DE2936549C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung in einer Eisenbahnsicherungsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Sicherheitsvorrichtungen dieser Art sind bekannt, beispielsweise aus der DE-OS 24 02 875, in der ein Rechner in der Verriegelungseinheit der Sicherheitsvorrichtung zwei Befehle liefert, die die gleiche Bedeutung haben, jedoch verschiedene Formen aufweisen. Andere Verriegelungsanordnungen, die zwei Rechner enthalten und so programmiert sind, daß sie zwei identische Befehle an die Sicherheitsvorrichtung abgeben, sind auch bekannt. Die Interpretation der Befehle für die Sicherheitsvorrichtung wurde ursprünglich durch Decoder mit Relais ausgeführt. Beim Ersatz der Relais der Decoder durch elektronische Schaltkreise kann der Grad der Sicherheit abnehmen, wenn nicht spezielle Maßnahmen getroffen werden.

Durch die Zeitschrift Eisenbahntechnische Praxis 1959, Heft 3, Seiten 25 und 26 ist der Aufbau und die Kombination von Überwachungsformatoren und Lampentransformatoren in DrS-Lampenstromkreisen bekannt­ geworden, ohne daß dort eine Erfassung von Strom und Spannung und Rückführung dieser Größen zu einem Zentralrechner zwecks Annullierung eines bereits gegebenen Änderungsbefehls gezeigt wäre.

Durch die DE-OS 21 48 151, DE-OS 22 24 622 und DE-AS 20 15 539 sind Anordnungen zum Steuern und Überwachen von Weichenantrieben bekanntgeworden, bei denen Trennübertrager, Stellschütze und Kontakte zur Überwachung der Weichenstellung vorgesehen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitsvorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die größere Sicherheit bietet und bei der nach Befehlsauslösung und Feststellung eines Fehlerzustandes der ausgelöste Befehl mit Sicherheit nicht durchgeführt und in diesem Falle falsche Befehlsanzeigen auch nicht kurzfristig eingeleitet werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Eine Weiterbildung der Erfindung geht aus Anspruch 2 hervor.

Mit der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung wird die Sicherheit einer Steuerungsvorrichtung, die Eisenbahnbetriebsvorgänge steuert und gemäß den richtigen Befehlen eingestellt ist, beträchtlich erhöht. Dabei werden Relaiskontakte mit ihrer gut bekannten Isoliereigenschaft zur Offenhaltung der offenzuhaltenden Schaltkreise verwendet, während Thyristoren mit ihrer Fähigkeit zur Stromunterbrechung ohne Abnutzung zur Unterbrechung des Stroms in den Schaltkreisen verwendet werden, die normalerweise eine Abnutzung bei Relaiskontakten verursachen.

Mit der Erfindung wird sichergestellt, daß Anzeigesignale von der Sicherheitsvorrichtung abgegeben werden, die jedes initiierte Setzen der Steuerungsvorrichtung anzeigen, und daß das Setzen verhindert wird, falls es falsch ist, ehe es voll ausgeführt ist. Weiter stellt die Erfindung sicher, daß die korrekte Funktion der Befehlsempfänger der Sicherheitsvorrichtung geprüft werden kann, indem sie auf Kombinationen von Positionen eingestellt werden können, die anders sind als diejenigen, die das Setzen der Steuerungsvorrichtung initiieren, und die Empfänger für eine solch kurze Zeitperiode betätigt werden können, daß die Steuerungsvorrichtung nicht angeregt wird.

Im folgenden werden zwei Ausführungsbeispiele einer Sicherheitsvorrichtung gemäß der Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine Sicherheitsvorrichtung, die mit einem Signallicht verbunden ist, und

Fig. 2 eine Sicherheitsvorrichtung, die mit einem Weichenmotor verbunden ist.

Die Sicherheitsvorrichtung in Fig. 1 ist mit einem Signallicht 2 verbunden, das mit zwei Signallampen 2 a, 2 b für grünes Licht und mit einer Signallampe 2 c für rotes Licht versehen ist.

