Die vorliegende Erfindung betrifft eine Prüfanordnung für ine mindestens einen ansprechverzögerten Verbraucher steuernde Fernsteuereinrichtung. Diese Fernsteuereinrichtung enthält einen zu einer Spannungsquelle in Serie angeordneten ersten, auf elektronische Weise arbeitenden Schalter. Sie enthält ferner einen dem bzw. jedem Verbraucher zugeordneten zweiten Schalter der zwischen dem ersten Schalter und dem Verbraucher angeordnet ist und welcher die Beeinflussung des betreffenden Verbrauchers mittels des ersten Schalters bestimmt. Die Fernsteuereinrichtung enthält ferner Verbindungen zwischen den nicht auf die genannten Schalter führenden Anschlüssen der Spannungsquelle und des bzw. der Verbraucher.
Ein Verbraucher wird somit durch die Spannungsquelle gespeist, solange sich der ihm zugeordnete zweite Schalter und der erste Schalter im leitenden Zustande befinden.
Solche Fernsteuereinrichtungen werden insbesondere-in Anlagen eingesetzt, in denen die Verbraucher Starkstromschalter sind. Diese Schalter sind infolge ihrer elektromechanischen oder elektropneumatischen Bauart ansprechverzögert, so dass eine verhältnismässig kurzzeitige Erregung noch keine Wirkungen auslöst. Als erster Schalter ist dabei ein auf elektronische Weise arbeitender Schalter, vorzugsweise ein Transistor verwendet, mit welchem der Strom verzögerungslos einund ausgeschaltet werden kann, während für die zweiten Schalter, die den Strom nicht unterbrechen müssen, sowohl mechanische als auch elektromechanische oder elektronische Schalter aller Art verwendet werden können.
In derartigen Anlagen werden die Befehle für die auszuführenden Schaltungen durch ein Impulstelegramm übermittelt, am Bestimmungsort dekodiert, mit Hilfe von Rückmeldung nochmals überprüft und anschliessend zur Steuerung der zweiten Schalter verwendet. Dabei besteht das Bedürfnis, die Stellung der zweiten Schalter zu überprüfen bevor an den zugehörigen Verbrauchern Wirkungen ausgelöst werden, so dass eine Speisung der Verbraucher verhindert werden kann, sofern eine Nichtübereinstimmung der betreffenden Schalterstellungen mit den Sollwerten festgestellt wird.
Es ist bekannt, bei der Lösung ähnlicher Aufgaben die Übertragung der Prüfergebnisse über Optokoppler, die je einen Leuchtkörper und ein lichtempfindliches Element enthalten, vorzunehmen. Insbesondere ist schon vorgeschlagen worden, in einer die gleichen allgemeinen Merkmale wie die vorliegende Erfindung anftveisenden Schaltungsanordnung Stromkreise zu bilden, von denen jeder sowohl über den zu überwachenden Schalter als auch über den Leuchtkörper eines Optokopplers verläuft und eine weitere, von der genannten Spannungsquelle unabhängige Spannungsquelle enthält. Diese Stromkreise erlauben dabei eine vom Zustand des ersten Schalters unabhängige Rückmeldung des Zustandes des zweiten Schalters.
Aus dem IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 13, Nr. 3, August 1970, Seite 680 ist es ausserdem bekannt, Prüfungen mit Hilfe von Optokopplern auch ohne zusätzliche Spannungsquelle vorzunehmen, indem in der dort beschriebenen Schaltungsanordnung der Zustand von Sicherungen über je einen zu jeder Sicherung parallel geschalteten, Bestandteil eines Optokopplers bildenden Leuchtkörper gemeldet wird.
