Anlage zum Übertragen einer Mehrzahl von Kontaktstellungen Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zum Übertragen einer Mehrzahl von Kontaktstellungen durch zyklische Abfrage und wiederholte Übertragung des Abfragerergebnisses nach dem Zeitmultiplexver- fahren. An eine derartige Übertragungsanlage sind verschiedene Forderungen zu stellen.
Eine wesentli che Forderung besteht darin, dass die Kontakte völlig asynchron zu den einzelnen Übertragungszeiten, zu denen die einzelnen Kontaktstellungen für eine Fern übertragung abgefragt werden, betätigt werden kön nen, dass aber trotzdem eine Änderung in der Stel lung eines Kontaktes baldmöglichst für die Fernüber tragung, ohne dass hierzu besondere überwachungs mittel notwendig wären, angezeigt werden soll.
Die genannte Aufgabe ist z. B. für Elektrizitäts unternehmen von besonderer Bedeutung, wenn bei spielsweise innerhalb einer Zentrale die Kontaktstel lungen der umliegenden unbemannten Anlagen über wacht werden müssen.
An sich könnte man daran denken, die Ände rung einer Kontaktstellung jeweils nur an die Zen trale zu melden, wenn ein Kontakt seine Stellung geändert hat, und nicht, wie bereits vorgeschlagen, eine wiederholte Übertragung der Kontaktstellungen zu ganz bestimmten Zeiten vorzunehmen. Bei einem derartigen Vorgehen wäre aber der Nachteil gegeben, dass, wenn durch eine Störung die Änderung einer Kontaktstellung in der Zentrale nicht angezeigt würde, keine weitere Meldung erfolgen würde, wenn man nicht verhältnismässig aufwendige Vorkehrungen un ter Verwendung einer Rückfragemöglichkeit treffen würde. Umgekehrt könnten dann auch durch Störun gen Änderungen von Kontaktstellungen in der Zen trale vorgetäuscht werden, die tatsächlich nicht er folgt sind.
Insbesondere aber bei Unternehmen der Elektrizitätsversorgung dürfen in der Zentrale keine falschen Kontaktstellungen wiedergegeben werden, da dies zu erheblichen Störungen des gesamten Betriebes führen könnte. Bei der wiederholten, insbesondere zyklischen Abfrage der Kontaktstellungen führt eine einmalige Verfälschung oder vorübergehende Störung des Übertragungsweges nicht dazu, dass in der Zen trale für dauernd falsche Kontaktstellungen angezeigt werden. Die Übertragung von Kontaktstellungen oder allgemein von durch Kontaktstellungen dargestellten Informationen ist aber auch in anderen Anlagen ge geben.
So müssen beispielsweise bei Schiffssteuerun- gen die von der Kommandobrücke ausgegebenen In formationen (Steuerbefehle) nach deren Ausführung im Maschinenraum im Kommandoraum angezeigt werden.
Ganz allgemein können auf diese Weise beliebige, durch Kontaktstellungen ausgedrückte Daten, sofern die Kontaktstellungen nicht schneller als in einem Abtastzyklus geändert werden, übertragen werden. Bei der Fernüberwachungsanlage nach der Erfindung werden also die einzelnen Kontaktstellungen zyklisch wiederholt, und zwar vorzugsweise ohne Pause, von der Sendestation (unbemannte Anlage) zu dem Emp fänger (Zentrale) übertragen, und zwar nach dem so genannten Zeitmultiplexprinzip. Eine Übertragung nach einem Zeitmultiplexprinzip bedeutet bekannt- lich,
dass der Zustand der einzelnen Kontakte, deren Stellung eine einfache Ja/Nein-Information enthält, in zeitlicher Folge nacheinander abgetastet wird, wo bei, je nach dem Zustand des Kontaktes, d. h. also nach dem Informationsinhalt, ein bestimmtes Signal, z. B. Strom, ausgesendet wird oder nicht.
