DE102005038602A1

DE102005038602A1 - Sicherheitseinrichtung

Info

Publication number: DE102005038602A1
Application number: DE102005038602A
Authority: DE
Inventors: Martin Woyda-Wolf
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-08-16
Filing date: 2005-08-16
Publication date: 2007-02-22
Anticipated expiration: 2025-08-17
Also published as: GB2429317A; GB0616203D0; GB2429317B; DE102005038602B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung 1 mit einem Bussystem 9 und mit mindestens einer von einem Widerstand 6 abgeschlossenen Primärlinie 6.1, 6.2. Der die Primärlinie 6.1, 6.2 umfassende Stromkreis ist mit einer Wechselspannung gespeist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Für die Überwachung von zu sichernden Objekten, wie beispielsweise Gebäude und dergleichen, gegen unbefugtes Eindringen, werden in der Sicherheitstechnik Sicherheitseinrichtungen in Gleichstromlinientechnik eingesetzt, die so genannte Primärlinien umfassen. Primärlinien sind mit Gleichspannung gespeiste Stromkreise, an deren Ende, das heißt an der zu überwachenden Stelle, sich ein Endwiderstand befindet. Der Endwiderstand und der Stromfluss durch diesen Endwiderstand werden von einer Auswerteschaltung überwacht. Ändert der Endwiderstand beispielsweise seinen Widerstandswert um mehr als +/–40%, so wird dies als Fremdeingriff interpretiert und Alarm ausgelöst. Erreicht der Strom den Wert Null, so ist die Leitung zu dem Endwiderstand unterbrochen und es wird eine Sabotagemeldung generiert. Erreicht der Strom einen vorgebbaren Maximalwert, so gilt die Primärlinie als kurzgeschlossen und es wird ebenfalls eine Sabotagemeldung erzeugt. Im Ruhezustand hat der Strom seinen durch den Wert des Endwiderstands bestimmten Ruhewert. Auch bei der Einführung moderner Bussysteme wurde die Gleichstromlinientechnik übernommen. Die Bussysteme umfassen Koppler, die die generierten Meldungen wie Ruhe, Alarm, Sabotage, in digitale Signale umwandeln und diese über das Bussystem an eine Alarmzentrale weiterleiten. Die Datenübertragung in dem Bussystem wird jedoch durch den Anschluss von Primärlinien nachteilig beeinflusst. Abhängig von der Länge, der Anzahl und der Art (geschirmt oder ungeschirmt) der Primärlinien werden die Symmetrie des Bussystems gestört und die Empfindlichkeit gegen elektromagnetische Störungen aus der Umgebung gesteigert. Dabei kann es zu dem Verlust von Daten kommen, die durch Wiederholung ausgeglichen werden müssen. Bei besonders ungünstigen Umständen ist auch ein Absturz des Systems nicht zu vermeiden. Da Sicherheitsvorschriften eine bestimmte Reaktionszeit der Sicherheitseinrichtung fordern, kann es bei einem gestörten System zu einer Nichteinhaltung der Sicherheitsvorschriften kommen. Dies wiederum kann in einem Versicherungsfall zu Problemen mit der Versicherung führen und Ansprüche an den Hersteller der Sicherheitseinrichtung begründen.

Aus DE 195 38 754 A1 ist ein Verfahren zur Überwachung einer Primärleitung in einer Gefahrenmeldeanlage bekannt, wobei die Primärleitung einen Melderwiderstand aufweist und Teil einer Serienschaltung mit einem Referenzwiderstand ist. Um bei Änderungen des Widerstandswertes des Melderwiderstands eine gute Ansprechempfindlichkeit der Gefahrenmeldeanlage zu erhalten, ist die elektrische Quelle zur Versorgung der Serienschaltung eine mit einem Innenwiderstand behaftete Spannungs- oder Stromquelle. Gemessen werden der Spannungsabfall an der Primärleitung und der Spannungsabfall an der Serienschaltung. Zur Alarmauslösung wird der Quotient aus dem Spannungsabfall an dem Referenzwiderstand und dem Spannungsabfall an der Primärleitung auf Abweichung von einem Sollwert überwacht.

