DE3248754A1 - Schaltungsanordnung - Google Patents

Description

JI k ö / b

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum übertragen von logischen Steuersignalen in Impulsform auf einer Leitung von einem Sender zu einem Empfänger für Schlagwetter- bzw* explosionsgefährdete Räume.

Für Schlagwetter- bzw..explosionsgefährdete Räume bestehen besondere Vorschriften, daß elektrische Anlagen iⁿ eigensicherer Ausführung vorgesehen sein müssen.

Hierzu sind schwere, druckfest gekapselte Gehäuse erforderlich. Sollen nun in schlagwettergefährdeten Räumen Anlagen ferngesteuert werden, so empfiehlt sich wegen der geringeren Störanfälligkeit und höheren Störfestigkeit im Vergleich zu drahtlosen Systemen eine kabelgebundene Fernübertragung. Ein Nachteil besteht jedoch darin, daß für jeden Steuerkanal das Kabel eine Ader aufweisen muß, so daß bei einer größeren Anzahl von zu übertragenden Informationen relativ dicke Kabel erforderlich sind, welche auch wegen ihres hohen Gewichts schlecht zu handhaben sind.

■Grundsätzlich ist es in der Nachrichtenübertragung bekannt, Steuersignale in Form von logischen Impulsen für eine Vielzahl von Funktionen seriell über eine Leitung zu übertragen. Die Befehle können beispielsweise in einem Tastenfeld eingegeben werden,worauf sie in einer digitalen Kodiereinheit in eine serielle Abfolge von logischen Impulsen umgesetzt und übertragen werden. Im Empfänger werden die Signale dekodiert und zwischengespeichert, bevor sie aus dem Speicher abgerufen werden. An die übertragung eines jeden Informationsblockes schließt sich eine Sendepause als Synchronisierungslücke an. Es "ist offensichtlich, daß der Sender eine Spannungs

35· Versorgung benötigt,, so daß auch der Sender Schlagwetter- bzw. explosionsgeschützt ausgeführt, also mit

einem entsprechend schweren druckfesten Gehäuse versehen sein muß. Für einen tragbaren Sender ist jedoch eine gekapselte Ausführung zu schwer.

Somit ist die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe darin zu sehen, ein Fernübertragungssvstem eigensicher auszubilden, damit auf die Verwendung eines schweren druckfesten Gehäuses für den tragbaren Sender verzichtet werden kann. Außerdem soll die übertragung mit möglichst ,λ geringem Leitungs- und Bauaufwand vorgenommen werden.

Diese Aufgabe ist erf indungscremäß durch die im kennzeichenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Erfindungsgemäß ist die gesamte Stromversorgung für den Sender im Empfänger untergebracht, bei dem die elektrische Anlage zur Betätigung von beispielsweise Abbaumaschinen oder Ausbaugestellen den Sicherheitsvor-Schriften entsprechend stets druckfest gekapselt angeordnet ist. Es bedingt also keinen Mehraufwand, den Spannungsversorgungsteil für den Sender i-n dem ohnehin .vorhandenen druckfesten Gehäuse der Schaltanlage unterzubringen. Bei entsprechend geringer Übertragungsleistung

2g lassen sich nun alle zum Sender gehörenden Bauteile in einem Gehäuse unterbringen, für das keine besonderen Schutzmaßnahmen erforderlich sind, so daß der Sender ein geringes Gewicht aufweist und handlich ist. Dies trifft auch für das den Sender mit dem Empfänger verbindende

OQ Kabel zu, das lediglich zwei Adern aufweist.

Vom Netzteil im Empfänger wird nun an den Sender zu dessen Stromversorgung ein Strom mit einem bestimmten Grundwert übertragen. Setzt die Nachrichtenübertragung ein, gg , so wird dieser Grundwertpegel von der Stromregelungsschaltung um einen vorbestimmten Betrag angehoben und die Länge der Zeit, in der der Strom angehoben wird, be-

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stimmt den Inhalt der übertragenen Information. Damit können beliebig viele Informationen auf nur zwei Leitern übertragen werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Schaltung des

Senders,
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Schaltung des

Empfängers und

je Fig. 3 eine Darstellung des auf der Leitung übertragenen Stromsignals.

In Fig. 1 werden die zu übertragenden Informationen in einem Tastenfeld 10 eingegeben und in einer logischen

2Q Kodiereinheit 11 abhängig von den Taktsignalen eines Taktgenerators 12 kodiert. Die kodierten Steuersignale werden über eine Leitung 13 an .den ersten Eingang eines ' .REgelverstärkers 14 übertragen, an den eine Stromreglungsschaltung 15 angeschlossen ist. Diese liegt parallel zu den Stromverbrauchern im Sender, die insgesamt mit dem Bezugszeichen 16 bezeichnet sind. Die Stromregelungsschaltung 15 sowie die Senderelektronik 16 sind an die beiden Adern 17 und 18 der übertragungsleitung angeschlossen, die den in Fig, I dargestellten Sender

QQ mit dem in Fig. 2 dargestellten Empfänger verbindet.

In der Leitung 18 ist noch ein Meßwiderstand 19 eingeschaltet, von dem der Istwert des in der Leitung 18 fließenden Stromes abgegriffen und über eine Verbindung 20 an den zweiten "Eingang des Regelverstärkers 14

35, übertragen wird»

Im Empfänger ist die Leitung 17, 18 an ein Stromver-

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/ 6.

sorgungsteil 25 angeschlossen. In der Leitung 18 liegt wiederum ein Meßwiderstand 26 zum Abgreifen des in der Leitung übertragenen Stromwerts. Dieser wird über die Leitung 27 an eine Iitipulsauswerteschaltung 28 übertragen, in der die auf der Leitung übertragenen Impulse dekodiert werden. Die dekodierten Signale werden über eine Leitung 2 9 an einen Speicher, z.B. ein Schieberegister 30, übertragen, von dem sie dann zum Ansteuern der zu betätigenden Verbraucher, beispielsweise zum Ansteuern von Ventilantrieben usw. abgerufen werden. Zwischen der Impulserkennungsschaltung und dem Speicher 30 ist noch eine Steuerlogik 31 für die Taktsignale und die Synchronisation vorgesehen, um das Schieberegister synchron mit den eintreffenden Impulsen anzusteuern.

