DE3627971A1 - Anordnung zur steuerung von fahrleistungstrennschaltern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Steuerung von Fahrlei­ tungstrennschaltern für über Fahrleitungen mit Energie versorgte Bahn­ fahrzeuge, wobei der jeweilige Fahrleitungstrennschalter über ein Ge­ stänge mit einem Antriebsmotor verbunden ist, der über mindestens zwei Leitungen an ein Steuerteil angeschlossen ist, das Absicherungselemente für den Antriebsmotor, mindestens einen Schalter zum Anlegen der Betriebs­ spannung an den Antriebsmotor sowie handbetätigbare Elemente für die Steuerung des Schalters und Elemente zur Anzeige des Betriebszustandes des Fahrleitungsschalters, der Absicherungselemente und von Fehlern ent­ hält und wobei die Steuerteile mehrerer Antriebsmotore über eine Fernwirk­ unterstation mit einer Zentralstation verbunden sind.

Fahrleitungsschalter, die vorwiegend als Masttrennschalter ausgebildet sind, werden zur Energiezufuhr für Fahrleitungen von Bahnfahrzeugen in Nah- und Fernverkehrsanlagen eingesetzt. Treten an einer Fahrleitung Störungen auf, oder sind Arbeiten irgendwelcher Art auszuführen, dann wird der betroffene Teil der Fahrleitung mittels der Masttrennschalter von der Energiequelle abgetrennt. Es sind Masttrennschalter bekannt, die mit Allstrommotoren über ein Getriebe und ein Gestänge betätigt werden. Der jeweilige Antriebsmotor wird über ein Steuerteil gespeist. Das Steuer­ teil soll die Steuerspannung der Antriebsmotore, z. B. 220 Volt, 50 Hz, bedarfsweise zu- und abschalten. Die Antriebsmotore sind jeweils unter Berücksichtigung des Anlaufstroms abzusichern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs beschriebenen Gattung derart weiterzuentwickeln, daß zahlreiche Steuer­ teile mit möglichst geringem Aufwand über eine Fernwirkunterstation fern­ gesteuert bzw. fernüberwacht werden können, ohne daß die Ortssteuerung beeinträchtigt wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 beschriebenen Maßnahmen gelöst. Mit der im Anspruch 1 angegebenen Anordnung wird der Aufwand für die Eingabe von Steuerungsbefehlen in die Steuerteile und die Übertragung von Meldungen an die Fernwirkunterstation sehr gering ge­ halten. Eine bitserielle Übertragung reicht für die Steuerung und Über­ wachung zahlreicher Steuerteile aus. Damit wird eine kostengünstige An­ ordnung zur Verfügung gestellt, die unterschiedliche Ausbaustufen in Bezug auf die Zahl der Steuerteile haben kann. Das nachträgliche Hinzu­ fügen von weiteren Steuerteilen erfordert keine hardwaremäßige Änderung. Weiterhin wird ein guter Schutz gegen elektromagnetische Störungen er­ reicht, die die Teilnehmer durch die bitserielle Übertragung in dieser Hinsicht entkoppelt werden.

Vorzugsweise sind die Teilnehmer jeweils als Baugruppen gemeinsam in einem Baugruppenträger angeordnet, in oder bei dem die mindestens eine Baugruppe umfassende Fernwirkunterstation angeordnet ist. Durch einen derartigen Aufbau läßt sich eine kompakte Einheit erzielen, die wenig Raum beansprucht. Die Anzeigelemente der von der einen Fernwirkunter­ station bedienten Steuerteile sind übersichtlich auf den Frontplatten angeordnet. Vor Ort ist daher ebenfalls der Schaltzustand der Antriebs­ motore der jeweiligen Gruppe bzw. der Fehlerzustand an Hand der ent­ sprechenden Meldeorgane leicht und schnell erkennbar.

Bei einer anderen günstigen Ausführungsform sind die Teilnehmer dezentral nahe am jeweiligen Antriebsmotor angeordnet. Bei dieser Anordnung ist der Leitungsaufwand wegen der seriellen Übertragung der Daten sehr gering. Die serielle Übertragung macht die dezentrale Anordnung der Steuerteile wirtschaftlich vertretbar.