Die vorliegende Erfindung erlaubt nun bei Fernsteuereinrichtungen, wie sie eingangs beschrieben sind, in einer der bekannten Überprüfung von Sicherungen entsprechenden Weise ohne Hilfe einer zweiten Spannungsquelle den Zustand der zweiten Schalter vor der Betätigung der Verbraucher zu prüfen und zurückzumelden. Sie betrifft eine Prüfanordnung der eingangs beschriebenen Art mit Schaltungsmitteln zur Meldung des Zustandes des bzw. der zweiten Schalter über Verbindungen, welche von der genannten Spannungsquelle durch Optokoppler galvanisch getrennt sind. Diese Schaltungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtkörper jedes Optokopplers in einem ausschliesslich passive Schaltelemente aufweisenden, jeweils parallel zum zugeordneten zweiten Schalter verlaufenden Stromkreis enthalten ist.
Unter diesen Voraussetzungen zeigt beim Versetzen des ersten Schalters in den leitenden Zustand der in jedem Optokoppler enthaltene Leuchtkörper durch sein Aufleuchten oder Nichtaufleuchten den nichtleitenden oder leitenden Zustand des zugehörigen zweiten Schalters an und gestattet eine Auswertung dieser Anzeige, bevor in dem bez. den an Spannung gelegten Verbrauchern Wirkungen eingetreten sind.
In der Folge wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Die Figur zeigt das Schema einer Schaltungsanordnung mit einem ersten und drei zweiten Schaltern. Die Stromkreise zur Steuerung der Schalter und zur Verarbeitung der Rückmeldung von deren Schaltzuständen sind dabei nicht dargestellt.
Es sind drei Verbraucher 5 vorhanden, welche über die Leitung 10 an den einen Pol einer Gleichspannungsquelle 8 angeschlossen sind. Der andere Pol dieser Spannungsquelle führt über den als erster Schalter dienenden Transistor 9 an die Leitung 34, an welche die als zweite Schalter dienenden Thyristoren 1 angeschlossen sind. Jeder dieser zweiten Schalter verbindet die Leitung 34 über eine Leitung 36 mit einem der Verbraucher 5. Der erste Schalter 9 wird über eine Leitung 37 und die zweiten Schalter 1 über Leitungen 38 von einer nicht dargestellten Steuereinrichtung aus in den leitenden oder sperrenden Zustand versetzt.
Parallel zu jedem zweiten Schalter 1 ist eine Serieschaltung aus einem Widerstand 6 und einer Leuchtdiode 3 angeordnet, wobei die Leuchtdiode Bestandteil eines Optokopplers 2 bildet, welcher ausserdem einen Phototransistor 4 enthält. Die Leuchtdiode ist derart gepolt, dass eine durch die Spannungsquelle 8 daran angelegte Spannung der Durchlassrichtung entspricht, und der Widerstand 6 ist derart bemessen, dass die daran angelegte Spannung der Spannungsquelle 8 einen Strom hervorruft, welcher für die Leuchtdiode notwendig und zulässig ist. Die in den Leuchtdioden fliessenden Ströme werden durch Überwachung der über die Phototransistoren und die Leitungen 13 fliessenden Ströme von der nicht dargestellten Steuereinrichtung indirekt ausgewertet.
Im Ruhezustand der dargestellten Einrichtung sind sämtliche Schalter gesperrt, und dementsprechend sind auch die Leuchtdioden stromlos. Soll nun einer oder mehrere der Verbraucher 5 an Spannung gelegt werden, gibt die nicht dargestellte Steuereinrichtung Einschaltbefehle über eine oder mehrere Steuerleitungen 38 ab. Da der Schalter 9 noch gesperrt ist, kann sich vorderhand nichts ereignen.
Wird nun der erste Schalter 9 über die Steuerleitung 37 in den leitenden Zustand versetzt, werden alle Verbraucher 5, bei denen der zugehörige zweite Schalter 1 leitend ist, an Spannung gelegt. An den im nichtleitenden Zustand verbleibenden zweiten Schaltern liegt dabei die volle Spannung der Spannungsquelle, so dass die an diese Schalter angeschlossenen Leuchtdioden aufleuchten, während über den leitenden Schaltern keine Spannung auftritt und somit die zugehörigen Leuchtdioden dunkel bleiben. Durch die nicht dargestellte Auswertung der von den Phototransistoren 4 abgegebenen Ströme kann somit der Zustand der zweiten Schalter 1 festgestellt werden.