Die Sicherheitsvorrichtung 1 umfaßt drei Befehlsempfänger 3 a, 3 b, 3 c, die mit einer Anzeigeverarbeitungseinrichtung oder einem Rechner 5 in einer zen­ tralen Verriegelungseinheit 6 mittels eines Digitaldatenübertra­ gungskabels oder Busses 4 verbunden sind.

Zwei Befehlsempfänger 3 a und 3 b sind je mit einem Decoder 7 a bzw. 7 b zum Dekodieren der empfangenen Datenwörter versehen. Die Decoder sind je mit einem Relais 8 a, 8 b verbunden, die je mit ei­ nem normalerweise geschlossenen Kontakt 9 a, 9 b versehen sind, die parallel geschaltet und mit der Signallampe 2 c für rotes Licht verbunden sind. Die Relais sind auch jedes mit einem norma­ lerweise offenen Kontakt 10 a, 10 b versehen, die in Serie geschal­ tet und mit den zwei Signallampen 2 a, 2 b für grünes Licht, die parallel geschaltet sind, verbunden sind.

Der dritte Befehls­ empfänger 3 c umfaßt einen Decoder 7 c und zwei Schalter 20 a und 20 b, die mit dem Decoder verbunden sind. Jeder der Schalter ist in einen der Schaltkreise für die grünen Signallampen 2 a, 2 b geschaltet. Die Decoder 7 a, b, c sind aus elektronischen logi­ schen Schaltungen aufgebaut, und die Schalter 20 a und 20 b sind Thyristoren.

Die Sicherheitsvorrichtung wird mit Wechselstrom zum Betrieb der drei Signallampen mittels dreier getrennter Übertrager 19 a, 19 b, 19 c versorgt.

Die Sicherheitsvorrichtung 1 umfaßt ferner eine Anzeigeeinrich­ tung in Form eines Spannungssensors 12 in einem Schaltkreis für die Signallampe 2 c für rotes Licht und eines Spannungssensors 13 in dem gemeinsamen Schalt­ kreis zur Speisung der Signallampen 2 a, 2 b für grünes Licht. Span­ nungssensoren 14 und 15 sind ferner in jedem der Schaltkreise für die Signallampen für grünes Licht angeordnet. Eine Anzeigeeinrich­ tung in Form eines Stromsensors 16 ist in den Schaltkreis für die rote Signallampe geschaltet, und je ein Stromsensor 17, 18 ist in jeden der Schaltkreise für die grünen Lampen geschaltet. Anzeige­ signale von der Signaleinrichtung werden durch eine Leitung - in Fig. 1 nicht dargestellt - im Ka­ bel 4 zurück zu der Anzeigeverarbeitungseinrichtung 5 in der zen­ tralen Verriegelungseinheit 6 übertragen.

Im normalen Betrieb leuchtet die Signallampe 2 c für rotes Licht - Stopsignal - so lange, wie kein Befehl zum Einschalten eines Be­ triebssignals für grünes Licht von der Sicherheitsvorrichtung 1 empfangen wird. Beide Decoder 7 a′, 7 b sind auf bekannte Weise so ausgestaltet, daß jeder einen Befehl mit der gleichen Be­ deutung empfängt, d. h. daß die Signallampe für rotes Licht ausge­ schaltet und wenigstens eine der Signallampen für grünes Licht ein­ geschaltet werden soll, wobei die Befehle für jeden der Befehls­ empfänger auf verschiedene Art kodiert sein können. Die Decoder 7 a, 7 b der Befehlsempfänger 3 a, 3 b sind so ausgestaltet, daß sie ihren entspre­ chenden Relais 8 a, 8 b bei Empfang des vorbestimmten Codeworts Strom zuführen, so daß eine Umschaltung der Relaiskontakte bewirkt wird. Da die normalerweise geschlossenen Kontakte 9 a, 9 b für die Signallampe für rotes Licht parallel geschaltet und die normalerweise offenen Kontakte 10 a, 10 b für die Signallampen für grünes Licht in Serie geschaltet sind, wird ein Umwechseln zwischen rotem und grünem Licht nur durch Schalten beider Relais 8 a und 8 b zusammen bewirkt. Beide Befehle an die Befehlsempfänger werden unabhängig und zu verschiedenen Zeiten in einem Prozeßrechner vorbereitet, der in der zentralen Verriegelungseinheit 6 enthalten ist. Die Be­ fehle werden als digitale Signale seriell über das Übertra­ gungskabel 4 übertragen und sind so kodiert, daß sie von den zwei Befehlsempfängern 3 a und 3 b empfangen werden können. Nur wenn beide Befehle richtig empfangen wurden und die Relais als Folge der Befehle geschlossen haben, wird der Wechsel im Setzen des Lichtsignals initiiert oder angeregt.

