constitución bicanal.

Asimismo, es ventajoso que se puedan conectar emisores de señales redundantes en serie con el circuito de mando de entrada de señales. Por tanto,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Circuito de entrada para un grupo constructivo de entrada destinado a leer e ingresar con seguridad señales de entrada aplicadas al grupo constructivo de entrada, que comprende al menos un circuito de mando de entrada de señales (110) con un terminal de periféricos monocanal (INO) para conectar al menos un emisor de señales, un circuito de evaluación (120) conectable eléctricamente con el circuito de mando de entrada de señales (110) a través de un primer miembro de acoplamiento (IC1) y un circuito de mando (200) unido eléctricamente con el circuito de mando de entrada de señales (110) para ajustar una tensión de referencia a fin de activar y desactivar el miembro de acoplamiento (IC1) , caracterizado por que el circuito de mando (200) comprende una fuente de tensión de referencia (210) y un circuito (220) para probar la fuente de tensión de referencia, presentando el circuito (220) para probar la fuente de tensión de referencia dos divisores de tensión constituidos por tres resistencias (R21, R22, R23) , conectados a un diodo de referencia (IC23) y destinados a ajustar la tensión de referencia, estando conectado cada uno de los divisores de tensión (R21; R22, R23) a un respectivo segundo miembro de acoplamiento (IC21, IC22) para impartir individualmente en cada caso un flujo de corriente, comprendiendo el circuito de entrada un circuito de prueba (300) unido eléctricamente con el circuito de mando de entrada de señales y destinado a probar el primer miembro de acoplamiento (IC1) , y presentando el circuito de prueba (300) para probar el primer miembro de acoplamiento (IC1) un tercer miembro de acoplamiento (IC3) a través del cual se puede aplicar una tensión de prueba al primer miembro de acoplamiento en el circuito de mando de entrada de señales.

2. Circuito de entrada según la reivindicación 1, caracterizado, además, por que el diodo de referencia (IC23) está conectado a una tensión de alimentación (US1) , y para limitar la tensión de alimentación están previstos una resistencia (R24) dispuesta en el conductor entre el diodo de referencia y la tensión de alimentación y un diodo Z (D2) conectado en paralelo con el diodo de referencia.

3. Circuito de entrada según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado, además, por un diodo Z (D1) conectado en el circuito de mando de entrada de señales para limitar a un valor máximo la tensión de entrada basada en la señal de entrada aplicada.

4. Circuito de entrada según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado, además, por que al menos el primer miembro de acoplamiento (IC1) es un optoacoplador y preferiblemente todos los miembros de acoplamiento son optoacopladores.

5. Circuito de entrada según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado, además, por que el circuito de evaluación (120) es de construcción bicanal.

6. Circuito de entrada según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que varios emisores de señales redundantes pueden conectarse en serie con el circuito de mando de entrada de señales.

7. Circuito de entrada según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado, además, por que un gran número de circuitos de mando de entrada de señales pueden conectarse en paralelo con el circuito de mando de comparación.

8. Circuito de entrada según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado, además, por que el grupo constructivo de entrada es un grupo constructivo de entrada de bus.

9. Grupo constructivo de entrada que comprende un circuito de entrada según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

10. Grupo constructivo de entrada según la reivindicación anterior, que está concebido como parte de un maestro, un controlador seguro y/o una unidad de campo.

11. Grupo constructivo de entrada según cualquiera de las dos reivindicaciones anteriores, caracterizado, además, por que el grupo constructivo de entrada es un grupo constructivo de bus.

12. Uso de un circuito de entrada según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en la tecnología de la seguridad.