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Verfahren zum Entstören von Vorrichtungen insbesondere von
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Uberwachungsanlafien Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entstörung
von Vorrichtungen, insbesondere von Uberwachungsanlagen oder Teilen davon.
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Nach dem heutigen Stand der Technik sucht man Störungen, insbesondere
in Überwachungsanlagen, dadurch zu begegnen, daß man die Bandbreite der Signalleitungen
so weit als möglich einengt und versucht die Stromversorgung so gut als möglich
zu sieben und zu stabilisieren.
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In der Praxis zeigt sich aber immer wieder, daß beispielsweise kurze
Impulse auf dem Lichtnetz, wie sie etwa durch das Einschalten des Agregats eines
Kühlschranks entstehen können zu Störungen und damit verbundenen Fehlalarmen führen.
Selbst mit hochwertigen Netzfiltern läßt sich dieser Effekt nicht unterdrücken.
Dies kann davon abhängen, daß die Einstreuung dieser Störungen auch auf induktivem
oder kapazitivem Wege erfolgt.
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'm solche Storungen wenigstens in Alarmmeldeeinrichtungen wie z. B.
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adar-, Ultraschall- oder Infrarotbewegungsmeldern einzuschränken
ist es bekannt, die ausgelösten Alarme zu zählen und erst beim Überschreiten einer
bestimmten Anzahl von ausgelösten Alarmen den endgültigen Alarm zu geben. Weiter
ist aus der D - PS - 1616021 bekannt erst nach einer Reihe von abwechselnd positiven
und negativen, von einem Bewegungsmelder abgegebenen Impulsen den endgültigen Alarm
auszulösen. Die beiden vorgenannten Arten der Störunterdrückung weisen jedoch den
Nachteil auf, daß sie nur nach der
Statistik zwischen echtem Alarm
und Störung unterscheiden können, sq daß ein einzelner, echter Alarm als solcher
nicht erkannt wird.
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Außerdem ist es möglich durch sehr langsame Bewegungen einen solcher
Art ausgestatteten Bewegungsmelder zu überlisten. Ein weiterer Nachteil der oben
aufgeführten Möglichkeiten ist darin zu sehen, daß der Anwendungsbereich auf im
Alarmfall mehrere Signale abgebende Melder begrenzt ist, da eine Störung nicht vom
Alarmsignal unterschieden werden kann. So kann z. B. eine Lichtschranke mit den
oben beschriebenen Methoden nicht entstört werden, da hier bereits beim ersten Unterbrechen
des Strahles der endgültige Alarm gegeben werden muß. Andererseits führen Störungen
der beschriebenen Art auch in Zentralen von Alarmanlagen,wie auch bei Lichtschranken
und dergleichen zu Fehlalarmen. Eine wirkungsvolle Entstörung dieser Anlagen ist
bisher nicht bekannt.
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Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung einen Weg zu zeigen, wie
bei Verwendung geeigneter Fühleinrichtungen zwischen echten Alarmsignalen und durch
von Störungen hervorgerufenen Signalen unterschieden werden kann und wie aufgrund
dieser Information bei geringstmöglicher Funktionsbeeinträchtigung einer Vorrichtung,
insbesondere einer Uberwachungsvorrichtung, Fehlalarme vermieden werden können.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren eingangs genannter Art
dadurch gekennzeichnet, daß zunächst über wenigstens eine Fühleinrichtung festgestellt
wird, ob eine Störung vorliegt, daß dann im Falle einer vorliegenden Störung eine
Steuervorrichtung aktiviert wird und daß dann die zu entstörende Vorrichtung durch
die Steuervorrichtung derart beeinflußt wird, daß die Störung keine oder nur eine
verringerte Auswirkung auf die zu entstörende Vorrichtung hat.
