DE3022077C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Eine derartige Einrichtung ist in dem deutschen Patent 29 51 932 bereits vorgeschlagen worden.

Nach der Lehre dieses Patents ist vorgesehen, an einem entfernten Betriebsort in der Nähe von dort befindlichen Verbrauchern ein Schaltglied anzuordnen, das durch zyklische Umsteuerkommandos der Steuerstelle in seiner Arbeitsstellung gehalten wird und das beim Ausbleiben dieser Umsteuerkommandos infolge von Über­ tragungsstörungen oder infolge bewußter Unterdrückung der Umsteuerkommandos durch die Steuerstelle die Ver­ braucher des jweils betroffenen Betriebsortes nach einer vorgegebenen Schaltroutine an- bzw. abschaltet.

An ein derartiges Schaltglied, über das auch und ge­ rade im Störungsfall ein sicherer Zugriff zu den Ver­ brauchern gegeben sein soll, sind eine Reihe von An­ forderungen zu stellen. So muß gewährleistet sein, daß das Schaltglied auch tatsächlich und ausschließlich durch die Umsteuerkommandos der Steuerstelle in seine Arbeitsstellung gelangt und nicht etwa durch am Be­ triebsort oder über die Fernsteuerung eingekoppelte periodische Störsignale. Das Schaltglied und die ihm zugeordneten Steuerschaltmittel müssen so konzipiert sein, daß jeder beliebige Bauteildefekt, wenn er über­ haupt Auswirkungen auf den jeweiligen Betriebszustand des Schaltgliedes hat, zur sicheren Seite hin wirkt, d. h. zum Auslösen der vorgegebenen Schaltroutine führt. Das Schaltglied muß ferner nicht nur im Störungsfall beim Ausbleiben der Umsteuersignale in seine Grundstel­ lung gelangen, sondern es muß sich auch in dieser Grund­ stellung verriegeln, damit es bei einem möglicherweise späteren Wiederauftreten der Umsteuersignale nicht ohne weiteres wieder in seine Arbeitsstellung gelangen kann und damit den ordnungsgerechten Betriebszustand der Fernwirkanlage vortäuscht; andererseits muß das Schalt­ glied in diesem Falle aber von der Steuerstelle her ge­ zielt wieder anschaltbar sein.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ein­ richtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 so auszubilden, daß die vorgenannten Forderungen erfüllt sind.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch Anwendung der im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der er­ findungsgemäßen Einrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfindung ist nachstehend unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt in ausschnittsweiser Darstellung den Kommandoempfänger einer Fernwirkanlage mit einem Ausgabe­ register AS, in das die auszuführenden Kommandos einge­ schrieben und zyklisch erneuert werden. Die Kommandos werden im Kommandosender invertiert und müssen deshalb auf der Empfangsseite ebenfalls invertiert werden; dies geschieht durch an die Ausgänge des Ausgaberegisters AS angeschlossene Inverter J 1 und J 3 bis J 6 bzw. in einer Umsetzerbaugruppe UB 1. Durch das Invertieren der Komman­ dos vor ihrer Übermittlung durch die Fernwirkanlage wird erreicht, daß für gleichwertige Meldungen und Kommandos jeweils unterschiedliche Signale übertragen werden. Da­ mit werden stets aktive Rückmeldungen an die Steuerstel­ le erzwungen. Es kann nicht zu Fehlinterpretationen des Meldezustandes "low" kommen, weil dieser dem übertrage­ nen Kommandozustand "high" zugeordnet ist; an den bei­ den Enden der Übertragungsstrecke liegen am Kommando- und am Meldekanal inverse Signale an. Die Ausgangssi­ gnale der an das Ausgaberegister AS angeschlossenen Inverter J 1 und J 3 bis J 6 bzw. der Umsetzerbaugruppe UB 1 sind auf die Steuereingänge vorzugsweise elektronischer Schalter S 1 bis S 6 geführt, über die die Verbraucher einer örtlichen Betriebsstelle aus einer vorzugsweise örtlichen Stromquelle gespeist werden können. Aus Grün­ den der Übersichtlichkeit sind dabei in der Zeichnung die Schaltverbindungen zwischen den gleichartig bezeich­ neten Anschlußklemmen a-a bis d-d der Schalter S 3 bis S 6 und der Inverter J 3 bis J 6 nicht dargestellt worden. Neben den Schaltern S 3 bis S 6 zum Schalten der eigent­ lichen Verbraucher, nämlich der Signallampen LR und LG (Rotlampe, Grünlampe), sind zwei weitere Schalter S 1 und S 2 vorgesehen; über diese Schalter soll das nach der Er­ findung ausgebildete Schaltglied R gesteuert werden. Die beiden Schalter S 1 und S 2 sind so ausgebildet und ange­ ordnet, daß sie bei einem störungsbedingten Durchschla­ gen eines oder aller übrigen Schalter der Anlage durch das gleiche Ereignis nicht ebenfalls durchschlagen.

