CN103299352B - 一种用于运行语音广播装置的方法 - Google Patents

Abstract

在用于运行带有中心的语音广播装置的方法中(扬声器经由两线式环形线路连接到该中心，该环形线路引导通过隔离模块)，当该中心从隔离模块到隔离模块逐步测量该环形线路的阻抗并且测量整个环形线路的阻抗、将所测得值作为额定值输入阻抗表中、在运行时周期性地测量整个环形线路的阻抗并将该阻抗与来自阻抗表的相应额定值相比较以及当确定有偏差时产生故障通知并通过将所测得值与阻抗表中的各个额定值进行比较来确定和显示故障位置时，能够在该环形线路上定位故障。

Description

一种用于运行语音广播装置的方法

技术领域

本发明涉及用于运行语音广播装置的方法。

背景技术

公共场所中的语音广播装置往往有接口到危险通知装置或者所述语音广播装置构成危险通知装置的组成部分。至少当这种电声装置还用于广播危险通知时，则这种电声装置对运行安全性有高要求。尤其是不允许在为扬声器供电的环形线路中的断路或者短路导致整个装置失效。

从 WO 2009/049949 A1 已知，为此，引导环形线路通过隔离模块，其中每个隔离模块包括一个开关或者两个串联开关、控制所述一个开关或者两个开关的微控制器、又可从环形线路中充电的储能器以及用于由该装置的中心提供的供电交流电压的电压测试电路。该供电交流电压的频率位于可听范围之外。这些隔离模块允许运行语音广播装置。为此，微控制器周期性地测试环形线路的进入导线段和外出导线段是否引导(fuehren)供电交流电压。在电压突降时打开微控制器，该微控制器随后从本地储能器中获取其操作电压，所述一个开关或所述多个开关在环形线路的连通的电线(Adern)之一中。如果由短路引起电压突降，则该短路由此而被隔离。虽然在正常运行期间该中心只在环形线路始端中馈入音频信号和供电交流电压，在短路情况下也应该还从环形线路末端开始进行该馈入，以便确保对通过短路的所述隔开所产生的两个支路(Stichleitungen)进行供电。然而，利用本文档中所描述的部件，支路的所述结构不能容易地实现，这是因为短路后所有隔离模块的开关打开并且因而这些隔离模块在输入侧和输出侧是无电压的并且也没有通过其他方式相互通信。

与此无关，利用60个或者更多扬声器大面积扬声(beschallen)的这种语音广播装置的情况下，存在如下问题：能够在环形线路上定位故障位置、即断路或者短路。

发明内容

本发明的任务在于，提供开头所给出类型的方法，所述方法允许在中心中不仅确定而且定位环形线路上由断路或短路造成的故障。另一个任务在于，短路后，环形线路的完整部分能够以简单方式再次投入运行。

根据本发明，该任务通过如下方式得到解决：在将环形线路投入运行时，该中心逐步地从第一个隔离模块直至最后一个隔离模块测量环形线路的阻抗并且测量整个环形线路的阻抗、将所测得值作为额定值输入阻抗表中、在运行时周期性地测量整个环形线路的阻抗并将该阻抗与来自阻抗表的相应额定值进行比较、在确定有偏差时产生故障通知并且通过比较所测得值与阻抗表中各个额定值来确定和显示故障位置。

即使已经安装的装置也能够以少量支出就补充此项功能。

在环形线路断路的情况下语音广播装置的功能不间断持续的一个重要先决条件在于，该中心不仅从环形线路的始端起而且从环形线路的末端起馈入供电交流电压到环形线路中。同时，这是短路后重建该装置的运转能力的先决条件、更确切的说是在隔开短路后由此所形成的从之前的环形线路末端直到短路位置之前的支路的运转能力的先决条件。

该方法的另一改进在于，该中心不仅从环形线路的始端而且也从环形线路的末端起逐步进行对环形线路阻抗的测量并且将所测得值输入到两个阻抗表中，在运行时同样不仅从环形线路始端而且从环形线路末端开始周期性地测量环形线路阻抗并且在产生故障通知和故障位置显示前比较所测得实际值与这两个阻抗表中的额定值。

