Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Ein derartiges Weichenantriebsersatzgerät ist aus der DE-PS 885 865 bekannt.
Weichenantriebsersatzgeräte werden zum Feststellen und Einkreisen von Störungen verwendet. Zu diesem Zweck wird die Verbindung zwischen Weichensteuerung und Weichenantrieb aufgetrennt und anstelle des Weichenantriebs ein Weichenantriebsersatzgerät mit der Weichensteuerung verbunden. Im Weichenantriebsersatzgerät befindet sich eine Nachbildung des elektrischen Teiles eines Weichenantriebes. Dies sind im wesentlichen Schaltkontakte eines Relais, die für die Weichensteuerung die Funktion von den jeweiligen Betriebszustand eines Antriebs nachbildenden Antriebskontakten übernehmen. Zum Steuern dieser Kontakte dient ein im Weichenantriebsersatzgerät vorhandenes bistabiles Relais, das beim Ausgeben eines Stellauftrages an das Weichenantriebsersatzgerät umsteuerbar ist.
Aus den über die Kontakte dieses Relais geschalteten Überwachungskreisen erkennt die Weichensteuerung, ob der von ihr veranlasste Stellauftrag ordnungsgerecht ausgegeben und ausgeführt wurde oder nicht.
Mit einem herkömmlichen Weichenantriebsersatzgerät lässt sich zwar überprüfen, ob ein Stellauftrag ausgegeben und ausgeführt wurde oder nicht; nicht geprüft wird dabei das Zeitverhalten des Antriebs. Die Überwachungsmeldungen sind allein bestimmt durch die Relaisschaltzeit des Weichenantriebsersatzgerätes. Aus Sicht der Steuerung läuft damit die Weiche mit einem anderen Zeitverhalten als dem normalen Zeitverhalten; sie ist zumeist zu schnell (DE-PS 885 863). Dies wirkt sich insbesondere dann störend aus, wenn zum Steuern der Weichen Rechner verwendet sind, weil bei der Rechnersteuerung softwaremässig realisierte Plausibilitätskontrollen zur Anwendung kommen, die ein zu rasches oder zu langsames Umlaufen eines Weichenantriebes erkennen sollen.
Diese Plausibilitätskontrollen müssen bisher bei der Verwendung eines Weichenantriebsersatzgerätes mit Hilfe von speziellen Testdatenprogrammen wieder umgangen werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 anzugeben, die es gestattet, bedarfsweise ein Weichenantriebsersatzgerät anstelle eines Weichenantriebes mit der Weichensteuerung zu verbinden, ohne dass es hierzu spezieller Testdatenprogramme zum vorübergehenden Unwirksammachen von Plausibilitätskontrollen bedarf.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der erfindungsgemässen Schaltung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Als besonders vorteilhaft wird dabei angesehen, dass über das Weichenantriebsersatzgerät auch weitere Antriebsparameter wie Schwergängigkeit und/oder Stellzeitüberschreitung vorgegeben und die Reaktionen der Weichensteuerung hierauf festgestellt werden können.
Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Das erfindungsgemässe Weichenantriebsersatzgerät besteht im wesentlichen aus den im unteren Teil der Zeichnung dargestellten Überwachungskreisen Ü zur Rückmeldung fiktiver Antriebszustandsmeldungen an eine nicht näher dargestellte Weichensteuerung WS und der im oberen Teil der Zeichnung dargestellten Schaltung zur Aufnahme und Bearbeitung von Stellaufträgen.
Kernstück des Weichenantriebsersatzgerätes ist eine Zeitschaltung Z, die dazu dient, die Rückmeldung der vom Weichenantriebsersatzgerät simulierten Schaltzustände an die Weichensteuerung um bestimmte Zeitspannen zu verzögern, insbesondere so lange, wie ein tatsächlich vorhandener Weichenantrieb zum Umlaufen benötigen würde. Mit dem Empfang eines Stellauftrages durch das Weichenantriebsersatzgerät wird die im oberen Teil der Zeichnung dargestellte Schaltung an eine Versorgungsgleich spannung gelegt. Dabei spricht ein Schaltrelais A an und steuert seine Schaltkontakte A/1 bis A/5 in die jeweils andere Schaltstellung.