An das Ausgaberegister AS ist ferner ein weiterer Inver­ ter Jx angeschlossen, über den das erfindungsgemäße Schaltglied zu Prüfzwecken bedarfsweise ansteuerbar ist.

Das erfindungsgemäße Schaltglied besteht aus zwei Ein­ zelrelais RA und RB; in der Zeichnung sind sie in strom­ losem Zustand dargestellt, wobei die ihnen zugeordneten Kontakte die dargestellte Schaltstellung einnehmen. Die Kontakte der beiden Einzelrelais sind durch die für das betreffende Relais gewählte Bezeichnung und eine fort­ laufende Nummer gekennzeichnet.

Das bei den Verbrauchern angeordnete Schaltglied soll durch zyklisch übermittelte, alternierende Umsteuer­ kommandos der Steuerstelle beaufschlagt sein und nur dann die Arbeitsstellung einnehmen, wenn diese Umsteuer­ kommandos sich zyklisch wiederholen. Aus diesem Grunde ist es notwendig, dem Schaltglied eine Umsetzerbaugruppe vorzuschalten, in der die alternierenden Umsteuersignale der Steuerstelle in ein Dauersignal zum Anschalten und Halten des Schaltgliedes umgesetzt werden. Diese Umset­ zerbaugruppe ist in der Zeichnung mit UB 1 bezeichnet; sie besteht aus einem Register RG 1, einem Exklusiv-ODER- Glied EG 1, einem UND-Glied UG 1 sowie einem Zeitschalter ZG. Gespeist wird die Umsetzerbaugruppe UB 1 aus dem Aus­ gaberegister AS des Kommandoempfängers.

Nach jedem vollständigen Empfang eines Kommandotele­ grammes, d. h. also z. B. nach jeweils 40 Bits, bildet ein Zähler ZE 1 im Kommandoempfänger einen Übernahme­ impuls zur Übernahme der durch die Fernwirkanlage über­ mittelten Bitfolge in das Ausgaberegister AS. Gleich­ zeitig wird dabei der Zeitschalter ZG beaufschlagt, der daraufhin an seinem Ausgang für eine bestimmte Zeit­ dauer Ausgangspotential abgibt. Die dem Zeitschalter eingeprägte Schaltzeit ist so bemessen, daß sie min­ destens gleich der zu erwartenden Zykluszeit der Steuer­ kommandos ist. Durch diese Bemessung wird erreicht, daß der Zeitschalter und damit der Schalter S 2 durch die nacheinander eintreffenden Umsteuerkommandos einge­ stellt bleiben. Außerdem wird beim Ausgeben des Über­ nahmeimpulses der Fortschalteingang C des Registers RG 1 angesteuert, das daraufhin das ihm bislang auf seinem Steuereingang D angebotene Signal auf seinen Ausgang schaltet. Bei ordnungsgemäßem Empfang der von der Steu­ erstelle abgesetzten alternierenden Umsteuersignale liegen nach dem zweiten und jedem folgenden Umsteuer­ signal am Ausgang des Registers RG 1 und über das Aus­ gangssignal des Ausgaberegisters AS am Eingang des Re­ gisters RG 1 stets unterschiedliche Signale an. Solange dies so ist, gibt ein an den Ausgang und an den Eingang des Registers RG 1 angeschlossenes Exklusiv-ODER-Glied EG 1 an seinem Ausgang ein Signal für den ordnungsge­ rechten Wechsel im Signalzustand der Umsteuerkommandos ab und schaltet dieses Signal auf den einen Eingang eines UND-Gliedes UG 1. Der andere Eingang dieses UND- Gliedes ist durch das Ausgangssignal des Zeitschalters ZG beaufschlagt.

