Die Erfindung betrifft eine Überwachungsanlage gemaß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Überwachungsanlage ist in der DE-OS 26 38 529 beschrieben. Bei ihr ist eine Mehrzahl aktiver
Meldeeinheiten ebenso wie eine Zentraleinheit an eine Signalschiene angeschlossen, wobei die Meldeeinheiten
in beliebiger Reihenfolge von der Zentraleinheit her angesteuert und abgefragt werden können. Hierzu wird
von der Zentraleinheit auf die Signalschiene jeweils ein aus mehreren Bits bestehendes Adreßsignal gelegt,
durch welches die gewünschte der Meldeeinheiten aktiviert wird. Hierzu enthalten die Meldeeinheiten jeweiL
einen Festwertspeicher für die ihnen zugeordnete Adresse sowie einen Komparator, welcher das auf der
Signalschiene anstehende Adreßsignal mit dem in der Meldeeinheit voreingestellten Adreßsignal vergleicht
und die Meldeeinheit bei Übereinstimmung dieser Signale aktiviert. Die aktivierte Meldeeinheit gibt dann
auf die Signalschiene ein digitales Meldesignal ab, welches den Zustand der Meldeeinheit zugeordneter Fühler
erkennen läßt, zum Beispiel eines Rauchfühlers.
Bei dieser bekannten Überwachungsanlage ist vorteilhaft, daß die verschiedenen Meldeeinheiten in beliebiger
räumlicher Anordnung an die Signalschiene angeschlossen werden können; die Anlage läßt sich so beliebig
erweitern. Allerdings benötigt die Adressierung einer betrachteten Meldeeinheit verhältnismäßig viel
Zeit, da die Zentraleinheit auf der Signalschiene jeweils sämtliche Bits des Adressiersignals bereitstellen muß.
In der DE-OS 28 36 760 ist ferner eine Überwachungsanlage
beschrieben, bei welcher ebenfalls mehrere aktive Meldeeinheiten an eine Signalschiene angeschlossen
sind und nacheinander digitale Meldesignale an eine Zentraleinheit abgeben. Bei dieser Überwachungsanlage
ist die Zentraleinheit zunächst mit einer ersten Meldeeinheit verbunden, während die Signa'-schiene
zwischen dieser ersten Meldeeinheit und der nachfolgenden Meldeeinheit zunächst unterbrochen ist.
Erst nach Überstellung ihres Meldesignals an die Zentraleinheit schließt die erste Meldeeinheit die Signalschiene
zur zweiten Meldeeinheit. Hat diese ihr Meldesignal an die Zentraleinheit abgegeben, wird dort die
Signalschiene zur dritten Meldeeinheit geschlossen usw. Damit ist zwar ein insgesamt rascheres Abfragen der
verschiedenen Meldeeinheiten möglich, die Abfrage muß aber der räumlichen Anordnung der Meldeeinheiten
längs der Signalschiene folgen. Die einzelnen aktiven Meldeeinheiten sind nicht unabhängig adressierbar,
so daß man zum Beispiel innerhalb eines langen Gesamtabfragezyklus nicht eine besonders kritische Meldeeinheit
mehrmals abfragen kann. Auch ist die Erweiterung einer derartigen Überwachungsanlage mit erheblichem
baulichem Aufwand verbunden. Arbeitel schließlich der in einer aktiven Meldeeinheit die Verbindung
zur nächsten Meldeeinheit herstellende Schalter fehlerhaft, so kann von all den nachfolgenden Meldeeinheiten
kein Meldesignal erhalten werden.
Durch die vorliegende Erfindung soll eine Überwachungsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1
so weitergebildet werden, daß die Adressierungszeit verkürzt wird, trotzdem aber jede der Meldeeinheiten
gezielt angesprochen werden kann.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Überwachungsanlage gemäß Anspruch 1.
Bei der erfindungsgemäßen Überwachungsanlage sind die Adressiersignale und die Meldesignale seitlich
ineinander verschachtelt Die Meldeeinheiten sind alle
mit den von der Adressierschaltung fortlaufend erzeugten Impulsen beaufschlagt, wobei sich die Adresse einer
betrachteten angewählten Meldeeinheit aus der Anzahl
der insgesamt gesendeten Impulse ergibt Somit kann ein einziger von der Adressierschaltung zusätzlich auf
die Signalschiene gegebener Impuls die Weiterschaltung von einer Meideeinheit auf die nächste Meldeeinheit
bewerkstelligen, es braucht keine vollständige Adresse auf die Signalschiene gelegt zu werden. Durch
zeitliches Dehnen eines Impulses oder einer Impulslükke erhält man eine Meßzeit, innerhalb welcher die jeweils
adressierte Meldeeinheit den in der Meßzeit auf der Signalschiene stehenden Signalpegel gemäß dem zu
übertragenden Meldesignal moduliert. Bei dieser Übermittlung der Meldesignale erhält man deshalb keine
Rückwirkung auf die Adressierung der Meldeeinheiten, weil der Amplitudenhub bei der Meldesignalübermittlung
verglichen mit dem Amplitudenhub bei der Adressierung klein ist.
Durch diese zeitliche Ineinanderschachtelung von Adressiersignalen und Meldesignalen erhält man insgesamt
eine sehr kleine Adressierzeit bei weiterhin freier Adressierbarkeit der einzelnen Meldeeinheiten in beliebiger
Reihenfolge.
Nach dem gleichen Prinzip (Verschachtelung von Adressiersignalen mit großem Amplitudenhub und Signalen
mit kleinem Amplitudenhub) können von der Zentraleinheit auch Befehle an die einzelnen Meldeeinheiten
abgegeben werden, welche in diesen vorgegebene Funktionsabläufe anstoßen, zum Beispiel das Prüfen
eines Fühlers. Derartige Fühler können zum Beispiel Ionensonden, photoelektrische Meßgeräte, alarmauslösende
Schalter usw. sein.
Bei der erfindungsgemäßen Überwachungsanlage bleibt dann, wenn eine der Meldeeinheiten fehlerhaft
arbeitet, das Arbeiten der anderen Meldeeinheiten unbeeinflußt.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 ist es möglich, unterschiedliche Meldungen von
einer Meldeeinheit zur Zentraleinheit bei gleichem Amplitudenhub der Meldesignale zu übertragen.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 wird erreicht, daß die einzelnen Meldeeinheiten
ke'ne eigene Stromversorgung aufzuweisen brauchen.
Bei einer Überwachungsanlage gemäß Anspruch 4 erhält man einerseits dann, wenn der steuerbare Schalter
der Meldeeinheit fehlerhaft arbeitet, eine entspre-
chende Rückmeldung an die Zentraleinheit; andererseits bleiben auch in diesem Fall die Meldesignale der
übrigen angeschlossenen Meldeeinheiten auswertbar. Die Zentraleinheit kann somit über einen Kurzschluß in
einer der Meldeeinheiten »hinweglesen«.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 6 ist im Hinblick auf eine feine Auflösung der Phasenlage
der Signalflanken in den Meldesignalen von Vorteil. Dies erhöht einerseits die Arbeitssicherheit, eröffnet andererseits
die Übermittlung einer größeren Anzahl unterschiedlicher Meßsignale bei insgesamt kleiner Meßzeit.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 8 ist im Hinblick auf das Justieren der einzelnen Meldeeinheiten,
welche in der Praxis weit von der Zentraleinheit entfernt sein können, von Vorteil. Die Einstellung
der Empfindlichkeit läßt sich vollständig am Ort der Meideeinheit durchführen.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 9 lassen sich Langzeit-Änderungen in den Meldeeinheiten
automatisch berücksichtigen.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 10
ist im Hinblick auf das Erkennen fehlerhaften Arbeitens einer der Meldeeinheiten von Vorteil.
Bei einer Überwachungsanlage gemäß Anspruch 12 kann durch Strecken eines Adressierimpulses eine aktive
Funktion einer Meldeeinheit angefordert werden, ohne daß eine Rückwirkung auf die Adressierung der
Meldeeinheiten erfolgt.
Nachstehend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt
F i g. 1 ein Blockschaltbild einer Überwachungsanlage mit mehreren einzeln adressierbaren aktiven Meldeeinheiten,
F i g. 2 das Schaltbild eines Teils der Zentraleinheit der Überwachungsanlage nach F i g. 1 sowie einer der
Meldeeinheiten,
Fi g. 3 und 4 den zeitlichen Verlauf von Signalen auf
der Signalschiene der Überwachungsanlage nach Fig. 1,
F i g. 5A. 5B und 5C vergrößerte Ausschnitte aus den Fig. 3 und 4,
Fig. 6 ein detaillierteres Blockschaltbild einer aktiven
Meldeeinheit,
F i g. 7 das Schaltbild eines praktischen Ausführungsbeispiels für eine aktive Meldeeinheit,
F i g. 8 das Blockschaltbild eines integrierten Schaltkreises der aktiven Meldeeinheit nach F i g. 7,
Fig.9, 10 und 11 graphische Darstellungen, anhand
derer die Auswertung der von den Meldeeinheiten zur Zentraleinheit übertragenen Meldesignale erläutert
wird,
Fig. 12 das Schaltbild einer Meldesignal-Auswerteschaltung
der Zentraleinheit und
Fig. 13 bis 15 graphische Darstellungen, anhand derer
der Informationsaustausch zwischen Meldeeinheiten und Zentraleinheit erläutert wird.
Bei der in F i g. 1 gezeigten Überwachungsanlage sind mehrere aktive Meldeeinheiten 25 mit einer Zentraleinheit
26 über eine Signalschiene verbunden, welche zwei Leiter 27, 28 aufweist. Derartige aktive Meldeeinheiten
werden auch als »Transponder« (iransmitter/responder) bezeichnet Sie können von der Zentraleinheit 26 in
beliebiger Reihenfolge adressiert werden und erkennen nicht nur ihre Adressen, sondern auch weitere Daten,
die von der Zentraleinheit her auf der Signalschiene bereitgestellt werden, z. B. Befehle für die Eigensteuerung
der Meldeeinheit bzw. die Steuerung verschiedener, der Meldeeinheit zugeordneter Vorrichtungen. Außerdem
übertragen die Meldeeinheiten Daten, z. B. Fühlersignale und ein Antwort-Identifizierungssignal an
die Zentraleinheit zurück. Die Meldeeinheit 25 und die Zentraleinheit 26 bilden somit eine Zweirichtungs-Datenaustauschanlage.
Die Leiter 27,28 sowie weitere Leiterpaare 31, 32 und 33, 34, die von den Leitern 27, 28
abzweigen, haben keinen Leitungsabschluß. Man erkennt, daß derartige Zweigleitungen ohne Rücksicht auf
ίο die räumliche Anordnung der Meldeeinheiten oder die
Reihenfolge ihrer Adressierung vorgesehen werden können.
Fig. 2 zeigt den wesentlichen Teil der an die Leiter
27, 28 angeschlossenen Zentraleinheit 26 sowie einer der aktiven Meldeeinheiten 25. Die Zentraleinheit 26
arbeitet mit einer Gleichspannung V, die zwischen Leitern 35 und 36 anliegt. Der Leiter 35 ist über einen
Widerstand R\ an einen Leiter 37 angeschlossen, der über eine Verbindungsschraube 38 mit dem Leiter 27
verbunden ist. Der Leiter 36 ist über eine Schraube 40 mit dem Leiter 28 verbunden. Ein Schalter Si ist parallel
zum Widerstand R\ gelegt. Die Leiter 37 und 36 sind durch einen Widerstand Ri verbunden, welcher zusammen
mit der Parallelschaltung aus dem Widerstand /?i
und dem Schalter S\ einen Spannungsteiler bildet. An dessen Mittenabgriff ist eine Meßleitung 41 angeschlossen.
Die Meldeeinheit 25 enthält einen Widerstand R^ der
an den Leiter 27 angeschlossen ist. Seine zweite Klemme
ist über einen weiteren Schalter S2 an den Leiter 28 angeschlossen. Beim hier betrachteten Ausführungsbeispiel
haben die Widerstände Äi, /?2 und Rz den gleichen
Wert. Ein Befehlskreis 42 steuert das öffnen und Schließen des Schalters S\. Ähnlich enthält die Meldeeinheit
25 in F i g. 2 nicht näher gezeigte Schaltkreise zum Steuern des Schalters S2.
