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Einrichtung für Eisenbahnsignalanlagen zur Übertragung von Meldungen im Zeitmultiplexverfahren
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Signalen entsprechen ; in jeder Gruppe ist für das zweite System eine durch die von der Zentrale gesendeten Taktimpulse steuerbare Vergleichsschaltung mit einem Ausgang zum Weitergeben je eines Fortschaltimpulses an einen als Zählkette ausgebildeten schrittweise fortschaltbaren Taktverteiler vorgesehen ;
durch die ersten Schritte des Taktverteilers ist ausgangsseitig über feste Schaltverbindungen die Aussendung von der Gruppe zugeordneten Kennungssignalen, durch die folgenden Schritte über vom Meldungsspeicher einstellbare Verbindungen die Aussendung der Meldungssignale und durch dessen letzte Schritte wieder über eine feste Verdrahtung die Aussendung eines Schlusszeichens auslösbar, das in der Zentrale zur Ausgabe der übertragenen Meldungen dient ; durch die Vergleichsschaltung, die entsprechend jedem von der Gruppe übertragenen Kennungs- bzw. Meldungssignal einstellbar ist, ist bei fehlerhafter Rückübertragung des betreffenden Signals durch Abschaltung des Ausgangs für die Fortschaltimpulse des Taktverteilers eine Unterbrechung des Abfragezyklus und damit ein Alarmzustand auslösbar.
Die zwangsläufige Abhängigkeit der Übertragung weiterer Meldungssignale vom Vergleich der von einer Gruppe bereits übertragenen mit den von der Zentrale wieder rückübertragenen Meldungen ergibt in vorteilhafter Weise nicht nur eine Sicherheit gegen Leitungsstörungen, sondern auch gegen Fehler, die durch Apparatestörungen der Einrichtungen selbst entstehen können. Ein weiterer Vorteil der Einrichtung nach der Erfindung besteht in der Mehrfachausnutzung der in der Zentrale für die Meldungsabfrage vorgesehenen Einrichtungen, die für eine Vielzahl von Gruppen nur einmal in der Zentrale vorzusehen sind.
Es kann ferner zweckmässig sein, die Rückübertragung der Signale von der Zentrale nach der abgefragten Gruppe um eine bestimmte Zahl von Taktschritten zu verzögern und die Rücksendung beispielsweise erst nach der Auswertung eines Kennungscodes der abgefragten Gruppe zu beginnen. Dies bringt den Vorteil, dass nicht nur die Übertragung der Meldung, sondern auch die Funktion wesentlicher und wichtiger Apparateteile überprüftund überwacht wird.
Diese zeitliche Verschiebung zwischen Meldungs- übertragung und Rückübertragung der Meldung wird in Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht, dass an dem in jeder Gruppe vorhandenen Taktverteiler die festen Schaltverbindungen für die Kennungssignale und die einstellbaren Schaltverbindungen für die veränderlichen Meldungssignale zweimal vorgesehen sind, einmal für die Steuerung des Signalsenders und einmal zur Voreinstellung der Vergleichsschaltung, wobei die einander entsprechenden Schaltverbindungen um die dem Abstand zwischen Signalübertragung zur Zentrale und Rückübertragung von der Zentrale entsprechende Anzahl von Taktimpulsen, die min-
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auf das mit dem nächsten Taktimpuls zu erwartende von der Zentrale rückübertragene Signal eingestellt,
wobei nur bei Übereinstimmung der Voreinstellung der Vergleichsschaltung mit dem rückübertragenen
Signal eine Fortschaltung des Taktverteilers erfolgt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann in der Zentrale eine vorzugsweise aus Erregerwicklun- gen von Relais gebildete Schaltmatrix vorgesehen sein, deren Zeilen den einzelnen Gruppen zugeordnet und über eine Decodierschaltung durch den jeweils von einer Gruppe gesendeten Kennungscode ansteuer- bar sind. Die Spalten dieser Matrix sind dann über einen die übertragenen Meldungen aufnehmenden
Speicher ansteuerbar, so dass nach einer Meldungsübertragung jede Zeile das Meldungsbild der ihr zugeordneten Gruppe enthält. Durch diese Matrixanordnung der der Meldungsausgabe dienenden Relais wird der Speicheraufwand in der Zentrale in vorteilhafter Weise sehr gering gehalten, so dass trotz des Auf- wandes von zwei getrennten Zeitmultiplexsystemen der Gesamtaufwand für die Einrichtungen nach der
Erfindung im Vergleich zu bekannten Einrichtungen gering ist.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus nachstehender Beschreibung der in den Zeichi nungen dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigen Fig. 1 das vereinfachte Blockschaltbild der Zen- trale, Fig. 2 das vereinfachte Blockschaltbild einer Station, Fig. 3 das Impulsdiagramm eines Übertra- gungszyklus und Fig. 4 das vereinfachte Blockschaltbild einer Vergleichsschaltung einer Station.
Die Unterteilung der Einrichtung in zwei getrennte Zeitmultiplexsysteme ist in den Fig. 1 und 2 durch die Trennungslinie t verdeutlicht. Oberhalb dieser Trennungslinie sind die der Stationsbzw. Gruppenansteuerung dienenden Baugruppen dargestellt. Daher ist dieser Teil der Einrichtung im folgenden als Gruppenstufe bezeichnet. Die unterhalb der Trennungslinie t dargestellten Baugruppen dienen im wesentlichen der Meldungsübertragung und gehören somit zur Meldungsstufe. Die Gruppen- stufe hat die Aufgabe, nach dem Zeitmultiplexverfahren sämtliche Stationen ständig nach Änderungen des Meldungszustandes abzufragen.
