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Riiekmeldeschaltbild.
Die Erfindung besteht in einer speziellen Ausführungsform für Rückmeldesehaltbilder (lebende Schaltbilder, Leuchtschaltbilder). wie sie in Kommandoräumen von grossen Anlagen zur Überwachung des Betriebszustandes zur Aufstellung gelangen. In derartigen Rückmeldeschaltbildern wird die Stellung der einzelnen Schalter rückgemeldet. doch werden auch häufig diejenigen Schaltzeichen, welche Objekte darstellen, deren Zustand erst durch die Betätigung vorgenannter Schalter verändert wird, mit einer Zustandsdarstellung versehen, so dass beispielsweise ersichtlich ist, ob eine Sammelschiene oder Leitung unter Spannung steht oder nicht.
Im folgenden wird hiebei zur Vereinfachung der Beschreibung beispielsweise stets vorausgesetzt, dass die Veränderung der Schaltzeit'hen auf elektrischem Wege durch das Ein-oder Ausschalten von Stromkreisen erfolgt.
Um die Schaltzeichen eines solchen Schaltbildes selbsttätig zu verstellen, muss im allgemeinen zwischen den Objekten der Anlage und den dieselben abbildenden Schaltzeichen im Schaltbild jeweils eine unmittelbare Verbindung hergestellt werden. Für jene Objekte, deren Zustand aus der Schaltstellung und dem Zustand anderer Objekte eindeutig erfasst werden kann, können derartige Verbindungen erspart werden. Zur Darstellung des Spannungszustandes derartiger Objekte wird bekannterweise eine einpolige Netznachbildung herangezogen, bei welcher jedem Schaltkontakt der Hauptanlage ein damit konform bewegter Hilfskontakt in der Netznachbildung entspricht. Die Hilfskontakte sind untereinander derart verbunden, dass ein der Hauptanlage analoges Schaltbild entsteht. Diese Netznachbildung wird durch eine Hilfsstromquelle an den den Anspeisungsstellen der Hauptanlage (z.
B. der Generatoren) entsprechenden Stellen angespeist. Ein Leiter der Netznachbildung ist dann stets unter Spannung, wenn auch der entsprechende Teil der Hauptanlage unter Spannung ist. Die Spannung an den Elementen der Netznachbildung kann beispielsweise mittels Glühlampen kenntlich gemacht werden.
Als beispielsweise Ausführungsfonn ist in Fig. 1 das Schaltschema einer durch ein solches Schaltbild darzustellenden Anlage skizziert. Hierin bedeuten G, und G2 zwei Generatoren, welche über zwei zugehörige Ölschalter O1 und O2 an die gemeinsame Sammelschiene s angeschlossen werden können.
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und RG2 die Generatorrelais, deren Spulen erregt sind, wenn der zugehörige Generator unter Spannung steht. RO, und R02 stellen entweder direkt die Rückmeldekontakte der Ölschalter dar oder gleichfalls Relais, welche mit Hilfskontakten versehen sind, deren Stellung derjenigen der Rüekmeldekontakte am Ölschalter selbst entspricht. Riss bezeichnet ein der Sammelschiene S zugeordnetes Relais.
Wird seine Spule erregt, so geht es in jene Stellung, welche dem Spannungszustand der Sammelschiene entspricht. Fig. 1 stellt jenen Schaltzustand dar, bei welchem der Generator 1 auf die Sammelschiene arbeitet und der Generator G2 unter Spannung leer läuft, d. h. zum Parallelsehalten bereit ist. Der an der Hilfsstromquelle B entnommene Lokalstrom kann nun über die geschlossenen Hilfskontakte von
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kreis über die Hilfskontakte von RG2 und R02 ist jedoch unterbrochen, da das letztere Relais infolge der Stellung des Ölschalters O2 seinen Hilfskontakt geöffnet hat.
Legt man nun den Ölschalter O2 ein, so wird diese Schalthandlung durch das Ansprechen des Relais R02, welches wie alle übrigen mit Sehau- zeichen versehen ist, angezeigt. Die Spule des Relais RS, wird nun von zwei parallelen Stromkreisen gespeist, genau wie in der Anlage nach Fig. 1 die Sammelschiene von beiden Generatoren gespeist wird. Das Relais RISA wird daher immer angezogen haben, wenn in der Anlage ein erregter Generator mit der
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Sammelschiene verbunden ist, und nur dann abfallen, wenn keine Verbindung der Schiene mit in Betrieb befindlichen Stromerzeugern vorhanden ist.
Diese Ausführung hat jedoch den Nachteil, dass im Falle der Meldung "Spannungslos" nicht unterschieden werden kann, ob das Objekt der Hauptanlage tatsächlich spannungslos ist oder ob nicht das Versagen eines Kontaktpaares bzw. ein Leitungsbruch oder etwas Ähnliches den spannungslosen Zustand vortäuscht. Der Meldung #Spannungslos" haftet demnach bei dieser Ausführungsform eine beträchtliche Unsicherheit an, da die Meldung dafür rein negativ ist.
Erfindungsgemäss wird für die Meldung Spannungslos"des Relais bzw. Leitungssymbols gleichfalls ein positives Zeichen verwendet. Man kann die Meldung "Spannungslos" für die abhängigen Objekte durch das Fliessen eines Stromes ausdrücken, wenn man hiefür mit dem Hauptschalter unmittelbar oder mittelbar bewegte Hilfskontakte verwendet, welche entgegengesetzt wie die Hauptkontakte bewegt werden, die daher bei eingeschalteten Hauptkontakten in der Aussehaltstellung sind und umgekehrt.
Diese Hilfskontakte werden untereinander so verbunden, dass ein sogenanntes inverses Schaltbild der Hauptanlage entsteht, d. h., jeder Parallelschaltung von Leitungen in der Hauptanlage entspricht eine Reihenschaltung in der Hilfsanlage und umgekehrt (inverse Nachbildung). Fig. 3 zeigt die zugehörige Netznaehbildung für Meldung des Zustandes Spannungslos"an der Sammelschiene. RG1 und RG2 sind die Generatorrelais, deren Spulen erregt sind, wenn der zugehörige Generator nicht unter Spannung steht.
R01 und R02 stellen entweder direkt die Rückmeldekontakte der Ölschalter dar oder gleichfalls Relais (Stellungszeiger), welche mit Hilfskontakten versehen sind, die ausgeschaltet sind, wenn die Ölschalter geschlossen sind und umgekehrt. Mit RB2 ist ein der Sammelschiene zugehöriges, elektrisch gesteuertes Schauzeichen bezeichnet. Wird dessen Spule erregt, so wird die Scheibe gehoben, so dass sie im Fenster nicht mehr sichtbar ist.
Die Fig. l, 2 und 3 stellen jenen Schaltzustand dar, bei welchem der Generator G, auf die Sammelsehiene arbeitet und der Generator 2 unter Spannung leer läuft, beispielsweise zum Parallelschalten
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daher sind die Kontakte des entsprechenden Stellungsmelders R01 offen. Den offenen Kontakten des Ölsehalters O2 entsprechen die geschlossenen Hilfskontakte auf R02. GI und 01 sind in Reihe geschaltet, daher sind die entsprechenden Hilfskontakte in Parallelschaltung. Ebenso ist die Schaltung bei G2 und
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geschaltet werden. Diese Schaltung erfordert demnach, dass die Nachbildung dieser beiden Gruppen in dem durch die Batterie B gespeisten Hilfsstromkreise in Reihe liegt. In dem gezeichneten Zustand ist das Relais SU abgefallen.
Löst beispielsweise der Ölschalter 01 aus, wodurch die Sammelschiene spannungslos wird, so schaltet der Stellungsmelder R01 einen Stromkreis über B, Kontakte von Rosi,
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so den spannungslosen Zustand der Sammelschiene.
Wie leicht einzusehen ist, gibt diese Einrichtung für den ausgeschalteten Zustand stets richtige Meldungen, beispielsweise auch, wenn ein Generator seine Spannung verliert. Die Schaltung ist hiebei so ausgeführt, dass jeder Parallelschaltung von Schalterkontakten des abgebildeten Stromkreises eine Reihenschaltung der zugeordneten Hilfskontakte und jeder Reihenschaltung der Anlageschalter eine Parallelschaltung der Hilfskontakte sowie jeder Öffnung von Schalterkontakten der Anlage ein Schliessen der Hilfskontakte und umgekehrt entspricht. Anstatt der Spule RS könnte auch eine Glühlampe eingeschaltet werden, welche durch ihr Aufleuchten den spannungslosen Zustand der Sammelschiene anzeigen würde.
Erfindungsgemäss lässt sich die Schaltung nach Fig. 3 mit einer normalen Netznaehbildung (Fig. 2) vereinigen, um für das Schaltzeichen der abhängigen Objekte (Sammelschiene S) eine Selbstkontrolle bzw. Anzeige im Störungsfall zu erreichen. Das betreffende Sehaltzeichen kann dann in einer beispielsweisen Ausführungsform mit zwei Elektromagneten ausgerüstet werden, welche wechselweise erregt sind. Jener Elektromagnet, welcher das Schaltzeichen in die Einschaltstellung bringt, liegt hiebei in einer der Schaltung der Hauptanlage nachgebildeten analogen Netznachbildung (also in einem der Fig. 2 entsprechenden Stromkreis), der Ausschaltmagnet in einer inversen Netznachbildung" (also in einem entsprechend Fig. 3 geschalteten Stromkreis).
Tritt nun in einer der Zuleitungen eine Unterbrechung auf, versagt ein Kontakt oder die Hilfsstromquelle, so werden beide Magnetspulen spannungslos.
Das Relais kommt dann nicht in seine Ein-oder Ausschaltstellung, sondern stellt sich entsprechend der Wirkung einer Feder in eine von den Arbeitsstellungen verschiedene Mittelstellung (Fehlerstellung) ein. Es ist klar, dass dieselbe Wirkung auch mit andern Ausführungsformen von Schaltzeichen, beispielsweise mit solchen, welche die Darstellung des Schaltzustandes der abgebildeten Objekte durch Aufleuchten verschiedenfarbiger Lampen anzeigen, erreicht werden kann, wobei das Verlöschen aller Lampen einen Fehler anzeigt.
Eine Ausführungsform einer Zustandsdarstellung eines Objektes der Anlage zeigt Fig. 4. Ein mit zwei Spulen versehenes Relais 1 wird beispielsweise von Hilfskontakten eines Sehalters der Anlage so gesteuert, dass. in der Stellung"Ein"des Schalters die linke, in der Ste1Iung "Aus" die rechte Spule des
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Relais erregt ist. Der Kontakt dieses Relais legt sich dann immer auf die der erregten Spule entsprechende Seite. Ist keine der beiden Spulen erregt, so stellt sich sein Kontaktarm in die Mittelstellung (Fehler-
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schalter (Quittungsschalter) 2 verbunden.
Ist der Anlageschalter eingeschaltet, so dass der linke Kontakt des Doppelspulenrelais geschlossen ist, und befindet sich der Hands ('halter 2 in korrespondierender Stellung, so ist die weisse Signallampe M'"in den Stromkreis der Batterie eingeschaltet. In genau gleicher Weise ist die blaue Signallampe,, & " in den Stromkreis der Batterie b gelegt, wenn der Anlageschalter ausgeschaltet ist und der Handschalter 2 in der rechten Stellung steht. Der Handschalter 2 dient in Verbindung mit den beiden roten Signallampen"r"einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung. Wird nämlich der Anlagesehalter von der Stellung Ein"in die Stellung.. Aus" gebracht (z.
B. durch eine
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Doppelspulenrelais der Stromkreis der weissen Lampe"M'"unterbrochen und die linke rote Lampe"r" eingeschaltet. Bei einem Aufleuchten der Lampe"r"kann daher festgestellt werden, dass die Stellung des Handschalters 1 mit der des zugehörigen Schalters der Anlage nicht übereinstimmt. Der Handschalter ist dann von der Linkslage in die Rechtslage zu bringen, worauf die rote Lampe aus-und die blaue Lampe eingeschaltet wird. Die durch das Umlegen des Handschalters erzwungene Kenntnisnahme von Änderungen des Schaltzustandes kann als Quittierhandlung bezeichnet werden.
Die Schaltanordnung nach Fig. 4 wird in gleicher Weise auch für abhängige Elemente verwendet, indem man die beiden Spulen des Relais 1 statt von Hilfskontakten des Schalters von zwei Netznach- bildungen, von deren eine in analoger, die andere in inverser Schaltung ausgeführt ist. steuern lässt. Bei dieser Ausführung wird dann eine eingetretene Änderung des Spannungszustandes durch Aufleuchten einer der beiden roten Lampen (Änderungssignal) ebenso angezeigt wie bei einem unabhängigen Objekt eine Änderung des Schaltzustandes. Um das Änderungssignal in das Signal für den neuen Spannungszustand rückzuführen, muss wieder der Handsehalter betätigt werden, so dass auch für die abhängigen Objekte die Kenntnisnahme einer Zustandsänderung erzwungen wird.
Eine Zusammenfassung der Fig. 1-4 zeigt Fig. 5. Den Generatoren G1 und G2 sind die Relais RG1 und RG2, den Schaltern Oi und O2 die Doppelspulenrelais Ri und R und der Sammelschiene S das Doppelspulenrelais RS zugeordnet. Durch die Einbeziehung'des Schaltbildes der im Rückmeldesehalt- bild darzustellenden Anlage in die Fig. 4 ist auch der Zusammenhang der Relais mit den zugehörigen Objekten der Anlage ersichtlich. Die Relais RG1 und RG2 sind als Spannungsrelais geschaltet, so dass sie ihren Anker anziehen, wenn der zugehörige Generator spannungsführend ist bzw. den Anker abwerfen, wenn der Generator spannungslos ist.
Die Relais R01 und R02 werden von Hilfskontakten der Schalter O1 bzw. O2 so gesteuert, so dass stets eine ihrer beiden Wicklungen stromdurchilossen ist. Bei Stromlosigkeit beider Wicklungen geht der Anker in eine Mittelstellung und zeigt so eine Störung an. Mit Hilfe der Kontakte K1 der Relais wird eine analoge Nachbildungsschaltung gemäss Fig. 2, mit Hilfe der Kontakte K2 eine inverse Naphbildungsschaltung gemäss Fig. 3 gesteuert.
An diese beiden Nachbildungsschaltungen sind die zwei Spulen des der Sammelschiene S zugeordneten Relais angeschlossen. Im normalen Betriebe ist stets eine dieser beiden Nachbildungen an die Batterie B angeschlossen, so dass auch immer eine der beiden Spulen des Relais RS stromdurehflossen ist. Sind infolge einer Störung beide Nachbildungen spannungslos und damit beide Spulen des Relais RS stromlos, so nimmt dieses seine Störstellung ein. Die Kontakte K3 sämtlicher Relais steuern in der Schaltung gemäss Fig. 5 Signallampen fÜr die Zustands-und Änderungsanzeige der zugehörigen Objekte der Anlage. Zur Quittierung von Schalt- oder Spannungsänderungen dienen die jedem Objekte der Anlage zugeordneten Handschalter Hg1.
Hg2, Ho"Ho, und Hs. Es ist auch möglich, an Stelle eines besonderen Schalters für jedes Element einen gemein- samen Quittierschalter anzuordnen. Jedes Sehaltzeichen besitzt demnach mindestens vier direkte Anzeigen, nämlich je eine Anzeige für #Ein" (weisse Lampe), #Aus" (blaue Lampe), #Änderung" (rote Lampe) und Störung" (sämtliche Lampen dunkel).
Um die Abmessungen eines solchen Schaltbildes nicht allzu gross werden zu lassen. was zur Erzielung einer guten Übersicht unbedingt erforderlich ist, ist es von besonderem Vorteil, wenn man die erwähnten vier Anzeigen des Schaltzeichens dadurch kenntlich machte, dass das in dem Schaltsehema in räumlich fester Stellung befindliche Schaltzeichen seine Farbe wechselt. Dies lässt sich z. B. dadurch erreichen, dass man die für die Darstellung der einzelnen Zustände erforderlichen Lampen hinter einem gemeinsamen
Fenster anordnet.
Besonders einfach lässt sieh ein solches Schaltbild dadurch ausführen, dass man die als durch- scheinende Linien auf lichtundurchsichtigem Grunde gebildeten Schaltzeichen entsprechend dem
Zustande der durch sie dargestellten Objekte verschiedenfarbig erscheinen lässt. Die zur Beleuchtung der transparenten Schaltzeichen dienenden Lampen werden dann durch kastenartige Blenden so abgedeckt, dass die einzelnen Schaltzeichen von jenen Lampen, welche den benachbarten Schaltzeichen zugeordnet sind, nicht mitbeleuchtet werden.
Es ist besonders wichtig, bei solchen Leuchtschaltbildern eine Blendung des Beschauers zu ver-
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angeordnet sind, dass nur indirektes, von den Innenwänden der Lampenkasten reflektiertes Licht in das Auge des Beschauers fällt.
Jeder Lampenkasten enthält die für die verschiedenen Farben notwendige Anzahl von Beleuchtungskörpern. Um in den Dimensionen des Sehaltbildes weiter zu sparen, kann es dann vorteilhaft sein. diese Beleuchtungskörper (Lampen) senkrecht zur Schaltwand zu staffeln. Man wird dann vorteilhafterweise die Farben der einzelnen Lampen und deren Reihenfolge in der Staffelung so wählen, dass die rückwärts befindlichen Lampen beim Durchleuchten der vor ihnen befindlichen ausgeschalteten, andersfarbigen Lampen die für die Anzeige des Schaltzeichens gewünschte Liehtfarbe erzeugen. Zu diesem Zwecke sind die Lampen so anzuordnen, dass ihre Achsen in einer zur Leuehtebene senkrechten Ebene hintereinander liegen.
Man kann dann naturgemäss auch so vorgehen, dass zur Kenntlichmaehung einzelner Schaltzustände zwei Lampen oder zwei Lampengruppen gleichzeitig eingeschaltet sind, so dass die Schaltzeichen in der Mischfarbe der beiden Leuchtfarben erscheinen.
Die Nachbildungsschaltungen für die Erfassung des Spannungszustandes benötigen gewisse Hilfskontakte, welche konform mit den Hauptkontakten der Anlage bewegt werden müssen. Erfindungsgemäss werden diese Kontakte von. Relais betätigt, die ihrerseits von auf den Schaltern angebrachten Hilfskontakten gesteuert werden. Bei einer Zustandsänderung von Objekten der Starkstromanlage erfolgt dann die entsprechende Zustandsänderung der Elemente des elektrischen Abbildes vermittels dieser Relais. Die Zustandsanzeige für die abhängigen Objekte der Anlage erfolgt vermittels Relais in Abhängigkeit vom Zustand des elektrischen Abbildes.
Zur eindeutigen Darstellung des Schalt-und Spannungszustandes in einem Bild ist es erforderlich, dass die Schauzeiehen der unabhängigen Objekte der Starkstromanlage von diesen unmittelbar gesteuert werden, während die Steuerung der Schauzeichen der abhängigen Objekte mittels des elektrischen Abbildes erfolgt. In den Fig. 2 und 3 werden die Sehauzeiehen der unabhängigen Objekte mit Hilfe der ihnen zugeordneten Relais (RO"RO"RG,-Lind RG,) gesteuert, während das Sehauzeiehen des abhängigen Objektes RB1 bzw. RB2 in Abhängigkeit vom Zustand der Nachbildungsschaltung gesteuert wird.
Werden als Schauzeichen beispielsweise Signallampen oder Signallampengruppen benutzt (Fig. 4, so müssen) die Stromkreise des elektrischen Abbildes, von denen der Schauzeichen getrennt werden. Zu diesem Zwecke besitzen die den unabhängigen Objekten der Starkstromanlage zugeordneten Relais (Fig. 5) einerseits Kontakte K3 zur Betätigung der ihnen selbst zugeordneten Sehauzeiehen, anderseits Kontakte K1, K2 zur Steuerung der elektrischen Abbilder der Starkstromanlage. Die Steuerung der Schauzeichen der abhängigen Elemente erfolgt dann mit Hilfe von an die Nachbildungsschaltungen angeschlossener Relais.
Die in vorerwähnten, insbesondere für die Darstellung des Schalt-und Spannungszustandes elektrischer Anlagen beschriebene Ausführungsform eines Rückmeldeschaltbildes lässt sich natürlich ebenso auf die Darstellung anderer Erzeugungs-oder Verteilungsanlagen, wie Dampfverteilungsanlagen oder ähnliche Anlagen, übertragen. Hiebei würden beispielsweise an Stelle des Spannungszustandes der Druckzustand (Dampfleitungen unter Druck bzw. drucklos) und an Stelle der Sehalterstellungen die Ventil-bzw. Schieberstellungen angezeigt werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
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auch Sehaltzeichen, die Objekte (Leitungsabschnitt) darstellen, deren Zustand erst durch die Betätigung der vorgenannten verändert wird (abhängige Sehaltzeichen), bei Eintreten einer Schalthandlung selbsttätig optisch veränderlich sind, dadurch gekennzeichnet, dass die einem Aussehaltzustand der dargestellten Objekte entsprechende Anpassung der Schaltzeichen (RS) für jene Objekte , deren Schaltzustand erst durch Betätigung von Schaltern verändert wird (abhängige Sehaltzeichen), durch Betätigung von Hilfskontakten (an RG1, RE2'R01, R02) erfolgt, welche so geschaltet sind,
dass jeder Parallelschaltung von Schalterkontakten des abgebildeten Stromkreises eine Reihenschaltung jener Hilfskontakte und jeder Reihenschaltung eine Parallelschaltung, sowie jeder Öffnung von Schalterkontakten der Anlage ein Schliessen der Hilfskontakte und umgekehrt entspricht (Fig. l und 3).