Das bei ordnungsgemäßem Empfang der alternierenden Um­ steuerkommandos am Ausgang des UND-Gliedes UG 1 abgreif­ bare Signal gelangt auf den einen Eingang eines weite­ ren UND-Gliedes UG 3. Der andere Eingang dieses UND-Glie­ des ist durch das Ausgangssignal eines Exklusiv-ODER- Gliedes EG 2 beaufschlagt, das im laufenden Betrieb der Fernwirkanlage ausgangsseitig Steuerpotential führt. Das Ausgangssignal des UND-Gliedes UG 3 ist über ein ODER-Glied OG auf den Steuereingang des Schalters S 2 im Strompfad des zweiten Einzelrelais RB geführt. Dieser Schalter schließt, solange sein Steuereingang durch das Ausgangssignal des UND-Gliedes UG 3 beaufschlagt ist und speist dabei das zuvor in einer noch zu erläuternden Anschaltphase bereits angeschaltete zweite Einzelrelais RB jeweils für eine durch die Schaltzeit des Zeitschal­ ters ZG bestimmte Zeitspanne aus einer vorzugsweise ört­ lichen Stromquelle. Wird innerhalb der vorgegebenen Zy­ kluszeit ein weiteres Umsteuerkommando empfangen, so bleibt der Schalter S 2 durchgesteuert und damit der Speisestromkreis für das zweite Einzelrelais RB und den Kondensator C 2 geschlossen. Bleiben die Umsteuerkomman­ dos aus, so fällt das zweite Einzelrelais RB nach kur­ zer Zeit ab und unterbricht dabei über seinen Kontakt RB 2 den Haltestromkreis des Einzelrelais RA. Dieses Relais fällt daraufhin ebenfalls ab und öffnet seinen Kontakt RA 1 im Anschaltstromkreis des zweiten Einzel­ relais RB. Dieses Relais kann damit nicht mehr ohne weiteres beim Wiederauftreten der Umsteuerkommandos an­ sprechen.

Das Abfallen des zweiten Einzelrelais RB veranlaßt die vorgesehene Schaltroutine, in der die Kontakte RA 2, RB 3, RA 3 und RB 4 unabhängig vom Schaltzustand der Schalter S 3 und S 4 die Rotlampe LR des Signals anschal­ ten. Alle übrigen Verbraucher werden abgeschaltet. Das Abschalten wird veranlaßt durch die Kontakte RA 4 und RB 5 im Stromkreis der Grünlampe LG des Lichtsignals.