Haben sich in einer Station, deren Einrichtungen auszugsweise in i Fig. 2 in vereinfachter Form wiedergegeben sind, keine Änderungen ergeben, so sendet diese einen be- stimmten Impuls zur Zentrale der Fig. 1 zurück und der Abfragevorgang in der Gruppenstufe wird fort-
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gesetzt. Da die Fortschalteimpulse in der Gruppenstufe aktive Zeichen sind, bietet das Verfahren den Vorteil der ständigen Überwachung aller Stationen.
Bei einer Änderung des Meldezustandes unterbricht die Gruppenstufe ihre Abfrage und schaltet die betreffende Station zur Übertragung ihres Meldezustandes ein. Dieser Vorgang wickelt sich über die verschiedenen Übertragungskanäle Kl - K5 ab, so dass durch eine sichere Trennung beider Stufen die Möglichkeit von Verwechslungen bei Störungen ausgeschlossen wird.
Die Wirkungsweise der Einrichtung sei nun im folgenden an Hand eines in Fig. 3 wiedergegebenen
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zu erkennen. Über den Kanal Kl werden nur die Steuersignale der Gruppenstufe nach den Stationen übertragen. Die Kanäle K2 und K3 dienen der Übertragung von Steuersignalen während der Abfrage der in einer Station gemäss Fig. 2 zusammengefassten Meldungsgeber. Über die Kanäle K4 und K5 werden die Meldungen von den einzelnen Stationen bzw. Gruppen zur Zentrale übertragen.
Für die Betriebsweise auf den Kanalpaaren K2 und K3 sowie K4 und K5 gelten dabei folgende Bedingungen. Im Ruhezustand sind jeweils beide Kanäle stromlos, bei der Signalübertragung führt einer von beiden Kanälen Strom und bei einem Leerschritt sind jeweils beide Kanäle mit Strom beaufschlagt.
Den Steuertakt zur Ansteuerung der einzelnen Stationen liefert der Taktgeber Tgl der Fig. l.
Über die Leitung 1 ist die Torschaltung Tol während dieser zyklischen Ansteuerung der einzelnen Stationen geöffnet, so dass die Taktimpulse des Taktgebers Tgl über die Leitung 2 und den Sender Sl beispielsweise als tonfrequentes Signal auf den Kanal Kl gegeben werden. An diesen Kanal Kl sind die Empfänger El der einzelnen Stationen, wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, angeschlossen. Diese Gruppenimpulse, die in Fig. 3 mit gl, g2 und g3 bezeichnet sind, schalten in allen angeschlossenen Stationen einen in der Gruppenstufe vorhandenen Gruppenzähler St3 weiter. Diese Fortschaltung dieser Gruppenzähler erfolgt in allen Stationen synchron.
Die Gruppenzähler St3 sind als Zählketten ausgebildet, wobei für jeden Zählschritt ein besonderer Ausgang vorgesehen ist. Jeder dieser Zählerausgänge ist einer bestimmten Station zugeordnet und innerhalb dieser Station über eine Markierleitung 4 mit einer Steuerschaltung St2 verbunden. Diese Steuerschaltung ist mit bekannten Mitteln so aufgebaut, dass sie den über die Markierleitung 4 eintreffenden Taktimpuls immer dann auf der Leitung 6 zum Sender S3 weitergibt, wenn sich der Zustand des Meldungsspeichers St6 seit der letzten Abfrage nicht geändert hat.
Der Sender S3 der Meldungsstufe der Station der Fig. 2 ergibt den Taktimpuls gl als Antwortimpuls gl* über den Ka- nal K4 zum Empfänger E3 der Fig. l zurück, wo er über Leitung 3 die Aussendung des nächsten Gruppenimpulses g2 in der Abfragesteuerung St1 freigibt.
Im Ausführungsbeispiel der Zeichnungen ist angenommen, dass eine Einrichtung aus drei Stationen besteht, und bei dem in Fig. 3 dargestellten Abfragezyklus in der zweiten, also mit dem Gruppenimpuls g2 angesteuerten Station eine Änderung des Meldungsbildes vorliegt. Das Vorliegen der Mel- dungsänderung wird dabei durch ein über die Leitung 5 der Fig. 2 vom Meldungsspeicher St6 an die Steuerschaltung St2 gegebenes Signal gemeldet und dort eingespeichert. Dies hat zur Folge, dass beim Eintreffen des Gruppenimpulses g2 über Kanal Kl die Aussendung des gestrichelt gezeichneten Antwortimpulses g2, unterbleibt.
Ausserdem wird in diesem Zustand über die Leitung 7 der Empfänger E2 eingeschaltet, der Sender S3 zur Aussendung von Meldungen vorbereitet und der Meldungsspeicher St6 gegen neue über die Leitungen 8 und 9 einlaufende Meldungsänderungen gesperrt. Durch diese Sperrung wird sichergestellt, dass Änderungen des Meldungsbildes, die während eines Abfragevorganges eintreten, bis zum nächsten Abfragezyklus erhalten bleiben und mit diesem dann erfasst werden.
Durch die Unterdrückung des Antwortimpulses g2, wird in der Zentrale in Fig. 1 über Leitung 1 das Tor Tol gesperrt und über die Leitung 10 die Meldungsstufe unterhalb der Trennungslinie t eingeschaltet. Es wird dabei über die Leitung 10 das Tor To2 geöffnet, so dass die Taktimpulse des Taktgebers Tg2 der Meldungsstufe der Zentrale auf den Steuereingang 11 des taktgesteuerten Parallel-Serien-Umsetzers Ul gegeben werden. Dabei ist unter Parallel-Serien-Umsetzer eine Einrichtung zu verstehen, die in der Lage ist, gleichzeitig eingespeicherte Signale zu einem wählbaren Zeitpunkt nacheinander abzusetzen. Beim Anlaufen der Meldungsstufe der Zentrale gibt der ParallelSerien-Umsetzer U1 die vom Taktgeber Tg2 gelieferten Impulse zunächst als Leertakte über den Sender S2 auf das Kanalpaar K2, K3.
