Schaltungsanordnung zur synchronen Steuerung von Schrittschalteinrichtungen. In der Fernmelde-, Fernmess- und Fern steuertechnik ist es häufig notwendig, aufein anderfolgende Schaltvorgänge an zwei ent fernten Orten (A und B) in der Weise zu synchronisieren bzw. so voneinander abhängig zu machen, dass ein weiterer Schaltschritt am Ort B erst dann möglich wird, wenn der vor angegangene Schaltschritt am Ort A auch tatsächlich zur Ausführung gekommen ist und umgekehrt.
Es kann sich dabei um Schrittschaltwerke, Wähler, Relaisketten oder dergleichen handeln. Derartige Anlagen er fordern im allgemeinen neben den eigent lichen Schaltgliedern noch eine Reihe von Überwachungsrelais und, was in vielen Fällen besonders nachteilig ist, ausser den Steuer adern noch besondere Hilfsadern,, auf denen die Rückmeldung des erfolgten Schaltschrittes stattfindet.
Die Erfindung betrifft eine Schaltungs anordnung zur synchronen Steuerung von zwei an verschiedenen Orten befindlichen Schrittschalteinrichtungen unter Verwendung einer einzigen Steuerader zwischen beiden Orten, die die Sicherheit der gegenseitigen Synchronisierung unter Verwendung nur einer Steuerader gewährleisten, ohne dass weitere Hilfsadern oder Verbindungswege für die Rückmeldung .der erfolgten Weiter schaltung notwendig sind.
Dies wird erfin dungsgemäss dadurch erreicht, dass die beiden Schrittscihaltoinrchtungen sich gegenseitig unter Zuhilfenahme eines von der einen End- stelle ausgelösten Stromanstieges auf der Steuerader und einer von der' andern End- stelle ausgelösten impulsmässigen Unterbre chung des Stromes auf der Steuerader schritt weise fortschalten.
Eine gegenseitige schrittweise Fortschal- tung von zwei durch eine übertragungslei- , tung verbundenen Schrittschaltwerken ist an sich bereits bekannt, jedoch benötigen die be kannten Anordnungen, wie bereits eingangs erwähnt, zumindest zwei Steueradern und verschiedene Spannungsquellen an beiden Enden der Übertragungsleitung, ;.da zur Kennzeichnung der verschiedenen Schalt stufen mehrere Kriterien benötigt werden.
Bei den bekannten Anordnungen werden daher Plus- und Minusimpulse oder die verschiede nen Halbwellen eines Wechselstromes verwen det. Demgegenüber weist die Erfindung die Vorteile einer einzigen Steuerader auf, und es kann mit einer einzigen Spannungsquelle an nur einem der beiden. Orte ausgekommen werden, wobei es gleichgültig ist, auf welcher Seite der Übertragungsleitung bzw. Steuer ader die Spannungsquelle angeschaltet ist. Die gegenseitige Steuerung der Schrittschalt- einrichtungen kann dabei unter dem aus schliesslichen Einfluss der an beiden Enden der Steuerader an diese angeschlossenen Steuerschaltmittel erfolgen, so dass keinerlei Impulsgeber benötigt werden.
In der Zeichnung ist das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung darge- stellt. Diesem Beispiel ist eine Schaltungs anordnung mit einem elektromagnetischen Schrittschaltwerk bekannter Art an dem einen Ende einer Steuerleitung SL (am Orte _4) und einem Relaiswähler R- unter Ver wendung sogenannter selbsthaltender- Relais am andern Leitungsende (am Orte B)
zu- grundegelegt..Von dem magnetischen Sehritt schaltwerk ist nur der Fortschaltemagnet D dargestellt. Hieraus ergibt sich als weiterer wesentlicher Vorteil, dass hier beliebige, in ihrem Aufbau grundverschiedene Schritt Schalteinrichtungen synchron zusammenarbei- ten können, während bei bekannten Anord nungen in der Regel gleichartige solche Ein richtungen an beiden Enden benötigt werden.
Die Art und Weise der Inbetriebsetzung der Schrittschalteinrichtung, deren Stillset zung in einer beliebigen vorher bestimm baren Stellung und schliesslich ihre Rück führung in die Ruhelage ist hier als un wesentlich nicht näher dargestellt. Es sei nur bezüglich der Rückführung in die RuheIage darauf hingewiesen, dass diese so wohl in bekannter Weise durch örtliche Heim- Iaufstromkreise als auch in gleicher Weise, wie -im folgenden für die Fortschaltung aus der Ruhelage= beschrieben, im Synchronlauf beider Schaltwerke erfolgen kann.
