DE1030383B

DE1030383B - Einrichtung fuer elektrische Stellwerke, insbesondere Spurplanstellwerke

Info

Publication number: DE1030383B
Application number: DED23216A
Authority: DE
Inventors: Dr Walter Schmitz
Original assignee: Deutsche Bundesbank
Current assignee: Deutsche Bundesbank
Priority date: 1956-06-26
Filing date: 1956-06-26
Publication date: 1958-05-22
Also published as: DE1030383C2; DK106149C; NL105028C; GB864030A; NL218407A; SE170031C1

Description

DEUTSCHES

Den neuesten Stellwerken, insbesondere den sogenannten Gleisbild- oder Spurplanstellwerken, liegt eine Relaisschaltung zugrunde, die baukastenförmig aufgebaute und nach dem Gleisbild miteinander verbundene Relaisgruppen verwendet. Man faßt dabei beispielsweise alle Relais, die zur Steuerung und Überwachung einer Weiche, eines Signals oder einer Fahrstraße erforderlich sind., zu verschiedenen Relaisgruppen zusammen. Die z. B. zu einer Weiche gehörige Relaisgruppe kann alle für dieses Stellwerkselement notwendigen Sohaltfunktionen ausführen, wie Gleisüberwachung des Weichenabschnittes, Einzelstellung der Weiche, Aufbau und Auflösung von Teilfahrstraßen über die Weiche, Prüfen und Herstellen von Anschlüssen feindlicher Fahrstraßen, Herstellen von Flankenschutz durch selbsttätige Schutzsuche, Schutzmeldung usw. Damit stellt die Inneneinrichtung eines Stellwerkes eine entsprechend dem Gleisplan zusammengeschaltete Kombination von Regelbausteinen dar, die alle Aufgaben für Gleisüberwachungen, Weichen, Signale, Streckenabhängigkeiten usw. umfaßt.

Wegen der wechselseitigen Beziehung benachbarter Stellwerkselemente sind jedoch zwischen den zugehörigen Relaisgruppen nicht nur zahlreiche Verbindungen, sondern in diesen Verbindungsleitungen auch entsprechend viele Kontakte erforderlich, die dem Verschleiß unterliegen und daher die störanfälligsten Teile der Inneneinrichtung darstellen.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß sich diese Störungen durch Verwendung von elektronischen Schaltmitteln verringern lassen, wie sie z. B. in neueren Rechenanlagen verwendet werden. Erfindungsgemäß sind daher ein magnetischer Speicher und ein elektronisches Rechengerät vorgesehen, mit deren Hilfe die Stellwerkselemente überprüft und gesteuert werden. Um möglichst einfache Voraussetzungen für die Anwendung dieser elektronischen Schaltmittel in elektrischen Stellwerken zu schaffen, kann z. B. die Einrichtung so getroffen werden, daß den Stellaufträgen und Meldungen für Zug- und Rangierfahrstraßen, Teilfahrstraßen, Weichen, Signale usw. Zeichenkombinationen zugeordnet sind, die elektronisch, z. B. durch Magnetisierungsimpulse, gespeichert werden können. Das elektronische Rechengerät vergleicht dann die durch eine Bedienungshandlung, z. B. Betätigen der Start- und Zieltaste einer Fahrstraße, ausgewählte Zeichenkombinationen für einen Stellauftrag (SoIl-Zustand) mit den magnetisch eingespeicherten Zustandsund. Ausschlußmeldungen (Ist-Zustand) der zugehörigen Stellwerkselemente und wirkt beim Feststellen einer Differenz und der Zulässigkeit des Auftrages so auf deren Steuereinrichtungen ein, daß der am Stellauftrag entsprechende Zustand hergestellt wird.