Vorzugsweise ist im jeweiligen Teilnehmer mindestens ein Mikrocomputer angeordnet. Der Mikrocomputer ermöglicht neben der Steuerung der se­ riellen Übertragung die Übernahme komplexer Steuerfunktionen, z. B. der für den Betrieb des Fahrleitungstrennschalters und der Motor- und Lei­ tungssicherung notwendigen Funktionen. Beispielsweise wird eine Kurz­ schlußmeldung (Wischimpuls) mittels des Mikrocomputers erfasst, weiterge­ meldet und/oder lokal angezeigt. Der Mikrocomputer führt zweckmäßiger­ weise eine Befehlsablaufsteuerung nach dem Einschalten des Antriebsmotors derart durch, daß der Schaltbefehl, für den Fall einer Störung am Fahr­ leitungstrennschalter nach einer zwischen 5 und 30 s einstellbaren Zeit aufgehoben wird. Der Einsatz eines seriellen Bus hat den Vorteil, daß an diesen auch ein Bedien-Terminal angeschlossen werden kann, das z. B. Betätigungselemente und/oder Anzeigeelemente der Steuerteile ergänzt oder ersetzt.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in einer Zeichnung dar­ gestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben, aus dem sich weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Übersichtsschaltbild einer Anordnung zur Steuerung von Fahrleitungstrennschaltern,

Fig. 2 Einzelheiten der in Fig. 1 dargestellten Anordnung.

Fahrleitungstrennschalter 1, 2, 3 sind jeweils über nicht näher darge­ stellte Gestänge und Getriebe mit Antriebsmotoren 4, 5, 6 verbunden, die z. B. als Allstrommotore ausgebildet sind. Jeder Antriebsmotor 4, 5, 6 ist über ein Kabel 7 mit einem Steuerteil 8, 9, 10 verbunden. Die Steuer­ teile 8, 9, 10 über die für den Betrieb des jeweiligen Masttrennschalters 1, 2, 3 notwendigen Funktionen einschließlich der Motorsicherungen aus und sind jeweils als Baugruppe in Form einer Steckkarte ausgebildet, die in einem Baugruppenträger eingesetzt ist. Die Steuerteile 8, 9, 10 sind gleichartig ausgebildet und ermöglichen mehrere Betriebsarten. Eine Be­ triebsart ist die Nahsteuerung der Fahrleitungstrennschalter mit Hilfe handbetätigbarer Elemente. Weiterhin ist eine Fernsteuerung über eine Fernwirkeinrichtung möglich, von der in Fig. 1 eine Fernwirkunterstation 11 dargestellt ist, die über einen WT-Kanal 12 mit einer Zentrale verbun­ den ist. Die Kabel 7 sind jeweils unmittelbar an die Steuerteile 8, 9, 10 angeschlossen. Jedes Steuerteil 8, 9, 10 enthält vorzugsweise als handbe­ tätigbares Element eine nicht dargestellte "Ein"- und "Aus"-Taste. Ferner sind zweckmäßigerweise zwei Lumineszenzdioden für die Anzeige der Stel­ lung des jeweiligen Fahrleitungstrennschalters 1, 2, 3 vorgesehen. Die nicht näher dargestellten beiden Lumineszenzdioden emittieren vorzugs­ weise grünes und rotes Licht; wobei das Leuchten der grünen den ausge­ schalteten Zustand des Fahrleitungstrennschalters, das Leuchten der roten den eingeschalteten Zustand des Fahrleitungsschalters, das Leuchten beider Lumineszenzdioden die Lage des Fahrleitungsschalters in Mittel­ stellung und das Nichtleuchten beider Lumineszenzdioden eine Störung anzeigt. Ferner sind nicht dargestellte Sicherungsautomaten zur Absiche­ rung des jeweiligen Motors 4, 5, 6 gegen Kurzschluß oder Überlast vorge­ sehen. Eine nicht dargestellte Hauptbaugruppe kann z. B. eine Sicherung für alle Steuerteile 8, 9, 10 sowie einen Hauptschalter für diese und eine Einheit zum Erfassen, Quittieren und Anzeigen eines Kurzschlusses enthalten.

Die Steuerteile 8, 9, 10 sind als Teilnehmer an einen seriellen Bus angeschlossen, dessen Steuereinheit die Fernwirkunterstation 11 ist, die eine bitweise Übertragung auf dem Bus 13 durchführt. Übertragen werden Adressen der Teilnehmer sowie Befehle für die Teilnehmer und Meldungen, die von den Teilnehmern kommen. Die Teilnehmer können bezüglich der Über­ nahme von Meldung in die Fernwirkunterstation 12 zyklisch abgefragt werden. Vorzugsweise sind 16 oder mehr Teilnehmer an den seriellen Bus 13 anschließbar. Die Übertragungsgeschwindigkeit auf den Bus 13 beträgt mehr als 50 Band etwa 1200 Band oder mehr.