Der in Fig. 2 dargestellte Empfänger ist in einem druckfest gekapselten Gehäuse angeordnet, das für die Unterbringung der elektrischen Schaltanlage ohnehin vorhanden 2Q ist. Der in Fig. 1 dargestellte Sender ist dagegen ohne besondere Schutzmaßnahmen in einem leichten tragbaren Gehäuse untergebracht. Die Spannung auf der Leitung 17, .18 beträgt beispielsweise 15 Volt und der Strom ist maximal 40 mA, so daß keine besonderen Maßnahmen erforderte lieh sind.

Wird der Sender eingeschaltet, so stellt sich auf der Übertragungsleitung 17, 18 ein bestimmter Grundwert des Stromes ein, der vom Netzteil 25 aus dem Empfänger zur Versorgung der Senderelektronik über die Leitung über- · tragen wird. Damit Schwankungen des Grundwertes die Sicherheit der Signalübertragung nicht gefährden, wird von der Stromregelungsschaltunq 15 der Grundwert des Stromes auf einen ^Mindestwert angehoben. Dies ist in Fig. 3 dargestellt. Jedenfalls muß der Mindestwert des Stroms größer sein als der höchste zu erwartende Grundwert für den Stromverbrauch des Senders.

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ti.

Steht am ersten Eingang des Regelverstärkers über die Leitung 13 noch kein zu übertragendes Signal an, und ist der zweite Eingang Über die Leitung 20 mit dem Grundwert des Stromes belegt, so steuert der Regelverstärker 14 den Strom IR durch die Stromregelungsschaltung 15 auf einen Wert, der zusammen mit dem Verbraucherstrom IV den gewünschten Mindestwert des Stroms Imin ergibt.

!Q Erfolgt nun die Nachrichtenübertragung, so werden aus der Kodierlogik 11 die Steuersignale nacheinander an äen ersten Eingang des Regelverstärkers 14 übertragen. Von diesem wird die Stromregelungsschaltung 15 so angesteuert, daß beim Vorliegen von Steuersignalen der

I^ Strom IR auf den Stromwert Imax in Fig. 3 angehoben wird. Die Zeitdauer, während der der Strom Imax in der Leitung fließt, bestimmt die zu übertragende Information. Beispielsweise bedeutet ein kurzer Impuls die Information Null und ein längerer Impuls die Information 1. Entsprechend der Anzahl der im Tastenfeld einzugebenden Funktionen werden die seriellen Informationen blockweise übertragen und die einzelnen Blöcke sind 'durch eine Sende-.pause voneinander getrennt. Unabhängig davon, ob eine Funktion auf dem Tastenfeld geschaltet oder nicht geschaltet ist, wird stets die gesamte Informationen in einem festen Block übertragen. Damit ergibt sich eine sehr einfache Prüfungsmöglichkeit, ob die übertragung fehlerhaft ist. So sind bei der übertragung eines Blockes mit lediglich Information Null, wenn also keine Drucktaste gedrückt ist, schmale Impulse auf der Leitungvorhanden. Bei 24 Drucktasten müssen also im Empfänger 24 schmale Impulse gezählt werden.

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Claims (1)

1. λ
   Patentansprüche

   Schaltungsanordnung zum übertragen von logischen Steuersignalen in Impulsform auf einer Leitung von einem Sender zu einetti Empfänger für schlagwetter- bzw. explosionsgefährdete Räume, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spannungsversorgungsschaltung (25') für den Sender im druckfest gekapselten Empfänger angeordnet ist und im Sender eine Stromregelungsschaltung

   IQ (15) vorgesehen ist_r von der der vom Eigenverbrauch des Senders bestimmte Grundwert des Stroms auf der Leitung (17, 18) beim übertragen von Steuersignalen um einen vorbestimmten Wert angehoben wird, wobei die Impulslänge die Information Null oder 1 des Steuersignals bestimmt»

   2» Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (17, 18) zwischen dem Sender und dem Empfänger zwei Adern aufweist.

   3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromregelungs'schaltung (15) den Grundwert des Stroms auf einen vorbestimmten Mindeststrom anhebt.

   4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

   dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignale seriell in vorbestimmten Zeitabständen übertragen werden und auf jeden Informationsblock eine Synchronisierlücke folgt.

   5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromregelungsschaltung (15) des Senders an die zweiadrige Lei-

   35. tung ('!7, 18) parallel zu den Abgriffen für die Stromversorgung der Sendeelektronik (16) angeschlossen ist und von einem Regelverstärker (14) ange-

   steuert wird, dessen erster Eingang mit der zu übertragenden Information als Sollwert aus einer von einem Tastenfeld (10) angesteuerten digitalen Kodiereinheit (11) belegt ist/ und dessen zweiter Eingang den an einen in der Leitung liegenden Meßwiderstand (19) abgegriffenen Strom als Istwert erhält.

   6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß im Empfänger in dem zur Spannungsver- IQ sorgungsschaltung (25) für den Sender führenden Leitungszweig ein Meßwiderstand (26) vorgesehen ist, der an eine Impulsauswerteschalrung (28) angeschlossen ist, von der die übertragene Information einem Speicher (30) zugeführt wird.

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