Einrichtung für elektrische Stellwerke,
insbesondere Spurplanstellwerke

Anmelder:

Deutsche Bundesbahn,
vertreten durch das Bundesbahn-Zentralamt Minden,
Minden (Westf.), Weserglacis 2

Dr. Walter Schmitz, Frankfurt/M.-Süd,
ist als Erfinder genannt worden

Bei der hohen Schaltgeschwindigkeit der elektronisehen Rechengeräte besteht die Möglichkeit, einen schnell rotierenden Magnettrommelspeicher zu verwenden, auf den in binärer Form, d. h. als remanente Plus- oder Minusmagnetisierung, in einer oder mehreren Magnetisierungsspuren die Meldungen aller Fahr-Straßenelemente, in anderen Spuren die jeweiligen Stellaufträge eingespeichert sind. Beide Speicherungen können auf diese Weise am leichtesten bei jeder Umdrehung erneut verglichen werden.

Das Programm für die S teil auftrage kann auf der Trommel dauernd eingespeichert sein. Durch die Bedienungshandlung wird dann lediglich die entsprechende Programmzeile ausgewählt und die Leseeinrichtung dieser Zeile mit dem Rechengerät verbunden. Es ist aber auch möglich, aus einem anderen Speicher, z. B. einem Magnetkernnetzwerk, die ausgewählte Zahlenkombination z. B. für einen Fahrstraßen-Stellauftrag erst bei der Bedienungshandlung auf den Trommelspeicher zu übertragen und nach Auflösung der Fahrstraße wieder zu löschen,. In diesem Fall ist die Anzahl der erforderlichen Magnetisierungsspuren und der für ihr Beschreiben und Lesen benötigten Einrichtungen geringer.

Der Gegenstand der Erfindung sowie weitere Einzelheiten sind aus dem im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel ersichtlich.

Fig. 1 zeigt den Gleisplan eines beliebigen Bahnhofs mit den Weichen Wl bis W6, den Streckengleisen Gl, G 2, den Bahnhofsgleisen G3, G4, G5, dem Einfahrsignal H 2, den Ausfahrsignalen H 3, ff 4, H 5 und einigen den Weichen zugeordneten Rangiersignalen Rl,l bis R3,2. Den Weichensträngen ist einheitlich eine bestimmte Zahl zugeordnet, und zwar ist die linke (Minus-) Strang mit 1, der rechte (Plus-) Strang mit 2 und der dritte Strang mit 3 bezeichnet. Inähn-

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licher Weise ist die Bezeichnung der Rangiersignale gewählt. So bedeutet z.B. die Bezeichnung R 1,3 das Rangiersignal R für die Weiche 1 am Strang 3.

Ist eine Kreuzung, eine einfache oder eine doppelte Kreuzungsweiche vorhanden, so erhält der vierte Strang die Bezeichnung 4,. wie in Fig. 2 dargestellt. . Ebenfalls mit den Zahlen 1 und 2 sind Anfang und Ende der Gleis- und Signalabschnitte bezeichnet.

Hierdurch ergibt sich" die Möglichkeit, für jedes Stellwerkselement die Anknüpfpunkte zu den benachbarten Stellwerkselementen eindeutig anzugeben, wobei die Gleis- und Signalabschnitte zwei Nachbarn JVl und JV2, für die Weichen drei Nachbarn Nl bis A^r3 und .für Kreuzungen . oder Kreuzungsweichen vier Nachbarn zu berücksichtigen sind; dabei bedeutet z. B. JVl: Nachbar von Strang 1. Es ist auch möglich, Kreuzungsweichen oder Kreuzungen auf zwei Einzelweichen mit je drei Nachbarn zurückzuführen.

Auf der in Fig. 3 dargestellten Tabelle sind alle BeSpalten 4 bis 6, 8, 9, 11, 12, 14, 15 und 16, 17 mit den tatsächlichen Meldungen übereinstimmen.

Außer in der Spalte 6 werden in allen diesen Spalten nur Ja- oder Nein-Aussagen verlangt, die bei Ja durch die Ziffer 1, bei Nein durch die Ziffer 0 ausgedrückt werden.

In Spalte 4 bedeutet bei der Gleisüberwachung

0 = Gleis frei, null Achsen,

1 = Gleis besetzt.