Die Kontakte A/4 und A/5 des Schaltrelais trennen die Überwachungskreise Ü von der Weichensteuerung WS 5 ab, so dass zunächst während des nun beginnenden simulierten Weichenumlaufs überhaupt keine Überwachungsmeldungen an die Weichensteuerung gelangen. Über den Kontakt A3 und einen Kontakt S/1 eines die Soll-Lage des Weichenantriebs vorgegebenden Stellers wird die Rückstellwicklung R eines Haftrelais erregt, das daraufhin aus seiner einen stabilen Lage in die andere Lage wechselt und seine Kontakte H/1 bzw. H/4 in den Überwachungskreisen Ü umsteuert. Diese Kontakte entsprechen den Antriebskontakten des Weichenantriebes und dienen zur Rückmeldung der Antriebsstellung an die Weichensteuerung. Das Umsteuern der Kontakte H/1 bis H/4 hat zunächst noch keine Auswirkung, weil die Kontakte A/4 und A/5 des Anschaltrelais die Verbindung zur Weichensteuerung aufgetrennt haben.
Den Wicklungen A und R des Haftrelais parallelgeschaltete Dioden verhindern das Auftreten von Spannungsspitzen beim Abschalten dieser Wicklungen. Ferner öffnen die Kontakte A/1 und A/2 des Schaltrelais und aktivieren die Zeitschaltung Z; zuvor, in Grundstellung, dienten sie zum Entladen von Kondensatoren in den Zeitkreisen der Zeitschaltung und damit in deren Grundstellung.
Zeitbestimmendes Glied der Zeitschaltung ist ein mit den Widerständen R1 und R2 in Reihe an der Versorgungsgleichspannung liegender Kondensator C1, der sich nach dem Aufschalten der Versorgungsspannung über die vorgeschalteten Widerstände langsam auflädt. Dabei wird ein an einem Abgriff der Widerstände anliegendes Potential als Schaltspannung dem einen Eingang eines Operationsverstärkers OV zugeführt. Der andere Eingang dieses Operationsverstärkers liegt am Abgriff eines weiteren Spannungsteilers mit den Widerständen R3 und R4. Dem Widerstand R4 ist dabei ein Kondensator C2 parallel geschaltet. Mit dem Aufschalten der Versorgungsgleichspannung auf die Schaltung des Weichenantriebsersatzgerätes gibt der Operationsverstärker an seinem Ausgang ein erstes Kennzeichen zum Durchsteuern eines Schalttransistors T ab.
Der Schalttransistor schaltet daraufhin positives Potential an eine Ausgangsklemme zur Weichensteuerung, das dort als Meldung dafür angesehen wird, dass der tat sächlich nicht vorhandene Weichenantrieb seine zuvor eingenommene Endlage verlässt und umläuft. Der Operationsverstärker schaltet, weil die an seiner Eingangsklemme + liegende Spannung im Augenblick des Aufschaltens der Versorgungsgleichspannung sehr viel höher ist als die sich erst langsam aufbauende Spannung am Abgriff des Spannungsteilers mit den Widerständen R1 und R2. Die an beiden Eingängen des Operationsverstärkers anliegenden Potentiale erhöhen sich in Abhängigkeit vom Ladezustand der Kondensatoren C1 und C2.
Dabei steigt die Spannung an der Eingangsklemme 1 des Operationsverstärkers auf eine durch das Verhältnis der Spannungsteilerwiderstände R3 und R4 gegebenen Wert, während das an der Eingangsklemme - anliegende Potential bis auf den Wert der anliegenden Versorgungsgleichspannung ansteigt. Sobald die am Spannungsteiler R1, R2 abgreifbare Schaltspannung die am Abgriff des Spannungsteilers R3, R4 abgreifbare Vergleichsspannung übersteigt, schaltet der Operationsverstärker OV erneut und veranlasst über den Schalttransistor T die Ausgabe eines weiteren Kennzeichens an die Weichensteuerung. Dieses Kennzeichen wird dort als Meldung dafür gewertet, dass der Antrieb umgelaufen und seine neue Endlage erreicht hat.
Hierzu sind die Widerstände des Spannungsteilers Rl, R2 und der Wert des Kondensators Cl so zu dimensionieren, dass das zweite Kennzeichen nach Ablauf einer Zeitspanne seit Aufschalten der Versorgungsgleichspannung erzeugt wird, die ein üblicher Weichenantrieb für den Umlauf benötigt. Ein Rückkopplungswiderstand R5 sorgt dafür, dass das vom Operationsverstärker ausgegebene Kennzeichen stabil bleibt.