由此提供的冗余提高了故障通知的可靠性，并且最重要的是提高了显示正确故障位置的可靠性。

为了从该中心起尤其也可靠地区分之间仅存在短导线段的这种隔离模块并因而能够在故障情况下精密地界定故障位置，有利的是当该中心通过傅里叶分析来计算出环形线路在该供电电压频率下的阻抗值。

在将环形线路投入运行时，当首先打开所有隔离模块的开关并且随后为了相互连接该环形线路而顺序地闭合这些开关时，则可以最简单地从第一个隔离模块直到最后一个隔离模块逐步测量环形线路的阻抗。

优选地，这些开关的打开和顺序闭合不仅从环形线路的始端到末端执行而且从环形线路的末端到始端执行。

将短路与该环形线路隔开的简单可能性在于，在短路情况下打开所有隔离模块的开关并且然后从环形线路的始端和末端处开始再次顺序地闭合，并且在短路位置两侧紧邻的隔离模块的开关在闭合后立即再次打开。

因为短路后从中心起同时重建这两条支路可能导致在从之前的环形线路的始端出发的支路中与短路位置相邻的隔离模块闭合其朝向短路位置放置的开关，并且同时另一支路中的任一个隔离模块同样也将其位于短路位置侧的开关闭合并通过直至短路位置的其它隔离模块的随机同样闭合的开关识别出该短路，所以该隔离模块再次打开其开关并让该开关开着。由此，所述第二支路的相当大部分能够保持可运转。

因此，优选在环形线路末端处最后的隔离模块闭合其开关或者以某一延迟时间闭合其开关，该延迟时间比从第一个隔离模块直到倒数第二个隔离模块顺序闭合开关所用的时间要长。

为了可以更容易地发现物理故障位置以便维修，每个隔离模块可配备LED，在微处理器已经识别出该隔离模块距离短路位置最近并因而让相应开关持续开着的情况下接通该LED。

附图说明

下文根据附图中大大简化示出的语音广播装置来示例性地说明按照本发明的方法，

图1示出语音广播装置的基本结构，

图2 示出隔离模块的框图，以及

图3 示出根据图2的隔离模块的微处理器中程序流程的流程图。

具体实施方式

根据图1，包含(例如用于语音广播的)自身已知的组件的中心具有连接端A用于两线式(2-adrig)环形线路的始端，并且具有连接端B用于该环形线路的末端。该环形线路的电线连通隔离模块1到7。在实践中，这样的环形线路可以包括60个隔离模块以及更多隔离模块。在环形线路的电线上在隔离模块中连接这里没有显示的扬声器和/或在这些隔离模块之间的导线段上连接这里没有显示的扬声器。通常情况下，在这种装置的情况下，馈入直至100Veff的音频信号。此外，作为供电交流电压，例如，馈入22 kHz且振幅约为50 V的正弦信号。在中心与这些隔离模块之间以及在这些隔离模块相互之间没有单独的通信连接，不同于在危险通知装置(例如，消防报警装置)情况下，其在环形总线技术中实施且在环形总线上具有隔离模块，所述隔离模块至少与中心进行数字通信并且受到该中心控制。

图2示出了隔离模块的简化且单极表示的框图。进入的环形线路连接到端子1上，外出的环形线路连接到端子2上。两个开关S1和S2串联地位于从端子1连通到端子2的环形线路的电线中。位于Sl和S2之间的是用于连接扬声器L1的端子3。其他扬声器L2和L3可以在隔离模块外部连接到环形线路上。

开关Sl和S2不仅由于高音频电压而且由于高音频电流而在这里实施为未示出的隔离的继电器的接触件。继电器受微控制器控制，因而开关S1和S2受微控制器控制，也就是说，取决于在输入侧和/或输出侧是否存在足够的电压电平，更准确的说，是否高于或者低于预先指定的电压水平。为此所需要的隔离的电压检测电路是已知的，因此未示出。

