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Schaltung zum Fernüberwachen eines Lichtsignales
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung nach dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1.
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Eine derartige Schaltung ist aus der DE-PS 19 57 781 bekannt. Dort
werden am Signalort Meldungen über den Betriebszustand der jeweils an geschalteten
Signallampe in einen Uberwachungskreis eingespeist und an einer entfernten Steuerstelle
wieder ausgekoppelt. Die Übertragung der Betriebszustandsmeldungen erfolgt über
Speiseleitungen der jeweils an geschalteten und einer nicht angeschalteten Signallampe.
Für die Einspeisung der Betriebszustandsmeldungen am Signalort dienen Überwachungsschaltmittel
und stromrichtungsabhängige Sperrschaltmittel; die Auskopplung der Betriebszustandsmeldungen
in der Steuerstelle erfolgt über stromrichtungsempfindliche Schaltmittel.
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Mit der bekannten Schaltung lassen sich nur jeweils zwei Betriebszustandsmeldungen
übermitteln, beispielsweise Hauptfaden an" oder "Nebenfaden an". Welcher Haupt-
und weloher Nebenfaden leuchtet läßt sich in der Steuerstelle aus der Schaltstellung
von Anschaltkontakten herleiten. Leuchtet neben einer betriebsmäßig angeschalteten
Signallampe beispielsweise aufgrund einer Aderberührung eine betriebsmäßig abgeschaltete
Signallampe auf, so ist dies am fernen Uberwachungsort nicht oder nur ausnahmsweise
dann erkennbar, wenn der Nebenfaden der betreffenden Signallampe leuchtet.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltung nach dem
Oberbegriff
des Patentanspruches 1 anzugeben, mit der mehr als zwei Betriebszustandsmeldungen
übertragbar sind, so daß in der Steuerstelle jederzeit der tatsächliche Betriebszustand
eines Lichtsignales festgestellt werden kann.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale
des Patentanspruches 1. Durch die Verwendung von zwei voneinander unabhängigen Überwachungskreisen
ist es nunmehr möglich, bis zu neun verschiedene Zustandsmeldungen an die Steuerstelle
zu übertragen.
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Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Eine besonders vorteilhafte Ausbildung der Erfindung sieht vor, daß
die für den zweiten Überwachungskreis vorgesehene Verbindung durch auf Erdpotential
liegende Anschlüsse dargestellt ist. Bei dieser Ausbildung der erfindungsgemäßen
Schaltung machen sich Erdschlüsse durch Ausbleiben der Betriebszustandsmeldungen
des zweiten Überwachungskreises bemerkbar. Die so erkannte Störung kann behoben
werden bevor ein zweiter Erdschluß auftritt, über den in unkontrollierter Weise
ferne Verbraucher ansprechen könnten.
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Wenn bei einer mit einer derartigen Einrichtung zum Feststellen von
Erdschlüssen versehenen Schaltung der eine Uberwachungskreis zum Kennzeichnen der
jeweils angeschalteten Signallampe und der andere zum Kennzeichnen des jeweils an
geschalteten Lampenfadens dieser Signallampe dient, sind beide Überwachungskreise
ständig aktiviert und die in die beiden Überwachungskreise einbezogenen stromrichtungsempfindlichen
Schaltmittel sprechen jeweils paarweise an, solange keine Störung vorliegt. Leuchtet
eine
Signallampe über ihren Nebenfaden auf, leuchtet sie zur Unzeit auf, ist ein Überwachungskreis
gestört oder liegt ein Erdschluß vor, so ist dies in der Steuerstelle sofort als
Störung erkennbar.
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Zum Speisen der beiden Uberwachungskreise ist der Speisekreis einer
de-r Signallampen bis hin zum Signalort ständig durchgeschaltet, wobei die betreffende
Signallampe am Signalort durch Uberwachungsschaltmittel anderer Signallampen geschaltet
wird. In vorteilhafter Weise ist dies der dem Haltsignal zugeordnete Speisekreis.
Eine Unterbrechung des Speisekreises dieser Signallampe ist unabhängig vom jeweils
angeschalteten Signalbegriff sofort als Störung zu erkennen und es können geeignete
Maßnahmen zur Störungsbeseitigung eingeleitet werden.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles näher erläutert.
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In der Zeichnung sind zur Verdeutlichung des Geschehens bestimmte
Stromkreise optisch hervorgehoben. Die durchgezogene dicke Linie bezeichnet dabei
den Speisekreis für eine Signallampe, eine gestrichelte Linie einen ersten Uberwachungskreis
und eine gepunktete Linie einen zweiten Überwachungskreis.
