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Verfahren zur Fernsteuerung von elektrischen Schaltvorrichtungen mittels einer Netzüberlagerungs-Zentralfernsteueranlage Zentralfernsteueranlagen, auch Rundsteueranla- gen genannt, dienen bekanntlich dazu, von einer Kommandostelle aus über das elektrische Energie- verteilnetz Schaltbefehle an alle Verbraucherstellen des Netzes senden zu können, sei es zur Tarifumsteue- rung von Zählern, sei es zur Ein- und Ausschaltung von Verbrauchern, z. B. Boilern, Öfen, Strassenbeleuchtungen usw., oder etwa auch zur Steuerung von Ölschaltern.
In bekannter Weise werden hierzu an der Kommandostelle von einem Sender tonfre- quente Impulse auf das Netz gegeben, und die zu steuernden Stellen weisen Empfänger auf, welche auf vorbestimmte Kommandos ansprechen und die vorgesehenen Schaltfunktionen durchführen. Unter den verschiedenen bekannten Zentralfernsteuersystemen beruhen die gebräuchlichsten auf dem Zeitintervallverfahren. Bei diesem werden einem Startimpuls auf der Zeitachse eine Folge von Befehlsimpulsen zugeordnet. Diese werden im allgemeinen erzeugt durch einen Synchronwähler als Geber, welcher in bekannter Weise über eine Tonfrequenzsendeanlage auf das zu steuernde Energieübertragungsnetz arbeitet.
Die Empfänger sind im allgemeinen mit der Netzfrequenz synchron laufende Wähler, deren Wahlkontakte kongruent den Kontakten des Synchrongebers zugeordnet sind.
Die Fig. 1 zeigt Bilder von Impulsdiagrammen nach dem Zeitintervallverfahren und die Fig. 2 eine beispielsweise schematische Darstellung einer Empfangseinrichtung gemäss diesem bekannten Verfahren.
Die Einrichtung gemäss Fig. 2 funktioniert bekanntlich wie folgt: Ein Eingangskreis R, der beispielsweise als Reso- nanzrelaiskreis ausgebildet ist, siebt die am Empfangsort des Netzes N eintreffenden tonfrequenten Impulse zur Weiterverarbeitung aus. Beim Eintreffen des Startimpulses wird der Relaiskontakt r geschlossen, so dass der Synchronwähler W, angetrieben durch den Synchronmotor S, zir laufen beginnt. Hierauf hält der Selbsthaltekontakt s mit Hilfe des Nockens re die Drehung des Synchronwählers W für einen vollen Umlauf aufrecht.
Trifft zum Beispiel in der Stellung des Segmentes 6 ein Befehlsimpuls ein, so wird das entsprechende Relais R, erregt und der zugehörige Kontakt r. betätigt. Im allgemeinen leitet dieser Kontakt direkt die gewünschte Schaltoperation ein, z. B. die Ausschaltung der Strassenbeleuchtung. Man nennt solche Befehle Direktbefehle und die zugehörigen Befehlsimpulse Direktbefehlsimpulse. Bekanntlich kann man aber auch über den Umweg einer Gruppierung mehrerer Befehlsimpulse die gewünschten. Steueroperationen einleiten. Man nennt solche Befehle Gruppen- bzw. Kombinationsbefehle.
In der Fig. 1 sind beispielsweise die erster-, dem Startimpuls folgenden Impulse a, b, c und d für solche Kombinationsbefehle vorgesehen. Da man die in solchen Gruppen möglichen Kombinationen, im Falle von vier Impulsen sind es deren 24 = 16, ausnützen will, fallen naturgemäss diese Impulse für Direktbefehlsgabe aus.
In der Fig. 1 sind ferner die Impulse 1, 2, 3,4 ... n für Direktbefehle vorgesehen. Im allgemeinen lösen diese Direktimpulse in der oben beschriebenen Weise die Schaltoperationen direkt aus. Es können aber bekanntlich auch einzelne Befehle der Direktbefehlsfolge 1, 2, 3, 4 ... n oder die ganze Folge einer der Kombinationen einer Gruppe a, b, c, d . . . zugeordnet werden. Im letzteren Falle muss aber jede Empfangseinrichtung mit einer Gruppenwahleinrichtun,- versehen sein.