Wie bereits erwähnt, werden Leertakte durch Strom auf beiden Leitungen dargestellt, so dass sich in Fig. 3 bei drei ausgesendeten Leerschritten das Diagramm mit den Impulspaaren hlundhl', h2undh2'sowieh3undh3' ergibt. Diese Leertakte werden in der Station der Fig. 2 mit dem Empfänger E2 empfangen und über die Vergleichsschaltung St5 zum
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Taktverteiler St4, der als Zählkette ausgebildet ist, weitergegeben. Auf den Aufbau und die Funktionsweise der Vergleichsschaltung St5 soll bei der Beschreibung der Fig. 4 näher eingegangen werden.
Während der ersten beiden Schritte des Taktverteilers St4 wird über die Leitung 14 und 15 die Aussendung des der Station zugeordneten Kennungscodes, der in Fig. 3 mit den Impulsen cl und c2 auf Kanal K4 und K5 wiedergegeben ist, veranlasst. Dieser in Fig. 1 mit dem Empfänger E3 empfangene Kennungscode wird über den Serien-Parallel-Umsetzer U2, der gleichzeitig als Meldungsspeicher der Zentrale wirkt und über die Leitung 33 schrittweise synchron mit den einlaufenden Meldungsschritten fortschaltbar ist, in den Decodierer C2 eingegeben. Dabei ist unter Serien-ParallelUmsetzer eine Einrichtung zu verstehen, die nacheinander einlaufende Signale speichert und zu einem wählbaren Zeitpunkt gleichzeitig ausgibt.
Nach dem Empfang des Kennungscodes ist dann über den Decodierer C2 eine der Leitungen 41 - 43 eingeschaltet, wodurch einerseits eine der Torschaltungen To3 - To5 vorbereitet ist.
Anderseits wird der Kennungscode, über den Codierer Cl wieder in sein ursprüngliches Signalbild zurückübersetzt, dem Parallel-Serien-Umsetzer Ul zugeführt. Nach der Einspeicherung des Kennungs-
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beginnt der Parallel-Serien-Umsetzer U1 mit der Rückübertragung der in der Zentrale von einerFig. 3 auf den Kanälen K2 und K3 nach den drei Leertakten die den Kennungscode bildenden Impulse cl'und c2'zur angesteuerten Station zurückübertragen.
Nachdem die Station der Fig. 2 den Kennungscode zur Zentrale übertragen hat, wird vom Taktverteiler St4 durch einen über die Leitung 28 abgegebenen Impuls die Vergleichsschaltung St5 in der Weise umgeschaltet, dass nur noch dann über die Leitung 30 Taktimpulse zum Taktverteiler St4
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wenn Identität zwischen dem an den Eingängen 26 und 27 anliegenden Ver-der Umschaltung der Vergleichsschaltung St5 wird über die Leitung 16 einerseits eine Spannung an den Eingang 27 der Vergleichsschaltung St5 gelegt, die dem Impuls cl des Kennungscodes entspricht. Ausserdem beginnt auch mit diesem Taktschritt die Signalübertragung über den Sender S3 und die Kanäle K4 und K5 in Abhängigkeit von der Stellung des Kontaktes mll des Meldungsspeicherrelais Ml. Das bedeutet, dass gemäss Fig. 3 auf Kanal K4 der Impuls il zur Zentrale übertragen wird.
Beim nächsten Takt erfolgt dann der Vergleich des rückübertragenen Impulses cl'mit der über den Eingang 27 erfolgten Voreinstellung im Vergleicher St5. Wird Identität des auf den Eingängen 31 und 32 einlaufenden Signals mit dem an den Eingängen 26 und 27 anliegenden Vergleichssignal festgestellt, so wird dieser Signalschritt als Taktimpuls auf den Eingang 30 des Taktverteilers St4 weitergegeben. Bei fehlender Identität, also bei einer Verfälschung des rückübertragenen Signals wird die Fortschaltung des Taktverteilers St4 somit unterbrochen, da im Vergleicher St5 kein Taktimpuls zum Eingang 30 des Taktverteilers St4 weitergeleitet wird. Dieser Zustand der Unterbrechung des Taktzyklus wird zu einer Störungsmeldung ausgenutzt.
Es sei jedoch im folgenden angenommen, dassdieRüekübertragung fehlerfrei ist und somit eine Fortschaltung des Taktverteilers St4 mit jedem Signalschritt erfolgt.
Der mit der Rückübertragung des Signalsehrittes cl'ausgelöste Taktimpuls bewirkt die Anschal- tung der Leitung 17 im Taktverteiler St4, so dass einerseits eine dem Kennungsimpuls c2 entsprechende Spannung an den Eingang 26 des Vergleichers St5 gelegt wird und anderseits in Abhän- gigkeit von der Stellung des Kontaktes m21 des Relais M2 des Meldungsspeichers St6 die Aussendung des Meldungsimpulses i2 über den Kanal K4 erfolgt.
Mit dem nächsten Taktschritt, der bei einem positiven Vergleichsergebnis des rückübertragenen Impulses c2'ausgelöst wird, erfolgt einerseits die Eingabe des Meldungsimpulses il über den Kontakt m12 des Relais Ml über die Leitung 18 in den Vergleicher St5 und anderseits über die Leitung 20 die Ansteuerung beider Eingänge 12 und 13 des Senders S3 und somit die Aussendung der Impulse h4 und h4'für einen Leerschritt über die Kanäle K4 und K5 zur Zentrale. Der nächste Taktschritt wird bei positivem Ver-
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eingänge 12 und 13 des Senders S3 über die Leitung 23. Weiterhin wird bei diesem Taktschritt über die Leitung 21 und den Kontakt m22 des Relais M2 das dem Impuls i2 entsprechende Vergleichssignal zum Vergleicher St5 gegeben.
