DD299837A5

DD299837A5 - Circuit arrangement for tamper-proof monitoring of fences and wire groups by evaluation of a differential voltage by means of time-controlled switching operations

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Publication number: DD299837A5
Authority: DD
Publication date: 1992-05-07

Abstract

Schaltungsanordnung fuer das Anwendungsgebiet Sicherungstechnik zur manipulationssicheren UEberwachung von aus leitenden Signaldraehten bestehenden Zaeunen, mit deren Hilfe auftretende Differenzspannungen bei der Manipulation einzelner Signaldraehte einer Zaundrahtgruppe ueberwacht und mittels Operationsverstaerker die potentialgetrennte Ansteuerung bekannter Auswerteschaltungen realisiert werden.{Auswerteschaltung; Differenzspannung; Manipulationssicherheit; Operationsverstaerker; Potentialtrennung; Schaltungsanordnung; Sicherungstechnik; Signaldraehte; UEberwachung; Zaundrahtgruppen}Circuitry for the field of application Fuse technology for tamper-proof monitoring of conductive signals from trains Zaeunen, monitored with the help of differential voltages occurring in the manipulation of individual signal radiation of a Zaundrahtgruppe and means of Operationsverstaerker the potential-separated control of known evaluation circuits are realized {Auswerteschaltung; Differential voltage; Tampering; operational amplifier; Isolation; Circuitry; Security systems; Signaldraehte; Monitoring; Fencing wire groups}

Description

Hierzu 4 Seiten ZeichnungenFor this 4 pages drawings

Anwendungsgebiet der FrflndungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Überwindungs- und manipulationssicheren elektronischen Überwachung von aus elektrisch leitenden Signaldrähten bestehenden Zäunen, insbesondere zur Detektion des Überbrückens einzelner Signaldrahtabschnitte, einzelner Signaldrähte bzw. des gesamten Zaunsystems.The invention relates to a circuit arrangement for overcoming and tamper-proof electronic monitoring of existing electrically conductive signal wires fences, in particular for detecting the bridging of individual signal wire sections, individual signal wires or the entire fence system.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Es sind aus der Patentlitoratur eine Anzahl von Auswerteschaltungen zur Überwachung von Zaundrahtgruppen auf Durchschneiden von Signaldrähten oder Berühren von zwei benachbarten Signaldrähten untereinander bekannt.A number of evaluation circuits for monitoring fence wire groups for cutting through signal wires or touching two adjacent signal wires to one another are known from patent literature.

In der Patentschrift DD 234172 wird eine Schaltungsanordnung zur störsicheren Überwachung von aus elektrisch leitenden Drähten bestehenden Zäunen beschrieben, bei der die Überwindung der Zäune infolge Durchschneidens von Drähten oder Berühren von zwei benachbarten Drähten untereinander detektiert wird.Patent DD 234172 describes a circuit arrangement for fail-safe monitoring of fences made of electrically conductive wires, in which the overcoming of the fences is detected as a result of cutting through wires or touching two adjacent wires with one another.

Die störsichere Überwachung resultiert aus der Potentialtrennung zwischen Zaun, Auswerteschaltung und Stromversorgung.The fail-safe monitoring results from the potential separation between fence, evaluation circuit and power supply.

Nachteilig bei dieser Lösung ist die Tatsache, daß nur die Berührung benachbarter Drähte, die zu unterschiedlichen Drahtgruppen oder Drahtschleifen gehören, ausgewertet wird. Die gegenseitige Berührung von Drähten einer Drahtschleife wirdA disadvantage of this solution is the fact that only the contact of adjacent wires, which belong to different wire groups or wire loops, is evaluated. The mutual contact of wires of a wire loop becomes

nicht detektiert. Die Möglichkeit der Brückung, insbesondere nn Trennstellenjst somit gegeben. Die Überwindungs- und Manipulationssicherheit ist stark eingeschränkt.not detected. The possibility of bridging, in particular nn Trennstellenjst thus given. The overcoming and manipulation security is severely limited.

In der Patentschrift DD 283816/5 wird eine Schaltungsanordnung zur sicheren elektronischen Überwachung von aus elektrisch leitenden Drahtgruppen bestehenden Zaunaufbauten und zur Erzeugung einer Abweisung beschrieben.In the patent document DD 283816/5 a circuit arrangement for safe electronic monitoring of electrically conductive wire groups consisting of fence structures and to generate a rejection is described.