Das wesentliche Merkmal der Direkt- impulsfolge wird durch die Zuordnung zu einer
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Gruppe indessen nicht verändert, ist doch die Zuordnung keiner Gruppe lediglich identisch mit der Zuordnung zu einer Gruppenkombination 0, 0, 0...0, das heisst der Durchgabe keines Gruppenimpulses. Die Zuordnung einer Gruppe bedingt, ohne im übrigen das Wesen der Direktbefehlsgabe zu berühren, lediglich eine apparative Komplikation der Empfangseinrichtung. Da man hieran in der überwiegenden Mehrzahl der Fälle kein Interesse hat, ist man. im allgemeinen bestrebt, die Einfachheit der Direkt- befehlsfolge bestmöglichst auszuschöpfen.
Ein Impulsdiagramm A gemäss der Fig.1 zerfällt in Impulsintervalle 1a, 16, I, 1,i ... 11, h, 1; "..1n und in Impulszwischenintervalle Za, Zb, Z" Z,1 ... Z1, Z2, Z., . . Z, Den Abstand der Mittellinie m zweier Impulse bezeichnet man als die Impulsintervallteilung T; den Abstand der Mittellinie m' der Zwischenimpulsinter- valle bezeichnet man als die Zwischenimpulsintervall- teilung T'. Im allgemeinen gilt T = T'.
Eine Impulsfolge obgenannter Art wird für die Durchgabe von Normalbefehlen bzw. Normalbefehls- programmen benutzt. Es ist ein Verfahren bekannt, um in vom Normalbefehlsprogramm unabhängiger Weise, insbesondere auch zu einem beliebigen Zeitpunkt während der Durchgabe des Normalbefehlprogrammes bestimmte Sonderbefehle auslösen zu können, dass hierzu bestimmte Sonderimpulse in die Zwischenintervalle der Normalbefehlsimpulsfolge gesendet werden. Diese Sonderimpulse sind im Diagramm B der Fig. 1 schwarz markiert. Die Impulsintervallteilung einer solchen Zwischenintervallsfolge ist also gleich T'.
Das Impulsdiagramm C der Fig. 1 zeigt eine Sonderimpulsfolge a', b', c', d'. .. 3', 4', 6'. . . n', die durch einen um
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verschobenen Start in die Zwischenintervalle der Normalbefehlsfolge n, b, c, d ... 1, 2, 3 ... n gelegt worden ist. Die Sendung von Sonderimpulsen kann nicht nur zur direkten oder indirekten Auslösung von Sonderbefehlen dieser Sonderfolge benutzt werden, es kann vielmehr auch das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von bestimmten Impulsen der Normalbefehlsimpulse an das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von bestimmten Impulsen der Sonderbefehlszwischen- intervallfolge gekuppelt werden.
Im Diagramm D der Fig. 1 ist in diesem Sinne angedeutet, dass zum Beispiel die Sonderbefehle 6', 9', 10' nur dann auslösbar sein sollen, wenn in der Wiederholung des Normalbefehlsdiagrammes die Impulse 7, 9 und 10 nicht vorhanden bzw. unterdrückt sind. Man kann also etwa einer Empfangseinrichtung, die mit der Sonderbefehlszwischenintervallimpuls- folge zusammenarbeitet, eine weitere Empfangseinrichtung zuordnen, die die Funktion der ersteren sperrt, wenn die soeben genannte beispielsweise Bedingung nicht erfüllt ist. Auf ähnliche Weise lässt sich eine grosse Mannigfaltigkeit von ähnlichen Variationen erzielen.