In entsprechender Weise folgt bei den nächsten Schritten auf den Kanälen K2 und K3 die Rückübertragung des Impulses i 2'sowie der Leerschritt-
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impulse h6 und h6'. Ausserdem erfolgt, gesteuert über die Ausgänge 24 und 25 des Taktverteilers St4, die Aussendung der Ausgabesignalimpulse al und a2 über die Kanäle K5 und K4.
Mit dem Empfang des Ausgabesignals wird in Fig. l am Serien-Parallel-Umsetzer U2 die Leitung 34 eingeschaltet. Hiedurch wird einerseits das vom Decodierer C2 vorbereitete Tor der Torschaltungen To3-To5 durchlässig. so dass die an ihn angeschlossene Zeile der aus den Relais All - N20 gebildeten Matrix an Spannung liegt und somit diejenigen Relais erregt werden, deren Spalte über die Leitungen 35 - 38 vom Serien-Parallel-Umsetzer U2 markiert ist. Gleichzeitig mit dem Empfang des Ausgabesignals wird über die Leitung 34 auch die zyklische Ansteuerung der einzelnen Stationen in der Abfragesteuerung Stl wieder eingeschaltet.
Es erfolgt, wie bereits erläutert, die Übertragung des Gruppenimpulses g3 über den Kanal Kl und die Rückübertragung des Gruppenimpulses g3' über den Kanal K4 durch die dritte angeschlossene Station. Die Zahl der angeschlossenen Stationen ist im Ausführungsbeispiel nur der Übersichtlichkeit wegen auf drei beschränkt. Nach der Aussendung des Gruppenimpulses g3 über Kanal Kl ist also der Ansteuerzyklus in der Gruppenstufe beendet, und es wird ein langer Synchronisierungsimpuls Sy über den Kanal Kl gesendet, nach dem der Zyklus wieder mit dem Gruppenimpuls gl beginnt. Es sei noch erwähnt, dass gleichzeitig mit dem Empfang des Ausgabesignals auch die Meldungsstufe wieder stillgesetzt wird.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. l sind in jeder Zeile der Relaismatrix für jeden Meldungsgeber einer Station zwei Relais vorgesehen, beispielsweise für einen ersten Meldungsgeber die Relais All und A10.
Dabei wird bei einer einlaufenden Meldung, die beispielsweise einer Information "1" entspricht, das Relais All, dagegen bei einer einlaufenden Meldung, die der Information "0" entspricht, das Relais A10 erregt. Für einen zweiten Meldungsgeber einer Station sind dann beispielsweise die Relais A21 und A20 vorgesehen. Dieser Aufwand kann aber auch dadurch reduziert werden, dass man für jeden Meldungsgeber nur ein Relais vorsieht, welches beim Empfang der Information "1" anzieht und beim Empfang der Information"0"im abgefallenen Zustand verbleibt.
Der Beschränkung des Ausführungsbeispiels auf drei angeschlossene Stationen entspricht in Fig. l der Aufwand von drei Zeilen, wobei jede Zeile einer bestimmten Station fest zugeordnet ist und bei der Ausgabe der Meldungen am
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die Zeile mit den Relais Bll - B20 das Meldungsbild der zweiten Station und durch die Zeile mit den Relais Nll - N20 das Meldungsbild der dritten angeschlossenen Station gegeben. Im gewählten Ausführungsbeispiel sind die Begriffe Station und Gruppe identisch. Die Ausgabe der Meldungen der einzelnen Stationen erfolgt dabei über in den Zeichnungen nicht dargestellte Kontakte dieser Relais. Zur Entkopplung der Relais dieser Matrix sind Gleichrichter Gr vorgesehen.
Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, dass alle angeschlossenen Stationen bzw. Gruppen im Prinzip einander gleich sind und in der in Fig. 2 dargestellten Weise an die Kanäle K1 - K5 angeschlossen sind. Die Zahl der zu einer Gruppe zusammengefassten Meldungsgeber ist natürlich nicht auf die Zahl 2, die im Ausführungsbeispiel nur der Übersichtlichkeit wegen gewählt wurde, beschränkt.
An Hand des Ausführungsbeispiels der Fig. 4 sei im folgenden noch der Aufbau und die Funktionsweise der in Fig. 2 mit St5 bezeichneten Vergleichsschaltung näher erläutert. Die bistabilen Schaltelemente R1 - R4 der Fig. 4 können beispielsweise Ringkerne aus magnetischem Material mit rechteckförmiger Hysteresisschleife sein, die mit mehreren Wicklungen versehen sind. Durch den Pfeil im Schaltelement R4 ist angedeutet, dass bei diesem Ringkern beispielsweise durch eine Vormagnetisierung eine monostabile Funktionsweise erzwungen ist. Die verwendeten Bezugsziffern an den Leitungen entsprechen den verwendeten Bezugsziffern der Fig. 2.
Es sei angenommen, dass sich die Vergleichsschaltung der Fig. 4 vorerst in dem Schaltzustand befindet, der für die Verarbeitung der Leertaktimpulse zu Beginn eines Übertragungszyklus erforderlich ist. Die auf den beiden Leitungen 31 und 32 gleichzeitig eintreffenden Leertaktimpulse wirken dabei auf die bistabilen Elemente R1 und R2 in Richtung des bereits bestehenden Zustandes und bleiben daher wirkungslos. Sie ändern jedoch über die Torschaltung To6 den Zustand des Schaltelements R3..
