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Anordnung zur kontaktlosen Durchschaltung binärer Signale auf eine
Sammelschiene Es sind elektronische Steuereinrichtungen bekannt, bei denen von einem
zentralen Steuerorgan aus eine große Anzahl verstreut liegender Empfänger betätigt
werden können. Erforderlich sind solche Anordnungen, beispielsweise in Schaltanlagen,
bei dznen von einer zentralen Stelle aus sämtliche in der Schaltanlage vorhandenen
Schalter betätigt werden sollen. Die Steuerung der einzelnen Schalter oder sonstigen
zu betätigenden Mechanismen erfolgt durch binäre Dauer- oder Impulssignale. Ein
binäres Dauersignal ist ein solches, das nur die Möglichkeiten Ja oder Nein kennt
(L oder 0). Die Spannung i#t entweder vorhanden, oder sie ist nicht vorhanden.
Bei einem binären Impulssignal besteht das Sianal aus einer bestimmten Impulskombination.
msbesondere bei der Steuerung mittels Impulssignalen ist es wünschenswert, die verschiedenen
Schalter durch ein einziges Steuerorgan zu betätigen. Es werden daher die zu den
einzelnen Schaltern einer Schaltanlage führenden Steuerleitungen. 11 bis 1., (s.
Fig. 1) über eine Vorwahleinrichtung V einer Sammelschiene 6 zugeführt,
an die das zentrale Steuerorgan Z angeschlossen ist. Soll von der Zentrale Z aus
ein Signal zur Betätigung eines Schalters gegeben ivcrden oder soll umgekehrt eine
Rückmeldung von einem Schalter im zentralen Steuerorgan empfangen werden, dann muß
zunächst über den Steuereingang S der entsprechende Vorwahlschalter geschlossen
werden. Solange diese Vorwahlschalter, wie in Fig. 1 angedeutet, tatsächlich
mechanisch arbeitende Schalter sind, entstehen keine besonderen Schwierigkeiten.
Es können beliebig viele Steuerleitungen 1
über Vorwahlschalter an die gleiche
Sammelschiene 6
angeschlossen werden.
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Werden nun aber an Stelle mechanischer Vorwahlschalter elektronische
Schalter verwendet, so sind diese vorzugsweise in Form eines DiodenwÜhlers aufgebaut.
Es handelt sich hierbei um kontaktlose Schaltanordnungen. In Fibg. 21 ist
ein Diodenwähler einfachster Ausführung dargestellt. Von den fünf Vorwahlschaltern
1 bis 5 sind die ersten beiden in ihrem Aufbau genauer dargestellt.
Die Anordnung nach Fig. 2 dient dazu, die Rückmeldungen von den nicht dargestellten,
entfernt liegenden Schaltern über die Leitungen 1, und 1, dem zentralen
Steuerorgan Z zuzuführen. Durch Anlegen eines L-Signals an einen der Steuereingänge
Si bis S, wird der betreffende elektronische Schalter auf das zentrale SteuerorganZ
durchgeschaltet. Bei der in Fig. 2 gewählten Anordnung und Polarität erscheint ein
L-Signal als negative Spannung. Die beiden Dioden lb und Ic und der Widerstand la
stellen ein Undglied in bezug auf den Punkt p als Ausgang dar. Liegt also
an S, ein L-Signal (negative Spannung), dann erscheint im Punkt p das über
die Leitung 11 gelieferte Signal. Die außerdem vorhandenen Dioden ld und
2d dienen der gegenseitigen Entkopplung der elektronischen Vorwahlschalter.