Da das soeben skizzierte Vorgehen von grosser praktischer Bedeutung ist, befasst sich die vorliegende Erfindung mit einem Verfahren zur Fernsteuerung von elektrischen Schaltvorrichtungen mittels einer Netzüberlagerungs-Zentralfernsteueranlage, die nach dem Synchronwählerprinzip arbeitet, derart, dass einem Startimpuls zeitlich verschieden zugeordnete Befehlsimpulse gesendet werden,
wobei für den Aufbau eines Normalbefehlprogrammes mindestens eine regelmässige Teilungsfolge von Impulsintervallen mit einem bestimmten Teilungsschritt und mindestens eine regelmässige Teilungsfolge von Zwischenimpulsintervallen vorgesehen sind und wobei für die Durchführung von Sonderbefehlen Sonderbefehlsimpulse in die Zwischenintervalle der Normalbefehlsteilungsfolge gelegt werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass der Wählerkontaktfolge des Sendesynchronwählers des Normalbefehlprogrammes eine regelmässige Wählerkontaktfolge für Sonderbefehle zugeordnet ist, welche zeitlich gegenüber der Normalbefehlskontaktfolge um mindestens einen halben Teilungsschritt der Impulsintervalle verschoben abgetastet wird.
Anhand der Fig. 3 bis 6 sei ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Verfahrens näher erläutert. Es zeigen: Fig.3 eine schematische Darstellung einer Impulswähler- bzw. Geberkontaktbahn, Fig. 4 und 5 zwei gekuppelte Wähler bzw. Geberkontaktbahnen und Fig. 6 zwei an einem Empfangsort angeschlossene Empfangseinrichtungen.
In der Fig. 3 bedeutet Wo eine geschlossene Wäh- lerkontaktbahnfolge eines Synchronwählers, bei der jedes zweite Kontaktsegment als Element für die Sonderbefehlskontaktfolge a', b', c...k', 1', 2', 3'...n' vorgesehen ist, welch letztere durch den gemeinsamen Wählerkontaktarm w gegenüber der Normalbefehlskontaktfolge a, b, c ... k, 1, 2, 3 ... n um den halben Teilungsschritt
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der Impulsintervalle verschoben abgetastet wird. Die in der Fig. 3 schwarz. markierten Segmente können also zur Abtastun= bzw. Auswertung von Sonderbefehlen verwertet werden, die beispielsweise zu einer zur schwarz markierten Folge synchron sendenden Sondersendeanlage gehören.
Auf diese Weise können als zum Beispiel im gleichen Steuerüberlagerungsgebiet zwei verschiedene Klassen von Empfangseinrichtungen (weiss bzw. schwarz gemäss Fig. 3) mit zwei entsprechenden selbständigen Sendeprogrammen bzw. zwei entsprechenden Sendeeinrichtungen zusammenarbeiten. Es kann bei diesem beispielsweisen Vorgehen des erfindungsgemässen Verfahrens oft von Vorteil sein, wenn in an sich bekannter Weise mindestens zum Teil die Kontaktelemente der Normalbefehlskontaktfolge und; oder der Sonderbefehlskontaktfolge paarweise zu sogenannten Doppelkommandos zusammengefasst werden.
Für diesen Fall wären sinngemäss in den Direktbefehlskontaktfolgen der Fig.3 beispielsweise
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die Kontaktsegmente 1 und 2' weiss, die Kontaktsegmente 2 und 3' schwarz, die Kontaktsegmente 3 und 4' weiss, die Kontaktsegmente 4 und 5' schwarz usw. zu markieren. Man erhält dann eine Folge von Nor- malbefehlspaaren, der eine Folge von Sonderbefehlspaaren abwechslungsweise zugeordnet ist. Die letztere Doppelfolge wird dann gegenüber der ersteren Doppelfolge um einen ganzen Teilungsschritt T der Impulsintervalle verschoben durchlaufen.
Selbstverständlich kann auch unmittelbar in der Zuordnung der Kontaktelemente der beiden Folgen, wie in Fig. 3 markiert, eine Klassifizierung zu Paaren vorgenommen werden, entsprechend einem halben Teilungsschritt
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der Impulsintervalle. Weitere Gruppierungen sind entsprechend von Vielfachen des halben Teilungsschrittes
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möglich.