Die Schaltungsanordnung dotektiert die Unterbrechung von mindestens einem Draht oder den Kurzschluß von zwei unterschiedlichen Drähten einer Drahtgruppe untereinander oder den Kurzschluß von zwei beliebigen Drähten zweier voneinander unabhängiger Drahtgruppen.The circuit dotting the interruption of at least one wire or the short circuit of two different wires of a wire group with each other or the short circuit of two arbitrary wires of two independent wire groups.

Eine in jeder Drahtgruppe befindliche Auswerteschaltung spricht auf Unterbrechung und Kurzschluß an.An evaluation circuit located in each wire group responds to interruption and short circuit.

Zur Auswertung werden die durch die Drahtgruppen fließenden Gleichströme benutzt Uiid über Optokoppler potentialgetrennt einer separaten Auswertelogik zugeführt.For evaluation, the DC currents flowing through the wire groups are supplied to a separate evaluation logic via optocouplers.

Der Vorteil gegenüber der Schaltungsanordnung nach DD 234172 besteht darin, daß durch die Verkopplung der beiden Drahtgruppen über Koppelnetzwerke und die Baugruppe Hochspannungserzeugung die Auswertung von Kurzschlüssen zwischen den beiden Drahtgruppen realisiert und durch die Verwendung von mittensymmetrisch in jeder Drahtgruppe eingeschalteter Abschlußnetzwerke Unterbrechung und beliebige Kurzschlüsse innerhalb einer Drahtgruppe entsprechend der sich verändernden Gleichströme übjer Optokoppler ausgewertet werden.The advantage over the circuit arrangement according to DD 234172 is that realized by the coupling of the two wire groups via coupling networks and the module high voltage generation, the evaluation of short circuits between the two wire groups and by the use of centrally symmetric in each wire group switched termination networks interruption and any short circuits within a Wire group are evaluated according to the changing direct currents übjer optocouplers.

Damit wird eine wesentliche Verbesserung der Überwindungssicherheit des zu überwachenden Zaunes erreicht.This achieves a significant improvement in the overcoming safety of the fence to be monitored.

Der erforderliche Aufwand zur Auswertung aller beschriebener Alarmkriterien, insbesondere die mittensymmetrische Einfügung der Abschlußnetzwerke in bestehende Zaunaufbauten sowie der relativ hohe schaltungstechnische Aufwand für die Koppelnetzwerke gestatten die Nutzung der vorgeschlagenen Lösung nichtThe effort required to evaluate all described alarm criteria, in particular the mid-symmetric insertion of the termination networks in existing fence structures and the relatively high circuit complexity for the coupling networks do not allow the use of the proposed solution

Ziel der Erfindung ist die einfache, üborwindungs- und manipulationssichere Überwachung von aus elektrisch leitenden Signaldrähten bestehenden Zäunen.The aim of the invention is the simple, üborwindungs- and tamper-proof monitoring of existing electrically conductive signal wires fences.

Darlegung das Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Schaltungsanordnung zur Auswertung der bei der Überwindung von aus Drahtgruppen bestehenden Zaunanlagen auftretenden Unterbrechungen mindestens eines Signaldrahtos einer Zaungruppe, Kurzschlüssen zwischen zwei Signaldrähten einer Drahtgruppe und Kurzschlüssen zwischen zwei Signaldrähten voneina ider unabhängiger Drahtgruppen zu finden.The object of the invention is to provide a circuit arrangement for evaluating occurring in the overcoming of wire groups fence assemblies occurring interruptions of at least one signal wire of a Zaungruppe, short circuits between two signal wires of a wire group and short circuits between two signal wires voneina ider independent wire groups.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf der Grundlage einer einfachen Schaltungsanordnung zur alternativen Bewertung des die Signaldrähte durchfließenden Stromes durch zusätzliche Bewertung des Spannungsverhältnisses der überwachten Zaundrahtgruppen die Üborwindungs- und Manipulationssicherhoit zu erhöhen.The invention has for its object to increase the Üborwindungs- and Manipulationssicherhoit on the basis of a simple circuit arrangement for alternative evaluation of the signal wires flowing through current by additional evaluation of the voltage ratio of the monitored Zaundrahtgruppen the Üborwindungs- and Manipulationssicherhoit.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der aus zwei voneinander unabhängigen Zaundrahtgruppen, die durch die Widerstände der Zaundrahtgruppen Rs ι und Rs j repräsentiert werden, bestehende Zaunaufbau durch einen von einerAccording to the invention the object is achieved in that the two independent Zaundrahtgruppen, which are represented by the resistances of the Zaundrahtgruppen Rs ι and Rs j, existing fence structure by one of a

Stromquelle I erzeugten Gleichstrom durchflossen wird. ,Current source I generated direct current flowing through. .