Die Informationsübertragung zwischen den Meldeeinheiten
und der Zentraleinheit erfolgt durch öffnen und Schließen der Schalter Si und 52. Durch Schließen
des Schalters Si wird der Leiter 27 jeweils auf die volle
Versorgungsspannung Khochgezogen, und der entsprechende Impuls gelangt über die Leiter 27, 28 an alle
Meldeeinheiten 25. Sowohl die Schließdauer des Schalters Si als auch die Anzahl der Öffnungs- und Schließspiele
dieses Schalters wird in den einzelnen Meldeeinheiten überwacht, wie nachstehend noch genauer beschrieben
werden wird.
Haben die Widerstände /?i, R2 und R^ den gleichen
Wert und sind die Schalter Si und S2 von F i g. 2 beide
geöffnet, so ist die Spannung auf der Meßleitung 41 gleich der halben Versorgungsspannung V. Umgekehrt
gilt: Liegt auf der Meßleitung 41 die Spannung V/2. so ist der Schalter Si offen. In dieser Offenzeit des Schalters
Si erfolgt die Signalübermittlung von der Meldeeinheit
25 zur Zentraleinheit 26. Hierzu wird der Schalter S2 geschlossen, während der Schalter Si offen bleibt.
Dann liegt der Widerstand R3 parallel zum Widerstand
/?2, wobei diese Parallelschaltung in Reihe zum Widerstand R\ liegt Auf der Meßleitung 41 hat man somit
einen Spannungspegel von V/3. Aus den Signalflanken, mit welchen das Signal auf der Meßleitung 41 zwischen
den Werten V/2 und V/3 wechselt, läßt sich leicht die Anzahl der Öffnungs- und Schließspiele des Schalters
S 2 bestimmen.
Die Schließzeit des Schalters S 2 bei gleichzeitig geöffnetem
Schalter Sl dient zur Verschlüsselung eines von der Meldeeinheit zur Zentraleinheit zu übermittelnden
Signals, welches von einem in F i g. 2 nicht gezeigien
Fühler stammt oder sonstige Information von der Meldeeinheit
25 zur Zentraleinheit 26 bringen soll. Durch Messen der Zeitdauer der Schließzeit des Schalters 52
können die durch das ursprüngliche Meldesignal dargestellten Daten wiedergewonnen werden. Über die
Schließzeit des Schalters 51 können ferner bestimmte Befehle von der Zentraleinheit 26 an die Meldeeinheit
25 überstellt werden, wie später noch genauer beschrieben werden wird.
Die Zentraleinheit 26 gewinnt die von der Meldeeinheit
25 gewünschten Informationen aus den Meldesignalen dadurch wieder, daß sie das Schließen des Schalters
5 2 überwacht, also kontrolliert, wann auf der Meßleitung 41 eine Spannung der Größe V/3 liegt. Die Zentraleinheit
26 kann feststellen, ob nur eine Meldeeinheit oder mehrere Meldeeinheiten gleichzeitig Meldesignale
auf den Leitern 27, 28 bereitstellen, welche durch in der Phasenlage gesteuertes Schließen ihrer Schalter 52 erzeugt
werden. Hierzu muß die Zentraleinheit 26 überwachen, wann und um wieviel die Spannung auf der
Meßleitung 41 unter den Wert V73 abfällt. Zur Durchführung dieser Arbeiten enthält die Zentraleinheit 26
einen Signalprüfkreis 43. Zu letzterem gehört ein insgesamt mit 44 bezeichneter Spannungsteiler mit vier Widerständen
45, 46, 47, 48, welcher zwischen die Leiter 35, 36 geschaltet ist. Eine insgesamt mit 50 bezeichnete
Komparatorstufe enthält drei Differenzverstärker 51,
52 und 53, welche jeweils mit einem Eingang an die Meßleitung 41 angeschlossen sind, während ein zweiter
Eingang an einen zugeordneten Abgriff des Spannungsteilers 44 angeschlossen ist. Der Differenzverstärker 51
stellt dann auf einem Leiter 54 ein Signal bereit, wenn das Signal auf der Meßleitung 41 den Wert V73 oder
einen kleineren Wert hat. Dies bedeutet, daß mindestens eine der Meldeeinheiten 25 durch Schließen ihres Schalters
52 auf eine Adressierung durch die Zentraleinheit
26 antwortet. Der Differenzverstärker 52 gibt auf einem Leiter 55 dann ein Signal ab, wenn der Pegel auf der
Meßleitung 41 den Wert V/4 oder einen kleineren Wert hat. Ein solches Ausgangssignal zeigt an, daß zwei oder
mehr Meldeeinheiten gleichzeitig antworten, wobei ihre Schalter 52 gleichzeitig schließen und somit eine entsprechende
Anzahl von Widerständen R 3 parallel zum Widerstand R 2 geschaltet sind. Vergleicht man die Signale
auf den Leitern 54 und 55 zu einem beliebigen Zeitpunkt und liegt dann auf dem Leiter 54 ein Signal an,
während auf dem Leiter 55 kein Signal erhalten wird, so zeigt dies an, daß genau eine Meldeeinheit 25 ein Meldesignal
über die Leiter 27, 28 an die Zentraleinheit 26 abgibt. Ein weiterer Differenzverstärker 53 gibt auf einen
Leiter 56 dann ein Signal an den Befehlskreis 42 ab, wenn die Amplitude des Signals auf der Meßleitung 41
den Wert V75 oder einen kleineren Wert hat. Dies bedeutet, daß drei oder mehr Meldeeinheiten antworten
oder ein Kurzschluß zwischen den Leitern 27, 28 vorliegt. Unter diesen Bedingungen schaltet das auf dem
Leiter 56 bereitgestellte Signal den Befehlskreis 42 ab und eine Störanzeige ein. Liegt ein Signal auf dem Leiter
55 vor, ist jedoch der Befehlskreis 42 nicht durch ein Signal auf dem Leiter 56 abgeschaltet, so zeigt dies an,
daß zwei Meldeeinheiten 25 gleichzeitig Meldesignale an die Zentraleinheit 26 übermitteln.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.2 ist unterstellt,
daß eine an den wiedergegebenen Teil der Zentraleinheit angeschlossene Auswerteschaltung, die von
zwei gleichzeitig antwortenden Meldeeinheiten auf den Leitern 27, 28 hervorgerufenen Pegeländerungen
gleichzeitig auswerten kann, während eine solche Auswertung bei drei oder mehr gleichzeitig meldenden
Meldeeinheiten nicht erfolgen kann. Daher sind die Leiter 54 und 55 mit dieser Auswerteschaltung verbunden,
während der Leiter 56 mit dem Befehlskreis 42 verbunden ist. Ist die Komparatorstufe 50 allgemein aus η Differenzverstärkern
aufgebaut, so werden entsprechend die Ausgänge der ersten /7—1 Differenzverstärker mit
der Auswerteschaltung verbunden, während der Ausgang des n-ten Differenzverstärkers zum Abschalten
ίο des Befehlskreises 42 mit letzterem verbunden wird.
F i g. 3 zeigt schematisch den zeitlichen Verlauf des Signalpegels auf den Leitern 27, 28 an der Übergangsstelle
zwischen zwei Abfragezyklen. Zur Weiterschaltung von einer Meldeeinheit auf die nächste Meldeeinheit
wird beim hier betrachteten Ausführungsbeispiel jeweils eine Gruppe von vier Impulsen verwendet, es
kann jedoch auch eine andere Anzahl von Impulsen zur Weiterschaltung auf die nächste Meldeeinheit verwendet
werden. Ein verlängerter hochpegeliger Impuls, weleher
in der Zeichnung unter »Adresse 31« gezeigt ist und sich auch über den ersten Teil der »Adresse 0«
hinwegerstreckt, dient zum Rücksetzen bzw. Initialisieren der verschiedenen Meldeeinheiten und zugleich
auch zum Aufladen eines Ladungsspeichers in den MeI-deeinheiten, welcher der Energieversorgung derselben
dient. Jede Meldeeinheit enthält einen Zähler zur Aufsummierung der Anzahl insgesamt von der Zentraleinheit
abgegebener Impulsgruppen, und die Adressierung und Aktivierung der einzelnen Meldeeinheiten erfolgt
gemäß dieser Anzahl. Die auf den oben angesprochenen gedehnten hochpegeligen Impuls folgenden hochpegeligen
Impulse von F i g. 3 sind sämtlich von kurzer Dauer, was bedeutet, daß die Zentraleinheit keinen Befehl auf
den Leitern 27,28 bereitstellt, vielmehr nur aufeinanderfolgende Adreßsignale, die durch die Anzahl der Impulsgruppen
vorgegeben sind, ausgibt.
F i g. 4 zeigt die Art und Weise, in welcher eine von der Zentraleinheit abgegebene Impulsgruppe abgeändert
wird, um einen Befehl an eine bestimmte der MeI-deeinheiten zu übermitteln. Soll z. B. ein Befehl an die
17. Meldeeinheit überstellt werden, so wird der hochpegelige
Teil des zweiten Impulses der zugehörigen Impulsgruppe stark gedehnt, z. B. auf eine Zeit von 40
Millisekunden. Die genaue Zeitspanne ist nicht kritisch, weil die einzelnen Meldeeinheiten einen Impulslängendiskriminator
enthalten, der anspricht, wenn ein Impuls über eine Zeit hinweg hochpegelig war, die größer ist
als eine vorgegebene Zeitspanne. Letztere entspricht in F i g. 4 dem Abstand zwischen den Zeitpunkten f0 und i|.
In der Praxis beträgt diese Zeitschwelle ca. 20 msec. Die
Meldeeinheit erkennt ferner, daß die zeitliche Dehnung am zweiten Impuls einer Gruppe vorgenommen wurde,
und hieraus ist für die Meldeeinheit auch die auszuführende Funktion bekannt. Es sei angenommen, daß durch
Verlängerung des zweiten Impulses einer Gruppe ein Befehl kodiert wird, welcher zum Anschalten einer
Leuchtdiode oder einer ähnlichen optischen Anzeigeeinheit dient Sobald sich der hochpegelige Teil dieses
Impulses über den Zeitpunkt fi hinaus erstreckt, wird
somit die Leuchtdiode angeschaltet, und zwar bis zum Zeitpunkt f2. Die Meldeeinheit kann verschiedene Befehle
ausführen, da verschiedene der hochpegeligen Impulse einer Gruppe auf verschiedene Breite gedehnt
werden können. Zu dieser Befehlsübermittlung schließt die Zentraleinheit 26 den Schalter 51 entsprechend lange.
Man erhält so z. B. den oben angesprochenen gedehnten hochpegeligen Impuls zwischen den Zeitpunkten
fo und f2. Nach Ablauf der Wartezeit fi wird im
übrigen der durch den jeweiligen Befehl angeforderte Verbraucher (Leuchtdiode, Relais oder anderer Verbraucher)
angeschaltet, solange auf den Leitern 27, 28 die volle Versorgungsspannung liegt. Dem so eingeschalteten
Verbraucher wird somit die Spannung von der Zentraleinheit über die Leiter 27 und 28 zugeführt;
die Energieversorgung dieses Verbrauchers braucht nicht von der Meldeeinheit durchgeführt zu werden.
Dies wird später noch näher erläutert werden. In der gleichen Weise gibt die Meldeeinheit 25 durch Schließen
ihres Schalters 52 Daten an die Zentraleinheit 26 ab und erzeugt ein Meldesignal mit der Amplitude V/3
durch verlängertes Schließen des in F i g. 2 gezeigten Schalters 52. Dies wird nun anhand der F i g. 5A, 5B und
5C näher erläutert.