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Hierdurch wird die Aufgabe gelöst, weil über eine gesonderte Piihieinrichtung
festgestellt wird, ob eine Störungsmöglichkeit oder eine Störung vorliegt und weil
beim Vorhandensein einer solchen Möglichkeit über eine Steuervorrichtung die zu
entstörende Vorrichtung derart beeinflußt wird, daß kein Fehlverhalten möglich ist.
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Einem weiteren Merkmal der Erfindung gemäß ist diese gemäß dem Kennzeichenteil
des Anspruchs 2 gekennzeichnet. Dies hat den Vorteil, daß die zu entstörende Vorrichtung
nur bei so starken Störungen beeinflußt wird, die zu einem Fehlalarm geführt hätten.
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kann durchaus öfters der Fall auftreten, daß mehrere Störparameter,
wie Hocbfrequenzeinstrahlung und gleichzeitige Netzstörung vorliegen. In diesem
Fall können vorteilhafterweise mehrere Fühleinrichtungen über eine logische Verknüpfung
gemäß dem Kennzeichenteil des Anspruchs 3, am besten über eine Oderschaltung gemäß
dem Kennzeichenteil des Anspruchs 4 verbunden werden.
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Da insbesondere Netzstörungen nur sehr kurzzeitig auftreten, ist es
einem weiteren Merkmal der Erfindung gemaß nach dem Kennzeichenteil des Anspruchs
5 vorteilhaft die Beeinflussung der zu entstörenden Vorrichtung über eine gewisse
Zeit hinweg vorzunehmen um eine restlose Unterdrückung der Störung sicherzustellen.
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Einem weiteren Merkmal der Erfindung gemäß ist diese gemäß dem Kennzeichenteil
des Anspruchs 6 gekennzeichnet. Die in der zu entstörenden Vorrichtung angeordnete
Verzögerungseinrichtung erlaubt auch Störsignale, die zeitlich kurz vor der eigentlichen
Störung liegen zu unterdrücken, so daß vorteilhafterweise, schwächere, der eigentlichen
Hauptstörung vorangehende Störungen ebenfalls unterdrückt und in der Störungserkennung
erforderliche Laufzeiten
oder Zeitglieder nicht dazu führen, daß
die zu entstörende Vorrichtung erst dann beeinflußt wird, wenn die Störung bereits
zu einer Auswirkung geführt hat.
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Um bei dicht aufeinanderfolgenden Störungen keine Unterbrechungen
in der Beeinflussung der zu entstörenden Vorrichtung zu haben, ist für diesen Fall
vorteilhafterweise gemäß dem Kennzeichenteil des Anspruchs 7 vorgesehen den Kurzzeitspeicher
erneut zu aktivieren.
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Die zeitliche Abstimmung muß dabei stets so sein, daß die Steuervorrichtung
für eine längere, als die durch die Verzögerungseinrichtung bedingte Zeitspanne
beeinflußt wird. Diese Bedingung muß insbesondere auch bei einer Nachtriggerung
des Kurzzeitspeichers gewahrleistet sein, da sonst die Beeinflussung der zu entstörenden
Vorrichtung beendet sein und ein Störsignal zu Fehlverhalten führen könnte.
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Die oben beschriebene Methode der Störsignalunterdrückung beinhaltet
noch die Möglichkeit die zu entstörende Vorrichtung durch kontinuierlich erzeugte
"künstliche" Störungen außer Betrieb zu setzen. Um dies zu verhindern ist einem
weiteren Merkmal der Erfindung gemäß diese gemäß dem Kennzeichenteil des Anspruchs
11 gekennzeichnet. Die hier vorgesehene Zähleinrichtung beinhaltet nicht nur die
Möglichkeit einer Auswertung der Störungen sondern sieht durch Vergleich mit einer
vorgebenen Zahl vor, ein Signal abzugeben, wenn eine bestimmte Anzahl von Storungen
überschritten wird. Somit ist es vorteilhafterweise nicht mehr möglich, die zu entstörende
Vorrichtung durch gezielte Störung außer Betrieb zu setzen, wenn man mit dem Signal
die Vorrichtung zwangsweise nicht länger beeinflußt oder einen Alarm auslöst. Um
ferner zu gewährleisten, daß viele einzelne Störungen über einen längeren
Zeitraum
hinweg nicht die vorgegebene Zahl von erlaubten Störungen überschreiten, wird die
Zähleinrichtung in größeren Zeitabständen gemaß dem Kennzeichenteil des Anspruchs
12 zurückgesetzt.