Mit dem Empfang des zweiten Kennzeichens veranlasst die Weichensteuerung das Abschalten der Versorgungsgleichspannung an den Eingangsklemmen der erfindungsgemässen Schaltung. Das Schaltrelais A fällt daraufhin ab und wechselt seine Kontakte. Die Kontakte A/1 und A/2 entladen dabei die Kondensatoren C1 und C2 in den Zeitkreisen der Zeitschaltung Z und führen diese damit in die Ausgangsstellung zurück. Der Kontakt A/3 im Anschaltstromkreis des Haftrelais H öffnet und verhindert damit, dass das Haftrelais bis zum erneuten Ansprechen des Schaltrelais umgesteuert werden kann. Ausserdem schliessen die Kontakten A/4 und A/5 in den Überwachungskreisen Ü zur Weichensteuerung. Dort hatten beim Umsteuern des Haftrelais die Kontakte H/l bis H/4 gewechselt.
Es bildet sich über alle vier Leitungen ein in der Weichensteuerung eingespeister Überwachungsstromkreis aus, der dort das Vorhandensein eines ordnungsgerechten, aus einer ersten Lage in die zweite Lage umgelaufenden Antriebes simuliert. In den Überwachungskreisen angeordnete Leuchtdioden L1 bzw. L2 sorgen für eine optische Kennzeichnung der jeweils angenommenen Weichenlage. Bei der einen Endstellung des Antriebs leuchtet die Leuchtdiode L1, bei der anderen die Leuchtdiode L2 auf. Den Leuchtdioden parallelgeschaltete, entgegengesetzt gepolte Dioden dienen dem Schutz der Leuchtdioden beim Phasenwechsel der von der Weichensteuerung in die Überwachungskreise eingespeisten Überwachungsgleichspannung. Dieser Phasenwechsel wird durch die der Soll-Lage des Antriebs entsprechende IST-Lage des Haftrelais herbeigeführt, welches die Weichenlagekontakte nachbildet.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemässen Schaltung ist darin zu sehen, dass nicht nur das Schaltverhalten eines voll funktionsfähigen Antriebes überprüft werden kann, sondern dass auch weitere Parameter überprüfbar sind. So lässt sich z.B. feststellen, ob die Weichensteuerung in ordnungsgerechter Weise auf das Vorhandensein eines schwergängigen Antriebes zu reagieren in der Lage ist. Um dies zu testen, kann die Schwergängigkeit eines Antriebes durch Vergrössern der Verzögerungszeit der Zeitschaltung simuliert werden. Hierzu ist der Schaltkontakt K1 zu betätigen, wobei der Kondensator C3 dem Kondensator C1 parallel geschaltet wird. Hierdurch erhöht sich die Kapazität der RC-Reihenschaltung mit der Folge, dass die Zeit bis zum Auslösen des zweiten Kennzeichens durch den Operationsverstärker vergrössert wird.
Durch geeignete Dimensionierung lässt sich diese Zeit der Umlaufzeit eines schwergängigen Antriebes anpassen und es lässt sich feststellen, ob die Weichensteuerung hierauf in vorgegebener Weise reagiert. Es lässt sich auch prüfen, ob die Weichensteuerung auf das Überschreiten der zulässigen Stellzeit eines Antriebes reagiert oder nicht. Hierzu ist zusätzlich zum Kontakt K1 auch der Kontakt K2 zu schliessen. Die Kapazität der RC-Reihenschaltung erhöht sich damit um die des Kondensators C4. Als Folge hiervon ist die Zeitspanne zwischen dem Aufschalten der Versorgungsgleichspannung auf die erfindungsgemässe Schaltung und dem Ausgeben des zweiten Operationsverstärker-Kennzeichens noch grösser; durch geeignete Dimensionierung lässt sich dabei erreichen, dass das zweite Kennzeichen erst dann ausgegeben wird, wenn die zulässige Stellzeit des Antriebs überschritten ist.
Aus der Reaktion der Weichensteuerung ist erkennbar, ob die Weichensteuerung auf diese Meldungen in ordnungsgerechter Weise reagiert oder nicht.
In die Überwachungskreise können zusätzlich zu den die Antriebskontakte nachbildenden Schaltkontakten des Haftrelais Widerstände oder Induktivitäten eingefügt sein, welche für die Weichensteuerung die gleichen Strom- und Spannungswerte entstehen lassen wie beim Vorhandensein eines Weichenantriebes.