Wie schon oben angedeutet, erfolgt die Datenübertragung
von einer Meldeeinheit zur Zentraleinheit bei geöffnetem Schalter 51 der Meldeeinheit durch Schließen
und öffnen des Schalters 5 2 der Meldeeinheit gemäß der zu übertragenden Information. Bei jedem
Schließen des Schalters 52 nimmt die Spannung auf der
Meßleitung 41 der Zentraleinheit den Pegel V/3 an. Die Länge der Zeitspanne, über welche hinweg die Spannung
auf der Meßleitung 41 auf dem Wert V/3 bleibt, hängt sowohl ab von der Zentraleinheit (Offenzeit des
Schalters 51) als auch von der Meldeeinheit (Schließzeit
des Schalters 52). Die Schließzeit des Schalters 52
wiederum hängt ab vom Ausgangssignal eines der Meldeeinheit zugeordneten Fühlers (z. B. Amplitude des
Fühlerausgangssignals) oder von anderen von der Meldeeinheit zurückzuübertragenden Daten. Die Steuerung
des Schalters 52 der Meldeeinheit 25 wird später noch genauer beschrieben.
F i g. 5A zeigt eine der Impulsgruppen, die in F i g. 3
unter den Überschriften »Meldeeinheit 1« und »Meldeeinheit
2« gezeigt sind, wobei der Maßstab gegenüber F i g. 3 vergrößert ist. In F i g. 5A sind vier Impulse wiedergegeben,
wobei zwischen den aufeinanderfolgenden Impulsen Restsignale mit niedriger Amplitude liegen,
die mit 141,142,143 und 144 bezeichnet sind. Das vierte
niederpegelige Restsignal 144 liegt in einem Meßzeitraum 145. Dieser ist beim hier betrachteten Ausführungsbeispiel
in drei Zeitfenster 146,147 und 148 eingeteilt. Innerhalb des vierten niederpegeligen Restsignals
erfolgt ein Signalanstieg 150, weicher in der Mitte des
Zeitfensters 147 liegt. Der Signalanstieg 150 liegt im »Gut«-Zeitfenster 147, was anzeigt, daß das betreffende
Bauteil (zugeordneter oder interner Baustein der Meldeeinheit) ordnungsgemäß arbeitet, welches das Meldesignal
für die Zentraleinheit innerhalb des Meßzeitraumes 145 erzeugt
Läge der Sigr.alübergang 150 dagegen im ersten Zeitfenster
146 des Meßieitraumes, so könnte dies als Anzeige
für eine Störung des betreffenden Fühlers darstellen, während eine Lage des Signalanstiegs 150 im letzten
Zeitfenster 148 zur Kodierung eines Alarmzustandes verwendet werden kann. Es versteht sich, daß die Zuordnung
verschiedener Zeitfenster eines Meßzeitraumes zu bestimmten Zuständen des Meldeeinheit für verschiedene
Fühler unterschiedlich gewählt werden kann. Ist z. B. als Fühler ein Temperaturfühler vorgesehen, so
kann ein Signalübergang im Zeitfenster 146 einer niedrigen Temperatur, ein Signalübergang im Zeitfenster 147
einer mittleren oder Normaltemperatur und ein Signalübergang im Zeitfenster 148 einer hohen Temperatur
zugeordnet sein. Einzelheiten der Bestimmung der Lage des Signalanstiegs 150 bezüglich des Beginns des Meßzeitraumes
145 werden später dargelegt. Generell erhält man durch die oben beschriebene Kodierung der zu
übertragenden Information eine erhebliche Verbesserung des Rauschverhaltens und der Meßgenauigkeit.
Der Meßzeitraum 145 wird durch Dehnung der Offenzeit des Schalters 51 erhalten, wie auch aus dem
Amplitudenwert des Restsignals 144 erkennbar. Natürlich könnte auch jedes andere der niederpegeligen Restsignale
144, 142 oder 143 verlängert werden, um Informationen von der Meldeeinheit an die Zentraleinheit zu
ίο übermitteln. In diesem Fall wären dann die innerhalb
der anderen Meßzeiträume übertragenen Daten anderer Natur. Beim hier betrachteten Ausführungsbeispiel
ist z. B. vorgesehen, daß die Meldeeinheit bei Verlängerung des ersten niederpegeligen Restsignals 141 seine
gesamten auf einer Bezugsspannung beruhenden Eichdaten an die Zentraleinheit übermittelt. Bei einer Dehnung
des zv/eiten niederpegeligen Restsignals 142 überträgt die Meldeeinheit Daten zur Kennzeichnung des
Fühlers oder eines anderen mit der Meldeeinheit verbundenen Bausteines an die Zentraleinheit. Eine Verlängerung
der niederpegeligen Restspannungen 143 oder 144 erlaubt der Meldeeinheit, Daten an die Zentraleinheit
zu überstellen, welche von einem analogen Fühlerausgangssignal abgeleitet sind. Obwohl in Fig.5A davon
ausgegangen ist, daß nur ein einziges niederpegeliges Restsignal verlängert wird, nämlich das Restsignal
144, können somit analog auch mehrere niederpegelige Restsignale zur Schaffung entsprechender Meßzeiträume
gedehnt werden. Sollen umgekehrt keine Daten von einer betrachteten Meldeeinheit an die Zentraleinheit
überstellt werden, so wird von der Zentraleinheit keines der niederpegeligen Restsignale gedehnt. Es können somit
null, eins, zwei, drei oder vier der niederpegeligen Restsignale in der in Fig.5A gezeigten Impulsgruppe
gedehnt werden, wobei die vier aufeinanderfolgenden Impulse beim betrachteten Ausführungsbeispiel zusammen
für die Weiterschaltung von einer gerade aktivierten der Meldeeinheiten auf die nächste zu aktivierende
Meldeeinheit dienen.
Dadurch, daß die beiden ersten niedrigpegeligen Restsignale 141, 142 die Linie 430 von F i g. 5A unterschreiten,
jedoch die dortige Linie 431 nicht erreichen, kann die Zentraleinheit dem Spannungspegel auf der
Meßleitung 41 entnehmen, daß zu diesen Zeitpunkten der Schalter 52 der Meldeeinheit geschlossen war.
Durch Schließen dieses Schalters wird auf der Meßleitung 41 der Spannungspegel V73 eingerichtet, welcher
innerhalb des durch die Linien 430 und 431 begrenzten Amplitudenbereiches liegt. Zu demjenigen Zeitpunkt,
zu welchem das dritte niederpegelige Restsignal 143 vorlag, war der Schalter 52 offen. Ein Pegel V/2 auf der
Meßleitung 141 zeigt, daß zum betrachteten Zeitpunkt weder in der gerade adressierten noch einer anderen
Meldeeinheit der Schalter 5 2 geschlossen ist.
Wäre an die Meldeeinheit ein als Ionensonde ausgelegter
Rauchmelder angeschlossen, so könnte das gedehnte niederpegelige Restsignal 144, welches den
Meßzeitraum 145 vorgibt, wie folgt zur Datenübertragung genutzt werden: Es sei angenommen, daß der gesamte
Meßzeitraum eine Dauer von 32 ms hat, wobei dieser gesamte Zeitraum einem Meßamplitudenbereich
von 0 bis 8 Volt zugeordnet sein soll. Somit stellt jede Millisekunde des Meßzeitraumes einen Spannungswert
von 0,25 V dar. Bei diesem Ausführungsbeispiel erstreckt sich das erste Zeitfenster über 12 ms und stellt
eine Spannung von 3 V dar. Das zweite Zeitfenster 147 hat eine Dauer von 8 ms und repräsentiert eine Spannung
von 2 V. Das dritte Zeitfenster hat wieder eine
Dauer von 12 ms und ist einer Spannung von 3 V zugeordnet.
Wenn somit der Signalanstieg 150 an der in Fig.5A gezeigten Stelle auftritt, so teilt die Meldeeinheit
der Zentraleinheit mit, daß von dem der Meldeeinheit zugeordneten Fühler (als lonensonde ausgelegter
Rauchmelder) ein Signal mit einem Pegel von 4,0 V anliegt. Die Zentraleinheit bestimmt dann aufgrund dieses
Spannungswertes, wie weit die momentane Istspannung (4,0 V) von der Sollspannung für diesen speziellen Fühler
abweicht, um den Schaltzustand des Fühlers zu ermiusln.
Außerdem kann diese vom Fühler abgegebene Istspannung mit einer zuvor abgegebenen, aufgezeichneten
Spannung desselben Fühlers verglichen werden. Wenn der zuvor gemessene Spannungspegel lange Zeit
(etwa eine Woche oder mehr) vorher erhalten wurde, kann durch den Vergleich eine Anzeige für langsame
Veränderungen im Betrieb der Meldeeinheit erhalten werden, welche durch Alterung von Bauteilen oder Ansammlung
von Staub entstehen können.
In Fig. 5A ist nur die Verwendung dreier Zeitfenster
angesprochen, um die Erläuterung zu vereinfachen. Eine genauere Auswertung der Lage des Signalanstiegs 150
wird später unter Bezugnahme auf F i g. 12 noch genauer beschrieben.
Fig. 5B zeigt die gleiche Signalübermittlung von einer
Meldeeinheit zur Zentraleinheit, wie sie in Fig. 5A wiedergegeben ist, mit der einzigen Ausnahme, daß
gleichzeitig der Schalter S 2 einer nicht adressierten Meldeeinheit in Kurzschlußstellung ausgefallen ist. Da
nun ständig ein weiterer Widerstand R 3 einer Meldeeinheit parallel über den Widerstand RI geschaltet ist,
sind die niederpegeligen Restsignale durchgehend verkleinert. So liegt das Restsignal 141 zwischen der zwischen
V/3 und V/4 liegenden Linie 431 und einer zwischen V/4 und V/5 liegenden Linie 432. Gleiches gilt für
das Restsignal 142. Das Restsignal 143 und ebenso das Restsignal 144 haben nur noch den Pegel V/3. Ungeachtet
des Kurzschlusses in der nicht adressierten Meldeeinheit wird die Information jedoch richtig von der Meldeeinheit
zur Zentraleinheit übertragen, da die Information im Abstand des Signalanstiegs 150 vom Beginn des
Meßzeitraumes 145 steckt.
F i g. 5C veranschaulicht die Verhältnisse bei gleichzeitiger Übertragung von Meldesignalen von zwei Meldeeinheiten,
wobei der Schalter 5 der zusätzlich rückmeldenden Meldeeinheit nicht kurzgeschlossen ist.
Auch in diesem Fall haben die beiden ersten niederpegeligen Restsignale den Wert V/4, da nun die Schalter
52 der beiden Meldeeinheiten gleichzeitig schließen. Keiner der beiden Schalter S2 ist jedoch während des
dritten niederpegeligen Restsignals 143 geschlossen, woraus die Zentraleinheit schließen kann, daß die zweite
Meldeeinheit keinen dauernd kurzgeschlossenen Schalter 52 enthält, vielmehr beide Meldeeinheiten
gleichzeitig Daten liefern. Innerhalb des durch Dehnung des niederpegeligen Restsignals 144 erhaltenen Meßzeitraumes
145 hat man zunächst ein niederpegeliges Signal 160 der Größe V/4. An dieses schließt sich ein
erster Signalanstieg 161 und ein zweites niederpegeliges Signal der Größe V/3 an. Hierauf folgt dann ein zweiter
Signalanstieg 163 und ein niederpegeliges Signal 164 der Größe V/2. Fallen die Signalanstiege 161 und 163 beide
ins »Gut«-Zeitfenster 147, so weiß die Zentraleinheit, daß kein Alarmzustand herrscht. Wenn einer der Signalanstiege
in das Alarm-Zeitfenster 148 fällt, weiß die Zentraleinheit, daß eine der Meldeeinheiten auf Alarmpegel
steht, kann jedoch die Alarmgebende der Meldeeinheiten nicht identifizieren. Der in Fig. 5C mit 165
bezeichnete Zeitraum ist ein Maß für die niedrigere der von den Meldeeinheiten zurückgemeldeten Analogspannungen,
der dort eingezeichnete Zeitraum 166 für die höhere dieser Analogspannungen.
F i g. 6 zeigt Einzelheiten einer der Meldeeinheiten.
An die Leiter 27, 28 der Signalschiene ist eine Signal/ Netzweiche 60 angeschlossen. Diese gibt eine Versorgungsgleichspannung
über eine Leitung 61 an die einzelnen Bausteine der eigentlichen Meldeeinheit und
ίο über eine Leitung 62 an der Meldeeinheit zugeordnete
Bausteine (z. B. ein Meldegerät) weiter. Es versteht sich, daß die Leitung 61 aus mehreren Leitern bestehen kann,
z. B. einem Masseleiter, einem Leiter von 5 V gegenüber Masse, einem Leiter mit 12 V gegenüber Masse usw.