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Bei Vorrichtungen bei denen es darauf ankommt die Zeit, in der sie
beeinflußt werden so kurz als möglich zu halten, ist es sinnvoll gemäß dem Kennzeichenteil
des Anspruchs 139 bzw. dem des Anspruchs 14 die Verzögerungszeiten zu steuern, wobei
mit exponentiellen Zusammenhängen sehr gute Ergebnisse erzielbar sind.
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Verwendet man als Fühler Teile der zu entstörenden Vorrichtung gemäß
dem Kennzeichenteil des Anspruchs 15 so kann man erreichen, daß in der Regel nur
zu Fehlalarmen führende Störungen als solche gewertet und die Vorrichtung daher
so wenig als möglich beeinflußt wird.
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Einem weiteren Merkmal der Erfindung gemäß ist diese gemäß dem Kennzeichenteil
des Anspruchs 16 gekennzeichnet. Diese Schaltungsr vorrichtung zu Durchführung des
Verfahrens geht davon aus, daß in der zu entstörenden Vorrichtung eine Nutz- und
Störsignale enthaltende Signalleitung vorhanden ist. In diese Signalleitung fügt
man vorteilhafterweise an der Stelle mit dem größten Störabstand eine Verzögerungseinrichtung
und eine steuerbare Sperre ein. So kann, wenn die Fühleinrichtung ein Signal abgibt
auf besonders einfache Art und Weise die Signalleitung entweder unterbrochen oder
kurz geschlossen werden.
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Die Merkmale der Erfindung gemäß den Kennzeichenteilen der Ansprüche
17 bis 28 erlauben eine Schaltungsvorrichtung zur Durchführung des beschriebenen
Verfahrens besonders einfach und unkompliziert aufzubauen.
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Einem weiteren Merkmal der Erfindung gemäß ist diese gemäß dem Kennzeichenteil
des Anspruchs 29 gekennzeichnet. Dies hat den Vorteil, daß eine andauernde Fühlermeldung
in wenigstens einen Impuls umgesetzt wird und somit bei fingierter Störung die Zähleinrichtung
ebenfalls anspricht. Gemäß dem Anspruch 30, kann einem weiteren Merkmal der Erfindung
gemäß ein Feldstärkemesser als Fühler eingesetzt werden. Damit können vorteilhafterweise
Änderungen magnetischer Felder, magnetische Felder und Hochfrequenzfelder als Störungsursachen
erfaßt werden. Einem weiteren Merkmal der Erfindung gemäß ist diese gemäß dem Kennzeichenteil
des Anspruchs 31 gekennzeichnet. Die Verwendung eines solcherart gegengekoppelten
Verstarkers gestattet mit sehr hoher Empfindlichkeit Störungen auf dem Netz zu erkennen,
da die Schaltung vorteilhafterweise bei einer Störung kurz anschwingt und wenigstens
einen Ausgangs impuls abgibt.
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Anhand der Fig. 1 bis 5 werden eine besondere Form des Verfahrens,
sowie eine zur Durchführung des Verfahrens besonders geeignete Ausführungsform beschrieben.
Es zeigen: Fig. 1 Eine Blockdarstellung des Verfahrens Fig. 2 Eine detaillierte
Blockdarstellung des Verfahrens Fig. 3 Ein Zeitdiagramm zur Erläuterung des Ablaufs
des Verfahrens Fig. 4 Ein Blockschaltbild der Schaltungsvorrichtung und Fig. 5 Eine
Schaltung einer Fühleinrichtung.