Nimmt man beispielsweise an, daß der Vorwahlschalter 1 durchgeschaltet sei
(L-Signal an Sl) und daß über die Leitung Li ein L-Signal und über die Leitung
1, ein 0-Signal geliefert wird, dann kann beim Fehlen der Diode 2
d ein Strom von 1,
(Nullpotential) über den Widerstand la zum
negafiven Pol fli.-ßen und damit den Punkt p auf Nulilpotential heben, wodurch
das auf 1, vorhandene L-Signal unterdrückt wird. Durch die sperrende Wirkung
der Diode 2d wird dieser Stromfluß unterbunden. Da der Sperrwiderstand einer
Diode jedoch nicht unendlich groß ist, wird auch bei vorhandener Entkopplungsdiode
ein kleiner Strom der eben geschilderten Art fließen. Dieser Strom ist um so größer,
je mehr kontaktlose Schalter an die gleiche Sammelschiene angeschlossen sind.
Die Summe dieser über die einzelnen Entkopplungsdioden fließenden Ströme wird schließlich
so groß, daß ein vorhandenes L-Signal auf der durchgeschalteten Leitung unterdrückt
wird. Man kann aus diesem Grunde nur eine bestimmte Anzahl von kontaktlosen Schaltem
an eine Sammelschiene anschließen. Diese Anzahl ist um so geringer, je kleiner
der Sperrwiderstand der Entkopplungsdioden ist. Um dieser Schwierigkeit zu begegnen,
führt man daher die einzelnen Ausgänge des Diodenwählers bündelweise getrennten
Odergliedern zu, wobei jedes Bündel so viele Diodenwählerausgänge umfaßt, wie Dioden
parallel geschaltet werden dürfen. Die Ausgänge dieser Oderglieder sind dann wieder
bündelweise zusammengefaßt und an weitere Oderglieder angeschlossen. Dieser Vorgang
ist so 'lange fortzusetzen, bis schließlieh
nur noch ein Oderglied
erforderlich ist, dessen Ausgang dann dem zentralen Steuerorgan zugeführt wird.
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Fig. 3 zeigt eine solche Anordnung, bei der der Einfachheit
halber angenommen wurde, daß nicht mehr als zwei Ausgänge des Diodenwählers parallel
geschaltet werden dürfen. In Wirklichkeit ist die Zahl natürlich größer. Bei den
heute üblichen Diodensperrwiderständen dürften etwa sechs Diodenwählerausgänge parallel
geschaltet werden. Bei einer großen Zahl von Geberstellen (Schalterrückmeldungen)
nehmen diese Odergatter und die erforderliche Verdrahtung einen unwirtschaftlich
großen Umfang an. Außerdem sind bei Erweiterungen einer solchen Steueranordnung
umfangreicheAnderungsarbeiten an der gesamten Kaskade mit entsprechend langen Betriebsunterbrechungen
erforderlich.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den geschilderten
nachteiligen kaskadenartigen Aufbau zu vermeiden und eine Anordnung zu finden, bei
der sämtliche Diodenwählerausgänge unmittelbar an die zentrale Sammelschiene angeschlossen
werden können.
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Zur Usung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß
die zentrale Sammelschiene, auf die die Diodenwählerausgänge geschaltet sind, aus
einzelnen Abschnitten besteht, die über Entkopplungsglieder miteinander verbunden
sind, welche die Signale ungehindert passieren lassen, jedoch die über die Sperrwiderstände
der iin Diodenwähler enthaltenen Dioden fließenden Ströme von den benachbarten Sammelschienenabschnitten
fernhalten (unechte Sammel cbien ).
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Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbrispiel der Erfindung. Die zentrale Sammelschiene
ist in einzelne Abschnitte unterteilt. Diese sind durch Entkopplungsglieder
11,
12 miteinander verbunden. In dem Ausführungsbeispiel bestehen die Entkopplungsglieder
aus zwei in Richtung auf das zentrale SteuerorganZ arbeitenden Umkehrstufen
11 b und 11 c und einer damit in Reihe geschalteten Diodella. Die
so gebildete Sammelschiene wird im folgenden als unechte Sammelschiene bezeichnet.