Sofern diese Feststellung und der Vergleich der gefundenen Werte mit den Sollwerten elektronisch erfolgt, sind diese Überprüfungen beendet, bevor die an Spannung gelegten elektromechanischen und somit eine Ansprechverzögerung aufweisenden Verbraucher irgendwie betätigt werden.
Es ist daher möglich, bei einer festgestellten Nichtübereinstimmung den ersten Schalter 9 sofort wieder in den gesperrten Zustand zu überführen, so dass eine falsche Schaltung unterbleibt. Ausserdem können ein Alarm oder andere Massnahmen ausgelöst werden.
Die negative Rückmeldung enthält eine gewisse Unsicherheit, wobei als negative Rückmeldung der Umstand angesehen wird, dass ein leitender Schalter einer nicht leuchtenden Leuchtdiode entspricht und umgekehrt. Diese Unsicherheit kann jedoch umgangen werden, wenn jeweils, bevor einer der zweiten Schalter 1 in den leitenden Zustand versetzt wird, der erste Schalter 9 während kurzer Zeit leitend gesteuert und dabei das Aufleuchten sämtlicher Leuchtdioden überprüft wird.
Die beschriebene Anordnung kann auch zur Einschaltung von Wechselstromverbrauchern verwendet werden. In diesem Falle können für alle Schalter Zweiwegthyristoren verwendet werden, da infolge der Nulldurchgänge der Strom auch durch einen Thyristor unterbrochen werden kann. Zu den Leuchtdioden müssten in diesem Falle gewöhnliche Dioden antiparallel geschaltet werden, um eine Beanspruchung der Leuchtdioden in der Sperrichtung zu verhindern. Bei der Auswertung müsste ausserdem das nur periodische Aufleuchten der Leuchtdioden berücksichtigt werden.
Die Erfindung ist natürlich auch sonst nicht an das Ausführungsbeispiel und auch nicht an die Verwendung im Zusammenhang mit der Fernbetätigung von Starkstromschaltern gebunden. Sie kann bei Fernsteuereinrichtungen aller Art angewendet werden.
The present invention relates to a test arrangement for a remote control device controlling at least one response-delayed consumer. This remote control device contains a first electronic switch which is arranged in series with a voltage source. It also contains a second switch which is assigned to the or each consumer and which is arranged between the first switch and the consumer and which determines the influence of the relevant consumer by means of the first switch. The remote control device also contains connections between the connections of the voltage source and the consumer or consumers that do not lead to the switches mentioned.
A consumer is thus fed by the voltage source as long as the second switch assigned to it and the first switch are in the conductive state.
Such remote control devices are used in particular in systems in which the consumers are high-voltage switches. As a result of their electromechanical or electropneumatic design, these switches are delayed on response, so that a relatively short-term excitation does not yet trigger any effects. The first switch used is an electronic switch, preferably a transistor, with which the current can be switched on and off without delay, while for the second switches, which do not have to interrupt the current, mechanical as well as electromechanical or electronic switches of all kinds are used can be used.
In systems of this type, the commands for the switching operations to be carried out are transmitted via a pulse telegram, decoded at the destination, checked again with the aid of feedback and then used to control the second switch. There is a need to check the position of the second switch before effects are triggered on the associated consumers, so that the consumers can be prevented from being fed if the switch positions concerned do not match the setpoint values.
It is known to carry out the transmission of the test results via optocouplers, which each contain a luminous element and a light-sensitive element, when solving similar tasks. In particular, it has already been proposed to form circuits in a circuit arrangement having the same general features as the present invention, each of which runs both over the switch to be monitored and over the luminous element of an optocoupler and contains a further voltage source independent of the voltage source mentioned . These circuits allow a feedback of the state of the second switch independent of the state of the first switch.
From the IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 13, No. 3, August 1970, page 680, it is also known to carry out tests with the aid of optocouplers even without an additional voltage source, in that the state of fuses via one each in the circuit arrangement described there every fuse connected in parallel and forming part of an optocoupler is reported.