Für die Übertragung nach dem Zeitmultiplexverfahren ist so mit dafür zu sorgen, dass der Multiplexverteiler beim Sender für jeden Abfragevorgang während der diesem Kontakt zugeordneten Abfragezeit ein von dem Kon- takt abhängiges Kriterium für die Übertragung be kommt, und zwar derart, dass ein wiederholtes Ab fragen möglich ist.
Beim Empfänger hingegen ist eine Speichereinrichtung vorzusehen, die in dem einem Kontakt innerhalb eines Verteilerzyklus zugeordneten Zeitraum eingestellt werden kann, die ihren Speicher inhalt zumindest über einen Zyklus vorzugsweise je doch dauernd beibehält, auch wenn dieselbe Infor mation beim Auftreten einer erneuten Ansteuerung während des nächsten Verteilerumlaufes erneut ein gespeichert wird.
Sowohl beim Sender als auch beim Empfänger sind erfindungsgemäss Speicherglieder, z. B. Ma gnetkerne mit zumindest angenähert rechteckiger Hystereseschleife, vorgesehen, die über den in seiner Stellung abzufragenden Kontakt jeweils in eine defi nierte Lage gebracht werden; ferner wird zum über tragen die Stellung der einzelnen Speicherglieder ab gefragt, und innerhalb des Empfängers sind weitere den Speichergliedern des Senders entsprechende Spei cherglieder vorgesehen, in die das Empfangsergebnis nach jedem Übertragungszyklus gespeichert wird.
Sowohl beim Sender als auch beim Empfänger ist ausser den einzelnen Speichergliedern zweckmässig jeweils noch ein Verteiler vorzusehen, der den für einen Multiplexbetrieb charakteristischen Abfragevor- gang in zeitlicher Staffelung entsprechend steuert.
Diese Verteiler können ebenfalls aus Magnetker nen in an sich bekannter Weise aufgebaut werden. Durch diese Kombination ergibt sich ein Gerät, das mit geringen Spannungen und ohne irgendwelche Teile mit mechanischer Abnutzung arbeitet, was ge rade für die Fernübertragung von besonderer Bedeu tung ist, da diese ja in unbemannten Ämtern, also in Ämtern ohne ständige Wartung, verwendet werden soll.
Einzelheiten der Anlage mit Zeitmultiplexübertra- gung nach der Erfindung werden an Hand der Figu ren beispielsweise erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 eine Schaltungsausführung für den Sende teil, Fig. 2 einen Impulsplan für den Sendeteil, Fig. 3 eine Schaltungsausführung des Empfängers und Fig. 4 den dazugehörigen Impulsplan.
Voraussetzungsgemäss sollen die Kontaktstellun gen der Kontakte Kn (n = 3<B>...</B> 10) übertragen wer den, und zwar werden die Kontaktstellungen zyklisch abgefragt und der beim Abfrageaugenblick vorhan dene Zustand der Kontakte übertragen. Beim Emp fänger wird das Übertragungsergebnis entsprechend ausgewertet und eine Änderung einer Kontaktstellung soll jeweils angezeigt werden.
Die zu überwachenden Kontakte sind beim Aus führungsbeispiel des Senders nach Fig. 1 über je einen Widerstand Rv an eine Wicklung der Abfrage kerne angeschlossen. Für die weitere Erläuterung wird angenommen, dass die Ringkerne im Ruhezustand und bei geöffneten Kontakten im negativen Rema- nenzpunkt -Br liegen. Von dem Verteiler<I>V</I> aus wer den entsprechend der Übertragung nach dem Zeit multiplexverfahren Taktpulse über die einzelnen Aus gangsleitungen 1 bis 12 geliefert. 12 Ausgangsim pulse entsprechen demgemäss einem Abfragezyklus Z, vgl. Zeile 1 in Fig. 2.