Um das vorstehend angegebene Schaltverhalten zu errei­ chen, muß nach der Lehre der Erfindung das Anschalten des Relais RB davon abhängig gemacht sein, daß zuvor das Relais RA angeschaltet wurde und das Relais RA muß abgeschaltet werden, wenn das Relais RB abfällt. Zu diesem Zweck besitzt das Relais RA eine gesonderte Ansprechwicklung 1 und eine zusätzliche Haltewicklung 2. Im Stromkreis der Ansprechwicklung 1 des Relais RA befindet sich ein Ruhekontakt RB 1 des anzuschaltenden Relais RB. Wenn nun der Schalter S 1 im Strompfad des Relais RA schließt, entlädt sich ein zuvor über einen Widerstand W aufgeladener Kondensator C 1 über die An­ sprechwicklung 1 des Relais RA und erregt damit dieses Relais bis über seinen Ansprechwert. Das Relais RA schließt daraufhin seinen Arbeitskontakt RA 1 im Strom­ kreis des Relais RB und schaltet damit bei durchge­ steuertem Schalter S 2 das Relais RB an. Dieses Relais öffnet seinen Kontakt RB 1 im Stromkreis der Anschalt­ wicklung 1 des Relais RA und schließt gleichzeitig sei­ nen Kontakt RB 2 im Stromkreis der Haltewicklung 2 dieses Relais. Das Relais RA bleibt also angeschaltet, solange der Schalter S 1 durch das vom Inverter J 1 kommende Steu­ erpotential durchgesteuert und der Kontakt RB 2 im Halte­ kreis des Relais geschlossen ist. Solange dies der Fall ist und solange in zeitlich genügend dichter Folge wech­ selnde Binärsignale auf die Umsetzerbaugruppe UB 1 ge­ langen bleiben also die Relais RA und RB nach ihrem An­ schalten für die Dauer der Einbindung der örtlichen Be­ triebsstelle in die Fernwirkanlage erregt und signali­ sieren damit den ordnungsgerechten Betriebszustand der Fernwirkanlage.

Um einen sicheren Zugriff zu den den einzelnen Betriebs­ orten zugeordneten Schaltgliedern zu haben, muß sicher­ gestellt sein, daß diese Schaltglieder auch tatsächlich durch die Umsteuerkommandos in ihre Wirkstellung gelan­ gen und nicht etwa dadurch, daß die zum Betrieb der Um­ setzerbaugruppe UB 1 erforderlichen Umsteuersignale über irgendwelche unkontrollierten Nebenschlüsse in die Um­ setzerbaugruppe eingekoppelt werden. Um diese mögliche Fehlerquelle auszuschließen, ist nach der Erfindung eine Anschaltroutine vorgesehen, die bei der Einbindung der einzelnen örtlichen Betriebsstellen in die Fernwirk­ anlage wirksam wird. Diese Anschaltroutine schreibt ab­ weichend von der im späteren laufenden Betrieb einzuhal­ tenden Alternierungsregel für die Umsteuerkommandos in zwei aufeinanderfolgenden Übertragungszyklen zu Beginn des Fernsteuerbetriebes Kommandos zum Sperren des Schal­ ters S 2 im Strompfad des zweiten Einzelrelais RB vor. Hierdurch wird eine bewußte Abweichung vom späteren Schaltspiel der Umsteuerkommandos erzwungen, in der sich die vorerwähnten Störungen im Rythmus der späteren Um­ steuerkommandos bemerkbar machen würden. Um derartige Störungen feststellen zu können, ist jeder der örtlichen Betriebsstellen eine weitere Umsetzerbaugruppe UB 2 zuge­ ordnet. Diese Umsetzerbaugruppe beinhaltet ein Register RG 2, ein UND-Glied UG 2 und ein Exklusiv-ODER-Glied EG 2. Der Eingang des Registers RG 2 ist mit dem Ausgang des Registers RG 1 verbunden. Bei der angenommenen Anschalt­ routine liegen nach den ersten beiden Übertragungszyk­ len zu Beginn des Fernsteuerbetriebes am Ausgang und am Eingang des Registers RG 1 Signale mit dem binären Signal­ zustand "high" entsprechend dem invertierten Kommando "Schalter sperren = low" an. Das Exklusiv-ODER-Glied EG 1 sperrt die Ausgabe von Steuerpotential zum Durchschalten der UND-Glieder UG 1 und UG 3; der Schalter S 2 bleibt of­ fen. Nach dem folgenden Umsteuerzyklus, in dem das für das Schaltglied bestimmte Kommando ein Durchsteuern des zugehörigen Schalters S 2 vorschreibt, liegen am Ausgang und am Eingang des Registers RG 1 unterschiedliche Signa­ le an, so daß das Exklusiv-ODER-Glied EG 1 das nachge­ schaltete UND-Glied UG 1 durchzusteuern vermag. Gleich­ zeitig liegen am Ausgang und am Eingang des Registers RG 2 nunmehr Signale mit dem binären Schaltzustand "high" an. Diese Signale steuern ein nachgeschaltetes UND-Glied UG 2 durch, dessen Ausgang auf den Eingang des Exklusiv- ODER-Gliedes EG 2 geschaltet ist. Der zweite Eingang dieses Exklusiv-ODER-Gliedes ist auf eine Meldeeinrich­ tung für die Kennzeichnung des Betriebszustandes des Schaltgliedes geführt. Solange das Schaltglied noch nicht angeschaltet ist befinden sich seine zugeordneten Schaltkontakte RA 5 und RB 6 in der dargestellten Schalt­ stellung. In dieser Schaltstellung gelangt Steuerpoten­ tial über eine zum Rückmelden des Schaltzustandes an die Steuerstelle verwendete Leuchtdiode LD auf einen Inverter JR, der an seinem Ausgang das zum Durchsteuern des Exklusiv-ODER-Gliedes EG 2 erforderliche "low"-Poten­ tial abgibt. Das UND-Glied UG 3 wird damit auf seinen beiden Eingängen beaufschlagt und steuert daraufhin den Schalter S 2 im Strompfad des zweiten Einzelrelais RB durch. Dieses Relais kann anziehen, weil zuvor zu Beginn der Anschaltroutine durch ein entsprechendes, laufend erneutertes Schaltkommando der Schalter S 1 geschlossen und damit das Relais RA angeschaltet worden war. Dieses Relais RA wird während der Dauer der Anschaltroutine durch den über seine Ansprechwicklung 1 und den Wider­ stand W fließenden Strom gehalten bis das zweite Einzel­ relais RB anspricht und seine Haltewicklung 2 abschal­ tet.