In the case of remote control devices as described at the outset, the present invention now allows the state of the second switch to be checked and reported back prior to actuation of the consumer in a manner corresponding to the known checking of fuses without the aid of a second voltage source. It relates to a test arrangement of the type described at the beginning with circuit means for reporting the state of the second switch or switches via connections which are galvanically isolated from the voltage source mentioned by optocouplers. This circuit arrangement is characterized in that the luminous element of each optocoupler is contained in a circuit which has exclusively passive switching elements and which runs parallel to the associated second switch.
Under these conditions, when the first switch is placed in the conductive state, the luminous element contained in each optocoupler shows the non-conductive or conductive state of the associated second switch by lighting up or not lighting up and allows this display to be evaluated before the relevant. the connected consumers have had effects.
An embodiment of the invention is described below. The figure shows the diagram of a circuit arrangement with a first and three second switches. The circuits for controlling the switches and for processing the feedback from their switching states are not shown.
There are three consumers 5 which are connected to one pole of a DC voltage source 8 via the line 10. The other pole of this voltage source leads via the transistor 9 serving as the first switch to the line 34 to which the thyristors 1 serving as the second switch are connected. Each of these second switches connects the line 34 via a line 36 to one of the loads 5. The first switch 9 is switched to the conductive or blocking state via a line 37 and the second switch 1 via lines 38 from a control device (not shown).
A series circuit comprising a resistor 6 and a light-emitting diode 3 is arranged parallel to every second switch 1, the light-emitting diode forming part of an optocoupler 2 which also contains a phototransistor 4. The light-emitting diode is polarized such that a voltage applied to it by the voltage source 8 corresponds to the forward direction, and the resistor 6 is dimensioned such that the voltage of the voltage source 8 applied thereto produces a current that is necessary and permissible for the light-emitting diode. The currents flowing in the light emitting diodes are evaluated indirectly by the control device (not shown) by monitoring the currents flowing via the phototransistors and the lines 13.
In the idle state of the device shown, all switches are blocked, and accordingly the LEDs are also de-energized. If voltage is now to be applied to one or more of the loads 5, the control device (not shown) issues switch-on commands via one or more control lines 38. Since the switch 9 is still locked, nothing can happen for now.
If the first switch 9 is now switched to the conductive state via the control line 37, all loads 5 for which the associated second switch 1 is conductive are connected to voltage. The full voltage of the voltage source is applied to the second switches remaining in the non-conductive state, so that the light-emitting diodes connected to these switches light up, while no voltage occurs across the conductive switches and the associated light-emitting diodes therefore remain dark. By evaluating the currents emitted by the phototransistors 4, which is not shown, the state of the second switch 1 can thus be determined.
If this determination and the comparison of the values found with the setpoint values is carried out electronically, these checks are ended before the electromechanical consumers which are connected to voltage and thus have a response delay are operated in any way.
It is therefore possible to immediately switch the first switch 9 back to the blocked state if a non-compliance is found, so that an incorrect switching does not occur. An alarm or other measures can also be triggered.
The negative feedback contains a certain uncertainty, whereby the fact that a conductive switch corresponds to a non-glowing light-emitting diode and vice versa is regarded as negative feedback. This uncertainty can, however, be circumvented if in each case, before one of the second switches 1 is switched to the conductive state, the first switch 9 is controlled to be conductive for a short time and the illumination of all the light-emitting diodes is checked.
The arrangement described can also be used to switch on AC consumers. In this case, two-way thyristors can be used for all switches, since the current can also be interrupted by a thyristor due to the zero crossings. In this case, normal diodes would have to be connected in anti-parallel to the light-emitting diodes in order to prevent the light-emitting diodes from being stressed in the reverse direction. In addition, the only periodic illumination of the light-emitting diodes would have to be taken into account in the evaluation.
The invention is of course not otherwise bound to the embodiment or to the use in connection with the remote actuation of high-voltage switches. It can be used with all types of remote control equipment.