In den Zeilen 1 bis. 4 ist beispielsweise für die Weichen Wl, W2 das Signal H2 und das Gleis G 5 nur der Zeileninhalt der Dauer über wachung (Spalten 4 bis 6) und der unveränderlichen Bezeichnungen der Nachbarn angegeben.

In den Zeilen 5 bis 11 ist dagegen das gesamte Programm für eine Zugfahrstraße vom Signal H2 nach Gleis G 5 zahlenmäßig dargestellt. Beispielsweise bedeutet der Inhalt der Zeile 6, daß die Weiche W2 in der Fahrstraße von Signal H2 nach Gleis G 5, welche

Ziehungen der dort aufgeführten Stellwerkselemente 20 fünf Stellwerkselemente belegt, wobei das vierte Fahrzu ihren Nachbarn, ersichtlich. Außerdem ist die straßenlement vom Ziel aus gesehen ist. Die Weiche 2 Tabelle durch Zustandsaussagen ergänzt, die dauernd

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oder bei Zustandsänderungen überprüft werden müssen.

Die Spalten der Tabelle sind für folgende Angaben vorgesehen:

Spalte 1: Kennzeichnung der Stellwerkselemente, z. B. Weiche W2,

Spalte 2: Kennzeichnung der Fahrstraße, durch die das Stellwerkselement belegt wird, Anzahl der zu der Fahrstraße gehörigen Elemente und Ordnungszahl des in Spalte 1 bezeichneten Elementes in der Fahrstraße.

Spalte 3: Art der Belegung durch Zügfahrt Z, Rangierfahrt R oder zur Sicherung des Durchrutschweges D sowie Angäbe des Stellauftrages. Zum Beispiel bedeutet Z 1,3, daß eine Weiche 2 für eine Zugfahrt von Strang 1 nach Strang 3 benötigt wird. HpO bedeutet Halt, Hp 1 Fahrt.

Spalte 4: Frei- oder Besetztmeldung B für Gleisabschnitte, HaltsignalHpO (Rot = rt) für Signale.

.Spalte 5: Bei Weichen W Meldung der Lage L der Weichenzungen 4- oder —, bei Signalen H Fahrtbegriffe Hp 1 (Grün = gn) oder Hp 2 (Gelb = ge).

Spalte6: Anzeige der Rangiersignalei?; dabei bedeutet:

00 — alle Rangiersignale der Weiche zeigen Halt;

01 — nur das Signal am Strang 1 zeigt Fahrt; 10-—nur das Signal am Strang 2 zeigt Fahrt; 11 — nur das Signal am Strang 3 zeigt Fahrt.

Spalten 7, 10 und 13: Kennzeichnung der Nachbarn JVl, JV2, JV3 und ihres benachbarten Stranges.

Spalten 8, 11 und 14: Abgabe α von Meldungen über Schutzsuche SS, Schutzmeldung SM und Zulässigkeit zur Auflösung A des Verschlusses.

Spalten 9, 12 und 15: Eingang e von Meldungen 5^, SM, A.

Spalte 16: Angaben Zw über etwa gleichzeitig vorliegende Flankenschutzaufträge, d. h. zwei Schutzaufträge, die verschiedene Weichenstellungen erfordern, so daß der eine Schutzauftrag an das nächste schutzgebende Stellwerkselement weitergegeben werden muß.

Spalte 17: Verschluß F der Weiche, je nachdem, ob es sich um die nicht gleichzeitig mögliche Belegung für eine Zugfahrt Z, eine Rangierfahrt J?, einen Durchrutschweg D oder um die Belegung durch einen Flankenschutzauftrag 5¹ handelt.

Spalte 18: Quittung oder Kuppelkriterium K, wenn wird dabei für eine Zugfahrt Z von Strang 1 nach Strang 3 belegt. Sie muß frei sein, 5 = 0, ihre Weichenzungen sollen die Minuslage einnehmen, und das Rangiersignal i? 2,1 soll Fahrt zeigen. Der Weichenstrang 2 soll die Schutzsuche SSa zum Strang 2 der Weiche Wl einleiten. Der ausgeführte Schutzauftrag muß in Spalte 12 mit SMe = 1 gemeldet werden. Ist der Verschluß FZ_= 1 eingetreten, so stimmt die Ist-Zeile 2 mit der Soll-Zeile 6 überein, und das Kuppelkriterium kann mit K=I beantwortet werden. Wenn die Kuppelaussagen der Fahrstraßenelemente G 5, H 5, WZ₁ W2 einschließlich des nicht dargestellten Durchrutschweges mit 1 — ja beantwortet sind, ist die Voraussetzung für die Freigabe des Signalbegriffes Hp 1 am Signal H2 gegeben.