Die der Reihe nach an den Ausgangsleitungen auftretenden Abfrageimpulse ha ben hierbei einen zeitlichen Abstand gegeneinander, der durch die Abstände der Taktimpulse des Vertei lers gegeben ist. Die Abfrageimpulse werden jeweils über eine eigene Wicklung dem zugeordneten Ab fragekern<I>An (n</I> --- 2 ... 11) zugeführt. Ist der dem entsprechenden Abfragekern zugeordnete Kontakt ge öffnet, so ist der Kern im negativen Remanenzpunkt und wird durch den Abfrageimpuls in seinen Rema- nenzpunkt +Br gebracht.
Hierdurch entsteht in der jeweiligen Wicklung W3 ein Impuls, der über die Sammelleitung LS zur Ausgangsschaltung<I>AS</I> und damit zum Ausgang des Senders gelangt.
Bei geschlossenem Kontakt hingegen wird der ent sprechende Kern so stark negativ vormagnetisiert, dass der Abtastimpuls nicht ausreicht, den Kern in den positiven Remanenzpunkt überzuführen. Auf der Ausgangsleitung entsteht dementsprechend kein Im puls. über die Sammelleitung LS läuft alo eine Im pulsfolge, bei der die Information 1 (Kontakt offen) durch einen Impuls und die Information O (Kontakt geschlossen) durch keinen Impuls wiedergegeben ist.
Um eine entsprechende Entkopplung zwischen den einzelnen Ausgangswicklungen W3 der Kerne <I>A2</I> bis All zu erhalten, sind die Gleichrichter GL vorgesehen. An sich wäre es auch denkbar, die Aus gangswicklungen der Kerne W3 in Reihe zu schalten. In diesem Fall können die Gleichrichter eingespart werden.
Nach Ablauf eines Abfragezyklus sind alle Kerne, die einem offenen Kontakt zugeordnet sind, in die positive Remanenzlage übergeführt. Damit diese Kerne beim nächsten Zyklus erneut abgefragt werden können, werden sie von einem über die Leitung LR zugeführten Rückstellimpuls wieder in die negative Remanenzlage gebracht. Der Rückstellimpuls wird von einem Impulsverstärker geliefert, der im wesent lichen aus dem Kern<I>A 1</I> und dem Transistor Tr aufgebaut ist.
Der Transistor Tr zieht zum Zeit punkt 1 einen Strom, der die Kerne wieder in die Ausgangslage zurückführt.
Wie aus der Fig. 2 zu ersehen ist, entstehen auf der Sammelleitung LS einzelne Impulse, aus denen mit Hilfe einer Ausgangsschaltung eine Schrittfolge entsprechend der Zeile 25 der Fig. 2 geformt wird. Diese Schrittfolge liegt am Ausgang und wird an den fernen Empfänger übertragen. Die Übertragung einer Schrittfolge ist mit Rücksicht auf die benötigte Band breite, die Störanfälligkeit und die Auswertung beim Empfänger günstiger als die direkte Übertragung der Impulsfolge. Schaltungen zur Umwandlung einer der artigen Impulsfolge in eine entsprechende Schrittfolge sind in verschiedenen Ausführungen bereits bekannt bzw. vorgeschlagen worden.
Zur Erläuterung der Wirkungsweise wird das Ar beiten der Schaltung während zweier Abtastzyklen beschrieben. Hierbei ist vorausgesetzt, dass der Kon takt K6 zwischenzeitlich schliesst und der zunächst geschlossene Kontakt K9 im Laufe des zweiten Zy klus geöffnet wird. Für die Erläuterung wird weiter hin angenommen, dass die Kontakte K4 und K8 offen und die Kontakte K3, K5, K7 und K10 geschlossen sein sollen. In den Zeilen 4 bis 15 sind die Aus gangsimpulse des Verteilers wiedergegeben, wobei der Zeile 4 der Ausgangsimpuls 1 des Verteilers und der Zeile 15 der Ausgangsimpuls 12 des Verteilers zu geordnet ist.
In der Zeile 16 ist die Remanenzlage des Rückstellkernes, der mit dem Ausgangskreis 1 des Verteilers verkettet ist, wiedergegeben. Wie aus dieser Zeile zu ersehen ist, wird der Rückstellkern mit dem Auftreten des ersten Verteilerimpulses in die positive Remanenzlage übergeführt. Hierdurch wird, wie bereits erläutert, ein Rückstellimpuls, vgl. Zeile 17, abgegeben, der die Kerne A2 bis A11 in die negative Remanenzlage überführt. Der 12. Ab frageimpuls, vgl.
