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Steuerungs- und Uberwachungssystem Die Erfindung bezieht sich auf
ein Steuerungs- und Überwachungs system und liegt auf dem Gebiet der Wartentechnik.
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Steuerzentralen bzw. Warten sind einsetzbar in der EVU-Technik, beispielsweise
bei Kraftwerken, als Schaltwarte eines Umspannwerkes oder als Steuerbtihne ftir
ein Walzwerk, d.h. Uberall, wo Anlagen überwacht und bedient werden.
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Diese Anlagen können recht weitläufig sein. So müssen z.B. bei einem
Energieversorgungsnetz die Jeweiligen Zustände des Netzes an die Zentrale weitergemeldet
werden. Die Zentrale hat aber weiterhin die Aufgabe, das Netz zu fUhren, d.h. Transformatoren
zu- und abzuschalten, Leitungen zu- und abzuschalten, Verbraucher bei Überlastung
abzuschalten und dergleichen. Diese Betrieb, d.h. die Anwahl des zu steuernden Schaltgerätes
einschließlich Befehlsgabe, erfolgt von einem Steuerpult in der Zentrale. Der Schaltzustand
wird dabei vielfach auf einer Rückmeldetafel unmittelbar angezeigt.
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Für die Anwahl des zu steuernden Schaltgerätes wird eine Anwahlapparatur
benötigt, die die Steuerverbindung vom Schaltgerät zu dem gemeinsamen Steuerschalter
entweder direkt oder über eine Fernwirkanlage herstellt. Die Anwahl selbst, d.h.
die Herstellung der Steuerverbindung erfolgt-unter Verwendung einer geeigneten Schaltmatrix.
Bekannt ist bei Anwahlsteuerung über eine Fernwirkanlage den schaltungstechnischen
Aufwand derart zu
reduzieren, daß bei der Auslegung des Codevielfachs
der Schaltmatrix der Fernwirkcode zugrunde gelegt wird und damit die Codiermatrix
der Fernwirkanlage in die Anwahlsteuerung einbezogen wird. Der Code enthält unmittelbar
die Fernwirkadresse des zu steuernden Schalegeräees (Gruppenzelchen, Einzelzeichen)
einschließlich Steuersinn (ein oder aus).
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Diese Information wird von der Fernwirkzentrale zur Fernwirkunterstation
übertragen, die schließlich über ihre Auagabematrix an das so über die Anwahl gekennzeichnete
Schaltgerät den ~eingegebenen Steuerbefehl ausgibt.
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Nachteilig bei den bekannten Verfahren ist der für die Anwahlkennzeichnung
und die Stellungsmeldung im zentralen Steuerschalter im Vergleich zu der reinen
Befehlsgabe hohe Aufwand mit umfangreichen schaltungstechnischen Verknpüfungen.
So wird z. B, bei den bekannten Anwahlsteuerungen mittels Fernwirkanlage die individuell
durchgeschaltete Steuerverbindung erstmals in der Unterstation aufgebaut. Damit
fehlt aber in der Warte zunächst das Jeweilige Anwahlkennzeichen am Symbol des betroffenen
Schaltgerätes und muß eigens aus der mittels Anwahl gebildeten Adresse des Schaltgerätes
abgeleitet werden.
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Das Anwahlkennzeichen wird benötigt, um für die visuelle Kontrolle
durch das Bedienungspersonal das individuelle Symbol des angewählten Schaltgerätes
auf der Rückmeldetafel zu kennzeichnen und um den gemeldeten Schaltzustand des angewählten
Schaltgerätes vor und nach der Steuerung auf dem Anwahlsteuerpult anzuzeigen. Aufgrund
der dazu notwenigen umfangreichen schaltungstechnischen Verknüpfungen macht dies
für Jedes einzel Schaltgerät, das über die Anwahlsteuereinrichtung gesteuert werden
soll, einen relativ hohen Aufwand erforderlich, zumal wenn dieser spezielle Aufwand
allein für die Anwahlsignalisierung getrieben werden muß. Die Aufgabe der Anwahlsteuerung
kann auch voll von einem Digitalrechner übernommen werden, d.h.
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Anwahl mit Anwahlsignalisierung und Befehlsgabe
über
Funktionstastatur bzw. Lochstreifen, oder per Programm.
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Bei Störung des Rechners ist dann aber auch keine Befehlsgabe mehr
möglich z.B. trotz intakter Fernwirkgeräte.