Über eine zwischen den Zaundrahtgruppen durch einen Optokoppler U potentialgetrennt eingefügto Auswerteschaltung 1 werden Unterbrechungen eines beliebigen Signaldrahtes beider Zaundrahtgruppen beziehungsweise der Kurzschluß zweier Signaldrähte unterschiedlicher Zaundrahtgruppen gegeneinander erfaßt.Interruptions of an arbitrary signal wire of both Zaundrahtgruppen or the short circuit of two signal wires of different Zaundrahtgruppen be detected against each other via an electrically isolated between the Zaundrahtgruppen by an optocoupler U inserted evaluation circuit.

Die Auswertung herbeigeführter Kurzschlüsse zwischen Signaldrähten einer Zaundrahtgruppe erfolgt durch die Auswertung einer Differenzspannung zwischen den Spannungsabfällen über den Zaundrahtgruppen und einem konstanten Spannungsteiler, der aus den Widerständen R1 und R 2 besteht.The evaluation of induced short circuits between signal wires of a Zaundrahtgruppe carried out by the evaluation of a differential voltage between the voltage drops across the Zaundrahtgruppen and a constant voltage divider consisting of the resistors R1 and R2.

Der Vorteil der beschriebenen Schaltungsanordnung ist neben dor Erfassung aller Alarmkritorien der Überwindung einer Zaunanlage, daß im Aufbau dieser Anlage keine zusätzlichen konstruktiven Änderungen beziehungsweise eine Neukonstruktion erforderlich werden.The advantage of the circuit described is in addition to dor detection of alarm all overcoming a fence that in the construction of this system no additional design changes or redesign required.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben werden.The invention will be described below with reference to an embodiment.

Fig. 1: zeigt das Prinzipschaltbild der Schaltungsanordnung nach DD 234172.Fig. 1: shows the schematic diagram of the circuit according to DD 234172.

Fig.2: zeigt das Prinzipschaltbild der Schaltungsanordnung nach DD 283816/5.2 shows the schematic diagram of the circuit according to DD 283816/5.

Fig. 3: zeigt das Prinzipschaltbild der Erfindung.Fig. 3: shows the block diagram of the invention.

Fig.4: zeigt das Schaltbild des Ausführungsbeispieles der Erfindung.4 shows the circuit diagram of the embodiment of the invention.

Die Erfindung wird in dem Ausführungsbeispiel durch eine Überwachungsbaugruppe realisiert, die aus einem Komparator, einem Negator und einer Schaltstufe besteht.The invention is realized in the embodiment by a monitoring assembly, which consists of a comparator, an inverter and a switching stage.

Durch einen nicht näher beschriebenen Taktgenerator wird über die Gatter D1 und D2 der Schalttransistor Vt 1 angesteuert.By a clock generator not described in detail, the switching transistor Vt 1 is controlled via the gates D1 and D2.

In dem Takt entsprechenden periodischen Abständen wird durch den Schalttransistor Vt 1 die Diode des Optokopplers U kurzgeschlossen.In the cycle corresponding periodic intervals, the diode of the optocoupler U is short-circuited by the switching transistor Vt 1.

Die Dauer des Kurzschlusses wird von der am Fototransistor des Optokopplers U nachfolgenden Auswerteschaltung dabei nicht als Alarmkriterium für die Überwachung der Zaundrahtgruppen erkannt.The duration of the short circuit is not recognized by the subsequent evaluation circuit on the phototransistor of the optocoupler U as an alarm criterion for monitoring the Zaundrahtgruppen.

Für diese Zeitdauer stellt sich aufgrund des fehlenden Spannungsabfalls über dem Optokoppler an beiden Spannungsteilern eine vergleichbare Spannung ein.Due to the lack of voltage drop across the optocoupler at both voltage dividers, a comparable voltage arises for this period of time.

Der den Spannungsteilern nachfolgende Komparator, gebildet durch den Operationsverstärker A1, erfaßt die für die Vergrößerungen bzw. Verkleinerungen der Widerstände der Zaundrahtgruppen Rsi und R$2 charakteristischen Differenzspannungen zwischen den Spannungsteilern R1/R2 und Rst/Rsi- Bei Spannungsgleichheit beträgt die Ausgangsspannung des Komparators A1 Null Volt.The comparator subsequent to the voltage dividers, formed by the operational amplifier A1, detects the differential voltages between the voltage dividers R1 / R2 and Rst / Rsi- which are characteristic of the magnifications or reductions of the resistances of the fence wire groups Rsi and R $ 2. With equal voltage, the output voltage of the comparator A1 is zero Volt.