Die von den Leitern 27,28 anstehenden Signale werden
von der Signal/Netzweiche 60 an eine Sammelschiene 63 weitergeleitet, an welche ein Aktivierungskreis 64,
ein Ausgabebefehlssteuerkreis 65 sowie ein Ein/Ausgabekreis 68 angeschlossen sind. Der Aktivierungskreis 64
umfaßt einen Adreßzähler sowie einen Komparator und ist mit einer Adreßschalterbank 66 verbunden. Deren
Schalter sind einfache Ein/Ausschalter, deren Stellung zusammen die Adresse der betrachteten Meldeeinheit
vorgibt. Enthält die Adreßschalterbank 66 fünf Schalter, so kann der Meldeeinheit eine von 32 verschiedenen
Adressen zugeordnet werden. Der Komparator des Aktivierungskreises 64 erzeugt dann, wenn die Gesamtanzahl
der über die Sammelschiene 63 erhaltenen Gruppen von Impulsen großer Amplitude mit der durch die
Schalterbank 66 eingestellten Adresse übereinstimmt, auf einer Leitung 67 ein Aktivierungssignal für den Ein/
Ausgabekreis 68 sowie den Ausgabebefehlssteuerkreis 65.
Wie später unter Bezugnahme auf F i g. 8 noch näher dargelegt werden wird, enthält der Ein/Ausgabekreis 68
Schaltkreise, die ansprechen, wenn die Zentraleinheit 26 auf den Leitern 27, 28 einen Befehl (gedehnter hochpegeliger
Impuls) bereitstellt und hierauf die vom jeweiligen Befehl verlangten Schaltungsverbindungen herstellen.
Über eine Leitung 70 liegt an dem Ein/Ausgabekreis 68 ein erstes Analogsignal »A« an, welches beim hier
betrachteten Ausführungsbeispiel 0 V ist. Über eine Leitung 71 erhält der Ein/Ausgabekreis 68 ein zweites Analogsignal
von einem Fühler 72. Wird der Ein/Ausgabekreis t>8 angewiesen, dem Analogsignal auf der Leitung
71 zugeordnete Daten an die Zentraleinheit zu übermitteln, so erzeugt der Ein/Ausgabekreis 68 auf der Sammelschiene
63 ein entsprechend kodiertes Signal, welches über die Signal/Netzweiche 60 auf die Leiter 27, 28
so gegeben wird und von dort zur Zentraleinheit gelangt. Über eine Leitung 73 gelangt eine Bezugsspannung auf
den Ein/Ausgabekreis. Letztere kann von einer Zenerdiode bereitgestellt sein. Die Bezugsspannung kann auf
Anforderung ebenfalls zur Zentraleinheit gemeldet werden.
An den Ein/Ausgabekreis 68 ist auch eine Schalterbank 74 angeschlossen, deren einfache Ein/Ausschalter
zusammen eine digitale Kennung der Meldeeinheit vorgeben. Die Einstellung der Schalter kann so z. B. den
Typ des der Meldeeinheit zugeordneten Fühlers 72 charakterisieren (Ionensonden-Rauchmelder, fotoelektrische
Rauchmelder, Luftgeschwindigkeitsfühler. Temperaturfühler, mechanischer Schalter eines handbedienten
Zugmelders, Kurzzeitschaiter zum Abblasen von Halon). Über eine Leitung 76 wird vom Befehlsausgabesteuerkreis
65 ein Stromstoßrelais 75 gesteuert, dessen Kontakte 77 bei Signalbeaufschlagung von der in F i g. 6
gezeigten Stellung in die zweite Stellung (Löschstel-
lung) umgelegt werden. Über eine Leitung 78 können die Kontakte 77 in die in Fig.C gezeigte EIN-Stellung
umgelegt werden. Schließlich kann der Befehlsausgabesteuerkreis 65 über ein? Leitung 80 eine Signallampe 81,
z. B. eine Leuchtdiode, anschalten.
F i g. 7 zeigt das Schaltbild eines praktischen Ausführungsbeispiels
einer Meldeeinheit 25. Zwei Schraubenklemmen 83, 84 verbinden die Leiter 27, 28 mit Leitern
85, 86 der Meldeeinheit Zwischen die Leiter 85, 86 ist
ein Überspannungsschutz 87 geschaltet, der die Bausteine
der Meldeeinheit gegen Einschwingstöße vom Netz her schützt Zwischen den Leiter 85 und einen Hauptversorgungsleiter
90 der Meldeeinheit ist eine Diode 88 geschaltet. Die eine Klemme eines Kondensators 91 ist
mit dem Leiter 86, ihre andere Klemme mit dem Knoten zwischen dem Hauptversorgungsleiter 90 und der Kathode
der Diode 88 verbunden. Liegt ein langer ansteigender impuls an der Meldeeinheit an, so wird der Kondensator
91 über die Diode 88 aufgeladen. Die Ladung auf dem Kondensator 91 hält die Spannung auf dem
Hauptversorgungsleiter 90 über diejenigen Zeitspannen hinweg aufrecht in denen die Leiter 27, 28 niederpegelig
sind (Pegel V72 oder kleiner). Die Spannung auf dem Hauptversorgungsleiter 90 liegt am Kollektor eines
NPN-Transistors 92 an, der als Reihenregler geschaltet ist so da3 man auf einem Versorgungsleiter 93 eine
geregelte Versorgungsspannung erhält. Ein Widerstand 94 ist zwischen den Kollektor und die Basis des Transistors
92 gelegt, wobei die Basis auch über eine Zenerdiode 95 an den Leiter 86 angeschlossen ist. Ein Widerstand
96 ist an den Hauptversorgungsleiter 90 angeschlossen und stellt über einen Leiter 99 eine Verbindung
zu einer Klemme »10« einer integrierten Schaltung IC 1 her. Auf die durchnumerierten Klemmen dieses
integrierten Schaltkreises ist in Fig.8 mit den gleichen
Klemmennummern Bezug genommen.
Ändert sich der Pegel auf den Leitern 27,28, so erhält
man eine entsprechende Amplitudenänderung an der Klemme »17« der integrierten Schaltung /Cl. Ein Tiefpaßfilter,
welches aus einem Widerstand 97 und einem Kondensator 98 besteht, filtert hochfrequente Rauschimpulse
aus. Damit der integrierte Schaltkreise /Cl an seiner Klemme »17« einen niederpegeligen Impuls erhält,
muß der Pegel auf dem Leiter 27 mindestens eine halbe Sekunde lang niederpegelig sein (auf V/2 gehen),
ehe dieser Impuls als Taktsignal für den integrierten Schaltkreis IC 1 erkannt wird. Der Pegel auf einem mit
dem Ausgang des Tiefpaßfilters verbundenen Leiter 110 wird in dem integrierten Schaltkreis IC 1 mit dem Pegel
auf dem Leiter 99 verglichen, also mit der über die Leiter 27, 28 zugeführten Netzspannung, die als Bezug^signal
dient. In diesem Vergleich wird festgestellt, ob das Taktsignal hoch- oder niederpegelig ist. Auf diese Weise
werden auch starke Schwankungen der Netzspannung kompensiert. Beim hier betrachteten Ausführungsbeispiel
funktioniert die Überwachungsanlage auch bei Netzschwankungen von 15 bis 30 V, also einer Änderung
der Netzspannung um den Faktor 2.
Weitere Eingangssignale für den integrierten Schaltkreis IC 1 stellen die Adreßschalterbank 66 und die Fühleridentifizierungs-Schalterbank
74 bereit, welche zu einer einzigen Schalterbank zusammengefaßt sind. Deren Schalter »1« bis »5« stellen die Adreßschalterbank dar,
während die Schalter »6« bis »8« die Fühleridentifizierungs-Schalterbank
74 darstellen.
Gibt die Meldeeinheit einen Befehl zur Ansteuerung eines angeschlossenen Verbrauchers ab, so gelangt das
entsprechende Befehlssignal über eine der auch in F i g. 7 eingezeichneten Leitungen 76, 78, 80 an die jeweils
zu steuernde Einheit. Die Leitung 78 ist mit einer Einschaltwicklung 1Oi des Stromstoßrelais 75 verbunden,
durch welche die Arbeitskontaktgruppe 102 dieses Relais geschlossen werden kann. Bei Beaufschlagung
der Leitung 76 wird die Ausschaltwickluug 103 dieses Relais erregt, wodurch eine Ruhekontaktgruppe 104
dieses Relais geschlossen wird. An die Klemme »8« des integrierten Schaltkreises IC 1 ist eine Leitung 79 angeschlossen,
über welche ein NPN-Transistor 100 angesteuert wird. Steuert letzterer durch, so wird ein Widerstand
89, der beim betrachteten Ausführungsbeispiel 4,7 kOhm hat zwischen die Leiter 85 und 86 geschaltet,
wodurch die Amplitude der auf den Leitern 27, 28 und damit an der Zentraleinheit 26 anstehenden Spannung
vermindert wird. Man erkennt, daß der Transistor 100 von der Funktion her dem Schalter 52 von Fig.2 entspricht,
wobei sein öffnen und Schließen in Abhängigkeit von den auf der Leitung 79 stehenden Steuersignalen
erfolgt. Man erkennt ferner, daß der in F i g. 7 gezeigte Widerstand 89 dem unter Bezugnahme auf F i g. 2
erläuterten Widerstand R 3 von der Funktionsweise her entspricht
Auf der Leitung 79 wird ein Befehl zum Durchsteuern des Transistors 100 nur dann erzeugt, wenn auf den
Leitern 27, 28 ein niederpegeliges Restsignal steht. Die weiteren Steuersignale zum Einschalten oder Ausschalten
des Stromstoßrelais 75 oder zum Einschalten der Signallampe 81 werden nur dann erzeugt, wenn das Signal
auf den Leitern 27,28 hochpegelig ist. Damit kann die Meldeeinheit Energie zum Betreiben dieser Verbraucher
über die Leiter 27, 28 beziehen, ohne auf die im Kondensator 91 gespeicherte Energie zurückgreifen
zu müssen, welche zum Betreiben der logische Funktionen erfüllenden Bauelemente der Meldeeinheit verwendet
wird. An den integrierten Schaltkreis IC 1 sind ferner ein Potentiometer 105, ein Festwiderstand 106 sowie
Kondensatoren 107 und 108 angeschlossen, wie aus der Zeichnung ersichtlich.
F i g. 8 zeigt ein Blockschaltbild des integrierten Schaltkreises /Cl, wobei die viereckig eingerahmten
Klemmennummern den in Fig. 7 gezeigten Klemmennummern entsprechen. Die einer Meldeeinheit überstellten
Adressierimpulse der Zentraleinheit gelangen über einen Leiter 110 an die Klemme »17« des integrierten
Schaltkreises /Cl und von dort an einen Taktimpulsgeber 111. Ein zweiter Eingang des letzteren ist mit
dem Leiter 99 verbunden. Der Taktimpulsgeber 111 enthält
eine Impulsformschaltung, z. B. einen Differenzverstärker, welcher die Spannungspegel auf den Leitern
110 und 99 vergleicht. Das Ausgangssignal des Taktimpulsgebers
111 wird auf einen 2-Bit-Zähler 112 und auf
einen Taktsignal-Identifizierungskreis 113 gegeben. An letzterem liegt über einen Widerstand 106, einen Kondensator
108 und den Versorgungsleiter 93 ein Taktgeberbezugssignal an. Ein 5-Bit-Zähler 114 erhält über einen
Leiter 115 die Überlaufimpulse des 2-Bit-Zählers 112. Bleibt ein ankommender Adressicrimpuls über eine
vorgegebene Zeitspanne (beim Ausführungsbeispiel
bo 20 ms) hinaus hochpegelig, so gelangt ein gedehnter
Taktidentifizierungsimpuls über einen Leiter 117 an einen
2/4-Leitungsdekodierer 118. Bleibt der ankommende Adressierimpuls sehr lange hochpegelig (beim betrachteten
Ausführungsbeispiel 80 ms), so erzeugt der
fi5 Taktsignal-Identifizierungskreis 113 auf einem Leiter
116 einen Rückstellimpuls für die beiden Zähler 112 und
116.