Die Wirkungsweise der dargestellten Schaltungsanordnung ist folgende: Es sei angenommen, dass lediglich am. Orte A eine Spannungsquelle vorhanden sei, wäh rend die Einrichtungen am Orte B die einer unbedienten Unterstation ohne eigene Strom versorgung sind. Zur Inbetriebnahme der An lage sei ferner angenommen, dass auf nicht näher dargestellte Weise Spannung an die hochohmige Wicklung I eines Steuerrelais J angelegt werde.
Hierdurch wird folgender Stromkreis gebildet: <I>-,</I> JI, d; SL, <I>0,</I> ab, <I>.o',</I> I', Sx, s2', +.
In diesem Stromkreis spricht nur das hochohmige Relais J an, die am fernen Ende der Steuerleitung in diesem Stromkreis liegen den Wicklungen der Relais 0, I und S1 füll- reu Fehlstrom.
Relais J schliesst mit seinem Kontakt i"' den Stromkreis für den Schalt magnet<I>D,</I> bereitet mit<I>i'</I> die Anschaltung einer niederohmigen Haltewicklung JII an die Steuerleitung vor und schliesst mit i" einen über diese Haltewicklung verlaufenden Ladestromkreis für einen Kondensator C. Wenn der Magnet D seinen Anker anzieht, führt das Schrittschaltwerk einen Schritt aus.
Gleichzeitig wird der von dem Magnetanker betätigte Kontakt d umgelegt, wodurch die hochohmige Wicklung des J-Relais von der Steuerader abgetrennt und dafür die nieder ohmige Wicklung angeschaltet wird. Diese Umschaltung geht ohne Unterbrechung der Erregung des J-Relais vor sich, ansonst das Relais über.die Wicklung JII nicht mehr an sprechen könnte.
Um die unterbrechungslose Umschaltung dieses Relais sicherzustellen, ist der Kondensator C vorgesehen, dessen Lade strom das Relais J über Wicklung II wäh rend der Umschlagzeit des Kontaktes d er regt hält. Das Relais J kann jedoch während dieser Umschlagzeit auch auf andere bekannte Weise gehalten werden.
In dem nunmehr gebildeten Stromkreis <I>-,</I> JII, <I>i', d,</I> SL, <I>0, ab,</I> 0', I', S1, 82', + bleibt J erregt und die Relais S1, I und 0 sprechen an, und zwar durch entsprechende Bemessung ihrer Wicklungen in der angege benen Reihenfolge. S1 öffnet seinen Kontakt S1', bevor Relais I den Kontakt 1' schliesst. Der oben angeführte Stromkreis wird beim Ansprechen von 0 an Kontakt o' wieder unterbrochen, so dass die Relais 0, I und S, wieder stromlos werden.
Dabei wird Relais 0 in hier nicht näher gezeigter Weise über eine Haltewicklung erregt gehalten, während Re lais I als sogenanntes selbsthaltendes Relais -- hier gekennzeichnet durch das kleine schwarze Dreieck - auch im stromlosen Zu stand seinen Anker angezogen hält.
Bei der Öffnung von Kontakt o' tritt da her eine Unterbrechung des über die Steuer ader verlaufenden Stromkreises ein, deren Dauer am Orte B durch die Abfallzeit des Si-Relais bestimmt wird. Sobald dieses näm lich abgefallen ist, wird ein neuer Stromkreis gebildet, welcher von-+ über sl', S2, II', 1', I" zur Steuerader verläuft.
Es besteht demnach die einzige Zeitbedin gung, dass die Strompause auf der Steuer ader so lang ist, dass der Kontakt i' des hier bei stromlos werdenden Steuerrelais J am Ort mit Sicherheit öffnet. Durch den Abfall von Relais J wird auch der Schaltmagnet D strom los und die Leitung wird auf die hochohmige -\Vicklung JI zurückgeschaltet. Das Spiel be ginnt von neuem, wenn am Orte B der oben genannte neue Stromkreis über S2 geschlossen ist:
In dem Stromkreis <I>--,</I> JI, <I>d,</I> SL, I", 1', II', S2, s1', + spricht zunächst wieder das Relais J an, schaltet D ein, wodurch die Umschaltung auf die niederohmige Wicklung JII erfolgt. Dar aufhin spricht in B das Relais S2 an, das seinen Kontakt s2 öffnet, anschliessend wird Relais II über seine Wicklung II' erregt und zuletzt wird durch die Gegenerregung in Wicklung I" das Relais I abgeworfen und öffnet seinen Kontakt 1'.
