DE2347714A1

DE2347714A1 - Steuersystem zur sequentiellen betaetigung mehrerer energieverbrauchender lasten

Info

Publication number: DE2347714A1
Application number: DE19732347714
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Eguchi
Original assignee: Hochiki Corp
Current assignee: Hochiki Corp
Priority date: 1972-09-22
Filing date: 1973-09-21
Publication date: 1974-05-02
Also published as: GB1400679A; FR2200658B1; FR2200658A1; JPS4951479A; JPS5127826B2; CH577222A5; US3846641A

Description

PATENTANWÄLTE HENKEL— KERN — FElLER — HÄNZEL— MÜLLER

DR. PHIL. DIPL.-ING. DR. RER. NAT. DIPL.-ING. DIPL.-ING.

telex: os 29 802 HNKL D EDUARD-SCHMID-STRASSE 2 bayerische Hypotheken- und

TELEFON: (08H) 66 31 97, 663091-92 ' onnn nftMPurv fin WECHSELBANK MÜNCHEN NR. 318-85

TELEGRAMME: ELLIPSOID MÜNCHEN IJ-SOUU MUNChIIlJN VU POSTSCHECK: MCHN 1Ü21 47 —

21. SEP. 1973

HOCHIKI KABUSHIKI KAISHA, Tokio / JAPAN

"Steuersystem zur sequentiellen Betätigung mehrerer energieverbrauchender Lasten"

Die Erfindung betrifft ein Steuersystem, speziell zur sequentiellen Betätigung einer Anzahl von parallel zu einer Speisequelle geschalteten Lasten, z.B. Feuerschutztüren oder -klappen, Entriegelungseinrichtungen für Notausgänge, Rauchabzugsgebläsen, automatischen Wasserrieselanlagen, Alarmanlagen und dergl. in Gebäuden eingebauten Einrichtungen.

In modernen Großgebäuden ist im allgemeinen eine groze Zahl der vorstehend genannten Noteinrichtungen installiert, die verhältnismäßig viel Strom verbrauchen. Wenn in einem Notfall, z.B. bei Brandgefahr, alle Noteinrichtungen gleichzeitig betätigt werden, tritt durch den schlagartig ansteigenden Strom-

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verbrauch eine Überlastung der Stromquelle und mindestens ein großer Spannungsabfall ein. Aus diesem Grunde wurde bereits vorgeschlagen, diese Noteinrichtungen sequentiell, d.h. einzeln oder gruppenweise jeweils nacheinander in Betrieb zu setzen.

Fig. 1 der beigefügten Zeichnung veranschaulicht ein typisches Schaltbild eines herkömmlichen Steuersystems, bei dem mehrere Türentriegelungseinrichtungen DL₁, DLp ... parallel über Speiseleitungen CL und L geschaltet sind. Jede dieser Türentriegelungseinrichtungen weist eine Arbeitsspule L zum Entriegeln einer nicht dargestellten Tür, eine parallel über die Speiseleitungen CL und L geschaltete Zeitverzögerungsschaltung T, ein zu dieser Schaltung parallel geschaltetes Relais A mit einem Kontakt a und einen parallel zum Kontakt a geschalteten Umschalter MS auf.

Gemäß Fig. 2 bildet die Arbeitsspule L die Zugspule eines Elektromagneten zur Betätigung einer Türentriegelungseinrichtung. Genauer gesagt, ist bei dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel eine Feuerschutztür DR mit einem an ihr befestigten Anker PT unü einem Dauermagneten M versehen. Der durch den Dauermagneten M erzeugte Magnetfluß fließt über einen Magnetkreis mit einem Joch für den Dauermagneten M sowie dem Elektromagneten und dem Anker, wie dies durch die in ausgezogenen Linien dargestellten Pfeile X veranschaulicht ist, wobei der Anker PT durch die Magnetanordnung, angezogen wird, um die Tür in der Schließstellung zu verriegeln. Wenn ein Strom die Spule L durchfließt, fließt der dadurch erzeugte Magnetfluß in die durch die gestrichelten Pfeile Y angedeutete Richtung, wodurch der durch den Dauermagneten M erzeugte Magnetfluß aufgehoben wird. Infolgedessen wird der Anker PT freigegeben, und die Tür DR wird unter der Wirkung von an den nicht dargestellten Türangeln angebrachten Federn in die Offenstellung vorbelastet. Wenn die Tür auf die-