Zeile 15, führt über die Rückkopp lungsleitungen R diesen Kern in die negative Rema- nenzlage, so dass er für den nächstfolgenden ersten Abfrageimpuls wiederum in seiner Ausgangslage ist. Die Remanenzlagen von den einzelnen Abfragekernen sind nur für die Kerne<I>A2, A4, A6, A8, A9</I> und A l l wiedergegeben. Für die Kerne<B><I>A3,</I></B><I> A5, A7</I> und <B>A10</B> interessieren die Remanenzverhältnisse der Kerne nicht, da sich voraussetzungsgemäss an diesen Kernen, da sie dauernd geschlossenen Kontakten zu geordnet sind, also stark negativ vormagnetisiert sind, nichts ändert.
Wie aus den Zeilen 18 und 23 zu ersehen ist, werden beim Auftreten der entsprechen den Rückstellimpulse alle Kerne in die negative Re manenzlage übergeführt. Mit dem Wirksamwerden der Verteilerimpulse werden diese Kerne dann wie derum in die positive Remanenzlage übergeführt. Dies gilt lediglich nicht innerhalb des ersten Zyklus für den Kern A9 (Zeile 22), da dieser Kern während dieser Zeit noch einem geschlossenen Kontakt zu geordnet ist.
Auf der Sammelleitung LS werden nur die Zu stände und Änderungen, die durch das überführen eines Kernes von der negativen in die positive Re manenzlage entstehen, angezeigt. Die umgekehrte Steuerung eines Kernes, vgl. A6 (Zeile 20) wirkt sich auf die Sammelleitung LS (Zeile 24) nicht aus.
Beim Empfänger rnuss der vom Sender ausgesand ten und entsprechend empfangenen Schrittfolge eine Reihe von Anzeigeorganen zugeführt werden, die ent sprechend dem Auftreten oder Ausbleiben eines Im pulses anzeigen, ob der zugeordnete Kontakt geöff net oder geschlossen ist. Da bei einem derartigen System damit zu rechnen ist, dass einzelne Schritte auf dem übertragungsweg verfälscht werden, ist die Anzeige so ausgebildet, dass eine Änderung des Zu standes eines Kontaktes beim Empfänger immer erst dann angezeigt wird, wenn z.
B. dreimal hintereinan der das gleiche Empfangsergebnis (Kontakt offen oder Kontakt geschlossen) aufgenommen wurde. Speicher glieder, die einen eingespeicherten Zustand erst nach wiederholter gleichartiger Einspeicherung anzeigen, sind in anderem Zusammenhang bereits vorgeschla gen worden. Im Grenzfall kann für diese Zwecke ein übliches binärarbeitendes Speicherglied in Verbin dung mit einem Zählglied verwendet werden.
Der in Fig. 3 dargestellte Empfänger enthält einen Verteiler mit Taktversorgung. Der Takt wird dem Verteiler V über die Klemme T zugeführt. Ebenso wie bei dem Verteiler des Senders gibt auch der Verteiler V innerhalb des Empfängers über die zwei Ausgangsleitungen in zeitlicher Folge nacheinander je einen Impuls ab.
Am Eingang E liegt die empfangene Schrittfolge, wobei je nachdem, ob zu einem bestimmten Zeit punkt ein Stromimpuls, der einem geöffneten Schalter innerhalb des Senders entspricht, oder ein Stromim puls, der einem geschlossenen Kontakt beim Sender entsprechen wird, entweder der Transistor T2 oder T3 geöffnet wird. Dementsprechend wird ein Strom schritt über die Leitung T oder über die Leitung Z gegeben. Der in Koinzidenz dazu gerade anliegende Verteilerimpuls magnetisiert die entsprechenden Kerne im Ausgangskreis des Verteilers um.