Damit beginnt die zweite Unterbrechung der Steuerleitung SL, da der durch das Relais II an Kontakt 2' vorbereitete nächste Stromkreis für Relais III und S, an Kontakt s2 noch offen ist. Dieser wird erst dann wieder geschlossen; wenn S2 auf Grund der Öffnung des Kontaktes 1' ab fällt. Das Relais II ist ebenfalls selbsthaltend und wird erst beim nächsten Schaltsehritt nach der Erregung des Relais III abgewor fen. Alle folgenden Schaltschritte wickeln sich in der gleichen Weise ab.
Wie ohne weiteres ersichtlich ist, kann der Schaltmagnet D nur dann einen neuen Impuls erhalten, wenn das Steuerrelais J in zwischen einmal abgefallen ist, letzteres kann wiederum nur bei einer Unterbrechung der Steuerleitung abfallen, da die Umschaltung auf die niederohmige Wicklung nicht zu einer Unterbrechung seiner Erregung führt. An derseits kann am Orte B eine Weiterschal tung der Kette nur dann erfolgen, wenn der durch die Stromunterbrechung vorbereitete Stromkreis über das jeweils andere Steuer relais in A, wieder geschlossen wird.
Dies ist aber erst nach der erneuten Erregung des Schaltmagneten und der dadurch bedingten Umschaltung auf die niederohmige JII-Wick- lung möglich. Auf diese Weise isteinwandfrei sichergestellt, dass jede der beiden synchron fortzuschaltenden Schrittschalteinrichtungen immer nur dann einen weiteren Schritt aus führen kann, wenn auf der Gegenseite dieser Schaltschritt ausgeführt worden ist.
Die Schrittschalteinrichtungen steuern sich also zwangläufig gegenseitig, ohne dass es einer besonderen Impulsstromquelle oder einer Rückmeldeleitung bedarf.
Die Strompausen zwischen den einzelnen Schritten können dabei sehr kurz sein. Durch die Reihenschaltung der JII-Wicklung mit dem eigenen Kontakt i' wird erreicht, dass das Relais J auch dann noch mit Sicherheit zum Abfallen kommt, wenn die Strompause be reits vor der endgültigen. Aberregung von Relais J beendet ist. Es ist nur erforderlich, dass der Kontakt i' zu diesem Zeitpunkt be reits etwas geöffnet ist.
Durch geeignete Wahl der Schaltzeiten der an der gegenseitigen Steuerung beteilig ten Relais kann selbst bei dieser wechselseiti gen Steuerung eine beträchtlich hohe Schritt- Schaltgeschwindigkeit erzielt werden.
Circuit arrangement for the synchronous control of stepping devices. In telecommunications, telemetry and remote control technology, it is often necessary to synchronize consecutive switching operations at two ent remote locations (A and B) in such a way or to make them dependent on each other so that a further switching step at location B is only then becomes possible if the switching step previously started has actually been carried out at location A and vice versa.
It can be a step-by-step mechanism, selector, relay chain or the like. Such systems generally require a number of monitoring relays in addition to the actual switching elements and, which is particularly disadvantageous in many cases, in addition to the control wires, special auxiliary wires on which the feedback of the switching step takes place.
The invention relates to a circuit arrangement for the synchronous control of two stepping devices located at different locations using a single control wire between the two locations, which ensure the security of mutual synchronization using only one control wire, without further auxiliary wires or connecting paths for the feedback Further switching are necessary.
This is achieved according to the invention in that the two stepping devices mutually advance one another step-by-step with the aid of a current increase on the control wire triggered by one terminal point and a pulsed interruption of the current on the control wire triggered by the other terminal point.
Mutual step-by-step progression of two stepping mechanisms connected by a transmission line is already known, but the known arrangements require, as already mentioned, at least two control wires and different voltage sources at both ends of the transmission line Marking the various switching stages several criteria are required.
In the known arrangements, therefore, plus and minus pulses or the various half-waves of an alternating current are used. In contrast, the invention has the advantages of a single control wire, and it can be with a single voltage source to only one of the two. Places get along, it does not matter on which side of the transmission line or control wire the voltage source is switched on. The mutual control of the step switching devices can take place under the exclusive influence of the control switching means connected to the control wire at both ends, so that no pulse generators are required.
In the drawing, the circuit diagram of an embodiment of the invention is shown. This example is a circuit arrangement with an electromagnetic stepping mechanism of a known type at one end of a control line SL (at location _4) and a relay selector R using so-called self-holding relays at the other end of the line (at location B)
as a basis..Only the indexing magnet D of the magnetic stepping mechanism is shown. This results in a further significant advantage that here any step switching devices with a fundamentally different structure can work together synchronously, while in known arrangements, as a rule, similar devices of this type are required at both ends.