Der dritte Befehlsempfänger 3 c der Sicherheitsvorrichtung ist so ausgelegt, daß er einen dritten Befehl empfangen kann, der die Art des Setzens des Lichtsignals angibt, d. h. ob eine oder zwei Signal­ lampen für grünes Licht eingeschaltet werden sollen. Der Strom zu den Lampen wird über einen oder beide Schalter 20 a, 20 b, bei denen es sich um Thyristoren handelt, die von dem dritten Decoder 7 c gesteuert werden, zugeführt.

Sobald ein Wechsel im Setzen des Signals von den Befehlsempfängern 3 a und 3 b initiiert und die Art des Signals vom Befehlsempfän­ ger 3 c bestimmt wurde, wird das Ergebnis der Operation an die Anzeigeverarbeitungseinrichtung 5 in der zentralen Verriegelungseinheit 6 zurückgemeldet. Dies geschieht mit Hilfe der Anzeigeeinrichtungen, d. h. den vier Sensoren für Spannung 12-15, den drei Sensoren für Strom 16-18 und den Signalkontakten 11 a, 11 b an den Relais. Der Rechner in der zentralen Verriegelungseinheit bestimmt durch verschiedene, unabhängige Pro­ zeduren, ob der benötigte Wechsel im Setzen der Signallampen kor­ rekt oder falsch initiiert wurde. Wenn wenigstens eine der Prüf­ prozeduren ergibt bzw. anzeigt, daß der initiierte Wechsel des Setzens falsch ist, wird unverzüglich ein Befehl an den entspre­ chenden Befehlsempfänger zur Unterbrechung seines Relaiskontakts abgegeben. Das Signallicht kehrt so zur Anzeige roten Lichts zurück.

Die Sicherheitsvorrichtung 1 und die mit ihr zusammenwirkende zen­ trale Verriegelungseinheit 6 sind so ausgelegt, daß der initiierte Wechsel im Setzen der Signale verhindert wird und die Rückkehr zu rotem Licht nach einer Zeitdauer von weniger als ungefähr ¹/₂₀ Se­ kunden durchgeführt wird. Diese Zeitdauer ist so kurz, daß die Si­ gnallampen für grünes Licht keine Zeit haben aufzuleuchten; somit kann keine falsche und ge­ fährliche Information durch das Signallicht angezeigt werden.

Die Sicherheitsvorrichtung ist weiter so ausgelegt, daß der Befehl zur Anzeige grünen Lichts von der Sicherheitsvorrichtung ungefähr 100mal pro Sekunde empfangen werden muß, um ein oder zwei grüne Lichter aufleuchten zu lassen. Sollten die Befehle zur Anzeige grünen Lichts für länger als ungefähr ¹/₂₀ Sekunden fehlen, öffnet das Relais in wenigstens einem der Befehlsempfänger 3 a, 3 b und das Signal kehrt zur Anzeige roten Lichts zurück.

Die Sicherheitsvorrichtung ist so ausgelegt, daß der initiierte Wechsel des Setzens erst ungefähr ¹/₂₀ Sekunde nach Empfang der Befehle zum Wechsel des Setzens ausgeführt wird. Da das Intervall zwischen den Befehlen nur ungefähr ¹/₁₀₀ Sekunde dauert und somit signifikant kürzer ist, führt dies dazu, daß eine Anzahl von aufeinanderfolgenden Befehlen - 3 bis 5 Befehle - benötigt werden, um die Relais der Befehlsempfänger die geschlossene Position erreichen zu lassen.