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Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein einfaches und billiges Ersatzsystem
für eine Schaltwartenanlage zu finden und dieses Ersatzsystem durch Übernahme von
Rechenoperationen zu einem vollwertigen System aufzuwerten.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dabei Steuerteil vorgesehen
ist, das in Form einer Anwahlsteuerung aufgebaut ist und bei dem die Steuerfunktion
von der Funktion der Anwahlrückkontrolle getrennt ist. Eine Schaltmatrix ist für
die Anwahlsteuerung und ein Digitalrechner für die Anwahlrückkontrolle vorgesehen.
Anwahlsteuerung und Anwahlrückkontrolle können Jedoch auch aus Je einem Digitalrechner
bestehen. Das fUr die Anwahlsteuerung vorgesehene System ist durch das Anwahlrückkontrollsystem
ersetzbar und umgekehrt und das eine System über nimmt bei Ausfall des anderen vorübergehend
beide Funktionen derart, daß beide Systeme dabei gegeneinander verriegelt sind.
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Die von der Funktionstastatur erzeugte Adresse wird im Code der vorgesehenen
Ubertragungseinrichtung ausgegeben, Tasten, Rollkugel und Sichtgerät mit Lichtgriffel
oder ein Steuerprogramm sind vorgesehen, um die Schalteradresse einschließlich Steuersinn
zu bilden. Ein an den Digitalrechner angeschlossener Protokolldrucker protokolliert
den herbeigeführten Anwahlzustand und den Schaltzustand vor und nach der Steuerung
und der Digitalrechner protokolliert als Zeitfolgemelder die Vorortsteuerung bzw.
Schutzauslösung des Schaltgerätes. Das Rtickmeldebild mit der Anwahlkennzeichnung
ist auf einer Tafel oder einem Bildschirm darstellbar.
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Vorteilhaft nach dem erfindungsgemäßen Gedanken ist besonders, daß
durch die Trennung der Steuerfunktion ton der Funktion der Anwahlrückkontrolle nur
ein einfaches zusätzliches Ersatzsystem
erforderlich ist. Durch
die reine Adressenbildung läßt sich dieses Ersatzsystem sehr einfach und billig
aufbauen. Dieses Ersatzsystem arbeitet zwar nur in Steuerrichtung, läßt sich aber
auch bei Bedarf durch den parallelgeschalteten Rechner zu einem vollen System mit
Rückkontrolle bzw. hohem Bedienungskomfort aufwerten. Bei Ausfall des Rechnersystems
übernimmt das Ersatzsystem die wichtigsten Steuerfunktionen. Da das Erstzsystem
von allem Beiwerk entlastet ist und nur die begrenzte Aufgabe bzw. nur eine Wirkrichtung
hat, ist der gesamte Aufbau sehr störunanfällig.
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In einer einfachen Ausgestaltung ist es mit dem erfindungsgemäßen
System möglich, ein Steuersystem für eine Warte ohne einen Rechner aufzubauen. Das
Steuersystem der Warte arbeitet dann wie eine Anwahlhandsteuerung.
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Durch die Verwendung eines Digitalrechners, der heute für viele Anlagen
obligatorisch ist, können drei im Bedienungskomfort unterschiedliche Warten verwirklicht
werden. Zum ersten eine Warte mit herkömmlicher Handsteuerung, in der der Rechner
zur Protokollierung eingesetzt wird. Zweitens ist ein reines Ersatzsystem für eine
rechnergesteuerte Warte möglich. Drittens als vollwertiges Parallelsystem bei mehreren
Rechnern, wobei ein möglicher Ausfall des Bedienungskomforts keine hardwaremäßige
Beeinträchtigung der eigentlichen Anwahlsteuerung bringt.
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Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems ist nachstehend
anhand der Zeichnung näher erläutert.
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Eine Schaltanlage 1 wird durch eine Fernwirkunterstation 2 angesteuert.
Über die erfolgte Steuerung erfolgt eine Rückmeldung auf die Fernwirkunterstation.
Die Fernwirkunterstation wird über das Leitungsnetz der Post oder des EVU von der
Fernwirkzentrale
3 beeinflußt. Denkbar ist aber auch eine Verbindung
per Funk oder mit opto-elektronischen Mitteln. Die Fernwirkzentrale 3 teilt der
Unterstation 2 nur die Adresse mit. Die weitere Ausführung wie Gerätemarkierung
und Befehisabgabe erfolgt allein durch die Unterstation. Die Ubertragung der Adresse
von der Zentrale auf die Unterstation erfolgt in bekannter Weise, beispielsweise
durch zeitmultiplexe Mehrfachausnutzung vorhandener schmalbandiger Nachrichtenwege.