In den Steuereinheiten 8, 9, 10 sind jeweils gleich ausgebildete Busan­ passungseinheiten 14 vorgesehen bei denen es sich z. B. um kommerziell verfügbare Bausteine der von der Firma INTEL hergestellten RUPI-44 Familie handelt. Ein entsprechender Baustein ist auch in der Fernwirkunter­ station 11 vorhanden. Die Daten werden byteweise kodiert auf den Bus 13 übertragen. Jen ach der Anzahl der Teilnehmer kann eine höhere Übertra­ gungsgeschwindigkeit vorgesehen sein, z. B. bei sehr vielen Teilnehmern bei einigen hunderten KBaud liegen kann.

Die Steuerteile weisen z. B. die in Fig. 2 dargestellten Elemente auf. Ein Mikroprozessor 15 ist über eine bidirektionale Treiberschaltung 16 an den Bus 13 angeschlossen. Über einen internen Parallelbus 20 sind an den Mikroprozessor 15 ein Speicher 17 mit wahlfreiem Zugriff (RAM) und ein Festwertspeicher 18 (PROM) angeschlossen.

Ferner steht mit dem Mikroprozessor 15 eine Eingabe/Ausgabeinheit 19 in Verbindung, die digitale Steuersignale für die in den Stromzuleitungen zu den Antriebsmotoren 4, 5, 6 liegenden Schalter sowie für die Anzeige­ elemente ausgeben. Der Eingabe/Ausgabeeinheit 19 werden auch die von Gebern stammenden Meldesignale zugeführt.

Die Teilnehmer können zentral oder dezentral angeordnet sein. Zentral bedeutet, daß die Teilnehmer gemeinsam in einem Baugruppenträger ange­ ordnet sind. In diesem Baugruppenträger oder in einem nahe an diesem angeordneten Baugruppenträger befindet sich auch die Fernwirkunterstation. Eine derartige Anordnung hat einen sehr geringen schaltungstech­ nischen Aufwand. Sie ist außerdem raumsparend.

Falls erforderlich können die einzelnen Teilnehmer auch dezentral, d. h. näher an den Fahrleitungstrennschaltern 1, 2, 3 angeordnet sein. Je nach Größe und örtlichen Gegebenheiten der Anlage ist auch eine dezentrale, aber gruppenweise Zusammenfassung der Teilnehmer möglich.

An den seriellen Bus 13 können weitere Teilnehmer, vorzugsweise ein Per­ sonal-Computer (PC) angeschlossen werden, um Steuerdaten den Teilnehmern zuzuführen und von diesen Meldungen zu übernehmen. Mit einem PC ist es auch möglich, Anzeige- und Steuerelemente in den Teilnehmern zu ersetzen. Außerdem wird hierdurch die Fehlersuche bzw. die Inbetriebnahme erleich­ tert.

Die oben erwähnte Hauptbaugruppe kann zweckmäßigerweise Bestandteil der Fernwirkunterstation sein.

Claims (7)

1. Anordnung zur Steuerung von Fahrleitungstrennschaltern für über Fahr­ leitungen mit Energie versorgte Bahnfahrzeuge, wobei der jeweilige Fahrleitungstrennschalter über ein Gestänge mit einem Antriebsmotor verbunden ist, der über mindestens zwei Leitungen an ein Steuerteil angeschlossen ist, das Absicherungselemente für den Antriebsmotor mindestens einen Schalter zum Anlegen der Betriebsspannung an den An­ triebsmotor sowie handbetätigbare Elemente für die Steuerung des Schalters und Elemente zur Anzeige des Betriebszustands des Fahrlei­ tungstrennschalters der Absicherungselemente und von Fehlern enthält und wobei die Steuerteile mehrerer Antriebsmotore über eine Fernwirk­ unterstation mit einer Zentralstation verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerteile (8, 9, 10) mit der Fernwirkunterstation (11) als Teilnehmer an einen seriellen Bus (13) angeschlossen sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fernwirkunterstation (11) als Zentraleinheit den seriellen Bus (13) steuert.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilnehmer jeweils als Baugruppen gemeinsam in einen Bau­ gruppenträger angeordnet sind, in oder bei dem die mindestens eine Baugruppe umfassende Fernwirkunterstation (11) angeordnet ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilnehmer dezentral nahe am jeweiligen Antriebsmotor (4, 5, 6) angeordnet sind.

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Teilnehmer mindestens ein Mikrocomputer angeordnet ist.

6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der serielle Bus (13) für mindestens 16 Teilnehmer angelegt ist.

7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsgeschwindigkeit auf dem seriellen Bus (13) mindestens 50 Baud beträgt.