Würde das zweite Einzelrelais RB im Verlauf der Anschalt­ routine zur Unzeit anziehen, so würden u. a. die Kontakte RA 5 und RB 6 im Stromkreis der Leuchtdiode LD schließen und damit für die Abgabe einer entsprechenden Zustands­ meldung an die Steuerstelle sorgen. Die Steuerstelle ist dann in der Lage, das Schaltglied durch Öffnen der Schal­ ter S 1 und S 2 stromlos zu schalten und damit die vorge­ gebene Schaltroutine zur Ausführung kommen zu lassen.

Die vorstehend beschriebene Erfindung zur signaltech­ nisch sicheren Steuerung eines Schaltgliedes ist über­ all dort vorteilhaft anwendbar, wo es darum geht, von einer Steuerstelle aus auch im Störungsfall auf örtlich entfernte Verbraucher einzuwirken und diese Verbraucher in vorgegebener Weise zu behandeln. So ist es z. B. mög­ lich, bei Ausfall einer Fernwirkanlage, also dann, wenn normalerweise kein Einfluß auf das weitere Betriebsge­ schehen mehr möglich ist, einen an entfernter Stelle ablaufenden Prozeß zu unterbrechen oder in vorgegebener Weise so abzuschließen, daß von diesem Prozeß keine Ge­ fährdung ausgehen können. Ebenso ist es aber auch mög­ lich, im Störungsfall entweder automatisch oder gezielt bestimmte Prozesse erst einzuleiten, beispielsweise be­ stimmte, im Regelbetrieb nicht wirksame Verbraucher an­ zuschalten, die ihrerseits bestimmte Reaktionen auslö­ sen.

Claims (5)