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se Weise geöffnet ist, wird ein Kolben oder Stößel PG durch die Kraft einer Feder SP in die gestrichelt eingezeichnete Stellung nach außen gedrückt, so daß sein Innenende den Umschalter MS betätigt. Wie aus Fig. 1 ohne weiteres hervorgeht, wird dann, wenn der Umschalter MS auf diese Weise betätigt, d.h. vom oberen Kontakt auf den unteren Kontakt umgelegt wird, der Türentriegelungskreis DL. stromlos, während der nächste Türentriegelungskreis DL₂ an Spannung gelangt. Auf diese Weise werden mehrere Türentriegelungskreise der Reihe nach an Spannung gelegt. Beim zweiten Türentriegelungskreis DLp wird das Relais A nach einer vorbestimmten, durch den zugeordneten Verzögerungskreis T bestimmten Zeitspanne betätigt, wodurch ein parallel zum Umschalter MS des zweiten Türentriegelungskreises DLp liegender Kontakt a geschlossen wird. Aus diesem Grund wird selbst dann, wenn der Umschalter M des vorhergehenden Türentriegelungskreises DL. infolge einer Störung o.dgl. nicht betätigt wird, die zweite Tür nach einer vorbestimmten Zeitspanne zwangsläufig entriegelt.

Obgleich das vorstehend beschriebene Steuersystem insofern vorteilhaft ist, als eine Anzahl von Lasten bzw. Türentriegelungskreisen der Reihe nach betätigt werden und die aufeinanderfolgenden Türentriegelungskreise auch dann sequentiell betätigt werden, wenn ein vorhergehender Türentriegelungskreis nicht arbeitet, ist es unmöglich, das Verhalten dieser Türentriegelungskreise zu prüfen, weil sie vor ihrer Betätigung geöffnet werden. Selbst wenn ein Prüfkontakt parallel .zum Kontakt a des Relais A und zum Umschalter MS geschaltet wird, ist es wegen der niedrigen Impedanz der Spule L unmöglich," von den Speiseenden aus den Wert eines an das entfernte Ende der Speiseleitungen angeschlossenen Abschlußwiderstands zu bestimmen. Infolgedessen ist es auch unmöglich, eine Funktionsprüfung des gesamten Systems durchzuführen.

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Der Erfindung liegt daher in erster Linie die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Steuersystem für eine Anzahl von parallel über gemeinsame Speiseleitungen geschalteten Lasten zu schaffen, bei dem nicht nur die verschiedenen Lasten sequentiell in Betrieb gesetzt werden können und dadurch eine überlastung der Stromquelle verhindert werden kann, sondern auch eine Funktionsprüfung des Gesamtsystems möglich ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Steuersystem zur sequentiellen Anschaltung mehrerer Lasten an eine oder mehrere Speiseleitungen erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede Last mittels eines eine vorbestimmte Zeitspanne nach Anlegung einer Arbeitsspannung schließbaren Schalterkreises parallel zu der oder den Speiseleitungen schaltbar ist, daß die Lasten der zweiten und der folgenden Stufen über Umschalter an die Speiseleitungen angeschlossen sind, welche in Abhängigkeit von der Betätigung der Lasten in den vorhergehenden Stufen betätigbar sind, daß ein Relaiskontakt parallel zu jedem Umschalter geschaltet ist, daß für jede Stufe eine Relaiseinrichtung zum öffnen des Kontaktes, wenn die Last und der Schaltkreis der betreffenden Stufe an Spannung liegen, und zum Schließen des Kontakts nach einer vorbestimmten Zeitspanne vorgesehen ist, und daß über die Endklemmen der Speiseleitungen eine Abschlußimpedanz geschaltet ist.