Die Schaltung ist so gewählt, dass die Leitung T bei Zeichenstrompolarität und die Leitung Z bei Trennstrompolarität Strom führt. Dementsprechend werden die Kerne Tn <I>(n</I> = 2 ... 10) in den Ma gnetisierungszustand -Bm gebracht oder gehalten.
Die von den Verteilerimpulsen beaufschlagten Abtast- wicklungen der T-Kerne sind jeweils in Reihe in die Abtaststromkreise des Verteilers geschaltet.
Während bei Zeichenstrompolarität die Kerne Tn stark negativ vormagnetisiert sind, liegen die Kerne Zn im Punkt -Br. Der aus einem der Verteilerausgänge kommende Abtastimpuls kann in diesem Fall nur den entspre chenden Kern Z =magnetisieren, der damit über seine Ausgangswicklung W3z einen Steuerimpuls an den Eingang 1 des Ausgangsspeichers abgibt und diesen in die Lage 1 (Kontakt offen) bringt.
Wird hingegen der Kern Tn bei Trennstrompolari- tät ummagnetisiert, so gibt dieser an den Eingang 2 des Speichers einen Steuerimpuls ab, der den Spei eher in den Zustand 0 (Kontakt geschlossen) bringt. Ändert sich der Zustand eines zu überwa chenden Kernes in der Zwischenzeit nicht, so erhält der dazugehörige Speicher bei jedem Abfragezyklus einen Impuls am gleichen Eingang. Eine Rückstel lung für die Abtastkerne ist nicht erforderlich, da sie über die Leitung T bzw. Z bei jedem Polaritäts wechsel jeweils in die richtige Lage gebracht werden.
Für die Arbeitsweise des Empfängers ist an sich der Aufbau des Ausgangsspeichers, der die Stellung des Kontaktes in der fernen Station speichern und über ein Ausgangsglied wiedergeben soll, ohne Be deutung. In der Darstellung nach Fig. 3 ist in der Zeile 3 der Aufbau eines Speichers, wie er für die Zwecke der Erfindung besonders vorteilhaft verwen det werden kann, dargestellt.
Dieser Speicher besteht im wesentlichen aus einem Transfluxor Tx, der über den Eingang 1 blockiert und über den Eingang 2 eingestellt wird. Im Ausgangskreis des Transfluxors, der über eine Wechselstromquelle gespeist wird, ist ein Transistor vorgesehen, der je nachdem, ob der Transfluxor eingestellt ist oder nicht, ein Relais P zum Ansprechen bringt oder nicht. Dem Relais P ist der Kondensator C parallel geschaltet.
Die Fig. 4 zeigt noch einen Impulsplan zu dem erläuterten Empfänger. In der Zeile 1 dieses Impuls planes ist die Eingangsspannung wiedergegeben, die voraussetzungsgemäss in zwei komplementäre Impuls ströme, die auf den Leitungen T und Z auftreten, aufgeteilt wird, wie Zeile 2 und 3 zeigen. In den Zeilen 4 bis 13 sind die Ausgangsimpulse des Emp fangsverteilers einzeln aufgezeichnet, und in den fol genden Zeilen werden dann die Zustände der ver schiedenen Abtastkerne wiedergegeben.
Auch in die ser Darstellung sind lediglich die Verhältnisse für die Kerne 3, 4, 6 und 9 wiedergegeben, und zwar jeweils untereinander für den in der Trennstromleitung T und in der Zeichenstromleitung Z liegenden Kern des entsprechenden Verteilerausganges.
Die Zeilen 21 bis 26 sind durch die entsprechen den Bezugszeichen in der Fig. 3 gegeben und stellen jeweils die Stromverhältnisse auf den entsprechenden Leitungen dar.
Die Erfindung wurde an Hand eines speziellen, besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiels erläu tert. Wie schon erwähnt, ist es für die Arbeitsweise des Senders und des Empfängers völlig ohne Bedeu tung. welche Art von Verteiler, Speichergliedern und Schalter Verwendung findet.