Der 2-Bit-Zähler 112 gibt auf Ausgangsleitern 120,
S21 ein Taktdekodiersignal ab. Letzteres gibt vor, welcher einer Mehrzahl unterschiedlicher Befehle durch die
Meldeeinheit durchgeführt werden soll. Das Signal auf den Ausgangsleitern 120, 121 gelangt an den 2/4-Leitungsdekodierer
118, einen analogen 4-Kanal-Multiplexer
122 sowie einen SchalU Leuerkreis 123. Letzterer stellt einen externen Speicher für die Schaltspiele zweier
Anfragezyklen der Meldeeinheit dar, wenn der externe Schalter für eine Zeitspanne betätigt wird, die kleiner
ist als zwei Anfragezyklen. Beim hier betrachteten Ausführungsbeispiel dauert ein Anfragezyklus, nämlich die
Zeitspanne zwischen zwei aufeinanderfolgenden Aktivierungsimpulsen, die am Ausgang eines !Comparators
131 bereitgestellt werden, 3 Sek. Damit beträgt die Speicherdauer des Schaltsteuerkreises 123 3 bis 6 Sek.,
je nachdem, mit welcher Frequenz der externe Schalter genau arbeitet Dieser externe Schalter kann ein mechanischer
Momentschalter sein, der über die Leitung 70 und die Klemme »6« sowie einen Leiter 119 ein Signal
auf den Schaltsteuerkreis 123 gibt. Es sei betont, daß
trotz des Vorhandenseins dieses Schalters und seiner Betätigung der Schaltsteuerkreis 123 die Schalterbetätigung
für die nachfolgende Übertragung an den Multiplexer 122 riann nicht speichert, wenn nicht die entsprechenden
Schalteridentifizierungsdaten über drei Leiter anliegen, welche an die Klemmen »18«, »19« und »20«
des integrierten Schaltkreises ICi angeschlossen sind.
Diese Klemmen sind an die Fühleridentifizierungs-Schalterbank 74 angeschlossen. Ist die Schalterbank 74
so eingestellt, daß der Schaltsteuerkreis 123 aktiviert wird, so leitet letzterer die Daten bezüglich der Schalterbetätigung
(auf der Leitung 70) an den Multiplexer 122 weiter.
Bestimmte Einstellungen der an die Klemmen »18«, »19« und »20« angeschlossenen Schalterbank führen zu
einem Anschalten des Anschaltsteuerkreises 123, d. h., sie unterbrechen die Verbindung zwischen dem Leiter
119 und einem Leiter 129, welcher zum Multiplexer 122 führt. Bei dem hier betrachteten Ausführungsbeispiel
werden zwei der acht möglichen Schaltereinsteliungen verwendet, um diese Funktion zu erzielen. Unter diesen
Bedingungen erhält der Schaltsteuerkreis 123 das Signal auf der Leitung 70 über die Klemme »6« und die Leitung
119, wobei aus diesem Signal eine Spannung für einen speziellen Schaltzustand erzeugt wird, welche über die
Leitung 129 an den Multiplexer 122 gelangt. Bei den anderen sechs Einstellungen der mit den Klemmen »18«,
»19« und »20« verbundenen Schalterbank sorgt der Schaltsteuerkreis 123 für eine direkte Durchschaltung
zwischen den Leitern 119 und 129.
Zur Erläuterung des Arbeitens des Schaltsteuerkreises 123 wird noch einmal Bezug auf F i g. 5A genommen.
Entspricht das Fühleridentifizierungssignal einem an die Leitung 70 angeschlossenen Zweistellungsschalter, müssen
die über den Leiter 119 vom Schalter empfangenen Daten übersetzt werden, um einen der drei möglichen
Schaltzustände (nicht angeschlossen, offen, geschlossen) zu kennzeichnen. Ein an die Leitung 70 angeschlossener
Temperaturfühler würde dagegen ein analoges Ausgangssignal erzeugen, und das Fühleridentifizierungssignal
würde eine direkte Weiterleitung des Fühlerausgangssignals ohne jegliche Umsetzung durch den
Schaltsteuerkreis 123 herbeiführen.
Eine Geberschaltung 124 erzeugt das Fühleridentifizierungssignal und ein Eichsignal. Das Fühleridentifizierungssignal
wird über eine Datenschiene 125, die mehrere Leiter umfaßt, auf einen analogen 8-Kanal-Multiplexer
126 gegeben. Das Fühleridentifizierungssignal am Ausgang des Multiplexers 126 gelangt über einen
Leiter 127 zum 4-Kanal-Multiplexer 122, welcher über
die Leitung 73 auch das von der Geberschaltung 124 erzeugte Eichsignal erhält Am Multiplexer 122 steht
ferner über die Leitung 71 das Ausgangssignal des Fühlers 72 sowie über die Leitung 70 das analoge Signal
»A« (vgl. F i g. 6) an, wobei letzteres dann über die Leiter 119 und 129 läuft wenn die Verbindung durch den
Schaltsteuerkreis 123 geschlossen ist Das Ausgangssignal des Multiplexers 122 gelangt über eine Leitung 128
auf einen spannungsgesteuerten monostabilen Multivi-' brator 130, der über die Klemme »9« mit dem Potentiometer
105 und über die Klemme »11« mit dem Kondensator 107 verbunden ist (vgl. auch rechten unteren Teil
von Fig. 7).
Der digitale Komparator 131 erhält das Ausgangssignal des 5-Bit-Zählers 114 und das Ausgangssignal der
Adressierschalterbank 66. Stimmt die durch letztere vorgegebene Adresse mit dem Stand des Zählers 114
überein, so erzeugt der Komparator 131 auf einem Leiter 132 ein Aktivierungssignal für den spannungsgesteuerten
monostabilen Multivibrator. Dieses Aktivierungssignal gelangt über einen Leiter 133 auch zum 2/4-Leitungsdekodierer
118. Ist das über einen Leiter 139 überstellte Ausgangssignal des Taktimpulsgebers 111 hochpegelig,
so wird der spannungsgeregelte monostabile Multivibrator 130 gelöscht, ist das Ausgangssignal des
Taktimpulsgebers niederpegelig, so erzeugt es ein 2:weites Aktivierungssignal für den Multivibrator 130. Liegen
beide Aktivierungssignale an, so erzeugt der spannungsgeregelte monostabile Multivibrator 130 auf einem Leiter
134 ein Ausgabe-Aktivierungssignal, welches durch den zugeordneten Verstärker einer Ausgangstreiberstuie
135 verstärkt wird und über die Klemme »8« vom integrierten Schaltkreis IC 1 abgegeben wird. Dies führt
zu einem Durchsteuern des in F i g. 7 gezeigten Transistors 100, was zürn Schließen des in Fig.2 gezeigten
Schalters 52 äquivalent ist.
Um eine andere der Ausgangsklemmen 136 (»1«, »2«, »3« oder »4«) anzuwählen, muß der 2/4-Leitungsdekodierer
118 ein entsprechendes Ausgangssignal auf einem der mit ihm verbundenen Leiter 137 bereitstellen.
Hierzu müssen am 2/4-Leitungsdekodierer 118 drei Eingangssignale
anliegen: erstens ein Taktdekodiersignal auf den Ausgangsleitern 120,121, welches die anzusteuernde
Ausgangstreiberstufe auswählt; zweitens ein Aktivierungssignal auf dem Leiter 133; und drittens ein
gedehntes Taktsignal auf dem Leiter 117, welches den
Befehl kennzeichnet, der ausgegeben wurde. Wird die Klemme »2« angewählt, bedeutet dies, daß die Signallampe
81 eingeschaltet werden soll. Wird die Klemme »3« angewählt, so wird das Stromstoßrelais 75 gesetzt,
und wird die Klemme »4« angewählt, so wird das Stromstoßrelais 75 gelöscht. Nachstehend wird nun unter Bezugnahme
auf die F i g. 9 bis 11 die Auswertung der zur Zentraleinheit 26 rücklaufenden Meldesignale beschrieben.
Fig. 9 zeigt in idealisierter Form einen zur Zentraleinheit
zurücklaufenden Meldesignalimpuls, welcher dem modulierten niederpegeligen Restsignal 144 von
F i g. 5A vergleichbar ist. Das niederpegelige Restsignal ist gedehnt, so daß man einen Meßzeitraum 180 erhält,
dessen Dauer zwischen der Abstiegsflanke 181 eines Adressierimpulses und der Anstiegsflanke 182 des nächsten
Adressierimpulses 32 ms beträgt. Innerhalb des Meßzeitraumes 180 hat das Restsignale einen ersten
niederpegeligen Signalabschnitt 183, einen Signalanstieg 184, bei welchem das Signal vom Pegel K/3 auf den
Pegel V/2 ansteigt, sowie einen sich anschließenden Signalabschnitt
185. Die Linie 186 kennzeichnet die Alarmschwelle, während die Linien 187 und 188 einen
Bereich einstellbarer Empfindlichkeit kennzeichnen.
In der Praxis entspricht die Ist-Empfindlichkeit der Differenz zwischen dem Signalanstieg 184 und der die
Alarmschwelle darstellenden Linie 186. Wie oben schon dargelegt, kann man dem Meßzeitraum von 32 ms einem
Meßbereich von 8 V zuordnen. Die Länge des Signalabschnittes 183 ist dann ein Maß für die zu übertragende
Ausgangsspannung des der Meldeeinheit zugeordneten Fühlers. In der Praxis werden jedoch die Meldesignale
nicht mit der in F i g. 9 wiedergegebenen idealisierten Impulsform zur Zentraleinheit zurückgeführt
Vielmehr werden die verschiedenen Flanken durch die in der Anlage enthaltenen Bausteine verzerrt, so daß
man Signalflanken erhält, wie sie allgemein in Fig. 10
gezeigt sind.
Fig. 10 zeigt die Auswirkung von Leitungskapazitäten
auf die Form wirklicher Impulse. Eine erste abfallende Flanke 192 des auf den Leitern 27, 28 stehenden
Signals fällt nicht senkrecht ab, folgt vielmehr einer im wesentlichen logarithmischen Kurve. Ebenso ist auch
der Signalanstieg 184 nicht exakt rechteckig, vielmehr erhält man eine gekrümmte ansteigende Flanke 193.
Um den Abstand der Signalflanken 192 und 193 genau messen zu können, ist es vorteilhaft, gerade in denjenigen
Bereichen der Zeitskala, innerhalb derer diese Flanken auftreten, eine Noniusablesung mit erhöhter Genauigkeit
vorzunehmen. In F i g. 10 ist eine Zeitskala 194 für die Grobmessung mit einer Teilung von 1 ms eingetragen.
Innerhalb des mit 195 bezeichneten Noniusbereiches sind die Zeiteinheiten kleiner gewählt, z. B.V2
oder '/4 ms.
F i g. 11 zeigt die Einstellung der verschiedenen Skalierungsfaktoren
für die Zeitachse schematisch: vor dem Beginn einer Messung wird die Auswerteschaltung in
den Modus »1« gebracht (keine Messung). Zum Zeitpunkt 0 wird ein Zeitmesser eingeschaltet, welcher für
die ersten 2 ms eines an die Zentraleinheit zurückgeführten Meldesignalimpulses arbeitet. Der entsprechende
Betriebsmodus ist in F i g. 11 mit »3« gekennzeichnet. Nachdem die abfallende Signalflanke 192 gemessen
worden ist, kann die anschließende Zeitmessung mit gröberem Raster bis zur Hälfte des Meßzeitraumes
(16 ms) arbeiten. Dieser Betriebsmodus ist mit »2« bezeichnet. Bei dem hier betrachteten Ausführungsbeispiel
liegt die Alarmschwelle in der nachfolgenden Zeitspanne von 4 ms, und daher wird die Zeitspanne zwischen
60 und 20 ms auf Noniusmessung (Betriebsmodus »3«) umgeschaltet. Für den Rest des Meßzeitraumes (20
bis 32 ms) kann die Zeitmessung dann wieder in grobem Raster erfolgen (Betriebsmodus »2«). Für andere zu
übertragende Spannungsbereiche und andere Genauigkeit bei der Noniusmessung lassen sich die Noniusmeßbereiche
(Betriebsmodus »3«) entsprechend verschieben. Die oben angesprochenen Betriebsarten »1«, »2«
und »3« entsprechen den Schaltstellungen von Schaltern 204 und 205, die nachstehend unter Bezugnahme
auf F i g. 12 beschrieben werden.
