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Einrichtung zur Fernmeldung und Fernsteuerung von beweglichen Organen.
Es sind bereits Fernmelde-und Fernsteuerungseinrichtungen bekannt, bei welchen sich sowohl in der Sendestation als auch in der Empfangsstation in Gleichlauf gehaltene Wähler befinden, durch deren jeweilige Einstellung in beiden Stationen der Stromkreis für einen auszuführenden Steuer-oder Meldevorgang bestimmt ist. Die bekannten Einrichtungen dieser Art erfordern für die Durchführung der Meldevorgänge und für die der Steuervorgänge stets drei oder vier Leitungen, wodurch der Kostenaufwand für die Erfüllung der Anlage erheblich verteuert wird.
Werden an Stelle von vier Leitungen drei Leitungen verwendet, so ist dies meist nur in der Weise möglich, dass sowohl für die Meldung als auch für die Steuerung Stromintensitätsunterschiede verwendet werden müssen, wodurch namentlich bei Absinken der Netzspannung, bei Kurzschlüssen od. dgl. Fehlanzeigen bzw. Fehlauslösungen bewirkt werden können. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Einrichtung besteht darin, dass die Ausführung der eigentlichen Schalt-und Meldevorgänge keineswegs sichergestellt ist.
Anderseits sind nun noch Fernsteuerungseinrichtungen bekannt, bei welchen ein Schaltvorgang oder ein Meldevorgang nur dann ausgeführt wird, wenn am Empfangsort eine bestimmte Anzahl von Impulsen angekommen ist, nicht aber dann, wenn eine grössere oder geringere Anzahl eingetroffen ist. Durch diese bekannten Einrichtungen wird das Auftreten von Störimpulse auf der Fernleitung oder bei den sonstigen Anlageteilen sowie das Unterdrücken von Impulsen unschädlich gemacht. Jedoch haben die bekannten Einrichtungen dieser Art den Nachteil eines erheblich grösseren Aufwandes an Schaltmittel, z. B. Relais, Wähler od. dgl. Ein anderer Nachteil dieser bekannten Einrichtungen besteht darin, dass die Übertragungsvorgänge verhältnismässig lange Zeit in Anspruch nehmen.
Die Erfindung vermeidet die Nachteile beider bekannten Einrichtungen, u. zw. wird gemäss dieser die Anordnung für Einrichtungen zur Fernmeldung und Fernsteuerung von beweglichen Organen, insbesondere von Apparaten, Schaltern od. dgl. elektrischer Energieverteilungsanlagen unter Verwendung synchron laufender schrittweise gesteuerter Verteilereinrichtungen in den beteiligten Stationen so getroffen, dass sowohl die Übertragung der Steuervorgänge als auch die Übertragung der Meldevorgänge über ein und dieselbe Leitung (Doppelleitung) erfolgt. Die Einrichtung wird nach der Erfindung weiterhin so ausgestaltet, dass die Erledigung mehrerer Schalt-oder Meldevorgänge während eines Umlaufes der Verteilereinrichtungen ausführbar ist.
Ein anderes Merkmal der Erfindung besteht darin, dass der Stromkreis zur Ausführung einer Meldung oder Quittierung eines Schaltvorganges nicht über die Schrittschaltwerke der beteiligten Stationen geführt ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Anwendung auf zwei miteinander verkehrende Stationen schematisch dargestellt :
In der Zeichnung bedeutet :
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Dr und Dg einen Drehwäl1ler mit den gleichnamig bezeichneten Drei-magneten und den entsprechend bezeichneten Bahnen I und II,
A und B Schaltrelais, Ca, Ob Kondensatoren, 81 und 82 Steuerschalter mit Kontakten 81 und s, ;,
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vu-tut und Zt-Z.}je eine Kette von Verzögerungsrelais,
A1 und B1 Hilfsrelais der Relais'A und B,
U Umschaltrelais, die in ebenso grosser Anzahl vorhanden sind wie Steuerschalter, Loti, La2 usw.