Dieses gibt dabei über die Leitung 39 einen Impuls weiter zum Schaltelement R4, welches dadurch ebenfalls eine Zustandsänderung erfährt. Diese Zustandsänderung bewirkt einerseits eine Impulsgabe auf die Leitung 30 zur Fortschaltung des angeschlossenen Taktverteilers und anderseits über die Leitung 40 eine Rückstellung des Elements R3 in seinen ursprünglichen Zustand. Anschliessend kippt das Element R4 durch die bereits erwähnte Vormagnetisierung in seinen ursprünglichen Zustand zurück.
Wie bereits erwähnt, wird durch einen Steuerimpuls über die Leitung 28 der Vergleicher St5
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inden zum Vergleich erforderlichen Zustand versetzt (Fig, 2, 3). Der Impuls auf der Leitung 28 schaltet das Element R3 in den den Zeichnungen entgegengesetzten Zustand und verhindert, dass dabei das Schaltelement R4 in den nicht stabilen Zustand gelangt. Über diese Schaltelemente können daher keine Impulse mehr auf die Leitung 30 gegeben werden. Taktimpulse auf der Leitung 30 entstehen in diesem Schaltzustand immer nur dann, wenn eine durch die Vergleichssignale, die über die Leitungen 26 und 27 den Elementen R1 und R2 zugeführt werden, erfolgte Voreinstellung der Kombination R1 und R2 durch das folgende über die Leitungen 31 und 32 einlaufende Signal wieder rückgängig gemacht wird.
Dies kann aber nur dann der Fall sein, wenn die Voreinstellung durch das Vergleichssignal mit dem einlaufenden Signal übereinstimmt. Im andern Falle wird die Taktgabe auf die Leitung 30 unterbrochen.
Am Ende eines Übertragungszyklus muss die Vergleichsschaltung wieder in den Zustand versetzt werden, der für die Verarbeitung von Leertaktimpulsen erforderlich ist. Dies erfolgt durch einen Signalimpuls über die Leitung 29, durch den erreicht wird, dass das Schaltelement R3 wieder in seinen ursprünglichen Zustand versetzt wird. Dieser Rückstellimpuls auf der Leitung 29 wird gemäss Fig. 2 mit dem letzten Taktschritt des Taktverteilers St4 erzeugt.
Schliesslich sei noch erwähnt, dass die in Fig. l mit Cl und C2 bezeichneten Codier- und Decodiereinrichtungen nach Art bekannter elektronischer Schaltungen oder Relaisschaltungen aufgebaut sein können. Für die Decodierschaltung ist z. B. eine aus Relaiskontakten gebildete Pyramide anwendbar. Die Art der verwendeten Signalsender und Signalempfänger richtet sich natürlich nach der Art des gewählten bekannten Übertragungsverfahrens, so dass es sich erübrigt, in diesem Zusammenhang auf nähere Einzelheiten einzugehen.
PATENTANSPRÜCHE : l. Einrichtung für Eisenbahnsignalanlagen zur Übertragung von Meldungen von mehreren längs einer
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zyklischen Ansteuerung der Gruppen und ein zweites System (U1, S2, U2, C2, Cl in Fig. l, E2, St5, St4 in Fig. 2) zur zyklischen Abfrage eines jeder Gruppe zugeordneten Meldungsspeichers (St6) vorgesehen, durch den in Abhängigkeit von Änderungen des Meldungszustandes seit der letzten Abfrage eine Unterbrechung des Ansteuerzyklus des ersten Systems beim Ansteuern der betreffenden Gruppe und eine Einschaltung des zweiten Systems auslösbar sind die in der Zentrale (Fig.
l) angeordneten Schaltmittel (U2, C2, Cl, Ul, S2) des zweiten Systems sind zum Aussenden von Taktimpulsen vorgesehen, die aus Leertaktimpul-
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zweite System eine durch die von der Zentrale gesendeten Taktimpulse steuerbare Vergleichsschaltung (St5 in Fig. 2) mit einem Ausgang (30) zum Weitergeben je eines Fortschaltimpulses an einen als Zählkette ausgebildeten schrittweise fortschaltbaren Taktverteiler (St4) vorgesehen, durch die ersten Schritte des Taktverteilers (St4) ist ausgangsseitig über feste Schaltverbindungen (14, 12 : 15, 13) die Aussendung von der Gruppe zugeordneten Kennungssignalen (cl, c2 in Fig. 3), durch die folgenden Schritte über vom Meldungsspeicher (St6, Ml, M2 in Fig. 2) einstellbare Verbindungen (16, mll, 19, 12 ;
17, m21, 22, 12) die Aussendung der Meldungssignale (il, i2 in Fig. 3) und durch dessen letzte Schritte wieder über
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lösbar, das in der Zentrale zur Ausgabe der übertragenen Meldungen dient ; durch die Vergleichsschal- tung (St5 in Fig. 2), die entsprechend jedem von der Gruppe übertragenen Kennungs- bzw. Meldungssignal (c1, c2, i1, i2 in Fig. 3) einstellbar ist, ist bei fehlerhafter Rückübertragung des betreffenden Signals durch Abschaltung des Ausgangs (30 in Fig. 2) für die Fortschaltimpulse des Taktverteilers eine Unterbrechung des Abfragezyklus und damit ein Alarmzustand auslösbar.