An den Speiseenden der Speiseleitungen sind eine erste Stromr quelle zur Lieferung der Betriebsspannung, eine zweite Strom-: quelle zur Lieferung einer Prüfspannung, die niedriger ist als die Betriebsspannung, eine Schalteinrichtung zur selektiven Verbindung der Speiseleitungen mit der ersten oder der zweiten Stromquelle und ein Meßgerät zur Messung des über die Speiseleitungen und über die Endimpedanz fließenden Stromes, wenn die zweite Stromquelle mit den Speiseleitungen verbunden ist, vorgesehen.

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Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung im Vergleich zum Stand der Technik näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild eines bekannten Steuersystems zur sequentiellen Betätigung einer Anzahl von Lasten, z.B. Türentriegelungskreisen,

Fig. 2 eine Schnittansicht einer bei der Schaltung gemäß Fig. 1 verwendeten Türentriegelungsvorrichtung,

Fig. 3 ein Schaltbild eines neuartigen Steuersystems mit Merkmalen nach der Erfindung und'

Fig. 4 graphische Darstellungen der Spannungs- und Stromwellenformen der verschiedenen, bei der Schaltung gemäß Fig. 3 verwendeten Bauteile, welche für das Verständnis des Arbeitsprinzips des erfindungsgemäßen Steuersystems nützlich sind.

In Fig. 3 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steuersystems dargestellt, das eine Stromquelle E₁ zur Betätigung der Lasten, eine Stromquelle E₂ zur Durchführung einer Funktionsprüfung, ein Amperemeter (oder Ohmmeter) M und einen Umschalter SW zur Umschaltung zwischen den Stromquellen E₁ und Ep aufweist. Obgleich bei der beispielhaften Ausführungsform die Türentriegelungskreise DL₁ und DLp als Lasten dargestellt sind, ist darauf hinzuweisen, daß in der Praxis auch verschiedene andere Noteinrichtungen der eingangs genannten Art vorgesehen sein können. Erfindungsgemäß ist ein Schaltkreis SC mit jedem Türentriegelungskreis in Reihe geschaltet. Dieser Schaltkreis SC weist einen mit der Spule L in Reihe geschalteten siliziumgesteuerten Gleichrichter bzw. eine Vierschichttriode SR, einen Steuertransistor

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für die Vierschichttriode, Widerstände R₁, R₂ und R,, Kondensatoren C₁ und C', eine Diode D und eine Zenerdiode ZD auf, die auf die dargestellte Weise geschaltet sind. Weiterhin ist erfindungsgemäß eine Schutzschaltung PC in Reihe mit der Reihenschaltung aus der Spule L und dem Schaltkreis SC geschaltet. Die Schutzschaltung PC weist ein Relais A, einen in Reihe dazu liegenden Steuertransistor Tr₂, Widerstände Rjj, Rp. und Rg, einen Kondensator C, sowie Zenerdioden ZD„ und ZD, auf, die auf die dargestellte Weise geschaltet sind. Mehrere Türentriegelungskreise DL., DLo ··· mit jeweils der eingangs beschriebenen Konstruktion sind parallel über Speiseleitungen CL und L geschaltet. Jeder der zweiten und folgenden Türentriegelungskreise DL₂, DL, ... ist mit den Speiseleitungen CL und L über den Umschalter MS gemäß Fig. 1 oder einen anderen passenden Schalter, der bei Betätigung der vorhergehenden Last umgeschaltet wird, sowie den Kontakt a des Relais A der vorhergehenden Last verbunden. Die Enden der Speiseleitungen sind durch eine End- oder Abschlußimpedanz RL, etwa einen Widerstand oder eine Zenerdiode, überbrückt. "

Im folgenden ist nunmehr die Arbeitsweise des Steuersystems gemäß Pig. 3 anhand der Wellenformen ^on Fig. 4 näher erläutert. Wenn der Umschalter SW der Stromquellenvorrichtung S nach oben umgelegt wird, wird die eine Spannung V\, besitzende Stromquelle E₁ über die Leitungen CL und L geschaltet. Wird diese Spannung V₁ an die Zenerdioden ZD₁, ZD„ und ZD, angelegt, so schalten diese durch, und der Transistor Tr₂ schaltet ebenfalls durch, so daß er nach einer kurzen Zeitspanne t das Relais A zum öffnen seines Kontakts a betätigt. Infolgedessen werden die anschließenden Türentriegelungskreise nicht betätigt, weil sie nur für eine kurze Zeit an Spannung gelangen. Selbst wenn eines der Relais A der zweiten und folgenden Stufen auf die dargestellte Weise durch den sich in der