Lampenrelais mit zwei durch ihre Wicklungsanschlüsse bezeichneten Wicklungen,
L1, L2 usw. Signallampen,
Pr ein Prüfrelais, Hu eine Hupe,
Q einen quittungsschalter,
Ar ein Auftrennrelais,
Al eine jedem überwachten Organ zugeordnete Lampe,
E ein die Leitung 1 umschaltendes Hilfsrelais, U1 ein Hilfsrelais, das von den Kontakten der U-Relais gesteuert wird,
K ein Kontrollrelais,
Er ein Schalt-oder Entriegelungsrelais, o1, o2 usw. Hilfskontakte der fernzusteuernden bzw. zu entriegelnden Organe, H1, H2 usw. diesen zugeordnete Hilfsrelais, die als Halterelais mit zwei Wicklungen ausgeführt sind, Hz ein von diesen Halterelais gesteuertes Hilfsrelais,
Ua ein von dem Wellenruhekontakt gesteuertes Hilfsrelais.
Die von den obigen Relais betätigten Kontakte sind in der Zeichnung und der nachfolgenden weiteren Beschreibung mit kleinen, aber gleichen Buchstaben bezeichnet. Die einzelnen Kontakte der einzelnen Relais sind ausserdem noch durch die Anzahl ihrer Beistriche unterschieden. Weiterhin sind Relais mit zwei Wicklungen durch die Nennung ihrer Wieklungsenden bzw. Anschlüsse an den Lotstiften kenntlich gemacht.
Die Grundelemente der Schaltung. a) Die Schaltungsmittel für synchronen Lauf der Wähler Dr und Dg in Überwachungs-und Betriebsstelle.
Sie bestehen lediglich aus den beiden über die Fernleitung 2 in Serie liegenden sogenannten Steuerrelais". A und B, den von ihren Kontakten a'bzw. b'gesteuerten Drehwählern Dr und Dg und aus dem Anschluss aufeinanderfolgender Segmente der Bahnen Drll und DgII der beiden Drehwähler an wechselnde Polaritäten der Betätigungsbatterien, derart, dass gleiche Schrittzahlen beider Wähler an ungleichen Potentialen liegen.
Lediglich im Ruhezustand der Anlage, wo beide Wähler sich auf Schritt 0 befinden und wo die Kontakte e"in der Überwachungsstelle und hz"in der Betriebsstelle sich in der gezeichneten Lage befinden, sind die beiden 9-Segmente der Wähler an gleichnamige Pole, nämlich an den Minuspol ihrer Batterie, gelegt und über die Fernleitung 1 (Rückleitung) miteinander verbunden. Dabei sind die Wicklungen der Relais A und B also stromlos und die von ihren Kontakten a'bzw. b'gesteuerten Wählermagnete Dr und Dg beiderseits nicht erregt.
Der Start der beiden Synchronwähler zu einer einmaligen vollständigen Umdrehung kann nun entweder in der Betriebsstelle oder in der Überwac1ungsstelle angeregt werden.
1. Start von der Betriebsstelle aus : Durch Umlegen des Kontaktes/ts"in die Arbeitsstellung
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mittels ihres Kontaktes a'bzw. b'gleichzeitig ihre Wählermagnete Dr, Dg, wodurch die mechanisch gekuppelten Arme für die Wählerbahnen Drill und Drl in beiden Stationen synchron auf Schritt 1 vor-
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erregt, d. h. sie fallen ab und ziehen sofort erneut an, wodurch beide Wähler gleichzeitig auf Schitt 2 gelangen. Hier wechseln wieder die Potentiale und die Batterie in der Unterstation übernimmt wieder die Speisung der Steuerrelais in umgekehrter Richtung usf.
Sind alle Kontakte, die den Wählerbahnen Drill und DgII die Potentiale vermitteln, geschlossen, so erledigen die beiden Wähler in der geschilderten Weise eine vollständige synchrone Umdrehung und bleiben, falls Kontakt hzlf während des Umlaufes wieder in die gezeichnete Lage zurückgegangen ist, in der Nullstellung stehen.
2. Start von der Überwachungsstelle aus : Durch kurzzeitiges Umlegen des Kontaktes e"in der Überwachungsstelle wird ein gleichwertiger Effekt erzielt, nur mit dem Unterschied, dass dann die beiden ersten Magnetisierungsvorgänge der Steuerrelais von der Batterie in der Überwachungsstelle bestritten werden und erst vom Schritt 2 an die Batterie der Unterstation sich an der Speisung der Steuerrelais abwechselnd beteiligt.