Für die praktischen Bedürfnisse ist es von grossem Vorteil, den Aufbau der Normal- und der Sonderkontaktfolgen in einem geschlossenen Wähler Wa entsprechend der Fig. 3 aufzulösen in zwei gesonderte, geschlossene Wählerkontaktbahnen W und W, entsprechend der schematischen Darstellung in den Fig. 4 und 5, mit der Normalbefehlskontaktfolge a, b, c ... k, 1, 2, 3 ... n bzw. der Sonderbefehlskon- taktfolge a', b', c'. . . k', 1', 2', 3'. . . n'.
Die Fig. 4 zeigt den Fall, dass zwei an sich gleich aufgebaute Wählerbahnen gegeneinander um einen Teilungswinkel entsprechend -dem Teilungsschritt
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verdreht sind, wobei die Wählerarme w und w' synchron laufen. Ähnliche Verhältnisse, die für besondere Zwecke von Interesse sein können, erreicht man, wenn man die beiden Kontaktbahnen gegeneinander um einen Teilungswinkel entsprechend einem ungeraden Vielfach des halben Teilungsschrittes
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verdreht. Im letzteren Falle eine zusätzliche, mögliche verdrehte Lagerung der Wählerarme w und w' in Betracht zu ziehen, ändert grundsätzlich nichts, da eine solche Massnahme lediglich der Wahl einer andern möglichen Verdrehung gleichwertig ist.
Praktisch erreicht man hierdurch gelegentlich indessen günstigere Voraussetzungen für die Konstruktion.
Die Fig. 5 zeigt den Fall, dass zwei an sich gleich aufgebaute Wählerbahnen W und W' kongruent gelagert sind, wobei der Wählerkontaktarm w des Nor- malbefehlwählers W die Kontakte zeitlich um ein ungerades Vielfach des halben Teilungsschrittes
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verschoben abtastet. Die Fig.5 ist im besonderen (yekennzeichnet für den Fall, dass die beiden Wählerarme w und w' relativ zueinander um den halben Teilungsschritt
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vor- bzw. nacheilen.
Der als Beispiel erläuterte Aufbau bzw. die beispielsweise Zuordnung der Normalbefehlskontakt-. bahnen und der Sonderbefehlskontaktbahnen, wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt, hat den grossen Vorzug, dass einfache, übliche Empfangs- bzw. Sendeeinrichtungen mit Hilfe verhältnismässig geringfügiger konstruktiver Änderungen und vor allem auch zu einem beliebigen späteren Zeitpunkt herbeigezogen werden können.
So braucht -im Falle der Fig. 4, um aus einem üblichen Wähler W einen Wähler der Folgenklasse W' zu erhalten, lediglich die Kontaktbahn um den halbenTeilungsschritt
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der Impulsintervalle verdreht zu werden. Bei Fällen, wie sie bekannt sind, bei denen die Wählerkontakte auf einem Zylinder abgebildet bzw. in Form von Nockenscheiben mit zugehörigen Kontakten ausgebildet sind, sind entsprechend lediglich diese Nockenscheiben gegenüber der üblichen. Lagerung um den halben Teilungsschritt
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zu verdrehen.
Im Falle der Fig. 5 genügt es, um aus einem üblichen Wähler W einen Wähler W' für die Sonder- befehlskontaktfolge zu erhalten, den ersteren mit einer Startverzögerungseinrichtung auszurüsten; im gezeichneten Beispiel für eine Startverzögerung von
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Nach dem beschriebenen Verfahren können somit in ein und demselben Netz, wie in der Fig. 6 angedeutet, zwei verschiedene Klassen von Empfängern E (W) und E (W) und ebensolche Sendeeinrichtungen zum Einsatz gebracht werden; das heisst, man erreicht also mit ein und derselben Steuerfrequenz praktisch die gleiche Unabhängigkeit, wie wenn man im gleichen überlagerungsnetz mit zwei verschiedenen Frequenzen arbeiten würde, braucht aber mehr Zeit je Befehl.
Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, kann man prinzipiell in ähnlicher Weise das Verfahren erweitern durch Herbeiziehung einer oder mehrerer weiterer Sonderkontaktfolgen, was zur Veranschaulichung ebenfalls mit der Herbeiziehung weiterer Steuerfrequenzen verglichen werden kann.
Bekanntlich kann man bei der Verwendung mehrerer Frequenzen im gleichen Steuernetz nicht nur mit entsprechend vielen Systemen unabhängig nebeneinander fahren, sondern man kann die Verwendung zweier oder mehrerer Frequenzen auch dahingehend ausnützen, dass man am Empfangsort Empfängereinrichtungen zum Einsatz bringt, die den Befehl nur dann ausführen, wenn bestimmte Befehle verschiedener dieser Frequenzen eintreffen. Dies ist eine Massnahme, mit der grundsätzlich die Steuersicherheit wesentlich vergrössert werden kann. Das beschriebene Verfahren gestattet, diese Möglichkeiten in ähnlicher Weise auf der Basis einer einzigen Steuerfrequenz auszuschöpfen.
Das beschriebene Verfahren hat indessen den ausserordentlichen Vorteil, dass der technische Aufwand auf der Empfangsseite, wie insbesondere auch auf der Sendeseite, viel einfacher ist und dass die sendeseitigen und empfangsseitigen Bauelemente der Einfrequenzsysteme auf verhältnis- mässig einfache Art herbeigezogen werden können und dass durch baukastenmässigen, kombinatorischen
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Aufbau auf der Basis dieser Grundelemente komplizierte und anspruchsvolle Steueraufgaben gelöst werden können.
Ähnlich, wie am Beispiel der Fig. 3 beschrieben, können auch die Kontaktelemente 1, 2, 3, 4 ... der Direktbefehlskontaktbahnen der Normalbefehlsfolgen und/oder die Kontaktelemente der Direktbefehlskon- taktbahnen 1, 2, 3, 4... der Sonderbefehlsfolgen paarweise zu sogenannten Doppelkommandos zusammengefasst werden, was gerade bei der Netzkom- mandosteuertechnik praktisch oft grosse Vorzüge bietet. folge um eine Zeit verschoben abgetastet wird, die dem halben Teilungsschritt der Impulsintervalle entspricht.
2. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einige der Kontaktelemente der Normalbefehlskon- taktfolge und/oder der Sonderbefehlskontaktfolge paarweise zu sogenannten Doppelkommandos zusammengefasst werden.
3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass für die Normalbefehlskontaktfolge eine eigene Wählerkontaktbahn und für die Sonderbefehlskontaktfolge eine weitere eigene Wählerkon- taktbahn vorgesehen ist.
4. Verfahren nach Patentanspruch und Unter- anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei synchronumlaufenden Wählerarmen der beiden Wählerkontaktbahnen die Normalbefehlskontaktbahn gegen- über der Sonderbefehlskontaktbahn um ein ungerades Vielfaches des einem halben Teilungsschritt entsprechenden Teilungsschrittes verdreht ist (Fig.4).
5. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einige der Kontaktelemente der Normalbefehlskontaktbahn und/oder der Sonderbefehlskon- taktbahn paarweise zu Doppelkommandos zusammengefasst werden.
6. Verfahren nach Patentanspruch und Unter- anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei kongruenter Lagerung der beiden Wählerkontaktbahnen der Wählerkontaktarm des Normalbefehlswählers gegenüber demjenigen des Sonderbefehlswählers die Kontakte zeitlich um eine einem ungeraden Vielfachen des halben Teilungsschrittes entsprechende Zeit verschoben abgetastet wird (Fig. 5).
7. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einige der Kontaktelemente der Normalbefehlskontaktbahn und/oder der Sonderbefehlskon- taktbahn paarweise zu Doppelkommandos zusammengefasst werden.