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Equipment for railway signal systems for the transmission of messages using the time division multiplex method
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Correspond to signals; In each group, a comparison circuit controllable by the clock pulses sent by the control center is provided for the second system and has an output for forwarding an incremental pulse to a clock distributor designed as a counting chain;
Through the first steps of the clock distributor, the transmission of identification signals assigned to the group can be triggered on the output side via fixed switching connections, through the following steps the transmission of the message signals via connections that can be set from the message memory, and through its last steps, the transmission of a final character can be triggered again via fixed wiring, which in the control center is used to output the transmitted messages; By means of the comparison circuit, which can be set according to each identification or message signal transmitted by the group, an interruption of the interrogation cycle and thus an alarm status can be triggered in the event of an incorrect retransmission of the relevant signal by switching off the output for the incremental pulses of the clock distributor.
The inevitable dependency of the transmission of further message signals on the comparison of the messages already transmitted by a group with the messages retransmitted by the control center results in an advantageous manner not only against line faults, but also against errors that can arise from apparatus faults in the facilities themselves. Another advantage of the device according to the invention consists in the multiple use of the devices provided in the control center for querying messages, which devices are only to be provided once in the control center for a large number of groups.
It can also be useful to delay the retransmission of the signals from the control center after the queried group by a certain number of clock steps and to start the return, for example, only after an identification code of the queried group has been evaluated. This has the advantage that not only the transmission of the message, but also the function of essential and important parts of the apparatus is checked and monitored.
This time shift between message transmission and retransmission of the message is achieved in an embodiment of the invention in that the fixed switching connections for the identification signals and the adjustable switching connections for the variable message signals are provided twice on the clock distributor present in each group, once for the control of the Signal transmitter and once for presetting the comparison circuit, the corresponding switching connections by the number of clock pulses corresponding to the distance between signal transmission to the control center and return transmission from the control center, the min-
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set to the signal to be expected back from the control center with the next clock pulse,
whereby only if the presetting of the comparison circuit agrees with the retransmitted
Signal the clock distributor is switched on.
In a further embodiment of the invention, a switching matrix preferably formed from exciter windings of relays can be provided in the control center, the lines of which are assigned to the individual groups and can be controlled via a decoding circuit by the identification code sent by a group. The columns of this matrix are then about a receiving the transmitted messages
Memory controllable so that after a message has been transmitted, each line contains the message image of the group assigned to it. This matrix arrangement of the relays used to output the message advantageously keeps the memory expenditure in the control center very low, so that despite the expenditure of two separate time division multiplex systems, the total expenditure for the facilities according to the
Invention compared to known devices is small.
Further details of the invention will become apparent from the following description of the embodiments shown in the drawings. 1 shows the simplified block diagram of the control center, FIG. 2 shows the simplified block diagram of a station, FIG. 3 shows the pulse diagram of a transmission cycle and FIG. 4 shows the simplified block diagram of a comparison circuit of a station.
The division of the device into two separate time division multiplex systems is illustrated in FIGS. 1 and 2 by the dividing line t. Above this dividing line are the stations and Group control serving assemblies shown. Therefore, this part of the facility is referred to below as the group level. The assemblies shown below the dividing line t essentially serve to transmit messages and thus belong to the message level. The group level has the task of continuously polling all stations according to the time division multiplex method for changes in the message status.
If there have been no changes in a station, the facilities of which are shown in simplified form in FIG. 2, it sends a specific pulse back to the control center in FIG. 1 and the interrogation process in the group level continues.
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set. Since the incremental impulses are active characters in the group level, the method offers the advantage of constant monitoring of all stations.
If the message status changes, the group level interrupts its query and switches on the relevant station to transmit its message status. This process takes place via the various transmission channels K1 - K5, so that the possibility of mix-ups in the event of faults is excluded by reliably separating the two stages.
The mode of operation of the device is now shown in the following on the basis of one shown in FIG
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to recognize. Only the control signals of the group stage are transmitted to the stations via the Kl channel. The channels K2 and K3 are used to transmit control signals during the interrogation of the message transmitters combined in a station according to FIG. The messages from the individual stations or groups are transmitted to the control center via channels K4 and K5.
The following conditions apply for operation on channel pairs K2 and K3 as well as K4 and K5. In the idle state, both channels are de-energized, when the signal is transmitted, one of the two channels carries current and when there is an empty step, current is applied to both channels.
The clock generator Tgl of FIG. 1 supplies the control clock for controlling the individual stations.
The gate circuit Tol is opened via the line 1 during this cyclical control of the individual stations, so that the clock pulses of the clock generator Tgl are given over the line 2 and the transmitter S1, for example as an audio-frequency signal on the channel Kl. The receivers E1 of the individual stations, as can be seen from FIG. 2, are connected to this channel K1. These group pulses, which are denoted by gl, g2 and g3 in FIG. 3, advance a group counter St3 present in the group stage in all connected stations. These group counters are incremented synchronously in all stations.
The group counters St3 are designed as counting chains, with a special output being provided for each counting step. Each of these counter outputs is assigned to a specific station and connected within this station via a marking line 4 to a control circuit St2. This control circuit is constructed with known means in such a way that it always forwards the clock pulse arriving via the marker line 4 on the line 6 to the transmitter S3 if the status of the message memory St6 has not changed since the last query.
The transmitter S3 of the message stage of the station of FIG. 2 returns the clock pulse gl as a response pulse gl * via the channel K4 to the receiver E3 of FIG. 1, where it releases the next group pulse g2 in the interrogation control St1 via line 3 .
In the exemplary embodiment of the drawings, it is assumed that a device consists of three stations and that there is a change in the message image in the interrogation cycle shown in FIG. 3 in the second station, that is to say with the group pulse g2. The presence of the message change is reported by a signal sent from the message memory St6 to the control circuit St2 via the line 5 in FIG. 2 and stored there. As a result, when the group pulse g2 arrives via channel K1, the response pulse g2, shown in dashed lines, is not transmitted.