Das Umsteuern des Haftrelais durch wechselweises Anschalten der Rückstellwicklung R und der Anschaltwicklung A kann von der Weichensteuerung aus statt über einen Schaltkontakt eines Stellers auch durch Aufschalten von Gegenpotential auf die betreffende Wicklung bewirkt werden. Die erfindungsgemässe Schaltung kann mit Vorteil in einem steckerförmigen Gehäuse untergebracht sein, das sich problemlos anstelle eines Weichenantriebes oder eines Antriebskabels auf dieses bzw. einen entsprechenden Gegenstecker an der Weichensteuerung aufstecken lässt.
The invention relates to a circuit according to the preamble of claim 1. Such a switch drive replacement device is known from DE-PS 885 865.
Point machine replacement devices are used to identify and isolate faults. For this purpose, the connection between the switch control and the switch drive is disconnected and a switch drive replacement device is connected to the switch control instead of the switch drive. There is a replica of the electrical part of a point machine in the point machine replacement device. These are essentially switching contacts of a relay, which take over the function of the switch contacts emulating the respective operating state of a drive for the point control. A bistable relay which is present in the point machine replacement device is used to control these contacts and can be reversed when a command is issued to the point machine replacement device.
From the monitoring circuits connected via the contacts of this relay, the turnout control recognizes whether the actuating job that it initiated was properly issued and carried out or not.
A conventional switch drive replacement device can be used to check whether a positioning job has been issued and carried out or not; the time behavior of the drive is not checked. The monitoring messages are determined solely by the relay switching time of the point machine replacement device. From the point of view of the control system, the switch thus runs with a different timing than the normal timing; it is usually too fast (DE-PS 885 863). This is particularly disruptive when computers are used to control the turnouts because the computer control uses software-implemented plausibility checks to detect that the turnout drive is rotating too quickly or too slowly.
Until now, these plausibility checks had to be circumvented again when using a point machine replacement device with the help of special test data programs.
The object of the invention is to provide a circuit according to the preamble of claim 1, which makes it possible, if necessary, to connect a switch drive replacement device instead of a switch drive to the switch control without the need for special test data programs for temporarily disabling plausibility checks.
The invention solves this problem by the characterizing features of patent claim 1. Advantageous developments and further developments of the circuit according to the invention are specified in the dependent claims. It is considered to be particularly advantageous that other switch parameters such as stiffness and / or exceeding the operating time can also be specified via the switch drive replacement device and the reactions of the switch control can be determined thereon.
The invention is explained below with reference to an embodiment shown in the drawing.
The switch drive replacement device according to the invention essentially consists of the monitoring circuits U shown in the lower part of the drawing for reporting fictitious drive status messages to a switch control WS (not shown in more detail) and the circuit shown in the upper part of the drawing for receiving and processing actuating orders.
The centerpiece of the point machine replacement device is a time circuit Z, which serves to delay the feedback of the switching states simulated by the point machine replacement device to the point control by certain periods of time, in particular as long as an actually existing point machine would need to circulate. With the receipt of a command by the switch drive replacement device, the circuit shown in the upper part of the drawing is placed on a DC supply voltage. A switching relay A responds and controls its switching contacts A / 1 to A / 5 in the other switching position.
Contacts A / 4 and A / 5 of the switching relay separate the monitoring circuits Ü from the turnout control WS 5, so that initially no monitoring messages reach the turnout control during the simulated turnout cycle that is now starting. Via the contact A3 and a contact S / 1 of an actuator which specifies the setpoint position of the point machine, the reset winding R of an adhesion relay is excited, which then changes from its stable position to the other position and its contacts H / 1 or H / 4 reversed in the monitoring circles Ü. These contacts correspond to the drive contacts of the point machine and serve to report the drive position to the point control. Reversing the contacts H / 1 to H / 4 initially has no effect, because the contacts A / 4 and A / 5 of the switch-on relay have disconnected the connection to the switch control.
Diodes connected in parallel to the windings A and R of the latching relay prevent voltage peaks from occurring when these windings are switched off. Furthermore, contacts A / 1 and A / 2 of the switching relay open and activate the timer Z; previously, in the basic position, they were used to discharge capacitors in the time circuits of the timer and thus in their basic position.
The time-determining element of the time circuit is a capacitor C1, which is connected in series with the resistors R1 and R2 to the DC supply voltage and slowly charges up after the supply voltage has been applied via the upstream resistors. In this case, a potential applied to a tap of the resistors is supplied as a switching voltage to the one input of an operational amplifier OV. The other input of this operational amplifier is at the tap of a further voltage divider with resistors R3 and R4. A capacitor C2 is connected in parallel with the resistor R4. When the DC supply voltage is applied to the circuit of the switch drive replacement device, the operational amplifier outputs a first identifier for controlling a switching transistor T at its output.