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 sind an jeden Abschnitt der unechten Sammelschiene
fünf Vorwahlschalter angeschlossen. Über die zum Entkopplungsglied gehörende Diode
11 a fließt ebenfalls ein Sperrstrom, der die gleiche Wirkung hat
wie ein weiterer Vorwahlschalter. Durch die Umkehrstufen, die z. B. aus einem entsprechend
geschalteten Transistor bestehen können, werden die Sperrströme des vorgeschalteten
Sammelschienenabschnittes zum Bezugspotential hin abgeleitet. Sie gelangen nicht
auf den benachbartenSammelschienenabschnitt.Die über den durchgeschalteten Vorwahlschalter
eintreffenden Signale hingegen werden durch die doppelte Negation unverfälscht auf
den benachbarten Sammelschienenabschnitt übertragen und gelangen so ungehindert
zum zentralen SteuerorganZ. Die Anordnung nach Fig. 4 ist nicht nur weniger aufwendig
als die bekannte Anordnung nach Fig. 3, sondern sie gestattet auch in einfacher
Weise eine Erweiterung durch Anfügung weiterer Sammelschienenabschnitte an der linken
und rechten Seite der Sammelschiene 6.
Betriebsunterbrechungen sind bei der
Erweiterung nicht mehr erforderlich.
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Eine vorteilhafte Anwendung der Erfindung ergibt sich auch, wenn die
Aufgabe besteht, einzelne Signale von verschiedenen Anlagengruppen, die für sich
mit einem Vorwahlorgan, beispielsweise einem Diodenwähler, ausgerüstet sind, auf
einen zentralen Empfänger zu schalten. Dies geschieht nach Fig. 5 in der
Weise, daß die einzelnen unechten Sammelschienen 7
bis 7"" -über die Entkopplungsglieder
12 bis 12....
an den zentralen Empfänger 11 angeschlossen werden, wobei
die Diodenwähler über eine nicht dargestellte Einrichtung in bekannter Weise gegenseitig
so veriegelt werden, daß immer nur ein binäres Dauer-oder Impulssignal vorgewählt
werden kann.
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Die in den Fig. 4 und 5 dargestellten einzelnen Sammelschienenabschnitte
brauchen nicht räumlich zusammenzuliegen, sondern können in Gestalt von Ringleitungen
weit entfernt vom Zentralfeld in der Nähe der verschiedenen Anlagengruppen, von
denen aus Signale an das zentrale Steuerorgan gesendet werden, verlegt werden. An
irgendeiner Stelle dieser unechten Sammelschiene ist das zentrale Steuerorgan Z
angeschlossen.
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Im Zusammenhang mit verschiedenen Aufgaben, z. B. im Falle von Schaltanlagensteuerungen,
kann die Forderung bestehen, eine größere Anzahl von Signalen, beispielsweise Meßwerte,
Stellungsmeldungen, Verriegelungssignale usw., durch einen Diodenwähler vorzuwählen
und auf ein aus mehreren Teilen bestehendes zentrales Empfangsgerät zu schalten.
Zu diesem Zweck werden mehrere unechte Sammelschienen 6 a bis 6
d (Fig. 6) entsprechend angeordnet. über die Signalleitungen 1"
bis ld gelangen die zu
dem zentralen Empfänger zu übertragenden binären Dauer-
oder Impulssignale in die Diodenwählergatter 1 bis 10, deren Steuereingänge
gruppenweise parallel geschaltet und mit S, bis S" bezeichnet sind.
Die Ausgänge der einzelnen Diodenwählergatter führen auf die unechten Zentralfeldsammelschienen
6a bis 6 d, in deren Zuge die Entkopplungsglieder 11
a bis Ild in der vorher beschriebenen Weise eingefügt sind.
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Die in Fig. 6 als Undglieder mit drei Eingängen dargestellten
kontaktlosen Vorwahlschalter sind identisch mit dem in Fig. 2 gezeigten Aufbau.
Es wird einer der Eingänge dieser Undglieder als Ausgang benutzt.