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Figur 1 zeigt die Speise- und Überwachungskreise bei angeschaltetem
Haltbegriff, Figur 2 die Speise- und Überwachungskreise für den Haltbegriff bei
abgefallenem Hauptfadenüberwacher und Figur 3 die Speise- und Überwachungskreise
für einen Fahrtbegriff.
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Bei dem in Figur 1 dargestellten Lichtsignalstromkreis mit einer Signallampe
H für den Haltbegriff und einer Signallampe F für den Fahrtbegriff soll die Signallampe
H
betriebsmäßig angeschaltet sein. Gespeist wird diese Signallampe
über einen in der Nähe des Signalortes angebrachten Lampentransformator LH, die
Speiseleitungen 1, 2 und den Trenntransformator TH aus einem Wechselspannungsnetz.
Fließt ein Strom über die Signallampe H, so spricht ein Überwacher HU für den Haltbegriff
an und schließt seinen Kontakt HU/1 in einem ersten, in der Zeichnung durch eine
gestrichelte Linie verdeutlichten Uberwachungskreis zwischen dem Lichtsignal und
einer fernen Steuerstelle. Neben dem Haltüberwacher HU spricht mindestens dann,
wenn die Signallampe H über ihren Hauptfaden betrieben wird, ein mit diesem Hauptfaden
in Reihe geschalteter Hauptfadenüberwacher HH an, schaltet mit seinem Kontakt HH/1
den bis dahin ebenfalls angeschalteten Neben faden der Signallampe H ab und schließt
mit seinem Kontakt HH/2 einen in der Zeichnung durch eine gepunktete Linie verdeutlichten
zweiten Überwachungskreis. Beide Uberwachungskreise werden über den Trenntransformator
TH aus der zum Betrieb der Signallampe H vorgesehenen Wechselspannungsquelle gespeist.
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Der erste Überwachungskreis führt vom Trenntransformator TH über die
Speiseleitung 1, den Arbeitskontakt HU/1 des Haltüberwachers, einen Ruhekontakt
FU/1 eines Fahrtüberwachers FU, eine Diode 92, die Speiseleitung 3 und einen Widerstand
R1 zum Trenntransformator TH. Die am Widerstand R1 abgreiPbare Spannung liegt an
den Eingängen zweier invertierend geschalteter Operationsverstärker OV1, OV2, von
denen einer bei der durch die Diode D2 vorgegebenen Polarität der am Widerstand
R1 anliegenden Spannung an seinem Ausgang Potential führt. Dieses Ausgangspotential
kennzeichnet in der Steuerstelle das Ansprechen des Haltüberwachers HU. In der Zeichnung
sind zum besseren Verständnis die von den Operationsverstärkern jeweils ausgegebenen
Meldungen durch die für die
jeweils überwachten Schaltmittel verwendeten
Bezugszeichen verdeutlicht worden. Die Meldungen werden über in der Zeichnung nicht
dargestellte Optokoppler an ein steuerndes Stellwerk gegeben. Die verwendeten Opezationsverstärker
besitzen Tiefpaßverhalten, d.h. sie reagieren nicht auf die Lampenströme, sondern
ausschließlich auf die daraus abgeleiteten Gleichspannungen.
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Neben dem ersten Überwachungskreis bildet sich der in der Zeichnung
durch eine gepunktete Linie hervorgehobener zweiter Überwachungskreis aus. Dieser
führt von einem auf Erdpotential liegenden Anschluß über die Diode D4, den Arbeitskontakt
HH/2 des Hauptfadenüberwachers HH der Signallampe H, den Ruhekontakt FH/1 eines
Hauptfadenüberwachers FH für die Signallampe F, die Speiseleitung 1, die Sekundärwicklung
des Trenntransformators TH und einen Widerstand R2 zu einer weiteren auf Erdpotential
liegenden Anschlußklemme.
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Dem Widerstand R2 parallelgeschaltet sind zwei den Operationsverstärkern
des ersten Überwachungskreises entsprechende Operationsverstärker OV3, OV4, von
denen einer entsprechend der Polarität der durch die Diode D4 vorgegebenen Gleichspannung
anspricht und an seinem Ausgang eine das Anziehen des Hauptfadenüberwachers HH der
Signallampe H kennzeichnende Meldung ausgibt.