微控制器从电源件(Netzteil)中获得其操作电压，所述电源件在正常运行时在其侧不仅从输入侧而且从输出侧经由相应的整流器获取所施加的供电交流电压。然而，该电源件另外还包括在正常运行时同样也从供电交流电压且经由整流器按照电压匹配持续充电的储能器，该储能器是电容器形式的。该储能器的电容的大小确定使得在去除供电交流电压(和音频信号)的情况下隔离模块能够自给自足地工作特定时间，例如，一到两秒。

图3中示出简化的流程图，该流程图图示了其中每个隔离模块的工作方式，尤其是微控制器的部分作为循环(Schleife)运行的例程和子例程。

在下文中，描述用于运行此类语音广播装置的方法。

当第一次投入运行时以及在每次更改后，例如，隔离模块和/或扬声器的数量更改后，对环形线路进行测量(einmessen)。在第一步骤中，将供电交流电压接通到环形线路上，然后再次关断供电交流电压。由此确保：所有受该微控制器控制的继电器(见图3)已经打开他们的开关S1和S2，并因此建立定义的起始状态，例如，在使用双稳态继电器时并未首先给出该起始状态。

在接下来的步骤中，该中心再次施加供电交流电压，然而只施加到环形线路的始端上，即，施加到连接端A。隔离模块1的微控制器识别出该供电电压的施加，并因此闭合其开关S1和S2(在图3中称为“继电器1”和“继电器2”)。同时，向其电源件的电容器充电。其间，该中心在该供电交流电压的频率下测量环形线路的该第一导线段的阻抗并且在阻抗表A的第一字段中输入所测得值作为额定值。

在闭合第一隔离模块的开关S2后，第二隔离模块也获得供电交流电压。中心根据随着开关S2闭合而出现的阻抗跳变而识别出：环形线路现在连通直到该第二隔离模块。中心重复阻抗测量并且将新值作为直到第二隔离器的阻抗的额定值输入到阻抗表A的第二字段中。

此测量过程以及完整值序列(Wertereihe)在阻抗表A中的施加持续进行，直到最后的隔离模块。随后，中心能够测量直至环形线路在连接端B处的末端的整个环形线路的阻抗并且还存储此额定值。该测量也可在以后的时间点执行。

在接下来的步骤中，中心关断从其A端口的供电交流电压。由此再次打开所有隔离模块的开关S1和S2。

然后，中心在它的连接端B上施加供电交流电压，因此在环形线路的末端上施加供电交流电压，并且从现在起从环形线路的末端到始端重复测量过程。中心将相应值输入阻抗表B中。

在最后的步骤中，中心不仅将供电交流电压施加在其连接端A上，而且施加在其连接端B上。如果之前尚未做，则中心现在测量闭合环的总阻抗，并存储该测量值作为额定值。

在运行时，中心不仅从连接端A起而且从连接端B起周期性地(例如，每5秒到10秒)测量从两侧向其馈送供电交流电压且必要时向其供给音频信号的环形线路的阻抗，并将这些测量值或者实际值与阻抗表A或者阻抗表B中的相应额定值进行比较。

在环形线路断路的情况下中心根据如下来识别出该断路：阻抗的测量值或实际值偏离相应的额定值，并因此产生故障通知。此外，该中心将实际测量值与阻抗表A和B的各个字段中所输入的额定值相比较并且根据该结果来确定从连接端A来看位于断路之前的隔离模块的编号以及在相同意义上位于断路之后的隔离模块的编号。中心以适当的形式显示这些隔离模块编号，例如在显示器上。隔离模块不参与断路的识别。只有最接近断路的隔离模块才根据图3中的流程图来打开其位于断路侧上的开关S1或S2：然而，这仍然没有影响由于断路而形成的两个支路和/或中心以及装置的继续存在的功能。