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Kettenelementes ist für beide Stationen folgende :
Die Impulse, die beim Synchronlauf der Wähler gleichzeitig von den Relais A und B ausgeführt werden, werden zunächst auf Zwischenrelais Al (Überwachungsstelle) und B1 (Betriebsstelle) übertragen, u. zw. mittels der Kontakte a''' bzw. b'''. Kontakt a1'' des Relais Al erregt das Relais Vi, dessen Kontakt vl"das Relais V2, dessen Kontakt vidas Relais V3 und endlich erregt dessen Kontakt v2'' das letzte Glied der Relaiskette, nämlich V4. Da der Kontakt a1" gleichzeitig einen Selbsthaltekreis für das Hilfsrelais Al über den Ruhekontakt vides Relais V4 schliesst, ist ein zwangsläufiges Ansprechen
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Z1, Z2, Z3, Z4 ab.
Die Wirkungsweise der Gesamtschaltung bei der Übermittlung eines Rückmelde- kommandos.
Jedem zu meldenden Schalter o1, o2, o3 usw. in der Betriebsstelle ist je ein mit zwei differential geschalteten Wicklungen versehenes Halterelais HI, jS, j ? s usw. zugeordnet. Diese Halterelais führen im normalen Betriebszustand, d. h. im Ruhezustand der Fernmeldeapparatur, über die eine oder die andere ihrer beiden Wicklungen Strom und halten also ihre Arbeitskontakte 'und h :/" geschlossen bzw. ihre Ruhekontakte h(x)" geöffnet.
Bedeutet Og einen Hilfskontakt, dessen Stellung die Blockierung oder Deblockierung des Streckenschalters 3 kennzeichnet, und entspricht die gezeichnete Lage dem Deblockierungszustand des Streckenschalters 3, so fliesst der Haltestrom für sein zugehöriges Halterelais von Plus über den Ruhekontakt k", den Arbeitskontakt ut'des (in der Nullstellung des Wählers über den Wählerwellenkontakt dg@oo stromführenden) Relais Ua, den, wie gezeichnet, liegenden Kontakt o3 des Deblockierungsorganes durch die an die Lötstifte 4 und 5 geführte Wicklung des Halterelais H3 zum Minuspol. Kontakt heist also geschlossen.
Blockiert sich nun der Streckenschalter 3, so schaltet ou in eine der gezeichneten Lage entgegengesetzte Stellung um, die an den Lötösen 1 und 2 angeschlossene Wicklung von Ha liefert infolge der erwähnten Differentialschaltung beider Wicklungen Gegenamperewindungen, Bg fällt ab und zieht
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durch das Pluspotential vom Schritt 13 der Wählerbahn DgII vorbereitenderweise weggenommen ist.
Anderseits ist gleichzeitig der Ruhekontakt ha" geschossen worden, d. h. Relais Hz zieht an und legt den Kontakt Az"in die Arbeitsstellung um. Dadurch wird der Start der Synchronwähler beider Stationen in der eben angegebenen Weise von der Betriebsstelle aus veranlasst, beide Wähler laufen schrittweise vorwärts, und in beiden Stationen wird dabei die Verzögerungskette zum Anzug gebracht. Wenn die Wähler auf Schritt 13 angekommen sind, bleiben sie zunächst stehen, da ja, wie erwähnt, hier das Potential für den Weiterlauf fehlt. Infolgedessen beginnt beiderseits die Verzögerungskette V1 bis V4 bzw. Zi bis Z4 abzufallen. Im Augenblick, wo das erste Kettenglied V1 bzw. Zl tatsächlich abfällt, die übrigen Kettenglieder aber noch angezogen sind, werden in beiden Stationen neue Vorgänge eingeleitet.
1. Bei der Überwachungsstelle wird das Relais Lag erregt durch Zuführung des Pluspoles über Arbeitskontakt v3' des noch angezogenen Relais Tg, Ruhekontakt ss/"des soeben abgefallenen Relais VI, Wählera@m, Schritt 13 der Bahn DrI an die erste Wicklung 2, 1 von La3. Das Relais La3 hält sich vorläufig über seinen Kontakt ! a !/ und den Arbeitskontakt v4'des ebenfalls noch angezogenen Kettengliedes V4. Der Kontakt zubereitet den Anschluss der Signallampe Lg (="Streckenschalter 3 blockiert") vor ; die Lampe erscheint jedoch noch nicht, da Kontakt p'"noch geöffnet ist.