Aus DE 297 15 299 U1 ist ein Modul zum Anschluss von Ruhestrom-Alarmmeldelinien an digitale Steuerungssysteme, wie speicherprogrammierbare Steuerungen oder Bussysteme, bekannt. Das Modul ist gekennzeichnet durch eine Brückenschaltung, in deren Brückenzweig eine elektronische Auswerteeinrichtung in Form von zwei Optokopplern in Antiparallelschaltung eingesetzt ist. Das Ausgangssignal der parallel geschalteten Optokopplertransistoren kann auf die Digitaleingänge von Steuerungssystemen, wie speicherprogrammierbare Steuerungen oder Digitalkoppler von Bussystemen geführt werden. Das Modul weist weiterhin einen Brückenwiderstand auf, der durch eine Alarmlinie gebildet wird, die durch einen Abschlusswiderstand sabotagesicher abgeschlossen ist.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 schlägt eine Sicherheitseinrichtung vor, die es erlaubt, Primärlinien in nahezu beliebiger Länge, beliebiger Anzahl und beliebiger Ausführung (geschirmt oder ungeschirmt), an Koppler eines Bussystems anzuschließen. Dabei kann das Bussystem störungsfrei mit seiner maximalen Rechweite installiert und betrieben werden, ohne dass nachteilige Auswirkungen seitens der Primärlinien zu befürchten sind. Besonders vorteilhaft wird dabei der Kreis der Primärlinie galvanisch vollständig von dem Bussystem getrennt. Dabei wird jedoch gleichzeitig ermöglicht, dass der Kreis der Primärlinie aus dem Bussystem mit Energie versorgt wird. Dadurch lassen sich zusätzliche Leitungen für die Energieversorgung vermeiden. Weiterhin wird auch die Information über den jeweiligen Zustandswert des Endwiderstands über die galvanische Trennstelle zuverlässig übertragen. Durch die Verwendung von Wechselstrom werden weiterhin Kontaktstörungen vermieden, die bei mit Gleichstrom arbeitenden Sicherheitseinrichtungen auftreten können.

Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt
1 ein Blockschaltbild einer Sicherheitseinrichtung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
1 zeigt ein Blockschaltbild einer Sicherheitseinrichtung 1. Die Sicherheitseinrichtung 1 umfasst einen ersten Übertrager 3 und einen zweiten Übertrager 7. Der erste Übertrager 3 umfasst eine erste, in der Mitte angezapfte Wicklung 3.1, 3.2. und eine zweite Wicklung 3.3. Wicklung 3.3 ist mit einer Auswerteeinrichtung 4 verbinden. Die Wicklung 3.1 der ersten Wicklung 3.1, 3.2 des Übertragers 3 ist mit einem ersten Anschluss eines Widerstands 2 verbunden. Der Übertrager 7 umfasst eine erste Wicklung 7.1 und eine zweite Wicklung 7.2. Ein zweiter Anschluss des Widerstands 2 ist mit einem Anschluss der Wicklung 7.2 des Übertragers 7 verbunden. Der zweite Anschluss der Wicklung 7.2 ist mit der Mittenanzapfung der Wicklung 3.1, 3.2 des Übertragers 3 verbunden. Der zweite Anschluss der Wicklung 3.2 ist mit dem ersten Anschluss eines Widerstands 6 verbunden. Der zweite Anschluss des Widerstands 6 ist mit der Wicklung 7.2 und dem Widerstand 2 verbunden. Mit Bezugsziffer 5 ist eine Wechselspannungsquelle bezeichnet, die über einen Koppler 8 mit dem Bussystem 9 verbunden ist. Die über einen Koppler 8 mit dem Bussystem 9 verbundene Wechselspannungsquelle 5 versorgt die Wicklung 7.1 des Übertragers 7 mit einer Wechselspannung, die über den Koppler 8 aus dem Bussystem 9 abgeleitet wird. Die der ersten Wicklung 7.1 zugeführte Wechselspannung wird in den Sekundärkreis (Wicklung 7.2) des Übertrages 7 transformiert. Der mit der Wicklung 7.2 verbundene Übertrager 3 sorgt dafür, dass der Strom sich aufteilt in einen ersten Stromkreis, bestehend aus der Wicklung 7.2, der Wicklung 3.1 und dem Widerstand 2 und einen zweiten Stromkreis, bestehend aus der Wicklung 7.2, der Wicklung 3.2 und dem Widerstand 6. Der Widerstand 2 ist ein Bezugswiderstand, während der Widerstand 6 der oben schon erwähnte Endwiderstand ist. Sind die beiden Teilwicklungen 3.1 und 3.2 elektrisch identisch und die Widerstände 2, 6 gleich groß, dann ist der von dem Übertrager auf seine Sekundärseite übertragene und von der Anzeigeeinrichtung angezeigte Strom gleich Null. Ein Kurzschluss des Widerstands 6 oder in der mit dem Widerstand 6 verbundenen Primärlinie 6.1, 6.2 lässt den Strom in der Auswerteeinrichtung 4 mit einer bestimmten Phase fließen. Eine Unterbrechung des den Widerstand 6 und die Primärlinie 6.1, 6.2 umfassenden Stromkreises lässt den Strom in der Auswerteeinrichtung mit entgegengesetzter Phase fließen. Eine Änderung des Widerstandswerts des Widerstands 6 wird in der Auswerteeinrichtung 4 als Abweichung des Stroms vom Nullwert registriert. Dabei gibt die Richtung des Stromflusses die Vergrößerung bzw. Verkleinerung des Widerstands 6 an. Bei zweckmäßiger Dimensionierung der Komponenten lässt sich zuverlässig eine Änderung des Widerstands 6 um einen Wert von +/–40% erfassen. Mit dem Koppler 8 und mit dem Bussystem 9 sind nur die Wechselspannungsquelle 5 und die Auswerteeinrichtung 4 galvanisch verbunden. Der gesamte Primärlinienkreis 6, 6.1, 6.2 ist dagegen galvanisch von dem Bussystem 9 getrennt und damit potentialfrei. Die Wechselspannungsquelle 5 wird vorteilhaft derart dimensioniert, dass für die Speisung der Wicklung 7.1 des Übertragers 7 eine Wechselspannung mit einer vergleichsweise niedrigen Frequenz bereit gestellt wird, die vorzugsweise unterhalb der üblicherweise für EMV-Prüfungen (EMV = Elektromagnetische Verträglichkeit) verwendeten Frequenzbereiche liegt. Vorteilhaft wird eine Wechselspannung mit einer Frequenz um etwa 50 kHz bereitgestellt. Um störende Abstrahlung zu verringern und den Energieverbrauch zu minimieren, wird die Amplitude der Wechselspannung möglichst gering gewählt. Vorteilhaft kann, im Rahmen einer Weiterbildung der Erfindung, eine schmalbandige und damit besonders störfeste Sicherheitseinrichtung dadurch erreicht werden, dass Kondensatoren mit den Wicklungen der Übertrager 3, 7 verbunden sind. In die Primärlinien 6.1, 6.2 sind häufig Kontaktmittel geschaltet, die nur in einem Alarmfall, also nur relativ selten, betätigt werden. Bei herkömmlichen, mit Gleichstrom arbeitenden Sicherheitseinrichtungen ist es nicht ausgeschlossen, dass sich durch den ständigen Stromfluss durch Galvanisierung Schichten auf diesen Kontakten abscheiden, die isolierend wirken und letztlich zu einem Fehlalarm Anlass geben. Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Sicherheitseinrichtung wird dies durch die Verwendung von Wechselstrom vorteilhaft vermieden. Dadurch kann vorteilhaft auch der Aufwand für Service und Wartung der Sicherheitseinrichtung vermindert werden. In einer vorteilhaften weiteren Ausgestaltung der Erfindung können auch die Anzeigeeinrichtungen 4 durch Übertrager mit einem Bussystem verbunden werden.