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Fig. 1 zeigt in einer Blockdarstellung die prinzipielle Funktionsweise
des Verfahrens. Eine zu entstörende Vorrichtung 3, die an Leitung 4 ein Ausgangssignal
abgeben kann steht in Wechselwirkung mit einer Steuervorrichtung 2. Die Steuervorrichtung
2 wird von wenigstens einer Fühleinrichtung 1,1a beeinflußt. Der Verfahrensablauf
ist dabei folgender. Solange als keine Störung über die Fühleinrichtung 1,1a festgestellt
werden kann, arbeitet die Vorrichtung 3 vollig unbeeinflußt. Bei der Vorrichtung
3 kann es sich hierbei um irgend eine Maschine oder ein elektronisches Gerät
handeln.
In dem Augenblick, in welchem über eine Fühleinrichtung 1 ,ja eine Störung festgestellt
wird, wird über die Steuervorrichtung 2 auf die Vorrichtung 3 Einfluß genommen,
so daß die Vorrichtung 3 aufgrund der Störung keine Wirkung zeigt.
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Anhand der Fig. 2 ist das Verfahren ausführlicher dargestellt.
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Die Fühleinrichtungen 1 ,1a sind über eine logische Verknüpfung 5
verbunden. Vorzugsweise besteht die Verknüpfung 5 aus einer Oderschaltung. Sie kann
aber ebensogut aus einer, die verschiedenen Fühleinrichtungen 1 ,1a bewertenden
Schaltung bestehen oder ganz entfallen, wenn nur eine einzige Fühleinrichtung vorgesehen
ist. Nach der Verknüpfung 5 folgt ein Kurzzeitspeicher 6, der aktiviert wird, wenn
eine Fühleinrichtung angesprochen hat. Der Kurzzeitspeicher beeinflußt die Steuervorrichtung
2, die wiederum auf die Vorrichtung 3 wirkt.
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Die mit der Vorrichtung 3 zu erzielende Wirkung wird über eine Verzögerungseinrichtung
7 verzögert. Das Einfügen von Speicherelementen, bzw. Verzögerungen 6,7 in das Verfahren
ermöglicht auch einer Hauptstörung vorangehende Störungen zu unterdrücken bzw. die
von den Fühleinrichtungen 1 ,1a der logischen Verknüpfung 5, dem Kurzzeitspeicher
6 und der Steuervorrichtung 2 benötigte Verarbeitungszeit zu kompensieren. Dies
wird anhand der Fig. 3 noch deutlicher herausgestellt. Um eine dauernde Beeinflussung
der Vorrichtung 3 zu verhindern, kann zusätzlich eine die Aktivierungs-, bzw. wiederholten
Aktivierungsvorgänge zählende Zähleinrichtung 8 angeordnet werden. Beim Überschreiten
eines vorgegebenen Zählerstandes kann die Zähleinrichtung über Leitung 14 die Aktivierung
des Kurzzeitspeichers 6 beenden oder über Leitung 12 ein Alarmsignal abgeben.
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Den zeitlichen Verlauf des Verfahrens verdeutlicht Fig. 3.
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Dabei wird aus Gründen der einfacheren Beschreibung davon
ausgegangen,
daß die Vorrichtung 3 eine Nutz- und Störsignale aufweisende Signalleitung enthaltende
Vorrichtung ist. Dessen unbeschadet kann die Vorrichtung 3 aber auch ein mechanisches
Gerät sein. Für den Fall, daß von den Fühleinrichtungen 1,la keine Störungen gemeldet
werden, wird das Nutzsignal (a) lediglich durch die Verzögerungseinrichtung 7 verzögert
(b). Ist ein Störsignal (c) vorhanden, wird ein Fühlersignal (d) erzeugt und der
Kurzzeitspeicher für die Zeitspanne t1 aktiviert (e). Durch die Störung kann ein
Nutzsignal auftreten, das über die Verzögerungseinrichtung 7 verzögert wird (f).