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Fällt einer der Lampenüberwacher für den Haltsignalbegriff ab oder
spricht einer der Lampenüberwacher der betriebs mäßig abgeschalteten Signallampe
F an, so wird mindestens einer der beiden Überwachungskreise aufgetrennt, was in
der Steuerstelle durch das Ausbleiben der entsprechenden Operationsverstärker-Ausgangssignale
sofort erkennbar ist. Für den zweiten Überwachungskreis kann prinzipiell zwischen
der die Meldungen eingebenden Schaltstrecke am Signalort und der die Meldungen auskoppelnden
Einrichtung in der Steuerstelle eine zusätzliche Leitungs-
verbindung
vorgesehen sein, wie es in Figur 1 symbolisch durch eine strichpunktierte Linie
5 angedeutet ist. Wenn stattdessen wie im Beispiel angenommen der zweite Überwachungskreis
über auf Erdpotential liegende Anschlüsse geschlossen ist, hat dies den Vorteil,
daß sich Erdschlüsse auf einer der Speiseleitungen sofort durch Ausbleiben entsprechender
Meldungen der dem Widerstand R2 parallelgeschalteten Operationsverstärker OV3, OV4
erkennbar machen. Dies gilt aber nur dann, wenn wie ebenfalls in Figur 1 angenommen
ist dafür Sorge getragen ist, daß die jeweils zu übertragenden Meldungen getrennt
voneinander über den ersten und den zweiten Überwachungskreis übertragen werden
und nicht etwa wie durchaus möglich wäre beide über den ersten Überwachungskreis
übertragen werden, wenn also zur Kennzeichnung des ordnungsgerechten Betriebsverhaltens
einer Signallampe aus beiden Überwachungskreisen Meldungen abgeleitet werden.
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In Figur 2 ist angenommen, daß der Hauptfaden der betriebsmäßig angeschalteten
Signallampe H für den Haltbegriff durchgebrannt ist und daß diese Signallampe über
ihren Nebenfaden betrieben wird. Dabei befindet sich der Hauptfadenüberwacher HH
dieser Signallampe in Grundstellung, in der er über seinen Kontakt HH/1 die Speisung
des Nebenfadens zuläßt. Der Haltüberwacher HU der Signallampe ist erregt. Für die
Kennzeichnung des Betriebszustandes der Signallampe H bildet sich der gleiche durch
eine gestrichelte Linie hervorgehobene Überwachungskreis wie in Figur 1; der zweite
Uberwachungskreis kommt nicht zustande weil der Arbeitskontakt HH/2 des nicht erregten
Hauptfadenüberwachers HH die Einspeisung des Überwachungskreises verhindert. Aus
dem Nichtvorliegen der über den zweiten Überwachungskreis zu übertragenden Meldung
erkennt die Steuerstelle das Vorliegen einer Störung und kann entspresprechende
Wartungs- und Instandsetzungsarbeiten veranlassen.
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In Figur 3 sind die sich beim Anschalten eines Fahrtbegriffes ausbildenden
Speise- und Überwachungskreise optisch hervorgehoben worden. Zum Anschalten des
Fahrtbegriffes ist in der Steuerstelle ein Arschaltkontakt A/1 geschlossen. Die
Speisung der Signallampe F für den Fahrtbegriff erfolgt über einen Trenntransformator
TF, die Speiseleitungen 3 und 4 sowie einen Lampentransformator LF. Ein Fahrtüberwacher
FU reagiert auf den über die Signallampe F fließenden Speisestrom und schließt unter
anderem seinen Kontakt FU/2 in dem durch eine gestrichelte Linie verdeutlichten
Überwachungskreis. Außerdem veranlaßt der Hauptfadenüberwacher FU über seinen Kontakt
FU/3 das Abschalten der Signallampe H für den Haltbegriff. Dabei bleibt der Speisekreis
für diese Signallampe bis hin zum Lampentransformator geschlossen, weil die dort
vorhandene Spannung zum Betrieb der Überwachungskreise benötigt wird. Neben dem
Lampenüberwacher FU soll auch der Hauptfadenüberwacher FH der Signallampe F erregt
sein. Mit seinem Kontakt FH/2 trennt er dabei den Nebenfaden der Signallampe von
der Strom versorgung ab und über seinen Kontakt FH/3 veranlaßt er in dem durch eine
gepunktete Linie hervorgehobenen Überwachungskreis die Übertragung eines entsprechenden
Meldezustandes an die Steuerstelle. Der Überwachungskreis für die Meldung der am
Signal aufleuchtenden Signallampe F führt vom Trenntransformator TH über die Speiseleitung
1, den Ruhekontakt HU/2 des stromlosen Haltüberwachers HU, den Arbeitskontakt FU
des angeschalteten Fahrtüberwachers, die Diode D1, die Speiseleitung 3 und den Widerstand
R1 zum Trenntransformator TH. Von den beiden dem Widerstand R1 parallelgeschalteten
Operationsverstärkern OV1, OV2 gibt nun der bislang stromlose Operationsverstärker
OV2 an seinem Ausgang eine das Aufleuchten der Signallampe F kennzeichnende Meldung
aus. Der zweite Überwachungsstromkreis führt von der am Signal auf Erdpotential
liegenden
Anschlußklemme über die Diode D3, den Ruhekontakt HH/3
des abgefallenden Hauptfadenüberwachers für die Signallampe pe H, den Arbeitskontakt
FH/3 des angeschalteten Hauptfadenüberwachers FH, die Speiseleitung 1, die Sekundärwicklung
des Trenntransformators TH und den Widerstand R2 zu der anderen auf Erdpotential
liegenden Anschlußklemme.