Fig. 12 zeigt in vereinfachter Form die Auswerteschaltung
der Zentraleinheit 26, welche die von den Meldeeinheiten 25 in einem Meßzeitraum modulierten
niederpegeligen Restsignale auf das Vorliegen einer Alarmbedingung oder einer Störungsbedingung untersucht.
Die Auswerteschaltung ist über die Leitungen 54 und 55 mit den Ausgängen der in F i g. 2 gezeigten Differenzverstärker
51 und 52 verbunden. Auf der Leitung 54 steht dann ein Signal, wenn eine Meldeeinheit durch
Schließen ihres Schalters 52 (entspricht Transistor 100) das Restsignal auf den Leitern 27,28 auf den Pegel V/3
herabsetzt Dieses Signal gelangt über einen Schalter 200 und eine Leitung 201 auf die einen Eingänge zweier
UND-Glieder 202,203. Der Befehlskreis 42 steuert das Arbeiten des Schalters 200 ebenso wie das Arbeiten der
beiden Drei-Stellungs-Schalter 204 und 205. Die Schalter 204 und 205 sind mechanisch gekoppelt
Die Schaltstellungen der Schalter 204 und 205 sind entsprechend der Darstellung von F i g. 11 mit »1«, »2«
und »3« bezeichnet Ein Taktgeber 206 erzeugt eine Folge von Impulsen, weiche über die Schalter 204 und
205 auf das UND-Glied 202 bzw. das UND-Glied 203 gelangen können, von diesen aber nur dann durchgeschaltet
werden, solange auf der Leitung 201 ein Signal steht, welches anzeigt, daß von einer Meldeeinheit ein
Signal überstellt wird.
Der Taktgeber 206 läuft mit einer Frequenz von beispielsweise 4 kHz. Sein Ausgangssignal gelangt über eine
Leitung 208 an einen Frequenzteiler 210, der die Frequenz um den Faktor 4 herabteilt. Der Ausgang des
Frequenzteilers 210 ist über eine Leitung 212 mit dem Kontakt »2« des Schalters 204 verbunden. Über eine
Leitung 211 ist der Ausgang des Taktgebers 206 direkt
mit dem Kontakt »3« des Schalters 205 verbunden. Die Brücke des Schalters 204 ist über eine Leiuing 213 mit
dem zweiten Eingang des UND-Gliedes 203 verbunden, während die Brücke des Schalters 205 über eine Leitung
214 mit dem zweiten Eingang des UND-Gliedes 202 verbunden ist. Der Ausgang des UND-Gliedes 202 ist
über eine Leitung 215 mit einem Feinzähler 216 verbunden, dessen Zählerstand über eine Leitung 217 auf einen
Eingang eines Addierers 224 gegeben wird. Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 203 gelangt über eine
Leitung 218 auf einen Grobzähler 220. Dessen Ausgang ist über eine Leitung 221 mit einem Multiplizierkreis 222
verbunden, welcher den Zählerstand vervierfacht. Das Ausgangssignal des Multiplizierkreises 222 wird über
eine Leitung 223 auf einen zweiten Eingang des Addierers 224 gegeben. Über eine Leitung 225 wird das Ausgangssignal
des Addierers 224 auf einen Eingang eines weiteren Addierers 226 gegeben, welcher an einem
zweiten Eingang über eine Leitung 227 ein von einer Kompensationsstufe 228 bereitgestelltes Kompensationssignal
erhält. Das auf der Leitung 207 bereitgestellte Ausgangssignal des Addierers 226 stellt somit die
zeitliche Länge des niederpegeligen S:gnalabschnittes 180 mit der Höhe V/3 im von der Meldeeinheit an die
Zentraleinheit übermittelten Meldesignal dar.
Über die Leitung 207 gelangt das ausgewertete Meldesignal
auf eine Leitung 230 und von dort auf einen Komparator 231, welcher auf einer Ausgangsleitung 232
dann ein Alarmsignal bereitstellt, wenn das ausgewertete Meldesignal größer ist als ein Referenzsignal, welches
von einem Mehrstellungsschalter 233 bereitgestellt ist. Letzterer kann eines von drei Referenzsignalen »65«,
»75«, »85« bereitstellen, wobei die Brücke des Mehrstellungsschalters 233 durch eine Empfindlichkeits-Steucreinheit
234 verstellt wird. Letztere kann über eine Leitung 235 von einem Programm her gesteuert werden,
welches im Speicher eines digitalen Rechners abgelegt ist, oder auch über eine Leitung 236 von einem Tastenfeld
her gesteuert werden. Die die Empfindlichkeit charakterisierenden Zahlen »65«, »75« und »85« stellen
Schaltschwellen auf einer Skala dar, welche von »0« bis »128« reicht.
Das auf der Leitung 207 stehende ausgewertete MeI-
desigrial liegt über eine Leitung 240 auch an einem weiteren
Komparator 241 an, welcher über eine Leitung 242 ein Bezugssignal erhält. Der Komparator 241 erzeugt
dann ein eine Störung anzeigendes Signal auf einer Ausgangsleitung 243, wenn das ausgt wertete Meldesignal
auf der Leitung 207 kleiner als oder gleich dem Referenzsignal auf der Leitung 242 ist
Für die Beschreibung der Arbeitsweise der Überwachungsanlage sei zunächst angenommen, daß die Zentraleinheit
26 eine adressierte Meldeeinheit angewiesen hat. Daten zurückzumelden. Hierbei bewegt der Befehlskreis
42 zu Beginn des Meßzeitraumes den Schalter 200 in die in Fig. 12 gezeigte Stellung. Die Schalter 204
und 205 werden für die zunächst durchgeführte Feinmessung auf ihre Kontakte »3« geschlossen gestellt Unter
diesen Bedingungen gelangen die vom Taktgeber 206 erzeugten Impulse über die Leitung 211, den Schalter
205 und die Leitung 214 zu dem einen Eingang des UND-Gliedes 202. Sowie das vierte niedrigpegelige
Reslsignal beginnt, liegt über die Leitung 201 das vom Differenzverstärker 251 erzeugte zweite Eingangssignal
für die UND-Glieder 202 und 202 vor, so daß nun Zählimpulse über die Leitung 215 auf den Feinzähler
216 gelangen. Erreicht die abfallende Signalflanke 192
von F i g. 10 den Pegel V73 nach 1,5 ms (6 Zählschritte auf der Nonius-Skala 195), dann gelangen die übrigen
zwei Taktimpulse der Feinzählung ebenfalls über das UND-Glied 202 auf den Feinzähler 216. Dies deshalb,
weil der Befehlskreis 42 die Schalter 204, 205 während der ersten 2 ms des Meßzeitraumes in der Stellung »3«
geschlossen hält. Hernach werden die Brücken der Schalter 204 und 205 in die Stellung »2« gelegt, in welcher
eine Grobmessung erfolgt Nun erhält das UND-Glied 202 keine Taktimpulse mehr, während das UND-Glied
203 über den Schalter 204 mit dem Ausgang des Frequenzteilers 210 verbunden ist. Die heruntergeteilten
Taktimpulse gelangen über die Leitung 213, das UND-Glied 203 und die Leitung 218 auf den Grobzähler
220. Letzterer zählt nun mit einer Frequenz von 1 kHz nach oben. Da die Schalter 204 und 205 während
des Intervalls zwischen 2 und 16 ms des Meßzeitraumes in der Stellung »2« verbleiben, werden insgesamt 14
Impulse über die Leitung 218 auf den Grobzähler 220 gegeben. Dessen Zählerstand wird durch den Multiplizierkreis
222 mit der Zahl 4 multipliziert, so daß man auf der Leitung 223 insgesamt den Wert »56« erhält. Letzterer
wird im Addierer 224 zu dem zuvor über die Leitung
217 erhaltenen Ausgangssignal des Feinzählers 216 hinzuaddiert.
16 ms nach Beginn des Meßzeitraumes entspricht somit das Ausgangssignal des Addierers 224 dem
Wert »58«, und die Schalter 204, 205 werden vom Befehlskreis 42 auf die Feinzählungsstellung »3« zurückgestellt.
Findet der Signalanstieg 193 (vgl. Fig. 10) bei 18ms
statt, dann werden in der Zeitspanne zwischen 16 und 18 ms 8 vom Taktgeber 206 erzeugte Impulse über den
Schalter 205 und das UND-Glied 202 auf den Feinzähler 216 gegeben. Diese Zählung wird über die Leitung 217
auf den Addierer 224 gegeben. Diese 8 Impulse werden zu der zuvor erhaltenen Zahl »58« hinzuaddiert, so daß
die vom Addierer 224 errechnete Gesamtsumme »66« beträgt. Ab dem Zeitpunkt von 18 ms liegt auf der Leitung
54 und damit auch auf der Leitung 201 kein Signal mehr an, so daß keines der UND-Glieder 202, 203 mehr
Zählimpulse hindurchlaufen lassen kann. Nach 20 ms werden die Schalter 204, 205 wieder in die Grobzählungsstellung
»2« umgelegt, das UND-Glied 203 kann nunmehr aber keine Impulse mehr an den Grobzähler
220 weiterleiten. Das auf der Leitung 225 stehende Signal gelangt jetzt zum Addierer 226. Unter Zuhilfenahme
der Kompensationsstufe 228 kann nun das vom Addierer 224 bereitgestellte Rohergebnis abgeändert werden.
Wenn beispielsweise die letzte Abfrage der betrachteten Meldeeinheit ergab, daß eine Referenzspannung
wegen Alterung von Bauteilen oder anderer Langzeit-Änderungen der Überwachungsanlage von 4,0 V
auf 4,6 V angestiegen ist, dann kann von dem auf der Leitung 225 stehenden Rohergebnis »66« die Zahl »1«
abgezogen werden, so daß man einen kompensierten Meßwert »65« erhält, welcher für die Alarm- und Störungskontrolle
in den Komparatoren 231 und 241 verwendet wird.
Die in F i g. 12 gezeigte Auswerteschaltung setzt das auf der Leitung 201 stehende analoge Meldesignal mit
sehr hoher Genauigkeit in ein digitales Meldesignal um, welches auf der Leitung 207 bereitgestellt wird. Dies
selbst dann, wenn die Feinzählung nur für 2 ms beim Eintreffen eines Meldesignals und für 4 ms in der Umgebung
der Mitte des Meßzeitraumes verwendet wird.
Die an die Zentraleinheit angeschlossenen Meldeeinheiten
können ferngeeicht werden. Dies kann so erfolgen, daß bei jeder der Meldeeinheiten die Adreßschalterbank
66 auf die Adresse »31« eingestellt wird. Die Zentraleinheit prüft dann die von dieser Meldeeinheit
zurücklaufende Eichspannung, und liegt letztere innerhalb zulässiger Grenzen, so zeigt sie dies durch Aufleuchten
der Signallampe 81 der Meldeeinheit an. Auch andere Tätigkeiten der Meldeeinheit, z. B. das Anziehen
des Stromstoßrelais 75 können zur Anzeige dessen dienen, daß die Eichspannung innerhalb zulässiger Grenzen
liegt. Liegt dagegen das zur Zentraleinheit zurückgemeldete Eichsignal nicht innerhalb vorgegebener
Grenzen, so wird an der Meldeeinheit das in den F i g. 7 und 8 gezeigte Potentiometer 105 so lange nachgestellt,
bis die richtige Eichspannung eingestellt ist, was durch Aufleuchten der Signallampe 81 erkannt werden kann.
Nach Einjustierung der Eichspannung werden dann die Schalter der Adressierschalterbank 66 wieder in ihre
ursprüngliche Stellung zurückgelegt.