In addition, in this state, the receiver E2 is switched on via the line 7, the transmitter S3 is prepared for the transmission of messages and the message memory St6 is blocked against new changes to messages coming in via the lines 8 and 9. This blocking ensures that changes to the message image that occur during an interrogation process are retained until the next interrogation cycle and are then recorded with this.
By suppressing the response pulse g2, the gate Tol is blocked in the control center in FIG. 1 via line 1 and the message level below the dividing line t is switched on via line 10. The gate To2 is opened via the line 10, so that the clock pulses of the clock generator Tg2 of the message stage of the control center are given to the control input 11 of the clock-controlled parallel-serial converter Ul. A parallel-to-serial converter is to be understood as a device which is capable of sending simultaneously stored signals one after the other at a selectable point in time. When the message level of the control center starts up, the parallel-to-serial converter U1 sends the pulses supplied by the clock generator Tg2 as idle cycles via the transmitter S2 to the channel pair K2, K3.
As already mentioned, idle cycles are represented by current on both lines, so that the diagram with the pulse pairs hlundhl ', h2andh2' as well as3andh3 'results in FIG. 3 with three emitted empty steps. These idle clocks are received in the station of FIG. 2 with the receiver E2 and via the comparison circuit St5 to
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Clock distributor St4, which is designed as a counting chain, passed on. The structure and the mode of operation of the comparison circuit St5 will be discussed in greater detail in the description of FIG.
During the first two steps of the clock distributor St4, the transmission of the identification code assigned to the station, which is shown in FIG. 3 with the pulses cl and c2 on channels K4 and K5, is initiated via the lines 14 and 15. This identification code received in Fig. 1 with the receiver E3 is entered into the decoder C2 via the serial-parallel converter U2, which also acts as a message memory for the control center and can be incremented via the line 33 synchronously with the incoming message steps. A serial-parallel converter is to be understood as a device that stores successive incoming signals and outputs them at the same time at a selectable point in time.
After the identification code has been received, one of the lines 41-43 is then switched on via the decoder C2, whereby on the one hand one of the gate circuits To3-To5 is prepared.
On the other hand, the identification code, translated back into its original signal image via the encoder C1, is supplied to the parallel-to-serial converter Ul. After saving the identifier
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the parallel-to-serial converter U1 begins to retransmit the in the control center from a 3 on the channels K2 and K3 after the three idle cycles, the pulses cl 'and c2' forming the identification code are transmitted back to the controlled station.
After the station in FIG. 2 has transmitted the identification code to the control center, the comparison circuit St5 is switched over by the clock distributor St4 by a pulse emitted via the line 28, so that only then clock pulses are sent via the line 30 to the clock distributor St4
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if identity between the switchover of the comparison circuit St5 present at the inputs 26 and 27, a voltage is applied via the line 16 to the input 27 of the comparison circuit St5, which corresponds to the pulse cl of the identification code. In addition, the signal transmission via the transmitter S3 and the channels K4 and K5 also begins with this clock step, depending on the position of the contact mll of the message storage relay Ml. This means that, according to FIG. 3, the pulse il is transmitted to the control center on channel K4.
During the next cycle, the transmitted pulse cl 'is compared with the presetting made via input 27 in comparator St5. If the identity of the signal arriving at inputs 31 and 32 with the comparison signal applied to inputs 26 and 27 is determined, this signal step is passed on as a clock pulse to input 30 of clock distributor St4. If there is no identity, ie if the signal transmitted back is falsified, the progression of the clock distributor St4 is interrupted since no clock pulse is passed on to the input 30 of the clock distributor St4 in the comparator St5. This state of the interruption of the clock cycle is used for a fault message.
In the following, however, it is assumed that the return transmission is error-free and that the clock distributor St4 is therefore switched with each signal step.
The clock pulse triggered with the return transmission of the signal step cl 'causes the connection of the line 17 in the clock distributor St4, so that on the one hand a voltage corresponding to the identification pulse c2 is applied to the input 26 of the comparator St5 and on the other hand depending on the position of the Contact m21 of the relay M2 of the message memory St6 the transmission of the message pulse i2 takes place via the channel K4.
With the next clock step, which is triggered with a positive comparison result of the retransmitted pulse c2 ', the input of the message pulse il takes place on the one hand via the contact m12 of the relay Ml via the line 18 in the comparator St5 and on the other hand via the line 20 the control of both inputs 12 and 13 of the transmitter S3 and thus the transmission of the pulses h4 and h4 'for an empty step via the channels K4 and K5 to the control center. The next clock step is carried out with positive
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inputs 12 and 13 of the transmitter S3 via line 23. Furthermore, the comparison signal corresponding to the pulse i2 is sent to the comparator St5 via the line 21 and the contact m22 of the relay M2 during this clock step.
In a corresponding manner, the next steps on channels K2 and K3 are followed by the retransmission of the pulse i 2 'as well as the empty step
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pulses h6 and h6 '. In addition, controlled via the outputs 24 and 25 of the clock distributor St4, the output signal pulses a1 and a2 are transmitted via the channels K5 and K4.
When the output signal is received, line 34 is switched on at the serial-parallel converter U2 in FIG. As a result, on the one hand, the gate of the gate circuits To3-To5 prepared by the decoder C2 becomes permeable. so that the row of the matrix formed from the relays All-N20 connected to it is connected to voltage and thus those relays are energized whose column is marked by the serial-parallel converter U2 via the lines 35-38. Simultaneously with the receipt of the output signal, the cyclical control of the individual stations in the query control Stl is switched on again via the line 34.