Bei positiver Ausgangsspannung wird über die Schaltdiode Vd 1 und bei negativer Ausgangsspannung über den Negator, gebildet durch den Operationsverstärker A2 und die Schaltdiode Vd 2 ein positiver Pegel auf den Eingang des Gatters D 2 der Schaltstufe, die aus den NAND-Gattern D1 bis D4 und dem Schalttransistor Vt2 besteht, gelegt.With a positive output voltage is via the switching diode Vd 1 and negative output voltage through the inverter, formed by the operational amplifier A2 and the switching diode Vd 2, a positive level to the input of the gate D 2 of the switching stage, from the NAND gates D1 to D4 and the switching transistor Vt2 is made.

Liegt gleichzeitig der positive Pegel des Taktes am NAND-Gatter D3 an, wird über Gatter D4 der Schalttransistor Vt 2 geöffnet.If the positive level of the clock at the same time is applied to the NAND gate D3, the switching transistor Vt 2 is opened via gate D4.

Während der Haltezeit des Widerstands-Kondensator-Netzwerkes R4/C2 wird über das Gatter D2 der Schalttransistor Vt 1 angesteuert und die Diode des Optokopplers U kurzgeschlossen.During the holding time of the resistor-capacitor network R4 / C2, the switching transistor Vt 1 is driven via the gate D2 and the diode of the optocoupler U is short-circuited.

Erfolgt dieser Kurzschluß für eine durch die Taktfrequenz bestimmte Zeit, so wird der Kurzschluß durch die dem Optokoppler U nachfolgende Auswerteschaltung 1 als Alarmkriterium erkannt.If this short circuit takes place for a time determined by the clock frequency, then the short circuit is detected by the evaluation circuit 1 following the optocoupler U as an alarm criterion.

Im Ruhezustand infolge Spannungsgleichheit der Spannungsteiler R1/R 2 bzw. Rsi/Rs2 und der daraus folgenden Ausgangsspannung des Komparators A1 liegt an dem Gatter D3 negativer Pegel an. Das Gatter D2 wird nur durch den am Gatter D1 anliegenden Takt gesteuert und schließt kurzzeitig wie beschrieben die Diodenstrecke des Optokopplers U kurz.In idle state due to voltage equality of the voltage divider R1 / R 2 or Rsi / Rs2 and the consequent output voltage of the comparator A1 is applied to the gate D3 negative level. The gate D2 is controlled only by the voltage applied to the gate D1 clock and short-term as described briefly closes the diode path of the optocoupler U.

Das Widerstand-Kondensator-Netzwerk R3/C1 dient der Reduktion der zeitlichen Verzögen;ng zwischen dem Schalttransistor Vt 1, der funktionell^ Kopplung über die Operationsverstärker A1 und A2 und dem Schalttakt des Taktgenerators am Eingang des Gatters D3.The resistor-capacitor network R3 / C1 serves to reduce the time delay between the switching transistor Vt1, the functional ^ coupling via the operational amplifiers A1 and A2 and the switching clock of the clock generator at the input of the gate D3.

Claims

1. Circuit arrangement for tamper-proof monitoring of Zaundrahtgruppen by evaluation of a differential voltage, characterized in that by a clocked control circuit (4) of a switching transistor (Vt 1) in the current path of the resistors of the Zaundrahtgruppen (Rsi, Rs2) inserted evaluation circuit (1) is short-circuited and is evaluated at the voltage divider of the resistors of Zaundrahtgruppen (Rsi, Rs2) and on a constant voltage divider (R 1, R 2) adjusting differential voltage.

2. Circuit arrangement according to item 1, characterized in that the evaluated differential voltage via a switching stage (3) and an OR gate (2) controls the switching transistor (Vt 1) and thus the evaluation circuit (1) influenced.

3. Circuit arrangement according to item 1, characterized in that in the current path of the resistors of the Zaundrahtgruppen (Rsi, Rs2) inserted evaluation circuit (1) by an optocoupler (U) is realized and thus a potential separation between the evaluation circuit (1) and OR gate (2), switching stage (3) and control circuit (4) is realized.

4. Circuit arrangement according to item 1, characterized in that the voltage divider (R 1, R2) by a constant resistance (R1) and a variable resistor (R2) allows the provision of an adequate voltage to the voltage divider of the resistors of the Zaundrahtgruppen (Rsi, Rs2) ,

5. Circuit arrangement according to item 1, characterized in that the comparison of the differential voltage of the voltage divider of the resistors of Zaundrahtgruppen (R _S i, Rs2> and the voltage divider of the resistors (R 1, R 2) is effected by an operational amplifier (A) connected as a comparator ,