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die F i g. 13 bis 15 die Vielseitigkeit der oben beschriebenen Überwachungsanlage
verdeutlicht. Die dort gezeigten Signalverläufe sind nicht exakt maßstabgerecht, grob gesprochen
stellt jedoch jeweils eine Strecke von 2,5 cm auf der Abszisse eine Zeitspanne von 32 ms dar.
In Fig. 13 sind insgesamt fünf Impulse gezeigt, von denen vier Impulse zu einer Impulsgruppe gehören,
welche das Adressieren einer Meldeeinheit und die Rückmeldung von Daten von dieser Meldeeinheit zur
Zentraleinheit steuern. Diese vier Impulse sind den in den F i g. 5A bis 5C gezeigten Impulsen vergleichbar.
Zusätzlich ist ein langgestreckter Impuls gezeigt, weleher
dem Adressierimpuls »31« von Fig.3 entspricht. Die niederpegeligen Restsignale von Fig. 13 werden
bei offenem Schalter S1 der Zentraleinheit 26 erhalten,
während die hohen Signalpegel bei geschlossenem Schalter S1 erhalten werden. Die ansteigenden und abfallenden
Impulsflanken entsprechen dem Schließen bzw. öffnen des Schalters 51.
In Fig. 13 erhält man die erste ansteigende Impulsflanke
zum Zeitpunkt ίο, wenn der Schalter 51 schließt.
Hierdurch wird die zuvor adressierte Meldeeinheit abgeschaltet und die Datenübertragung von ihr zur Zentraleinheit
beendet. Außerdem wird in jeder der Meldeeinheiten der Stand des im Aktivierungskreis 64 enthaltenen
Zählers (Zähler 114 von F i e. R\ prhrtht Πίρίρηίσρ
der Meldeeinheiten, deren Adressierschalterband 66 auf
den erhöhten Zählerstand eingestellt ist, wird nunmehr durch ihren Aktivierungskreis 64 aktiviert. Wie aus
F i g. 13 ersichtlich, bleibt der Schalter 51 über eine vorgegebene
Minimalzeit hinweg geschlossen (Zeitraum zwischen to und f2), so daß der Ausgang »1« über die
Ausgangstreiberstufe 135 angeschaltet wird (vgl. F i g. 8). Die weiteren Ausgänge »2« bis »4« sind Ausgabebefehlen
für die Meldeeinheit zugeordnet, welche durch zeitliches Strecken des zweiten, dritten und vierten
Adressierimpulses von Fig. 13 kodier·, würden. Da
zum betrachteten Zeitpunkt der Anschluß an dem Ausgang »1« der Ausgangstreiberstufe 135 nicht verwendet
wird, hat die Dehnung des ersten hochpegeligen Adressierimpulses über t2 hinaus keine weitere Wirkung. Zum
Zeitpunkt h ist der Schalter Fl geöffnet, das Signal auf
den Leitern 27,28 wird wieder niederpegelig. Hierdurch wird der adressierten Meldeeinheit befohlen, das Signal
am Ausgang »1« wieder zu beenden und mit der Übertragung der Eichdaten dieser Meldeeinheit zu beginnen.
Wäre der Adressierimpuls schon zum Zeitpunkt ti abgefallen
gewesen, so hätte dieses bedeutet, daß der Ausgang »1« der adressierten Meldeeinheit nicht angeschaltet
werden soll.
Bleibt der Schalter 51 der Zentraleinheit 26 offen, so
kann nach dem Zeitpunkt tz die Dauer des niederpegeligen
Restsignals zwischen den Zeitpunkten tz und U
(Zeitachse unterbrochen!) bis zu 32 ms betragen, weil dies die beim betrachteten Ausführungsbeispiel gewählte
Dauer des Meßzeitraumes ist. Das niederpegelige Restsignal wird in der Auswerteschaltung der Zentraleinheit
laufend daraufhin überprüft, ob ein Signalanstieg vorliegt. Letzterer wäre dem Istwert der Eichdaten zugeordnet.
Benötigt die Zentraleinheit 26 keine Rückmeldung von Eichdaten von der adressierten Meldeeinheit,
so wird der Schalter 51 nach nur 1 oder 2 ms wieder
geschlossen, so daß die Zeitspanne zwischen den Zeitpunkten ti und U von Fig. 13 nur 1 oder 2 ms betragen
würde.
Man erkennt, daß auf diese Weise jede ansteigende Flanke der Impulsgruppe zur Adressierung der verschiedenen
Meldeeinheiten beiträgt und über die Lage der abfallenden Flanken der Adressierimpulse Befehle
an die jeweils adressierte Meldeeinheit übermittelt werden
können.
Zum Zeitpunkt u ist der Schalter S1 geschlossen. Je
nach der Lage des Zeitpunktes U wird durch die ansteigende Signalflanke die Übertragung von Eichdaten beendet
oder verhindert. Durch die ansteigende Signalflanke werden zugleich die 2-Bit-Zähler 112 (vgl. F i g. 8)
aller Meldeeinheiten um eins hochgezählL Der Schalter S1 öffnet wieder zum Zeitpunkt fs, so daß das Signa! auf
den Leitern 27, 28 vor demjenigen Zeitpunkt te niederpegelig
ist, zu welchem ein noch andauernder hochpegeliger Adressierimpuls der Meldeeinheit befehlen würde,
den Ausgang »2« einzuschalten. Letzteres hätte bedeutet, daß die mit dem Ausgang »2« der Ausgangstreiberstufe
135 verbundene Signallampe 81 eingeschaltet wird. Der Adressierimpuls wurde jedoch schon zum
Zeitpunkt fs niederpegelig, so daß der Ausgang »2« der Ausgangstreiberstufe 135 und damit auch die Signallampe
180 nicht eingeschaltet werden. In der Zeitspanne zwischen fs und ig kann die Meldeeinheit die Fühler-Identinzierungsdaten
an die Zentraleinheit melden. Wird schon kurz nach dem Zeitpunkt fs wieder ein
hochpegeliger Adressierimpuls erhalten, kann die Meldeeinheit
diese Daten dagegen nicht der Zentraleinheit melden.
Zum Zeitpunkt fe schließt der Schalter S1 wieder
wodurch die Übertragung von Fühler-Identifizierungs daten beendet wird und die 2-Bit-Zähler 112 aller MeI
deeinheiten weiter erhöht werden. Der dritte Adressier impuls bleibt nur bis tg hochpegelig. Zu diesem Zeit
punkt wird der Schalter 51 geöffnet, also wiederum voi
demjenigen Zeitpunkt fio, bis zu welchem der hochpe·
gelige Adressierimpuls verlängert werden müßte, under Meldeeinheit ein Einschalten des Ausgangs »2« dei
Ausgangstreiberstufe 135 zu befehlen, wodurch da« Stromstoßrelais 75 eingeschaltet würde. So ist das öff
nen des Schalters 51 zum Zeitpunkt fo praktisch eir
Befehl, das Stromstoßrelais 75 nicht zu beaufschlagen Der Adressierimpuls bleibt bis tn niederpegelig, und ir
dem so erhaltenen Meßzeitraum kann die Meldeeinhei die Größe der auf der Leitung 70 stehenden Analog
spannung »A« (vgl. F i g. 6) an die Zentraleinheit mel
den. Die Umsetzung des Analogpegels dieses Signals ii die Phasenlage eines Signalanstiegs bezüglich des Be
ginns des Meßzeitraumes erfolgt so, wie vorstehend un ter Bezugnahme auf die Fig. 10 bis 12 beschrieber
Zum Zeitpunkt tn schließt der Schalter 51 wieder, wo
durch ein weiterer hochpegeliger Adressierimpuls er halten wird, durch welchen die Rückmeldung von de
adressierten Meldeeinheit beendet wird und alle 2-Bit Zähler 112 erhöht werden.
Der vierte Adressierimpuls muß für eine bestimmt« Zeitspanne hochpegelig bleiben, die der Zeit zwischei
ti2 und tu entspricht, damit die Meldeeinheit den Aus
gang »4« der Ausgangstreiberstufe 135 einschaltet un< damit das Stromstoßrelais 75 ausgeschaltet wird. Wan
der Adressierimpuls zum Zeitpunkt in schon niederpe gelig, so würde die Meldeeinheit das Stromstoßrelais T.
nicht ausschalten. Zwischen den Zeitpunkten ί]5 und t\
versucht die Meldeeinheit eine zweite Analogspannunj
an die Zentraleinheit zu übermitteln, nämlich das übe die Leitung 71 erhaltene Ausgangssignal des Fühlers 72
Da in F i g. 13 jedoch angenommen ist, daß der Schalte
51 nach nur 1 oder 2 ms wieder schließt, wird der MeI
deeinheit nicht befohlen, das Ausgangssignal des Füh lers 72 an die Zentraleinheit zu melden. Zum Zeitpunk
f,6 schließt der Schalter S1 wieder, und durch die anstei
gende Signalflanke wird die Übertragung des Fühler ausgangssignals verhindert, und alle 2-Bit-Zähler li:
werden noch einmal erhöht.
Die vier oben angesprochenen Adressierimpulse stel len zusammen eine Impulsgruppe dar, durch welche zu
sammen eine Weiterschaltung von einer betrachteter gerade aktivierten Meldeeinheit auf die nächste zu akti
vierende Meldeeinheit erfolgt. Dieses Umschalten au die nächste Meldeeinheit erfolgt durch Überlauf de
verschiedenen 2-Bit-Zähler 112 und die damit verbun dene Erhöhung der 5-Bit-Zähler 114, welche mit den
Komparator 131 verbunden sind, an dem ferner auch dii von der Adressierschalterbank 66 bereitgestellte Adres
se der betrachteten Meldeeinheit anliegt. Die zum Zeit punkt fie als nächste adressierte Meldeeinheit brauch
nicht notwendigerweise die räumlich nächste Meldeein heit darzustellen. Am Ende eines Abfragezyklus bleib
der fünfte Adressierimpuls über den Zeitpunkt t22 hin
aus niederpegelig. Wäre dieser Adressierimpuls durcl öffnen des Schalters Sl schon zum Zeitpunkt U1 nie
derpegelig geworden, so hätte er der neu adressiertei Meldeeinheit befohlen, ihren Ausgang »1« nicht einzu
schalten. Da der Adressierimpuls aber noch über /1 hinaus hochpegelig bleibt, wird der Befehl gegeben, dei
Ausgang »1« anzusteuern. Zum Zeitpunkt fi? erkenn
beim betrachteten Ausführungsbeispiel der Taktgeber
kreis, daß der Ausgang »1« der Ausgfngstreiberstufe 135 abgeschaltet werden soll. Der Adressierimpuls
bleibt auch noch über i2i und i?2 hinaus hochpegelig,
wobei zum Zeitpunkt f22 alle Meldeeinheiten erkennen,
daß dieser stark verlängerte, hochpegelige Adressierimpuls ein Rückstellimpuls ist, durch welchen die Zähler
112 und 114 in allen Meldeeinheiten gelöscht werden.
Man erkennt, daß bei der oben beschriebenen Überwachungsanlage eine große Anzahl von Daten und Befehlen
in und zwischen die Adressierimpulse gepackt werden kann.
In Fig. 14A ist eine Gruppe von von der Zentraleinheit
26 abgegebenen Adressierimpulsen gezeigt, während in den Fig. 14B bis 14F die Reaktion der Meldeeinheit
auf einen jeden der Adressierimpulse wiedergegeben ist. Die in den F i g. 14B bis 14F gezeigten Signalverläufe
entsprechen den Signalen an den Ausgängen »8«, »1«, »2«, »3« und »4« der in F i g. 7 rechts gelegenen
Ausgabeseite des integrierten Schaltkreises /Cl bzw. der in F i g. 8 rechts gelegenen Ausgangsseite der Ausgangstreiberstufe
135. Die Signalform in Fig. 14B läßt erkennen, wann der Ausgang »8« des integrierten
Schaltkreises /Cl eingeschaltet wird. Dies entspricht denjenigen Zeiträumen, innerhalb welcher die Meldeeinheit
zur Rückmeldung von Signalen an die Zentraleinheit aktiviert wird.