The switching transistor then switches positive potential to an output terminal for point control, which is regarded there as a message that the switch drive that is actually not present leaves its previously assumed end position and rotates. The operational amplifier switches because the voltage at its input terminal + at the moment the DC supply voltage is switched on is much higher than the voltage that is only slowly building up at the tap of the voltage divider with resistors R1 and R2. The potentials present at both inputs of the operational amplifier increase depending on the state of charge of the capacitors C1 and C2.
The voltage at the input terminal 1 of the operational amplifier rises to a value given by the ratio of the voltage divider resistors R3 and R4, while the potential present at the input terminal rises to the value of the DC supply voltage present. As soon as the switching voltage that can be tapped at the voltage divider R1, R2 exceeds the reference voltage that can be tapped at the tap of the voltage divider R3, R4, the operational amplifier OV switches again and causes the switching transistor T to output a further identifier to the switch controller. This indicator is used there as a message that the drive has rotated and reached its new end position.
For this purpose, the resistances of the voltage divider Rl, R2 and the value of the capacitor Cl are to be dimensioned such that the second indicator is generated after a period of time has elapsed since the DC supply voltage, which a conventional switch drive requires for circulation, is generated. A feedback resistor R5 ensures that the identifier output by the operational amplifier remains stable.
With the receipt of the second identifier, the switch controller causes the DC supply voltage to be switched off at the input terminals of the circuit according to the invention. The switching relay A then drops out and changes its contacts. The contacts A / 1 and A / 2 discharge the capacitors C1 and C2 in the time circuits of the time circuit Z and thus lead them back to the starting position. Contact A / 3 in the switching circuit of the latching relay H opens and thus prevents the latching relay from being reversed until the switching relay responds again. In addition, contacts A / 4 and A / 5 close in the monitoring circuits Ü for point control. There the contacts H / l to H / 4 had changed when the relay relay was reversed.
A monitoring circuit, which is fed into the point control, is formed over all four lines and simulates the presence of a proper drive that rotates from a first position to the second position. Light-emitting diodes L1 and L2 arranged in the monitoring circuits provide visual identification of the respectively assumed turnout position. In one end position of the drive the LED L1 lights up, in the other the LED L2 lights up. Oppositely polarized diodes connected in parallel with the light-emitting diodes serve to protect the light-emitting diodes when the phase changes in the monitoring direct voltage fed into the monitoring circuits by the point control. This phase change is brought about by the ACTUAL position of the holding relay, which corresponds to the setpoint position of the drive and which simulates the switch position contacts.
A particular advantage of the circuit according to the invention can be seen in the fact that not only can the switching behavior of a fully functional drive be checked, but also other parameters can be checked. For example, determine whether the turnout control is able to react properly to the presence of a stiff drive. To test this, the stiffness of a drive can be simulated by increasing the delay time of the timer. For this purpose, the switch contact K1 must be actuated, the capacitor C3 being connected in parallel with the capacitor C1. This increases the capacitance of the RC series circuit, with the result that the time until the second indicator is triggered by the operational amplifier is increased.
With suitable dimensioning, this time can be adapted to the orbital period of a stiff drive and it can be determined whether the point control responds to it in a predetermined manner. It can also be checked whether the point control reacts or not when the permissible actuating time of a drive is exceeded. For this purpose, in addition to contact K1, contact K2 must also be closed. The capacitance of the RC series circuit thus increases by that of the capacitor C4. As a consequence, the time period between the application of the DC supply voltage to the circuit according to the invention and the output of the second operational amplifier identifier is even longer; Appropriate dimensioning means that the second indicator can only be output when the permissible actuating time of the actuator has been exceeded.
From the reaction of the switch control it can be seen whether the switch control responds to these messages in a correct manner or not.
In addition to the switching contacts of the holding relay that simulate the drive contacts, resistors or inductors can be inserted into the monitoring circuits, which give rise to the same current and voltage values for the point control as when a point drive is present.
The reversing of the latching relay by alternately switching on the reset winding R and the connection winding A can be effected from the switch control instead of via a switching contact of an actuator by applying counter potential to the winding in question. The circuit according to the invention can advantageously be accommodated in a plug-shaped housing, which can be easily plugged onto this point or a corresponding mating connector on the point control instead of a point drive or a drive cable.