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Entsprechend der durch die Polarität der Diode D3 gegebenen Uberwachungsgleichspannung
spricht in der Steuerstelle derjenige Operationsverstärker an, der an seinem Ausgang
ein Kennzeichen für das Aufleuchten des Hauptfadens der Signallampe F ausgeben soll.
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In den dargestellten und vorstehend näher beschriebenen Ausführungsbeispielen
sind die in der Steuerstelle untergebrachten stromrichtungsempfindlichen Schaltmittel
als Operationsverstärker mit Tiefpaßverhalten ausgebildet.
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Selbstverständlich können anstelle von Operationsverstärkern auch
alle anderen stromrichtungsempfindlichen Schaltmittel verwendet werden; Operationsverstärker
sind von sich aus derartig hochohmig, daß im Störungsfall bei einer Aderberührung
zwischen den beiden Speisekreisen über diese Überwachungsschaltmittel nur so geringe,
noch dazu gleichgerichtete Ausgleichsströme zwischen den Lampenkreisen fließen,
daß dies auf den Betriebszustand der Signallampen selbst keinen Einfluß hat. Dies
hat zur Folge, daß bei einer Aderberührung das Lichtsignal nicht auf den niedrigsten
Signalbegriff geschaltet werden braucht, sondern weiter betrieben werden kann.
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Die erfindungsgemäße Schaltung läßt sich mit Vorteil nicht nur bei
Lichtsignalen mit insgesamt nur zwei möglichen Signalbegriffen anwenden, sondern
auch bei solchen mit z.B. einem Halt- und zwei Fahrtsignalbegriffen. Beim Anschalten
des weiteren Fahrtsignalbegriffes
würde sich dann ein über eine
Speiseleitung dieses weiteren Fahrtsignales geführter Überwachungskreis schließen,
üoer den bis zu zwei Meldezustände an die Steuerstelle übertragen werden könnten.
Die Speisung dieses Überwachungskreises erfolgt wie bei den Ausführungsbeispielen
der Figuren 1 bis 3 aus dem Speisekreis der am Signalort abgeschalteten Signallampe
für den Haltbegriff. Bei einem mehrbegriffigen Lichtsignal sollte die Zuordnung
der Meldungen zu den einzelnen Überwachungskreisen so getroffen sein, daß der in
der Zeichnung als zweiter Überwachungskreis bezeichnete Kreis bei jedem möglichen
Signalzustand aktiviert wird, damit Störungen möglichst rasch erkannt werden können.
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Über diesen zweiten Meldekreis ließen sich z.B. durch einander parallelgeschaltete
Arbeitskontakte und in Reihe geschaltete Ruhekontakte von Haupt- und Nebenfadenüberwachern
aller Signallampen entsprechende Meldesignale bilden. Die anderen Überwachungskreise
können dann zum Melden der jeweils an geschalteten Signallampen verwendet sein.
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Die Stellentfernung des Lichtsignals läßt sich in bekannter Weise
durch Einfügen von weiteren Trenntransformatoren in die Speiseleitungen der einzelnen
Signallampen vergrößern. Dabei geben dann die stromrichtungsempfind lichen Schaltmittel
die von ihnen jeweils detektierten Meldungen an die zur Steuerstelle hin jeweils
folgende Schleife weiter, während der zweite Überwachungskreis entweder über eine
gesonderte Verbindung oder die auf Erdpotential liegenden Anschlußklemmen direkt
vom Signal bis zur Steuerstelle führt.
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8 Patentansprüche 3 Figuren