Die Sensoren für Spannung und Strom, die in der Sicherheitsvor­ richtung angeordnet sind, ermöglichen das genaue Prüfen der Komponenten der Sicherheitsvorrichtung und der mit ihr verbundenen Einstellvorrichtung; dies mittels speziellen Prüfprogrammen des Rechners der zentralen Verriegelungseinheit. Bei einem solchen Prüfprogramm wird bei­ spielsweise angenommen, daß das Signallicht für eine Zeitdauer zur Anzeige eines einzigen grünen Lichts gesetzt ist. Das Prüfprogramm kann dem Befehlsempfänger 3 a befehlen, den Strom zu seinem Relais 8 a zu unterbrechen, und dem Befehlsempfänger 3 c zu befehlen, Strom an beide Signallampen für grünes Licht anzuschalten. Zeigt dann beispielsweise der Spannungssensor 13 noch das Vorhandensein einer Spannung, muß dies als Festsitzen des Relaiskontakts 10 a des Befehlsempfängers 3 a in geschlossener Stel­ lung interpretiert werden. Wenn gleichzeitig der Stromsensor 17 anzeigt, daß Strom zu einer der Lampen 2 a für grünen Strom fließt und der Strom­ sensor 18 anzeigt, daß kein Strom zur anderen Lampe 2 b fließt, ob­ wohl der Befehlsempfänger 3 c zur Zufuhr von Strom an beide Lampen geschaltet ist, kann der Schluß gezogen werden, daß die zweite Lampe einen Bruch ihres Glühfadens erlitten hat.

Wie vorher erwähnt hat die spezielle Prüfoperation eine so kurze Dauer, daß kein Wechsel im Lampensignal sichtbar wird. Die Prüfope­ ration wird nur so oft ausgeführt, wie es als notwendig erachtet wird, um eine ausreichend hohe Wahrscheinlichkeit für korrektes Funktionieren der Komponenten zu erhalten.

Die beschriebene Sicherheitsvorrichtung ist zum Schaffen von nur zwei unterschiedlichen Betriebssignalen ausgelegt. In anderen Fällen kann sie so ausgelegt sein, daß sie mehr als zwei Be­ triebssignale schafft; ein Signal kann beispielsweise ein Blink­ signal sein. In diesem Fall wird der dritte Befehlsempfänger 3 c mit mehr als zwei Thyristoren zum Einschalten der Lampen versehen, um das gewünschte Signal anzuzeigen.

Ein anderes Beispiel einer Sicherheitsvorrichtung, die mit einer Einstellvorrichtung in Form eines Weichenglieds verbunden ist, ist in Fig. 2 gezeigt. In diesem Fall wird eine Sicherheitsvorrichtung 31, die im wesentlichen dieselbe wie die vorher beschriebene ist, mit einem Weichenstellglied 32 verbunden und mit drei Befehls­ empfängern 33 a, 33 b, 33 c versehen. Sie sind wie vorher durch das Kabel 4 für digitale Datenübertragung mit der Anzeigeverarbeitungs­ einrichtung 5 in der zentralen Verriegelungseinheit 6 verbunden.

Die Befehlsempfänger sind alle mit Decodern für die empfangenen Befehle versehen, und in zwei der Befehlsempfänger 33 a, 33 b sind die Decoder mit Relaisspulen 38 a, 38 b verbunden, von denen jede auf einen normalerweise offenen Kontakt 39 a, 39 b zum Schlie­ ßen des Stromkreises zum Weichenstellglied 32 wirken kann und von denen jede mit einem normalerweise geschlossenen Kontakt 40 a, 40 b zur Anzeige der Stellung der Relais versehen ist.

Der Motor des Weichenstellglieds 32 ist ein elektrischer Gleich­ strommotor mit einem Anker 43 und zwei Erregungswicklungen 44 A und 44 B, von denen die Wicklung 44 A mit dem Anker während des Umschal­ tens der Weichen nach rechts und die andere Wicklung 44 B während des Umschaltens nach links in Reihe geschaltet ist. Ein Endlagerschal­ ter 46 A unterbricht den Strom zum Motor, wenn das Umschalten nach rechts beendet ist, und ein zweiter Endlageschalter 46 B unterbricht den Strom nach dem Umschalten nach links. Der Motor des Weichen­ stellglieds wird von zwei getrennten Gleichrichtern 47 A und 47 B, d. h. einem Gleichrichter für jede Richtung, mit Gleichstrom ver­ sorgt.