Da die Vorrichtung 3 für die Dauer der Aktivierungszeit des Kurz zeigt speichers
beeinflußt wird, kann die Störung zu keinem Fehlverhalten der Vorrichtung 3 führen.
Eine erneute Störung bewirkt, daß der Kurzzeitspeicher für eine längere Zeitspanne
aktiviert wird (h) und auch der zweite Störimpuls im Beeinflussungszeitraum der
Vorrichtung 3 liegt. Diese Nachaktivierung ist mehrfach wiederholbar, es seidenn,
daß sieburch die Zähleinrichtung ; 8 abgebrochen wird. Außerdem lassen sich mit
einem einfachen Verfahren ohne Zähleinrichtung und ohne Nachaktivierung bereits
sehr gute Ergebnisse erzielen.
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Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild einer zweckmäßigen Schaltungsvorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens. Die Fühlt in richtungen 1 ,1a werden dazu über
eine Oderschaltung 103 miteinander verknüpft, wobei, bei Dauersignale abgebenden
Fühleinrichtungen ein Pulsformer 111 zwischengeschaltet wird. An die Oderschaltung
103 werden die Zähleinrichtung 105, ein erstes monostabiles Flip-Flop 104 und ein
zweites monostabiles Flip-Flop 108 angeschlossen. Das erste Monoflop 104 steuert
eine in eine Signalleitung 100 einer zu entstörenden Vorrichtung 3 eingefügte, steuerbare
Sperre 102. Ferner ist in die Leitung 100 eine Verzögerungseinrichtung 101 eingefügt.
Der zeitliche Ablauf dieser Schaltung entspricht den in Fig. 3 gezeigten Zeitdiagrammen.
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Die Zähleinrichtung 105 wird durch das zweite, eine wesentlich größere
Zeitkonstante als das erste Monoflop aufweisende, monostabile Flip-Flop 108 zurückgesetzt
um zu verhindern, daß wenige Einzelstörungen über einen langen Zeitraum hinweg dazu
führen, daß der Zählerstand die vorgegebene Zahl 107 überschreitet. Um das Alarmsignal
auf Leitung 110 zu erhalten wird der Zählerstand der Zähleinrichtung 105 ständig
über den Vergleicher 106 mit der Zahl 107 verglichen und bei gleichem Zählerstand
mit der Zahl 107 oder größerem Zählerstand das Alarmsignal auf Leitung 110 abgegeben.
Das Alarmsignal kann gesondert verwertet werden oder den Kurzzeitspeicher zwangsweise
zurücksetzen.
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Eine bevorzugte Ausführungsform einer Fühleinrichtung 1 ,1a zeigt
Fig. 5. Diese reagiert auf Spannungsspitzen auf der eigenen Stromversorgung. Dabei
ist es unerheblich, wie die Spitzen auf die Versorgung gelangen. Dies kann induktiv,
kapazitiv oder direkt über das Netz erfolgen. Der aus drei Transistoren bestehende
Verstärker ist über die Widerstände R1, R2 so stark gegengekoppelt, daß er nahe
seinem Schwingeinsatz liegt. Dies ist allerdings keine notwendige Bedingung. Es
reicht aus dem Verstärker ein hohes Maß an Verstärkung zu geben. Ein Impuls auf
der Versorgung wird dann über C und R1 auf die Basis des ersten Transistors geleitet
und durch die drei Transistoren so hoch verstärkt, daß er ein Gatter ansteuern kann.
Ferner ist es möglich, C und R1 nicht direkt mit der Stromversorgung zu verbinden
sondern sie mit einer Antenne zu verkoppeln.
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Abschließend sei nochmals darauf hingewiesen, daß die Erfindung viele
weitere, größtenteils einfachere Ausführungsformen offenlegt, die im Bereich des
Erfindungsgedankens und der nachfolgenden Patentansprüche liegen.