1. Einrichtung zur signaltechnisch sicheren Steue­ rung eines Schaltgliedes unter Verwendung einer Fern­ wirkanlage, über die das Schaltglied durch von Über­ tragungszyklus zu Übertragungszyklus wechselnde Um­ steuerkommandos beaufschlagbar ist, wobei das Ausblei­ ben der Umsteuerkommandos über die vorgegebene Zyklus­ zeit hinaus das Auslösen einer vorgegebenen Schalt­ routine des Schaltgliedes veranlaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltglied (R) aus zwei Einzelrelais (RA, RB) gebildet ist, von denen das erste (RA) über einen zugeordneten Schalter (S 1) durch gleichbleibende Steuerkommandos in aufeinander­ folgenden Übertragungszyklen anschaltbar ist und von denen das zweite Einzelrelais (RB) über einen durch die zyklischen Umsteuerkommandos durchsteuerbaren Schalter (S 2) sowie einen Arbeitskontakt (RA 1) des ersten Einzel­ relais (RA) anschaltbar ist, daß das erste Einzelre­ lais (RA) eine gesonderte Ansprech- und eine Halt­ wicklung (1 bzw. 2) aufweist, von denen die Ansprech­ wicklung (1) über einen Ruhekontakt (RB 1) des zweiten Relais (RB) an eine sich beim Schließen des zugehöri­ gen Schalters (S 1) kurzzeitig über die Ansprechwick­ lung (1) entladende Hilfsstromquelle (C 1) angeschlossen ist und von denen die Haltewicklung (2) bei durchge­ steuertem Schalter (S 1) über einen Arbeitskontakt (RB 2) des zweiten Relais (RB) und den mit der Wicklung des zweiten Relais (RB) in Reihe liegenden Arbeitskontakt (RA 1) des ersten Relais an Spannung schaltbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß an jedem Betriebsort ein von den Umsteuerkommandos beaufschlagbares Register (RG 1) vorgesehen ist, an dessen ein das je­ weils vorletzte Umsteuerkommando kennzeichnendes Po­ tential und an dessen Eingang von einem Ausgabere­ gister (AS) des Kommandoempfängers her ein das jeweils letzte Umsteuerkommando kennzeichnendes Potential ab­ greifbar ist, daß der Aus- und Eingang des Registers (RG 1) auf die Eingänge eines Exklusiv-ODER-Gliedes (EG 1) geschaltet sind und daß der Ausgang des Exklu­ siv-ODER-Gliedes (EG 1) über ein von einem Zeitschal­ ter (ZG) bei jedem Umsteuerkommando jeweils für eine vorgebbare Dauer durchsteuerbares UND-Glied (UG 1) zum Durchsteuern eines Schalters (S 2) im Strompfad des zweiten Einzelrelais (RB) geführt ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die abzusetzenden und die empfangenen Daten an der Steuerstelle und an den Betriebsorten im Kommandokanal der Fernwirkanlage invertiert werden.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die dem Zeitschalter (ZG) eingeprägte Schaltzeit mindestens gleich der zu erwar­ tenden Zykluszeit der Umsteuerkommandos ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß für die Inbetriebnahme der örtlichen Verbraucher eine Anschaltroutine vorge­ sehen ist, die abweichend von der im laufenden Be­ trieb einzuhaltenden Alternierungsregel für die Um­ steuerkommandos in zwei aufeinanderfolgenden Übertra­ gungszyklen Kommandos zum Sperren des Schalters (S 2) im Strompfad des zweiten Einzelrelais (RB) vorschreibt, daß der Ausgang des Registers (RG 1) auf den einen Ein­ gang eines weiteren, dem ersten Register entsprechen­ den Registers (RG 2) geschaltet ist, das ausgangs- und eingangsseitig mit den Eingängen eines UND-Gliedes (UG 2) verbunden ist, daß der Ausgang des UND-Gliedes (UG 2) an den einen Eingang eines Exklusiv-ODER-Gliedes (EG 2) angeschlossen ist, dessen anderer Eingang bei angeschal­ tetem Schaltglied (über RA 5, RB 6) auf Steuerpotential liegt, daß der Ausgang des Exklusiv-ODER-Gliedes (EG 2) auf den einen Eingang eines UND-Gliedes (UG 3) geführt ist, dessen anderer Eingang an den Ausgang des bei alternierenden Umsteuerkommandos durchsteuerbaren UND-Gliedes (UG 1) angeschlossen ist und daß der Aus­ gang des UND-Gliedes (UG 3) auf den Steuereingang des Schalters (S 2) im Strompfad des zweiten Einzelrelais (RB) geführt ist.