Der dritte Befehlsempfänger 33 c ist mit zwei Paar Schaltern 48 A, 48 B ausgeführt, die mit dem Decoder 37 c zum Schalten von Wechsel­ strom an die gewünschte Wicklung des Motors des Weichenstellglieds verbunden sind, wobei der Strom wird von den Gleichrichtern 47 A, 47 B gleichgerichtet wird. Als Schalter werden in diesem Fall Thyristoren verwendet.

Wie die oben beschriebene Sicherheitsvorrichtung 1 ist auch die Sicher­ heitsvorrichtung 31 mit Sensoren versehen, in diesem Fall mit drei Spannungssensoren 50, 51 A und 51 B. Der Sensor 50 gibt die Spannung nach den Relaiskontakten der zwei ersten Befehlsempfänger 33 a, b an, und die anderen Sensoren geben die Spannung an jeder se­ paraten Erregungswicklung des Motors nach den Thyristoren des drit­ ten Befehlsempfängers 33 c an.

Das Weichenstellglied 32 ist weiter mit zwei Paar Signalkontak­ ten 53 A und 53 B versehen, die mit einem Gleichrichter 54 verbun­ den sind und so angeordnet sind, daß sie zur gleichen Zeit wie der entsprechende Endlageschalter 46 A bzw. 46 B geschlossen werden, wenn das Umschalten vollendet ist. In jeder Endstellung schalten die Signalkontakte eine Gleichspannung mit unterschiedlicher Polarität. Die Signalkontakte sind mit einem Tiefpaßfilter 55 in der Sicherheitsvorrichtung 31 verbunden, und das Filter wiederum ist mit Sensoren 56 A und 56 B zur Angabe der Polarität der Signalspannung an die zentrale Verriegelungsein­ heit 6 verbunden. Ein Relaiskontakt in einem Testrelais 61 ist zwi­ schen den Signalkontakten 53 A, B und dem Filter 55 in die Schal­ tung geschaltet und wird zum Austesten der Anzeigeanordnung ver­ wendet.

Die Sensoren 50-52 und 56 A, B sind über - in Fig. 2 nicht dargestellt - im Kabel 4 verlaufende Leitungen mit der zentralen Verriegelungseinheit 6 verbunden.

Die Sicherheitsvorrichtung 31 für das Weichenstellglied 32 ist im Prinzip ähnlich der Sicherheitsvorrichtung 1 für das Signallicht ausgelegt, indem die zwei Befehlsempfänger 33 a, 33 b die empfan­ genen Befehle dekodieren, und wenn bestätigt wurde, daß die Be­ fehle an beide Befehlsempfänger angeben, daß das Weichenstellglied umgeschaltet werden soll, ungeachtet dessen, ob die Befehle verschiedene Formen haben, werden die Relaiskontakte 39 a, 39 b geschlossen. Der dritte Befehlsempfänger 33 c dekodiert einen weiteren Befehl, der bestimmt, in welcher Richtung das Weichenstellglied zu starten ist und über welchen der doppelpolig verbundenen Thyristoren 48 A, 48 B der Schaltkreis zur richtigen Erregungswicklung zu schließen ist.

Wie in der vorhergehenden Ausführungsform wird die zentrale Verrie­ gelungseinheit mittels der Spannungssensoren 50, 51 A, B und der Re­ laiskontakte 40 a, 40 b informiert, welche Art des Umschaltens ini­ tiiert wurde. Sollte die Prüfung in der zentralen Verriegelungs­ einheit ergeben, daß ein falscher Umschaltvorgang initiiert wurde, wird ein Befehl wenigstens an einen der zwei Befehlsempfänger 33 a, 33 b geschickt, so daß wenigstens ein Relais den Stromkreis zum Weichenstellglied unterbricht und das initiierte Umschalten ver­ hindert. Die Sicherheitsvorrichtung 31 ist in diesem Fall auch so ausgelegt, daß sie das initiierte Umschalten in weniger als ¹/₂₀ Sekunde nach Empfang der Befehle zum Starten des Arbeitens des Weichenstellglieds verhindert, wodurch ein Umschalten des Weichenstellglieds verhindert wird, ehe es seine Bewegung tatsäch­ lich begonnen hat.