Damit die Stellwerkselemente die jeweils erforderlichen Meldungen untereinander austauschen können und zur Ermittlung der notwendigen und möglichen Einzelstellaufträge wird der Inhalt der Ist-Zeilen aller Stellwerkselemente hintereinander auf einer oder mehreren Magnetisierungsspuren eines Magnettrommelspeichers durch Magnetisierungsimpulse gespeichert. Jede Ja- oder Nein-Aussage 1 oder 0 = 1 bit (Binary digit) bei der binären Ausdrucksweise hat auf der Trommel einen eindeutig festgelegten Platz. Auch die Buchstaben und Ziffernangaben der Spalten 1 bis 3, 7, 10 und 13 werden in binärer Form dargestellt. Dann ergeben sich als Mittelwert für die Zeile eines Stellwerkselemetes etwa 75 bit, so daß bei Verwendung eines Trommelspeichers mit 300 mm Durchmessers und 5 bit/mm schon in einer Zeile der Inhalt von etwa sechzig Tabellenzeichen vermerkt werden kann.

Die aus den Tabellenzeilen ersichtlichen Angaben der Spalten 1, 7, 10 und 13 werden bei Inbetriebnahme des Stellwerks einmal in allen Magnetisierungsspuren der Trommel vermerkt. In eine Trommelspur (Ist-Spur) werden fortlaufend die Zustandswerte der Spalten 4, 5 und 6 gegeben. Die Ja-Aussagen der Spalten 8, 9, 11, .12, 14 bis 18 der Tabellenzeilen. 5 bis 11 können in dieser Trommelzeile nur erscheinen, wenn das einem gegebenen Befehl entsprechende Stell- und Meldeprogramm ausgeführt ist.

Dieses Programm wird z. B. beim Betätigen von Tasten im Gleisbildtisch aus einem Magnetkemnetzwerk ausgewählt und durch ein Rechengerät spaltenrichtig auf die Magnettrommel in eine dafür zur Verfugung stehende Trommelspur (Soll-Spur) übertragen.

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die durch einen Stellbefehl geforderten Meldungen der 70 Die in dieser Soll-Spur zusätzlich vermerkten magne-

tischen Aufzeichnungen sowie die entsprechenden Aufzeichnungen in der Ist-Spur werden z. B. beim Auflösen der Fahrstraße bzw. ihrer Teilfahrstraßen wieder gelöscht, indem in alle Spalten die Aussage Nein = 0 geschrieben wird.

Ist die Trommel hoch genug, so daß genügend Spuren und genügend Raum für die magnetischen Schreibund Lesespulen zur ■ Verfügung stehen, so kann das gesamte Auftragsprogramm auch von vornherein auf der Trommel eingespeichert sein. Durch Betätigen, der Stelltasten werden dann die Leseeinrichtungen der entsprechenden Soll-Spur mit dem Reichengerät und anderen für den Meldungsaustausch zwischen den Nachbarn vorgesehenen Einrichtungen verbunden. Beim Auflösen der Fahrstraße werden dann lediglich die nicht mehr erforderlichen. Aufzeichnungen der Ist-Spur gelöscht.

Die Fig. 4 und 5 zeigen schematisch den Aufbau der elektronisch wirkenden Einrichtungen.