Aus F i g. 14A ist ersichtlich, daß der Schalter 51 zum
Zeitpunkt ίο geschlossen wird, wodurch der erste Adressierimpuls
eingeleitet wird. Der Schalter 51 bleibt bis fi
geschlossen, wobei diese Zeitspanne so kurz ist, daß der Ausgang »1« des integrierten Schaltkreises /Cl nicht
eingeschaltet wird. Mit dem öffnen des Schalters 51
wird der Ausgang »8« des integrierten Schaltkreises /Cl eingeschaltet, und die Meldeeinheit 25 versucht eine
Rückmeldung von Daten, wie der Impuls 340 von F i g. 14B zeigt. Zum Zeitpunkt U wird der Schalter 51
jedoch wieder geschlossen, so daß der erste Sendebefehl beendet wird und entsprechend der Impuls 340 abgeschaltet
wird. Da die Zeitspanne zwischen ίο und fi
sehr klein ist, wird der Ausgang »1« nicht eingeschaltet, wie in F i g. 14C gezeigt.
Zum Zeitpunkt ti wird der Schalter 51 wieder geschlossen
und bleibt über die Minimalzeit ti hinaus geschlossen,
welche zum Einschalten des Ausgangs »2« erforderlich ist. Man erhält daher zum Zeitpunkt f3 die
Anstiegsfianke eines impulses 34ί, wie in Fig. i4D gezeigt.
Durch den Impuls 341 wird die Signallampe 81 eingeschaltet. Diese bleibt von h bis zum neuerlichen
Schließen des Schalters 51 zum Zeitpunkt U eingeschaltet.
Nach dem Zeitpunkt U versucht die Meldeeinheit
wiederum, Daten an die Zentraleinheit zu überstellen, wie der Impuls 342 von Fig. 14B zeigt. Die Zeitspanne
zwischen u und is ist jedoch zu kurz für die
Rückmeldung der Fühler-Identifizierungsdaten, und der Impuls 342 wird beendet, wenn der Schalter 51 zum
Zeitpunkt is wieder schließt
Der dritte Adressierimpuls in der in F i g. 14A gezeigten Gruppe bleibt nur für eine kurze Zeit hochpegelig,
die zu kurz ist, um ein Einschalten des Ausgangs »3« herbeizuführen. Die in Fi g. 14E gezeigte Signalform ist
somit durchgehend niederpegelig. Zum Zeitpunkt te
wird der Schalter 51 wieder geöffnet, so daß das dritte
niederpegelige Restsignal auf den Leitern 27, 28 erhalten wird (vgl. Fig. 14A). Dieses Restsignal ist jedoch
nicht so niederpegelig, wie die früheren niederpegeligen Restsignale zwischen Adressierimpulsen der betrachteten
Adressierimpulsgruppe. Dies ist darauf zurückzuführen, daß das dritte niederpegelige Restsignal eine
Zeitspanne umfaßt, in welcher an sich das erste Analogsignal »A« von einem angeschlossenen Gerät zur Zentraleinheit
zurückgemeldet werden soll. Das nur weniger abgesenkte niederpegelige Restsignal zeigt an, daß
an die gerade adressierte Meldeeinheit kein entsprechender analoger Signalgeber angeschlossen ist. Wäre
ein solcher analoger Signalgeber angeschlossen, so hätte das dritte niederpegelige Restsignal die gleiche Höhe
wie die vorangehenden niederpegeligen Restsignale.
ίο Zum Zeitpunkt ti schließt der Schalter 51 wieder,
wodurch der vierte Adressierimpuls eingeleitet wird. Dieser Adressierimpuls bleibt über fs hinaus hochpegelig,
so daß der Ausgang »4« eingeschaltet wird. Dies führt beim betrachteten Ausführungsbeispiel zum ιοί 5 sehen des zugeordneten Stromstoßrelais 75. Zum Zeitpunkt
fe wird hierzu am Ausgang »4« der Impuls 343 (vgl. Fig. 14F) erzeugt. Der Impuls 343 daueri bis zum
Zeitpunkt ig, zu welchem der Schalter 5 1 der Zentraleinheit wieder öffnet. Zum Zeitpunkt ig beginnt das vierte
niederpegelige Restsignal, wobei dieses Restsignal so lange gedehnt wird, daß der Ausgang »8« des integrierten
Schaltkreises /Cl hochpegelig wird und bleibt, so daß die Meldeeinheit Daten von dem zweiten ihr zugeordneten,
analog arbeitenden Fühler an die Zentralein-
heit zurückmelden kann. Durch den Übergang zum vierten niederpegeligen Restsignal wird gleichzeitig der
Ausgang »8« wieder niederpegelig, und dieser Zustand bleibt bis in erhalten. Bei in wurde eine vollständige
Impulsgruppe erhalten, der Zähler 114 von F i g. 8 wird in allen Meldeeinheiten erhöht, und die nächste Gruppe
von Adressierimpulsen beginnt.
Aus der obenstehenden Beschreibung der Fig. 14A bis 14F ergibt sich, daß durch Drehung der Adressierimpulse
auch Information von der Zentraleinheit zu den Meldeeinheiten übertragen werden kann, wobei als Beispiel
das Einschalten der Signallampe 81 beschrieben wurde. Diese leuchtete gemäß dem in F i g. 14D gezeigten
Impuls 341 20 ms lang, wobei man die Leuchtdauer verkürzen oder verlängern könnte, um verschiedene
Daten zu übertragen. Die Dauer eines solchen Impulses kann so Informationen entweder für an die Meldeeinheit
angeschlossene Einheiten oder für das Überwachungspersonal bedeuten.
Wie der Schalter 51 der Zentraleinheit 26 zum Übergeben
von Daten an die Meldeeinheiten 25 gesteuert werden kann, wird nachstehend unter Bezugnahme auf
die Fig. 15A bis 15F erläutert. In Fig. 15A sind wieder
vier eine Gruppe bildende Adressierimpulse gezeigt Der erste Adressierimpuls wird zum Zeitpunkt fo hochpegelig
und bleibt dies über den Zeitpunkt t\ hinaus. Letzterer entspricht der minimalen Schalterschließzeit,
welche benötigt wird, um den Ausgang »1« des integrierten Schaltkreises IC 1 hochpegelig werden zu lassen.
Entsprechend erhält man an diesem Ausgang zum Zeitpunkt t\ die ansteigende Flanke eines Impulses 345.
Dieser bleibt bis zum Zeitpunkt i2 hochpegelig, zu welchem
der Schalter 51 in der Zentraleinheit wieder geöffnet wird. Der Impuls 345 hat eine Länge von etwa
12 ms und kann einen Befehl zur Durchführung einer bestimmten Funktion oder eine impulsbreite kodierte
Darstellung eines Analogsignals sein.
Zum Zeitpunkt t2 öffnet der Schalter 51, worauf der
Ausgang »8« der Ausgangstreiberstufe 135 hochpegelig wird. Die Meldeeinheit versucht nun Daten an die Zentraleinheit
rückzumelden. Da jedoch der Schalter 51
nach nur 4 ms zum Zeitpunkt h wieder geschlossen wird, wird der Ausgang »8« schon zu diesem Zeitpunkt
wieder niederpegelig, und die beabsichtigte Datenüber-
tragung der Meldeeinheit wird beendet. Zum Zeitpunkt
t3 beginnt zugleich der zweite Adressierimpuls.
Der zweite Adressierimpuls bleibt über dem Zeitpunkt U hinaus hochpegelig, welcher die minimale Einschaltzeit
des Schalters 51 darstellt, die zum Einschalten des Ausgangs »2« und damit zum Übertragen eines
Funktionsbefehls an die Meldeeinheit notwendig wird. Infolgedessen erhält man zum Zeitpunkt (4 die ansteigende
Flanke eines Impulses 346, wie in Fig. 15D gezeigt. Der Impuls 346 bleibt bis zum Zeitpunkt t$ hochpegelig,
zu welchem der Schalter 51 der Zentraleinheit wieder öffnet. Mit der Beendigung des Impulses 346
wird wieder der Ausgang »8« der Ausgangstreiberstufe 135 hochpegelig, und die Meldeeinheit versucht, weitere
Daten an die Zentraleinheit rückzumelden. Dieser Versuch wird jedoch zum Zeitpunkt is beendet, wenn der
Schalter 51 wieder geschlossen wird. Der Impuls 346
stellt somit einen 32 ms langen Datenimpuls dar, der an die adressierte Meldeeinheit überstellt wird.
Der dritte Adressierimpuls bleibt über den Zeitpunkt tj hinaus hochpegelig, so daß der Ausgang »3« der Ausgangstreiberstufe
135 eingeschaltet wird und ein Impuls 347 bereitgestellt wird, wie in F i g. 15E dargestellt. Der
Impuls 347 endet nach 8 ms zum Zeitpunkt fe, bei welchem
der Schalter S1 wieder geöffnet wird. Anschließend
versucht die Meldeeinheit zwischen dem Zeitpunkt /g und ig Daten an die Zentraleinheit zurückzumelden,
wobei die Amplitude des auf den Leitern 27 und 28 stehenden Restsignals nunmehr etwas größer ist als
diejenige der vorhergehenden Restsignale, da an die Meldeeinheit kein Fühler angeschlossen ist, welcher ein
rückzumeldendes Analogsignal bereitstellen würde.
Zum Zeitpunkt ig wird der vierte Adressierimpuls eingeleitet.
Der Schalter S1 wird über den Zeitpunkt ί)0
hinaus geschlossen gehalten, so daß der Ausgang »4« der Ausgangstreiberstufe 135 hochgezogen wird und
ein Impuls 348 erhalten wird, wie in Fig. 15F gezeigt. Der Ausgang »4« bleibt bis zum Zeitpunkt ii 1 hochpegelig,
zu welchem der Schalter 51 der Zentraleinheit
geöffnet wird. Hierdurch wird der Impuls 348 nach einer Datenübertragungszeit von 40 ms beendet. Zum Zeitpunkt
Iu wird außerdem wieder der Ausgang »8« hochpegelig,
so daß die Meldeeinheit einen Impuls 350 an die Zentraleinheit zurücksendet, welcher zum Zeitpunkt tn
beendet wird. Da der Schalter 51 zu diesem Zeitpunkt
noch geschlossen gehalten wird, erhält man zum Zeitpunkt tn einen Signalanstieg auf den Leitern 27, 28,
welcher von der Auswerteschaltung der Zentraleinheit in der weiter oben genauer beschriebenen Art und Weise
bezüglich seiner Relativlage zum Zeitpunkt fi 1 ausgewertet
wird und der Rückmeldung von Daten dient. Zum Zeitpunkt tu wird der Schalter Sl wieder geschlossen,
wodurch der erste Adressierimpuls der nächsten Vierergruppe eingeleitet wird.
Vorstehend sind anhand von Ausführungsbeispielen folgende herausragende Merkmale der beschriebenen
Überwachungsanlage behandelt worden:
1. Nonius-Auswertung der von den Meldeeinheiten
erzeugten Meldesignale in der Zentraleinheit zur Erhöhung der Genauigkeit;
2. genaue Auswertbarkeit der von einer rückmeldenden
Meldeeinheit übermittelten Daten selbst dann, wenn eine andere Meldeeinheit zum gleichen Zeitpunkt
einen Funktionsfehler aufweist;
3. Rückmeldung unterschiedlicher Daten von einer Meldeeinheit in verschiedenen Meßzeiträumen,
welche durch Dehnen eines niederpegeligen Restsignals erhalten werden, welches jeweils auf einen
einer Mehrzahl von Adressierimpulsen folgt, die zusammen eine zum Weiterschalten von einer Meldeeinheit
auf eine andere Meldeeinheit dienende Adressierimpulsgruppe bilden, wobei z. B. Fühler-Identifizierungsdaten,
Eichdaten der Meldeeinheit und Identifizierungsdaten für die Meldeeinheit
übertragen werden können;
4. Kompensation der von der Meldeeinheit übertragenen
Meldesignale im Hinblick auf Langzeitänderungen von Anlagenparametern;
5. Einjustierung von Meldeeinheiten am Einsatzort;
6. Energieversorgung der Meldeeinheiten und an sie angeschlossener Fühler von der Zentraleinheit her
über die beiden Leiter, welche auch der Signalübertragung dienen.
Hierzu 8 Blatt Zeichnungen