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unteren Stellung gemäß Fig. 4 befindenden Kontakt a des Türentriegelungskreises DL₂ betätigt wird, wird dieses Relais infolge des Unterschiedes in den Ansprechzeiten der Relais dieser Stufen nach einer äußerst kurzen Zeitspanne t, rückgestellt. Im ersten Türentriegelungskreis DL. beginnt die Aufladung des Kondensators C^, und nach einer vorbestimmten, durch die Zeitkonstante C.R. festgelegten Zeitspanne erreicht die Klemmenspannung am Kondensator CL einen vorbestimmten Wert, so daß die Zenerdiode ZD. und mithin die Vierschichttriode SR durchschalten. Um eine Fehlbetätigung des Steuersystems zu verhindern, ist die Zeitspanne t. vorzugsweise länger als die Zeitspanne t . Der Kondensator C„ wirkt als Bypasskondensator zur Aufrechterhaltung einer ausreichend hohen Tastspannung, um die Vierschichttriode auch dann durchzuschalten, wenn die Spannung der Stromquelle E₁ schwankt. Wenn die Vierschichttriode SR .leitend wird bzw. durchschaltet, wird die Spule L erregt, wodurch die Tür gemäß Fig. 2 entriegelt wird.

Wenn die Tür geöffnet ist, wird der Umschalter MS auf den unteren Kontakt umgelegt, wodurch der Türentriegelungskreis DL^ der ersten Stufe stromlos und der Türentriegelungskreis DLp an Spannung gelegt wird. Auf diese Weise können die Lasten bzw. die Türentriegelungskreise der Reihe nach betätigt werden.

Da in der Steuerschaltung für den Transistor Tr₂ der Schutzschaltung PC der Kondensator C, enthalten ist, wird nach einer vorbestimmten, durch eine Zeitkonstante C,R_ festgelegten* Zeit spanne tp der Steuerstrom verringert, so daß der Transistor Tr sperrt und damit das Relais A abfallen läßt. Infolgedessen wird der Kontakt a wieder geschlossen. Da unter Normalbedingungen der Umschalter MS vor Ablauf der Zeitspanne t betätigt wird, bleibt das Wiederschließen des Kontaktes a ohne Wirkung, doch

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wenn der Umschalter MS keine Umschaltung bewirkt, wird durch das Wiederschließen des Kontaktes a die sequentielle Betätigung der folgenden Türentriegelungskreise DL_?, DL, ... hervorgerufen.

Zur Durchführung der Punktionsprüfung des Systems wird der Schalter SW der Stromquellenvorrichtung auf den unteren Kontakt umgelegt, um die Spannung V- der Stromquelle E„ über die Speiseleitungen CL und L anzulegen. Da die Spannung V^ niedriger ist als die Arbeitsspannung V^, werden die Zenerdioden ZD. - ZD nicht durchgeschaltet. Infolgedessen bleibt der Schaltkreis SC in seinem stromlosen Zustand, so daß die Spule L von den Speiseleitungen CL und L getrennt ist. Polglich ist auch die Schutzschaltung PC inaktiv, was für die Arbeitsweise wesentlich ist. Wenn keine Störung an den Speiseleitungen CL und L vorliegt, kann daher angenommen werden, daß diese Leitungen mit dem Widerstand RL abschließen. Somit kann die Funktionsprüfung über die Gesamtlänge der Leitungen CL und L hinweg durchgeführt werden, indem der über diese Leitungen fließende Strom am Amperemeter M abgelesen wird. Wenn eine der Leitungen CL oder L unterbrochen ist, zeigt das Amperemeter M einen höheren Widerstandswert als den des Widerstands RL an.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, wird mithin mit der Erfindung ein neuartiges und verbessertes Steuersystem geschaffen, mit dem nicht nur eine sequentielle Betätigung einer Anzahl von Lasten, wie Noteinrichtungen o.dgl, sondern auch eine Punktionsprüfung der Speiseleitungen für die Lasten möglich ist.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE :

1.) Steuersystem zur sequentiellen Anschaltung mehrerer Lasten an eine oder mehrere Speiseleitungen, dadurch gekennzeichnet, daß jede Last (DL₁, DLp) mittels eines eine vorbestimmte Zeitspanne nach Anlegung einer Arbeitsspannung schließbaren Schalterkreises (SC) parallel zu der oder den Speiseleitungen (CL, L) schaltbar ist, daß die Lasten (DL₁, ^DLp^ ^{der zwe}^^en und der folgenden Stufen über Umschalter (MS) an die Speiseleitungen angeschlossen sind, welche in Abhängigkeit von der Betätigung der Lasten in den vorhergehenden Stufen betätigbar sind, daß ein Relaiskontakt (a) parallel zu jedem Umschalter geschaltet ist, daß für jede Stufe eine Relaiseinrichtung (A) zum öffnen des Kontaktes, wenn die Last und der Schaltkreis der betreffenden Stufe an Spannung liegen, und zum Schließen des Kontakts nach einer vorbestimmten Zeit-' spanne vorgesehen ist, und daß über die Endklemmen der Speiseleitungen eine Abschlußimpedanz (RL) geschaltet ist.

2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine erste Stromquelle (E₁) zur Lieferung einer normalen Arbeitsspannung für die Lasten, eine zweite Stromquelle (Ep) mit einer Prüfspannung, die niedriger ist als die normale Arbeitsspannung, ein Umschalter (SW) zur selektiven Schaltung der Speiseleitungen über eine der beiden Stromquellen und ein Meßgerät (M) zur

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- ίο - .

Messung des Stromflusses über d-ie Speiseleitungen, wenn die zweite Stromquelle mit ihnen verbunden ist, vorgesehen sind.

3. Steuersystem nach Anspruch 2, dadurch

gekennzeichnet , daß jeder Schaltkreis einen mit einer Last in Reihe geschalteten steuerbaren Siliziumgleichrichter bzw. eine Vierschichttriode (SR), eine zur Lieferung einer Tastspannung an die Vierschichttriode geschaltete Zenerdiode (ZD.) und eine CR-Zeitkonstantenschaltung (C₁, R₁) zur Anlegung einer Treiberspannung für die Zenerdiode eine vorbestimmte Zeitspanne nach der Erregung des Schalterkreises aufweist, wobei die Dimensionierung der Schaltkreiselemente so getroffen ist, daß die Zenerdiode bei Speisung mit der Prüfspannung nicht durchschaltet.

¹I. Steuersystem nach Anspruch 3» gekennzeichnet durch mehrere Schutzkreise (PC), die jeweils in Reihe mit einer Last und einem Schaltkreis geschaltet sind und die eine Relaisspule (A) zur Betätigung des Kontaktes (a), einen mit der Relaisspule in Reihe geschalteten Transistor (Tr₂) sowie eine CR-Zeitkonstantenschaltung (C,, Rc, Rg) und eine Zenerdiode (ZDp) aufweisen, welche zur Anlegung einer Steuerspannung an den Transistor in Reihe geschaltet sind, wobei die Zenerdiode bei Anlegen einer Arbeitsspannung leitend wird, und den Transistor innerhalb der Verzögerungszeit des Schaltkreises durchschaltet, während sie nicht leitend wird bzw. durchschaltet, wenn ihr nur die Prüf spannung, die niedriger ist als die Arbeitsspannung, aufgeprägt wird, und daß die CR-Zeitkonstantenschaltung so dimensioniert ist, daß die Steuerspannung für den Transistor während einer etwas längeren Zeitspanne als es der notwendigen Betriebszeit der Last entspricht aufrechterhalten und dann auf einen solchen Wert verringert wird, daß der Schalterkreis abfällt.

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