Die Zustandsmeldungen der Gleisabschnitte G, Weichen. W und Signale H sowie im Gleisbildtisch T ausgewählte Stellaufträge werden elektronisch von einer Vorgruppe 10 durch einen mit Trommelgeschwindigkeit umlaufenden Wähler 11 abgegriffen. Dieser Wähler kann z. B. an seinen Enden Köpfe mit Lesespulen enthalten, welche das Magnetfeld von Spulen, die den Außenanlagen zugeordnet sind, in Ja-Nein-Impulse umwandeln. Diese eventuell durch einen in. der Trommel 12 angeordneten Verstärker verstärkte Impulsfolge wird unmittelbar einem feststehenden Schreibkopf der Trommelspur für die Ist-Anzeige der Stellwerkselemente zugeführt, soweit es sich um Zustandsmeldungen B, L, R und H handelt. Dabei werden die Impulse durch den Gleichlauf von Trommel und Wähler richtig in die dafür vorgesehene Spalte der Trommelspur übertragen. Vom Gleisbildstelltisch gegebene Aufträge können dem Rechengerät 13 über die Vorgruppe zugeführt werden, ohne daß der Trommelspeicher benutzt wird. Das Rechengerät ermittelt z. B. aus dem Abstande der Impulse das Stellprogramm und bewirkt die Einspeicherung in binärer Form in einer Trommelzeile bzw. wählt die Leseköpfe für das dort von vornherein eingespeicherte Programm aus.

Das Rechengerät vergleicht dann den in der Ist-Spur gespeicherten Zustand der Fabrwegeelemente in der in Spalte 2 angegebenen Reihenfolge für die Fahrstraße mit dem Programm. Soweit Stellaufträge erforderlich und zulässig sind, wird über die Vorgruppe das entsprechende Stellrelais betätigt.

Dies kann z. B. in der Weise geschehen, daß der Auftrag zunächst in einer hierfür vorgesehenen Zeile der Trommel eingespeichert wird, von wo er durch einen Lesekopf abgegriffen und über den Wähler elektronisch als Impuls an den entsprechenden Lesekopf der Vorgruppe gegeben wird.

Durch den Synchronismus von Trommel 12 und Wähler 11 erfolgt auch hier die spaltenrichtige Übertragung an das entsprechende Stell- oder Verschlußrelais. Dieses überträgt über die Vorgruppe seine Meldung wieder auf den Speicher. Jetzt wird der neue Zustand mit dem Programm verglichen und gegebenenfalls der nächste Auftrag für die Steuereinrichtung des Stellwerkselementes errechnet und übertragen.

In gleicher Weise erfolgt der Austausch von Stellaufträgen und Meldungen zwischen der elektronischen Rechen- und Speichereinrichtung einerseits und den Steuer- bzw. Außenanlagen der übrigen in die Fahrstraße unmittelbar einbezogenen Stellwerkselemente.