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Die Schaltanlage 1 besteht beispielsweise aus der Steuerung von Antrieben
für eine Werkzeugmaschine, für eine Walzenstraße oder für ein Umspannwerk. Die Fernwirkunterstation
ist in bevorzugter Weise neben der Schaltanlage angeordnet. Der Einsatz einer einer
Fernwirkanlageerfolgt nur, um Bandbreite bei der Übertragung zu sparen. Wenn sich
das Bedienungsteil am Ort der Schaltanlage befindet, ist selbstverständlich eine
direkte Anschaltung über eine Schaltmatrix üblich.
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Eine Rückmeldung über die erfolgte Steuerung erfolgt von der Fernwirkunterstation
2 auf die Fernwirkzentrale 3. Eine Rückkontrolle über das, was beabsichtigt ist,
erfolgt über den Digitalrechner 4 Durch den an den Rechner angeschalteten Protokolldrucker
5 erscheint im Klartext die Rückmeldung über die erfolgte Steuerung.
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In dem aufgezeigten Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung hat 1
also der Digitalrechner nur eine reine Protokollfunktion, d.h.
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er bietet einen gesteigerten Bedienungskomfort. Da im Rechner 4 die
einzelnen Adressen der Schaltanlage gespeichert sind, kann der Rechner also anhand
der Rückmeldung von der Schaltanlage feststellen, welche Schalthandlung von welchem
Schalter ausgeführt wurde und er kann diese Handlung und besonders den zeitlichen
Ablauf der Handlung durch den Drucker sichtbar machen.
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Die manuelle Anwahl erfolgt durch die Funktionstastatur 6. Hier wird
der Befehl für die Schaltanlage gebildet. Die Tastatur besteht aus Stationstaste,
Abzweigtaste und Schaltgerätetaste mit
den dazugehörigen Kontrollämpchen.
Eine weitere Taste gibt den Steuersinn an. Erst die kombinierte Betätigung der ersten
drei Tasten mit der Steuersinntaste ergibt den Steuerbefahl für#die Schaltanlage.
Die Adresse bzw. der Steuerbefehl wird in der Schaltmatrix 7, die aus UND/ODER-Gliedern
besteht, gebildet.
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Die Schaltmatrix codiert die eingegebenen Signale derart, daß an ihrem
Ausgang ein Bitmuster für die Verwendung in der Fernwirkzentrale entsteht. Der Rechner
4 wird für die Bildung des Steuerbefehls aus Schaltgerätadresse einschließlich Steuersinn
nicht benötigt. Das Steuerteil, dasin bekannter Art als steuerung aufgebaut ist,
besteht aus Funktionstastatur 6 und Schaltmatrix 7. ì Die Adresse zur Betätigung
der Schaltanlagen geht nicht nur über die Fernwirkanlage, sondern auf einem parallelen
Weg über die Matrix 7, den Rechner 4 auf die Rückmeldetafel 8. Hier wird die angewählte
bzw. gebildete Adresse zur Kontrolle optisch als Leuchtsignal angezeigt.
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Die Rückmeldung über die ausgeführte Schalthandlung erfolgt von der
Schaltanlage 1 über die Fernwirkunterstation 2, Fernwirkzentrale 3 auf den Rechner
4 bzw. direkt auf ein Lämpchen in der Rückmeldetafel 8. Bei dem möglichen Einsatz
eines Bildschirmsichtgerätes anstelle der Rückmeldetafel mit Lämpchen muß selbstverständlich
ein Rechner dazwischengeschaltet werden.
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Ein Rechner wird gleichfalls eingeschaltet, wenn über den Protokolldrucker
Art und zeitliche Folge der Steuerbefehle erfaßt werden sollen.
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Eine weitere-Verbindung besteht nach der Zeichnung des erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispiels zwischen dem Rechner 4 und dem Lämpchen des "Steuersinn-Schalters"
der Funktionstastatur 6.
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Hierdurch soll eine weitere Informationsquelle gegeben werden.
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Dem Bedienungspersonal wird durch das Lämpchen noch während der Adresseneingabe
angezeigt, in welcher Stellung sich der zu steuernde Schalter befindet.
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Da der Rechner nur eine reine Protokollfunktion hat und die eigentliche
Steuerung der Schaltanlage über die Schaltmatrix durch Bildung der Adresse und des
Steuersinns erfolgt, wird eine Zweigleisigkeit erreicht. Bei Ausfall der Rechnerfunktion
ist ist immer noch eine Steuerbefehlsgabe von Hand möglich.