2. In der Bstriebsstelle geschieht im gleichen Augenblick, also sofort nach erfolgtem Abfall des
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Halterelais H3 wieder zum Anzug gebracht (quittiert), worauf es sich über seinen Kontakt hound die neue Stellung von 03 über Z4'und k"hält. Infolgedessen fällt Hz wieder ab, und gleichzeitig wird das fehlende Potential durch h3''' am Schritt 13 wieder angeschlossen, worauf beide Wähler wieder synchron weiterlaufen und ihre Verzögerungsketten erneut erregen, ehe auch nur das zweite Glied, geschweige denn das dritte und vierte Zeit hatten, abzufallen. Schliesslich kommen sie gemeinsam wieder, von A bzw. B gesteuert, in der Nullstellung an und bleiben dort stehen, da ja infolge des Abfalls von Hz die Segmente o der Bahnen DrII und DgIl wieder beiderseits an Minuspotential liegen.
Infolge des Stillstandes der Wähler fällt nun in beiden Stationen die Verzögerungskette V3 bis V4 bzw. Zl bis Z4 end- gültig ab. In der Betriebsstelle hat dies normalerweise keine Wirkung mehr. in der Überwachungsstelle
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hingegen wird über v3' und v1''' während des Abfalls der Kette das Prüfrelais Pr erregt. Sein Kontakt pr' übernimmt die weitere Haltung des Relias Las, ehe ehe'öffnet, während pr''' die früher vorbereitete
Lampe Lg aufleuchten lässt und gleichzeitig als Selbsthaltekontakt die Haltewicklung pr des Pr-Relais sowie eine Hupe Hu anschliesst. Durch Drücken des Knopfes Q bringt der Überwachungsbeamte nach @ Kenntnisnahme der Meldung das Relais Pr zum Abfall, worauf Hupen- und Lampensignal verschwinden.
In der Funktion des Relais Pr liegt die Sicherstellung der Rückmeldung begründet : Es kann offenbar nur ansprechen und eine Meldung überhaupt zur Kenntnis bringen, wenn der Wähler in der
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wie noch gezeigt wird, nur möglich, wenn die Wähler synchron gelaufen sind ; und wenn die Wähler synchron gelaufen sind, dann kann die Impulspause, durch die ein Relais Lax ausgewählt wurde, nur von dem entsprechenden Halterelais Hx verursacht worden sein, d. h. die Impulspause war eine betriebsmässig vorgesehene Pause.
Wenn die Wähler hingegen ausser Tritt fallen, geschieht folgendes : Sie bleiben bei einer Differenz von einem Schritt sofort stehen, da A und B dann an gleichen Potentialen liegen. Es entsteht jetzt beiderseits eine nicht betriebsmässige Impulspause, durch die ein willkürliches Relais Lax vorbereitet und ein um einen Wählerschritt benachbartes Halterelais Hy quittiert wird. Da die Impulse aber endgültig aufhören, fällt in diesem Fall beiderseits die gesamte Kette ab, wobei aber die Wähler sich nicht in der Nullstellung befinden. Erst durch das Abfallen des letzten Gliedes V4 bzw. Z4 werden auf beiden Seiten die Wähler über ihren Unterbrecherkontakt dru bzw. dgu und ohne damit verbundene Neuerregung der Ketten selbsttätig in ihre Nullstellung befördert.
Pr in der Überwachungsstelle zieht also nicht an, und das vorbereitete Lampenrelais Lax ist zudem schon beim Abfall von Va, also längst bevor der Wähler in der Nullstellung ankam, annulliert worden.
In der Betriebsstelle wird durch die Kombination der Kontakte ua"und g bewirkt, dass bei Abfall der ganzen Kette in einer Arbeitsstellung des Wählers Dg eine Unterbrechung sämtlicher Halterelais eintritt, wodurch die erwähnte eventuell falsche Quittung von Hy rückgängig gemacht und veranlasst wird, dass nach jedem Aussertrittfallen, nachdem die Wähler selbsttätig über ihren eigenen Unterbrecherkontakt in der beschriebenen Weise nach der Nullstellung gelangt sind, eine Meldung sämtlicher Schalterstellungen stattfindet.