Außerdem müssen aber noch die hierdurch nicht erfaßten, aus der in Fig. 3 dargestellten Tabelle ersichtlichen Beziehunigen zu den Nachbarn hergestellt werden. Hierzu dient die elektronische Einrichtung 14. Durch besondere Lese- und Schreibköpfe wird z. B. — wie in der Tabellenzeile 6, Spalten 10 und 11, angegeben — aus der entsprechenden Programmspur entnommen, daß die Weiche W 2 bei dem Nachbarn N 2 = W 1,2, d.h. beim Nachbarstrang 2 der Weiche Wl Schutz sucht, da SSa = 1 ist. Die Einrichtung 14 vermerkt dann in der Ist-Spur bei der Weiche Wl an der der Tabellenspalte 12 entsprechenden Stelle den Wert SSe = 1. Diese Meldung sowie die Angabe L — = 1 entsprechend der Spalte 5 der Tabellenzeile 5 für die Weiche Wl wird durch das Rechengerät 13 in den Stellbefehl für die Minuslage und den Verschlußauftrag umgesetzt. Dann wird in umgekehrter Richtung durch die Meldung über die neue Weichenlage und den eingetretenen Schutzverschluß SV = 1 bewirkt, daß das Rechengerät an der der Ausgangsspalte 11 der Weichenzeile Wl entsprechenden Stelle der Ist-Spur die Schutzmeldung· SMa = 1 eingespeichert, die von der Einrichtung 14 als SMe = 1 an die Stelle der Ist-Spur übertragen wird, die der Eingangsspalte 12 in der Tabellenzeile 6 für die Weiche W 2 zugeordnet ist. In ähnlicher Weise werden auch andere Beziehungen zwischen den Nachbarn übertragen, z. B. Auflösewerte A = 1 in den Spalten 9, 12 und 14.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Einrichtung für elektrische Stellwerke, insbesondere Spurplanstellwerke, bei denen durch eine Bedienungshandlung Fahrstraßen, Weichen und Signale für Zugfahrten und Rangierbewegungen gestellt und entsprechende Meldungen über den Zustand der Stellwerkselemente, wie Weichen, Signale und Gleisabschnitte, gegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein magnetischer Speicher (12) und ein elektronisches Rechengerät (13) vorgesehen sind, mit deren Hilfe die Stellwerkselemente (H, W, G) überprüft und gesteuert werden.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Stellaufträgen für Fahrstraßen (H2-GS), Weichen (W2) und Signale (H 2) Zeichenkombinationen (Zeilen 6 und 9 in Fig. 3) zugeordnet sind, die in einen magnetischen Speicher (12) eingespeichert werden können, und daß ein an sich bekanntes elektronisches Rechengerät (13) die durch eine Bedienungshandlung (Tasten T) ausgewählte Zeichenkombination mit den magnetisch eingespeicherten Meldungen des Ist-Zustandes (Zeilen 2 und 3 in Fig. 3) des zu belegenden Stellwerkselementes vergleicht und bei Feststellen einer Differenz so auf die Steuereinrichtungen einwirkt, daß der Sollzustand der Stellwerkselemente hergestellt wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zu vergleichenden Stellaufträge und Meldungen in eine oder mehrere Magnetisierungsspuren eines rotierenden. Magnettrommelspeichers (12) in binärer Form (ja = 1, nein = 0) durch Magnetisierungsimpulse entgegengesetzter Polarität eingespeichert werden, so daß sie bei jeder Umdrehung der Trommel (12) erneut verglichen werden können (Fig. 5).

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte Stellprogramm in einem Magnetkernnetzwerk enthalten ist, aus dem der durch die Bedienungshandlung (Tasten T) aus-

gewählte Stellauftrag durch das Rechengerät (13) auf den Magnettrommelspeicher (12) übertragen wird.

5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte Stellprogramm in den Magnettrommelspeicher (12) eingespeichert ist und durch die Bedienungshandlung (Tasten T) die Leseköpfe für die dem ausgewählten Stellauftrag zugeordnete Magnetisierungsspur mit dem Rechengerät (13) verbunden werden (Fig. 5).

6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Synchron mit dem Magnettrommelspeicher (12) umlaufender Wähler (11) über Lese- und Schreibköpfe die Einzelmeldungen und Stellaufträge von bzw. nach einer Vorgruppe (10) überträgt, die mit den Stell- und Überwachungsrelais der Stellwerkselemente (H, W, G) verbunden ist (Fig. 5).

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Magnettrommelspeicher ao

(12) unveränderliche Angaben über die Bezeichnung jedes Stellwerkselementes (W2) und die angrenzenden Nachbarelemente (Wl, W¹S) enthalten sind (Spalten 1, 7, 10, 13 in Fig. 3).

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Stellaufträge für Fahrstraßen (H 2-GS) und die zu den Fahrstraßen gehörigen Elemente (W2, WZ, H2, HS, GS) zusätzliche Angaben über die Anzahl der Elemente und die Reihenfolge der Belegung enthalten (Spalte 2 in Fig. 3).

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß weitere elektronische Einrichtungen (14) vorhanden sind, welche den Meldungsaustausch für Flankenschutz und Fahrstraßenauflösung (Spalten 8, 9, 11, 12, 14 bis 17 in Fig. 3). zwischen den durch einen Stellauftrag (Spalten 2 und 3) belegten Stellwerksekmenten (z. B. W2) und den Nachbarelementen (H 2, Wl, WZ) übernehmen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen