DE3150313C2 - Anordnung zur Ermittlung und Rückmeldung der Stellung einer Reihe von Schaltern und zur Überwachung der Verbindungsleitung - Google Patents

Abstract

An eine Abfrageeinrichtung (3) sind eine Reihe von Meldegeräten (1) angeschlossen, die je einem zu überwachenden Schalter (S) zugeordnet sind. Jedes Meldegerät ist mit einer Adresse versehen und gibt nach Anwahl durch die Abfrageeinrichtung zur Kennzeichnung der Stellung des zugehörigen Schalters Gleichstromimpulse unterschiedlicher Breite ab. Die Meldegeräte sind in Parallelschaltung über eine zweiadrige Leitung (2), die sowohl der Stromversorgung der Meldegeräte als auch zur Übertragung der Informationssignale dient, mit der Abfrageeinrichtung verbunden. Die Anzahl der von der Abfrageeinrichtung abgegebenen Abfrageimpulse entspricht der höchsten Adresse. Jedes Meldegerät ist mit einer aufladbaren Stromversorgung versehen, die über die Verbindungsleitung gespeist wird, und schaltet sich nach Empfang jedes Abfrageimpulses lastmäßig von der Leitung ab.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung der im Oberbegriff beschriebenen Art.

In einer solchen bekannten Anordnung sind die Meldegeräte über eine Leitung mit drei Adern, von denen eine zur Übertragung von Steuer- und Informationssignalen dient, an die Abfrageeinrichtung angeschlossen und werden nachdem Zeitmultiplex-Verfahren in der Weise abgefragt, daß von der Abfrageeinrichtung ein Startimpuls an das erste Melaegerät ausgegeben wird, dai seinerseits nach Ablauf einer Reaktionszeit mit einem die Stellung des zu überwachenden Schalten kennzeichnenden Stromimpuls antwortet. Das Ende des ersten Stromimpulses wirkt als Stmimpuls auf das nächste Meldegerät usw., bis schließlich ein die Reihe der Me'degeräte abschließendes Endglied angesteuert wird. Die Meldegeräte müssen also der Reihe nach fortlaufend adressiert sein. An die Abfrageeinrichtung können maximal 96 Meldegeräte und das Endglied angeschlossen werden und die zu überwachenden Schalter müssen als Wechsler ausgeführt sein. Alle Meldegeräte werden von einer an die Abfrageeinrichtung angeschlossenen Stromversorgung ferngespeist.

Aus der DE-OS 28 36 760 ist auch bereits ein elektrisches Alarmanlagen-System bekannt, bei dem ebenfalls eine Reihe von Meldegeräten hintereinandergeschaltet über eine Zweidrahtschleife mit einer Zentrale verbunden ist. Diese Meldegeräte sind aber nicht über entsprechende individuelle Adressen von der Zentrale einzeln ansteuerbar, sondern sie beinhalten Schaltmittel, die bewirken, daß in einer Folgeschaltung immer der in der Zweidrahtschleife folgende Geber in die Schleife eingeschaltet wird. Dies hat den Nachteil, daß bei einer Störung eines Gebers der nächstfolgende nicht mehr eingeschaltet wird und demzufolge der Gesamtzustand der Anlage in der Zentrale nicht mehr erkannt werden kann. Vielmehr muß zunächst die Störung des einen Gebers beseitigt werden, um die nachfolgenden wieder in Funktion zu setzen. Auch ist es mit einer solchen Anlage nicht möglich, etwa zeitweise nicht benutzte und daher auch nicht zu überwachende Anlagenteile zentral gesteuert aus der Überwachung herauszunehmen. Dieses unflexible System ist daher nur für fest installierte Anlagen, etwa für die Brandüberwachung von Gebäuden, brauchbar. Für die Überwachung beispielsweise von Schaltanlagen ist diese bekannte Einrichtung zu unflexibel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufwand an Leitungen für die Übertragung der Steuer- und Rückmeldesignale zu verringern und eine Anwahl der Meldegeräte auch dann zu ermöglichen, wenn die MeI-degeräte nicht fortlaufend numeriert, sondern Nummern übersprungen sind.

Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung der gattungsgernäßen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Mit dieser Anordnung ist es möglich, die einzelnen Meldegeräte in aufsteigender Folge durch von einer zentralen Abfrageeinrichtung ausgegebene Meldegeräteadressen die einzelnen Meldegeräte nacheinander anzuwählen, und zwar auch dann, wenn einzelne Meldegeräte oder Gruppen von Meldegeräten aus der Überwachungskette herausgenommen worden sind. Darüber hinaus bewirkt eine Störung einzelner Meldegeräte nicht den Ausfall des gesamten nachfolgenden Überwachungskreises.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung der Anordnung, F i g. 2 ein Blockschaltbild der Meldegeräte, F i g. 3 ein Blockschaltbild der Abfrageeinrichtung, F i g. 4 den Signalverlauf auf der Leitung.

ί,. Wie aus dem in F i g. 1 dargestellten Übersichtsschak-

■,! bild hervorgeht, ist eine der Anzahl der zu überwachen-ν'ΐ den Schalter S.l bis S.n entsprechende Anzahl von MeI- <; degcräten 1.1 bis X Ji vorgesehen, die durch eine zweiadfii rige Leitung 2 in Parallelschaltung an eine Abfrageeinrichtung 3 angeschlossen sind.

'·':■ Fig. 2 zeigt als Blockschaltbild den Aufbau der als

:■* Logikschaltungen ausgeführten Meldegeräte, die ent- < sprechend ihrer Zuordnung zu den Schaltern S.\ bis S.n tf^: mit 1.1 bis 1-/7 bezeichnet sind. Ein Eingangsbaustein 4, §'* der einen Empfänger für die von der Abfrageeinrich- ^;" tung 3 ausgegebenen Signale, einen Sender für die " Rückmeldestgnale der Logikschaltungen und eine aufladbare Stromversorgung enthält, ist an die Leitung 2 ψ über einen Gleichrichter angeschlossen und leitet die ρ empfangenen Signale an einen 8-bit-Adreßzähler 5. In ti einem Vergleicher 6 wird der Stand des Adreßzählers so laufend mit der an einem 8-bit-Zahleneinsteller 7 eingej!-< stellten, die jeweilige Logikschaltung kennzeichnenden £} Adresse verglichen. An den Vergleicher hi ein Steuerwerk 8 angeschlossen, das mit einem quarzgesteuerten Taktgeber 9, einem Anzeigegerät 10, einem die Stellung des Schalters 5erfassenden und an das Steuerwerk mel- ^; denden Geber 11, einem Betriebsarteneinsteller 12 und

dem Eingangsbaustein 4 verbunden ist. Der Geber 11 ist zur Stromversorgung zusätzlich an den Eingangsbaustein angeschlossen.

In Fig. 3 ist die Abfrageeinrichtung 3 mit den zum Verständnis des Anmeldungsgegenstandes wesentlichen Bauteilen dargestellt. Ein an einen Taktgeber 13 ' angeschlossener Mikroprozessor 14 ist mit einem Dekoder 15 verbunden, der über ein galvanisches Trennglied 16 und einen Treiber 17. der eine Spannungsquelle zur Versorgung der Leitung 2 und der Logikschaltungen enthält, die Abfragesignale in Gestalt von Spannungsimpulsen auf die Leitung 2 gibt und über einen Empfangsbaustein 18 und ein weiteres galvanisches Trennglied 19 die von den Gebern 11 der Logikschaltungen 1 abgegebenen Stromimpulse empfängt. Über ein drittes galvanisches Trennglied 20 ist eine Einrichtung 21 zur Überwachung der Leitung 2 auf Kurzschluß und Unterbrechung mit dem Dekoder 15 verbunden. Als galvanische Trennglieder sind beispielsweise Optokoppler eingesetzt. Mit Hilfe eines Bedienungs- und Anzeigegerätes 22 wird über den Dekoder dem Mikroprozessor 14 die Anzahl der jeweils angeschlossenen Logikschaltungen vorgegeben und beispielsweise vorgewählt, welcher Schalter auf seine Schaltstellung überprüft und angezeigt werden soii oder welche Schalter geschlossen oder geöffnet sind.

Wie bereits dargelegt, erhalten alle Logikschaltungen ihre Versorgungsspannung, beispielsweise 12 V Gleichspannung, über die Leitung 2. Durch Herabsetzung der Spannung auf einen vorgegebenen Betrag wahrend vorgegebener, unterschiedlicher Zeiten gibt die Abfrageeinrichtung 3 Spannungsimpulse unterschiedlicher Breite auf die Leitung 2.

Der Signalverlauf für die auf eine Logikschaltung entfallende, beispielsweise 1000 μ5 betragende Dauer eines Abfrage- und Rückmeldezyklus ist in Fig.4 dargestellt. Ein in der Abfragephase 1 abgegebener schmaler Impuls 23 mit einer Dauer von beispielsweise 80 bis 120 μβ wird von dem Eingangsbaustein aller Logikschaltungen als Zählimpuis an den Adreßzähler 5 weitergeleitet und von diesem als Zählimpuls verarbeitet. Ein breiter, beispielsweise 140 bis 220 ns langer Impuls 24 wird von den Eingangsbausteinen aller l.ogikschaltungen ebenfalls yls Zählimpuis gewertet, löst aber zusätzlich in der jeweils angewählten Logikschaltung eine Anzeige durch das Anzeigegerät 10 aus, beispielsweise eine Anzeige der Stellung des Schalters S. Ein Abfrageimpuls 25 von beispielsweise längerer Dauer als 240 μ5 wird von den Eingang'ibausteinen der Logikschaltungen als Rücksetzimpuls an den Adreßzähler weitergeleitet. Die Anzahl der insgesamt von der Abfrageeinrichtung während eines Überwachungszyklus abgegebenen Impulse entspricht der eingestellten höchsten Adresse der ιοί ο gikschaltungen, so daß die Lcgikschaltungen einzeln der Reihe nach angewählt werden, auch wenn sie nicht mit fortlaufender Nummer adressiert sind. Stellt der Vergleicher 6 einer der mittels eines breiten Spannungsimpulses angewählten Logikschaltungen fest, daß der Zäh-

lerstand des Adreßzählers 5 mit der am Zahieneinsteller 7 festgelegten Nummer übereinstimmt (Phase II), dann fragt das Steuerwerk 8 den Geber 11 ab.

Ist der Schalter 5 geschlossen, liefert der Geber einen Stromimpuls 26 mit einer zeitlichen Länge von bei-

spielsweise 120 μ5 auf Veranlassung des Steuerwerks über den Sender des Eingangsbausteins an die Abfrageeinrichtung. Ist der Schalter S geöffnet, liefert der Geber beispielsweise einer. Stromimpuls von der doppelten Breite des den geschlossenen Schalter kennzeichnenden Impulses (Meldephase III). Die Amplitude der Stromimpulse beträgt beispielsweise 10 mA. Mit Hilfe des Betrieb->artenschalters 12 kann die Zuordnung der Impulse zu den Schalterstellungen vertauscht und ein Alternativbetrieb eingestellt werden, in dem beispielsweise die Schalterstellung »geschlossen« durch ein aus einem kurzen und einem breiten Stromimpuls zusammengesetztes Signal und die Schalterstellung »offen« durch ein aus zwei kurzen Stromimpulsen zusammengesetztes Signal dargestellt wird. Diese die jeweilige Schalterstellung kennzeichnenden Stromimpulse bzw. Signale überträgt das Steuerwerk auf den Sender des Eingangsbausteins. Die Logikschaltungen schalten sich nach Empfang eines schmalen oder breiten Impulses 23 oder 24 über das Steuerwerk und den Eingangsbiuslein von der Leitung 2 ab. Während der Meldephase 111 hält die aufladbare Stromversorgung den Betrieb innerhalb der Logikschaltung für die Abgabe der Rückmeldesignale aufrecht.

Eine vom Steuerwerk der Logikschaltungen eingeleitete Aufladephase IV bewirkt daß der Eingangsbaustein die Logikschaltungen zur Aufladung der internen Stromversorgung an die Leitung 2 anschließt.

Mit dieser Anordnung kann die Schalterstellung von maximal 255 Schaltern, die z. B. zur Überwachung einer

so Förderbandanlage eingesetzt sind, ermittelt und angezeigt werden.

Als Anzeigegerät 10 ist vorteilhafterweise ein Flüssigkristallfenster eingesetzt, das beispielsweise die geschlossene Stellung des Schalters S durcn den Zustand

ν* »lichtdurchlässig« und die offene Stellung des Schalters durch den Zustand »lichtundurchlässig« anzeigt.

Durch einen von der Abfrageeinrichtung ausgegebenen breiten Impuls 24 kann an dem Anzeigegerät anstelle einer Anzeige der Stellung des Schalters S direkt

bo der Zustand »lichtdurchlässig« oder »lichtundurchlässig« ausgelöst werden. Dadurch kann mittels eines dem Fiüssigkristallfenster zugeordneten optoelektrischen Abfragegerätes 27 eine von der Abfrageeinrichtung ausgegebene Information beispielsweise in einen Befehl

b5 zur Betätigung eines Schaltgerätes 28 übersetzt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

IO Patentansprüche:

1. Anordnung zur Ermittlung und Rückmeldung der Stellung einer Reihe von Schaltern und zur Überwachung der Verbindungsleitung zwischen einereinen Mikroprozessor und ein Anzeigegerät enthaltenden Abfrageeinrichtung und je einem den zu überwachenden Schaltern zugeordneten, mit einer Adresse versehenen Meldegerät. das nach Anwahl an die Abfrageeinrichtung die jeweilige Stellung des zugehörigen Schalters kennzeichnende Gleichstromimpulse unterschiedlicher Breite abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Meldegeräte (1.1 bis i.n) in Parallelschaltung über eine zweiadrige Leitung (2) mit der Abfrageeinrichtung (3) verbunden sind, die in zyklischer Folge eine der höchsten Ziffer der Meldegeräteadressen entsprechende Anzahl von Spannungsimpulsen an die Meldegeräte sendet, daß jedes der Meldegeräte (1) einen die Spannungsimpulse zählenden Adreßzähler (5), einen Zahleneinsteller (7) und einen den Zählerstand des Adreßzählers mit der im Zahleneinsteller eingestellten Adreßziffer vergleichenden Baustein (6) mit nachgeschaltelem Steuerwerk (8) enthält, das mit dem Eingangsbaustein und einem die Schaltstellung des Schalters (S) erfassenden Geber (11) verbunden ist, und daß die Meldegeräte mit je einem eine über die Verbindungsleitung aufladbare Stromversorgung enthaltenden Eingangsbaustein (4) ausgestattet sind, der das Meldegerät nach Empfang jedes Spannungsimpulses lastmäßig von der Leitung trennt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abfrageeinrichtung (3) ein die Stromversorgung enthaltender Treiber (17), eine Einrichtung (18) zum Empfang der von den Meldegeräten (I) abgegebenen Stromimpulse und eine Einrichtung (21) zur Überwtchung der Leitung (2) auf Kurzschluß und Unterbrechung angeordnet sind, die an der Leitung und über je ein galvanisches Trennglied (16, 19, 20) und einen Dekoder (15) an dem Mikroprozessor(14) angeschlossen sind.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Dekoder (15) eine Bedienungs- und Anzeigevorrichtung (22) angeschlossen ist, mit der die Anzahl der vorgesehenen Meldegeräte (1) vorgebbar und die an den Meldegeräten eingestellte Adresse feststellbar ist und auf der die Adresse der jeweils angewählten Meldegeräte und die Schaitstellung des zugehörigen Schalters (^darstellbar sind.

4. Anordnung nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß die Meldegeräte (1) je ein an das Steuerwerk (8) angeschlossenes Anzeigegerät (10) enthält.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Anzeigegerät (10) ein Flüssigkristallfenster in jedes der Meldegeräte (1) eingebaut ist.

6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein optoelektronisches Abfragegerät (27) an das Anzeigegerät (10) gekoppelt ist.