The way in which the stepping device is put into operation, its shutdown in any pre-determinable position and finally its return to the rest position is not shown here as being significantly less. It should only be pointed out with regard to the return to the rest position that this can be done in a known manner through local home Iaufstromkreise as well as in the same way, as described below for the stepping from the rest position = in synchronous operation of both switching mechanisms.
The mode of operation of the circuit arrangement shown is as follows: It is assumed that a voltage source is only present at location A, while the facilities at location B are those of an unattended substation without their own power supply. To put the system into operation, it is also assumed that voltage is applied to the high-resistance winding I of a control relay J in a manner not shown.
This creates the following circuit: <I> -, </I> JI, d; SL, <I> 0, </I> ab, <I> .o ', </I> I', Sx, s2 ', +.
In this circuit, only the high-resistance relay J responds; those at the far end of the control line in this circuit are the windings of relays 0, I and S1, full or wrong current.
Relay J closes the circuit for the switching magnet <I> D with its contact i "', </I> prepares the connection of a low-resistance holding winding JII to the control line with <I> i' </I> and closes with i" a charging circuit running over this holding winding for a capacitor C. When the magnet D attracts its armature, the stepping mechanism takes a step.
At the same time, the contact d actuated by the armature is turned over, as a result of which the high-resistance winding of the J relay is separated from the control wire and the low-resistance winding is switched on for this. This changeover takes place without interrupting the excitation of the J relay, otherwise the relay could no longer speak to the winding JII.
In order to ensure the uninterrupted switching of this relay, the capacitor C is provided, the charging current of which the relay J via winding II during the changeover time of the contact d it keeps. However, relay J can be held during this turnaround time in other known ways.
In the circuit now formed <I> -, </I> JII, <I> i ', d, </I> SL, <I> 0, ab, </I> 0', I ', S1, 82 ', + J remains energized and the relays S1, I and 0 respond, by appropriately dimensioning their windings in the specified order. S1 opens its contact S1 'before relay I closes contact 1'. The above-mentioned circuit is interrupted again when 0 responds to contact o ', so that relays 0, I and S are de-energized again.
Relay 0 is kept energized in a manner not shown here via a holding winding, while Relay I as a so-called self-holding relay - here marked by the small black triangle - keeps its armature attracted even when it is de-energized.
When contact o 'is opened, there is an interruption in the circuit running over the control wire, the duration of which at location B is determined by the fall time of the Si relay. As soon as this has dropped out, a new circuit is formed, which runs from- + via sl ', S2, II', 1 ', I "to the control wire.
There is therefore the only time condition that the current break on the control wire is so long that contact i 'of the control relay J, which is de-energized here, will definitely open at the location. When relay J drops out, switching magnet D is also de-energized and the line is switched back to the high-resistance - \ Vicklung JI. The game starts again when the above-mentioned new circuit via S2 is closed at location B:
In the circuit <I> -, </I> JI, <I> d, </I> SL, I ", 1 ', II', S2, s1 ', + the relay J initially responds again and switches D on, whereby the switchover to the low-resistance winding JII takes place. Thereupon the relay S2 responds in B, which opens its contact s2, then relay II is excited via its winding II 'and finally the counter-excitation in winding I "the Relay I thrown off and opens its contact 1 '.
This starts the second interruption of the control line SL, since the next circuit for relays III and S, prepared by relay II at contact 2 ', is still open at contact s2. This is only then closed again; when S2 drops due to the opening of contact 1 '. The relay II is also self-retaining and is only dropped at the next switching step after the relay III has been energized. All subsequent switching steps are handled in the same way.
As is readily apparent, the switching magnet D can only receive a new pulse if the control relay J has dropped out between once; the latter can only drop out if the control line is interrupted, since switching to the low-resistance winding does not interrupt it Excitement leads. On the other hand, at location B, the chain can only be switched on if the circuit prepared by the power interruption is closed again via the other control relay in A.
However, this is only possible after the switching magnet has been re-energized and the resulting switchover to the low-resistance JII winding. In this way it is perfectly ensured that each of the two stepping devices to be incremented synchronously can only execute a further step if this switching step has been carried out on the opposite side.
The stepping devices therefore inevitably control each other without the need for a special pulse current source or a feedback line.
The power breaks between the individual steps can be very short. By connecting the JII winding in series with its own contact i ', it is achieved that the relay J will definitely drop out even if the power break is already before the final one. De-energization of relay J has ended. It is only necessary that the contact i 'is already somewhat open at this point in time.
By suitable choice of the switching times of the relays involved in the mutual control, a considerably high step switching speed can be achieved even with this mutual control.