Die Wirkungsweise der Schaltung bei Übermittlung eines Steuerkommandos.
In der Überwachungsstelle ist das Relais U1 über den Ruhekontakt M'des Relais U angezogen und hält also seine eigenen Kontakte M/und Mi'"geöffnet. Das Kommando"Entriegelung"wird nun beispielsweise veranlasst durch Niederdrücken des mit 82 bezeichneten Steuerschalters. Hiedurch wird an dessen Kontakt 82 vorbereitenderweise das Potential vom Schritt 5 der Wählerbahn Dr II weggenommen und durch seinen zweiten Kontakt das Relais E erregt. Dadurch legt der Kontakt e"um und veranlasst den Start der Synchronwähler von der Überwachungsstelle aus, wie früher beschrieben.
Sobald der Wähler einen Schritt gemacht hat, fällt durch Öffnen seines Wellenkontaktes dur"'"" das Relais E wieder ab. Die Wähler laufen (bei noch immer niedergehaltenem Steuerschalter ; S'a) bis zum Schritt 5, bleiben
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lässt das Relais U1 abfallen, wodurch die Potentialunterbrechung am Schritt 5 durch u1''' überbrückt wird, so dass die Wähler sofort wieder weiterlaufen. Der Kontakt M"'lässt eine Lampe Al aufblinken, die dem Überwachungsbeamten anzeigt, dass er den Schaltknopf wieder loslassen kann. Durch den Weiterlauf der Wähler fällt Relais U wieder ab und Ui zieht wieder an.
Bei dem eben beschriebenen Entriegelungsvorgang ist eine Sicherstellung nicht notwendig, da durch den Entriegelungsvorgang keinesfalls eine Fehlschaltung od. dgl. bewirkt werden kann. Anders wäre es dagegen, wenn durch die Betätigung eines andern an die Bahn DgI angeschlossenen Steuerrelais ein Schalt-oder Steuervorgang unmittelbar ausgelöst werden soll. In diesem Falle wird es notwendig, den Steuervorgang auch dagegen sicherzustellen, dass bei falscher Einstellung in beiden Stationen der Wähler Dr und Dg eine Fehlschaltung bewirkt wird. Diese Sicherstellung kann in der gleichen Weise vorgenommen werden, wie sie oben für die Sicherstellung des Rückmeldevorganges beschrieben worden ist.
In diesem Falle wird an die Bahn I des Drehwählers Dg in ähnlicher Weise, wie dies in der Überwachungsstelle zur Sicherstellung der Rückmeldung vorgesehen ist, ein Prüfrelais angeschlossen, das bewirkt, dass beim Durchlauf der Wähler und bei dem vorübergehenden Anhalten der Stromkreis für die Schaltrelais nur vorbereitet, aber erst dann zum Ansprechen kommen kann, wenn das Prüfrelais nach Durchlauf der Wähler festgestellt hat, dass sich die Wähler in Gleichlauf befanden. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist ein 21teiliger Drehwähler vorgesehen. In gleicher Weise können natürlich
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oder mehrere zusammenarbeitende Wähler treten. Ebenso können als AuswaHmittel bei dem Gegenstand der Erfindung auch gleichlaufende Relaisketten vorgesehen werden.
Der Gegenstand der Erfindung ist sowohl für den Verkehr zweier als auch für den Verkehr mehrerer Stationen untereinander
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geeignet. Die beschriebene und in der Zeichnung dargestellte Art der Anschaltung der beiden Stromquellen Bs und Bz hat den Vorteil, dass eine Entladung der Batterien nicht eintreten kann, da diese im Ruhezustand nicht gcgeneinandergesehaltet, sondern nur in einem ihrer gleichnamigen Pole miteinander verbunden sind.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Fernmeldung und Fernsteuerung von beweglichen Organen, insbesondere
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weise fortschreitenden elektromagnetischen Verteilereinrichtungen in den beteiligten Stationen, die nach erfolgtem Anreiz mit Hilfe von Gleiehstromimpulsen von nach jedem Schritt wechselnder Richtung synchron weiterschalten, dadurch gekennzeichnet, dass eine einzige Fernleitung (Doppelleitung) zwischen
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und die Ausführung der Fernbetätigungsvorgänge erfolgt und über die auch die Anzeigeorgane für die Meldevorgänge beeinflusst werden.