在短路的情况下，隔离模块上的供电电压不仅在输入侧而且在输出端击穿(zusammenbrechen)。因而，自给自足地从电容供给其操作电压的微控制器促使隔离模块将其继电器、更准确的说它的开关S1和S2置于打开状态。这适用于所有隔离模块。然后，只有隔离模块1经由连接端A获得其供电交流电压并且根据图3中的程序例程来闭合其开关Sl和S2。因此，接下来隔离模块2同样也获得供电交流电压、闭合其开关Sl和S2等，直到最接近短路位置的那个隔离模块。在其开关S2闭合之后，其微控制器确定供电交流电压击穿，因此立即再次打开开关S2并使开关S2持续地开着，这是因为在开关过程的该序列情况下，供电交流电压的击穿表明相关隔离模块紧邻短路位置。位于该隔离模块与中心的端子A之间的其它隔离模块的开关Sl，S2与此相反保持闭合，这是因为短路不是在其相应继电器或开关闭合之后立即出现的。因此，再次构建从连接端A直到在短路位置前最后的隔离模块的支路，并且所有所连接扬声器再次可运转。

接下来，从连接端B出发以及从最后的隔离模块(在图1的示例中即隔离模块7)出发重复此流程。然而，所述最后的隔离模块以某一时间延迟才从闭合其开关Sl和S2开始，该时间延迟的大小确定使得直到那时能够可靠地完成从连接端A出发的可能最长的支路(在图1中即直到隔离模块6)的构建。对于60个隔离模块而言，该延迟时间能够例如为3秒。如果在图1的示例中隔离模块1和7同时从构建其相应支路开始，则可能出现如下情形：当第一支路的所述最后的隔离模块闭合其开关S2，并因而连“入”短路，同时第二支路中的隔离模块之一同样也闭合其开关(即使该隔离模块不是紧邻短路的隔离模块)时，因此意味着同样连“入”短路并因此再次打开其开关并让其开关开着(尽管该隔离模块不是位置最接近短路位置的隔离模块)。根据短路位置相对于该错误开关的隔离模块的方位(Lage)，于是，环的大部分或者第二支路的大部分保持持续可运转。

在隔开该短路并且构建直到短路位置的两个支路之后，从中心来看，这些支路如同在环形线路断路情况下那样表现。因此，中心在接下来的阻抗测量中采用如同断路情况下的方式来确定短路位置前相应的最后隔离模块的编号。

如果所有的隔离模块均配备了LED，则相应地与短路位置相邻的隔离模块的微控制器可控制其LED，以便简化对物理短路点(kurzschlussstelle)的发现。

Claims (7)

1.用于运行带有中心的语音广播装置的方法，所述中心经由两线式环形线路向多个并联扬声器馈送音频信号，所述环形线路被引导通过隔离模块，其中每一个隔离模块包括：

-至少一个开关，用于在短路情况下使所述环形线路断路，

-控制的微控制器，

-可从环形线路中重新充电的储能器，

-以及用于由所述中心所提供供电交流电压的电压测试电路，

其特征在于，

所述中心在所述环形线路投入运行时从第一隔离模块直到最后的隔离模块逐步测量所述环形线路的阻抗以及测量整个环形线路的阻抗、将所测得值作为额定值输入阻抗表中、在运行时周期性地测量整个环形线路的阻抗并将所述阻抗与来自所述阻抗表的相应额定值比较、当确定有偏差时产生故障通知并通过将所测得值与所述阻抗表中的各个额定值进行比较来确定故障位置以及显示所述故障位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中心不仅从所述环形线路的始端起而且从所述环形线路的末端起将供电交流电压馈入所述环形线路中。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中心不仅从所述环形线路的始端起而且从所述环形线路的末端起对所述环形线路的阻抗进行逐步测量、以及将所测得值输入两个阻抗表中、在运行时同样不仅从所述环形线路的始端开始而且从所述环形线路的末端开始周期性地测量所述环形线路的阻抗，并且在产生故障通知和故障位置显示前将所测得实际值与所述两个阻抗表中的额定值进行比较。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，所述中心通过傅立叶分析来计算出所述环形线路在所述供电电压的频率下的阻抗值。

5.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，在所述环形线路投入运行时，首先打开所有隔离模块的开关，并且随后为了连通所述环形线路而顺序地闭合所有隔离模块的开关。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，不仅从所述环形线路的始端到末端而且从所述环形线路的末端到始端执行所述开关的打开和顺序闭合。

7.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，在短路情况下，所述隔离模块的开关在所述环形线路的始端和末端处开始再次顺序地闭合并且紧接在所述短路位置两侧的隔离模块的开关在所述闭合后立即再次打开。