Claims

Sicherheitseinrichtung (1) mit einem Bussystem (9) und mit mindestens einer von einem Widerstand (6) abgeschlossenen Primärlinie (6.1, 6.2), dadurch gekennzeichnet, dass der die Primärlinie (6.1, 6.2) umfassende Stromkreis (6, 6.1, 6.2, 3.2, 7.2) mit einer Wechselspannung (Wechselspannungsquelle 5) gespeist ist.
Sicherheitseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung (1) einen ersten und einen zweiten Übertrager (3, 7) umfasst, wobei je eine Wicklung (7.1) des ersten und des zweiten (3.1, 3.2) Übertragers (3, 7) Bestandteil einer Primärlinie (6.1, 6.2) der Sicherheitseinrichtung (1) sind.
Sicherheitseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Wicklung (7.1) des ersten Übertragers (7) mit einer Wechselspannungsquelle (5) verbunden ist.
Sicherheitseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschluss der zweiten Wicklung (7.2) des ersten Übertragers (7) mit einer Mittelanzapfung einer ersten Wicklung (3.1, 3.2) des zweiten Übertragers (3) verbunden ist.
Sicherheitseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Wicklung (3.3) des zweiten Übertragers (3) mit einer Auswerteeinrichtung (4) verbunden ist.
Sicherheitseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselspannungsquelle (5) über einen Koppler (8) mit einem Bussystem (9) verbunden ist.
Sicherheitseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz der von der Wechselspannungsquelle (5) bereit gestellten Wechselspannung bei etwa 50 kHz liegt.
Sicherheitseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an die Wicklungen (3.1, 3.2, 3.3, 7.1, 7.2) der Übertrager (3, 7) Kondensatoren geschaltet sind.