As already explained, the group pulse g3 is transmitted via channel K1 and the group pulse g3 'is transmitted back via channel K4 by the third connected station. The number of connected stations is limited to three in the exemplary embodiment only for the sake of clarity. After the group pulse g3 has been sent out via channel Kl, the control cycle in the group stage is ended, and a long synchronization pulse Sy is sent via channel Kl, after which the cycle begins again with group pulse gl. It should also be mentioned that the message stage is also stopped again at the same time as the output signal is received.
In the embodiment of FIG. 1, two relays are provided in each row of the relay matrix for each message transmitter of a station, for example the relays All and A10 for a first message transmitter.
Relay All is energized for an incoming message which corresponds to information "1", for example, whereas relay A10 is energized for an incoming message which corresponds to information "0". Relays A21 and A20, for example, are then provided for a second message transmitter of a station. This effort can also be reduced by providing only one relay for each message transmitter, which picks up when the information "1" is received and remains in the dropped state when the information "0" is received.
The restriction of the exemplary embodiment to three connected stations corresponds to the complexity of three lines in FIG. 1, each line being permanently assigned to a specific station and when the messages are output on
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the line with the relays Bll - B20 gives the message image of the second station and the line with the relays Nll - N20 gives the message image of the third connected station. In the selected exemplary embodiment, the terms station and group are identical. The messages from the individual stations are output via contacts of these relays, which are not shown in the drawings. To decouple the relays of this matrix, rectifiers Gr are provided.
For the sake of completeness, it should also be mentioned that all connected stations or groups are in principle identical to one another and are connected to channels K1-K5 in the manner shown in FIG. The number of message transmitters combined into a group is of course not limited to the number 2, which was chosen in the exemplary embodiment only for the sake of clarity.
With reference to the embodiment of FIG. 4, the structure and mode of operation of the comparison circuit denoted by St5 in FIG. 2 will be explained in more detail below. The bistable switching elements R1-R4 of FIG. 4 can, for example, be toroidal cores made of magnetic material with a rectangular hysteresis loop, which are provided with several windings. The arrow in the switching element R4 indicates that a monostable mode of operation is enforced in this toroidal core, for example by a premagnetization. The reference numbers used on the lines correspond to the reference numbers used in FIG. 2.
It is assumed that the comparison circuit of FIG. 4 is initially in the switching state that is required for processing the idle clock pulses at the beginning of a transmission cycle. The idle clock pulses arriving simultaneously on the two lines 31 and 32 act on the bistable elements R1 and R2 in the direction of the already existing state and therefore remain ineffective. However, you change the state of the switching element R3 .. via the gate circuit To6.
This passes a pulse on to the switching element R4 via the line 39, which also experiences a change of state as a result. This change in state causes, on the one hand, an impulse to be sent to line 30 for advancing the connected clock distributor and, on the other hand, via line 40, element R3 is reset to its original state. The element R4 then tilts back into its original state as a result of the aforementioned premagnetization.
As already mentioned, a control pulse on line 28 of comparator St5
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in the state required for comparison (Fig, 2, 3). The pulse on the line 28 switches the element R3 into the opposite state in the drawings and prevents the switching element R4 from entering the unstable state. No more pulses can therefore be sent to line 30 via these switching elements. In this switching state, clock pulses on line 30 only arise if one of the presetting of the combination R1 and R2 was made by the comparison signals that are fed to elements R1 and R2 via lines 26 and 27 by the following via lines 31 and 32 incoming signal is canceled again.
However, this can only be the case if the presetting by the comparison signal corresponds to the incoming signal. Otherwise, the timing on line 30 is interrupted.
At the end of a transmission cycle, the comparison circuit must be put back into the state that is required for processing idle clock pulses. This is done by means of a signal pulse via line 29, by means of which it is achieved that the switching element R3 is returned to its original state. This reset pulse on the line 29 is generated according to FIG. 2 with the last clock step of the clock distributor St4.
Finally, it should also be mentioned that the coding and decoding devices denoted by C1 and C2 in FIG. 1 can be constructed in the manner of known electronic circuits or relay circuits. For the decoding circuit is e.g. B. a pyramid formed from relay contacts applicable. The type of signal transmitter and signal receiver used depends, of course, on the type of known transmission method selected, so that it is unnecessary to go into more details in this context.
PATENT CLAIMS: l. Device for railway signal systems for the transmission of messages from several along one
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cyclic control of the groups and a second system (U1, S2, U2, C2, Cl in Fig. 1, E2, St5, St4 in Fig. 2) for cyclical querying of a message memory (St6) assigned to each group is provided by the depending changes in the message status since the last query, an interruption of the activation cycle of the first system when activating the relevant group and activation of the second system, can be triggered in the control center (Fig.
l) arranged switching means (U2, C2, Cl, Ul, S2) of the second system are provided for sending out clock pulses, which consist of idle clock pulse
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Second system, a comparison circuit (St5 in Fig. 2) controllable by the clock pulses sent by the control center, with an output (30) for forwarding an incremental pulse to a clock distributor (St4) designed as a counting chain, provided by the first steps of the clock distributor ( St4) is on the output side via fixed switching connections (14, 12: 15, 13) the transmission of the group assigned identification signals (cl, c2 in Fig. 3), by the following steps from the message memory (St6, Ml, M2 in Fig. 2 ) adjustable connections (16, mll, 19, 12;
17, m21, 22, 12) the transmission of the message signals (il, i2 in Fig. 3) and through its last steps over again
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solvable, which is used in the center to output the transmitted messages; by the comparison circuit (St5 in FIG. 2), which can be set according to each identification or message signal (c1, c2, i1, i2 in FIG. 3) transmitted by the group, is switched off in the event of an erroneous retransmission of the relevant signal of the output (30 in Fig. 2) for the incremental pulses of the clock distributor, an interruption of the interrogation cycle and thus an alarm state can be triggered.