Die Befehlsempfänger 33 a, 33 b und 33 c sind zum Empfang von Befeh­ len zum Umschalten des Weichenstellglieds ausgelegt, die unge­ fähr 100mal pro Sekunde wiederholt werden. Sollte eine Anzahl von Befehlen während des Umschaltens fehlen, öffnet wenigstens eines der Relais 38 a, 38 b und die Bewegung des Weichenstellglieds wird gestoppt.

Mit Hilfe der Kontakte 53 A, B des Weichenstellglieds und der Sen­ soren 56 A, B wird die zentrale Verriegelungseinheit 6 informiert, daß das Weichenstellglied und die dadurch betätigten Weichen eine Endstellung erreicht haben und welche Endstellung dies ist.

Die Sicherheitsvorrichtung 31 für die Weichenstellglieder ist mit einem Relais 61 versehen, das einen normalerweise geschlossenen Kontakt im Schaltkreis der Signalkontakte 53 A, B des Weichen­ stellglieds aufweist. Der Kontakt des Testrelais 61 wird zur Un­ terbrechung der Signalspannung verwendet, wenn das Weichenstell­ glied in einer Endstellung ist und weiterhin ein Gleichspan­ nungssignal angelegt ist. So wird erreicht, daß die Sensoren 56 A und 56 B zur Unterscheidung zwischen den Betriebsbedingungen mit und ohne Signalspannung dienen.

Claims (3)

1. Sicherheitsvorrichtung in einer Eisenbahnsicherungs­ anlage,

• - mit wenigstens zwei Befehlsempfängern (3 a, b, c; 33 a, b, c),
• - die jeder zur Aufnahme eines von einer zentralen Verriegelungseinheit (6) herrührenden Befehls mit der gleichen Bedeutung ausgebildet sind und
• - die gemeinsam eine ausgewählte Einstellung aus einer Gruppe von möglichen Einstellungen einer mit der Sicherheitsvorrichtung (1; 31) verbundenen Ein­ stellvorrichtung (2; 32) zur Steuerung des Eisen­ bahnverkehrs schalten,
• - mit einem Rechner (5), der Zustandsinformationen von Zustandsanzeigevorrichtungen (12-18) der Ein­ stellvorrichtung (2; 32) empfängt und Befehle an die Befehlsempfänger (3 a, b, c; 33a, b, c) abgibt,

dadurch gekennzeichnet, daß

• a) die Zustandsanzeigevorrichtungen (12-18) aus Span­ nungssensoren und Stromsensoren bestehen, welche erfaßte Spannungswerte und Stromwerte an den Rech­ ner (5) übermitteln,
• b) die Befehlsempfänger (3 a, b, c; 33 a, b, c) in Zusammenwirken mit dem Rechner (5) in ihrem An­ sprechverhalten so ausgelegt sind, daß nach einer Übertragung eines Ausführungsbefehls an die Be­ fehlsempfänger dieser Ausführungsbefehl nicht aus­ geführt wird, wenn in einem bestimmten Zeitab­ schnitt nach dem Befehlsempfang eine Fehleranzeige vom Rechner (5) geliefert wird, und
• c) der Zeitabschnitt so gewählt ist, daß zwar ein feh­ lerhafter Zustand der Einstellvorrichtung (2; 32) noch erkannt wird, dieser aber nicht wirksam wird.

2. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befehlsempfänger (3 a, b, c; 33 a, b, c) zum Prüfen deren und/oder der richtigen Funktion der Einstellvorrichtung (2; 32) während solch kurzer Zeitdauern in andere Kombinationen von Positionen als die, die das Einstellen der Einstellvorrichtung (2; 32) bewirken, schaltbar sind, daß die Einstellvorrichtung (2; 32) zur Steuerung des Eisenbahnverkehrs nicht beeinflußt wird.