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Anordnung zur elektrischen Fernsteuerung mehrerer getrennter elektrischer
Schaltvorgänge einer Betriebsanlage in bestimmter, stets gleichbleibender Reihenfolge
Für die Fernbetätigung von Betriebsanlagen, wie Überpumpstationen, Druckerhöhungsanlagen,
elektrischen, hydraulischen und Dieselanlagen, von einer Kommandostelle aus sind
Einrichtungen bekannt, durch welche man mit Hilfe eines Druckknopfes, einer Wählscheibe
o. dgl. - .die aus verschiedenen Maschinen oder Apparaten bestehenden Betriebsanlagen
in. und außer Betrieb setzen kann.
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Die Forderungen, die an solche Einrichtungen gestellt werden, sind
naturgemäß hohe, da die Bedienung der einzelnen Maschinen oder Apparate schon an
und für sich kompliziertere Arbeitsvorkänge bedingt. Es müssen sich die einzelnen
Betriebsvorgänge hierbei in genau vorbestimmten Zeiten und in bestimmter Reihenfolge
abspielen, und es müssen alle Vorkehrungen getroffen werden, daß durch Auftreten
von unvermeidlichen Störungen, wie Durchbrennen einer Sicherung, Ansprechen eines
Überstrom- oder Wärmeschutzschalters oder Hemmungen, die durch den natürlichen Verschleiß
auftreten, in der unbewachten Schaltstelle kein Schaden hervorgerufen wird. Es ist
selbstverständlich, daß derartige Anlagen in ihrer Funktion durch zuverlässige Rückmeldung
kontrolliert werden müssen. Eine (der wichtigsten Forderungen ist, @daß .derartige
Anlagen aus wirtschaftlichen Gründen nur wenig Fernverbindungsadern benötigen dürfen,
und daß ferner die -ganze Anordnung in ihrem Aufbau einfach und übersichtlich gehalten
wird, damit für .die Überwachung der Fernsteueranlagen nicht besonders ausgebildetes
Personal benötigt wird, weil im letzten Falle eine Wirtschaftlichkeit der Anlage
in Frage gestellt wäre.
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Die bisher für derartige Zwecke bekannten Fernbetätigungseinrichtungen
vermögen diese Voraussetzungen nicht durchweg zu erfüllen. Sie beruhen fast ausnahmslos
auf der sogenannten Kaskadenschaltung, bei welcher die Betätigung der nächstfolgenden
Apparate immer unmittelbar durch den vorher betätigten Apparat vorgenommen wird.
Im Prinzip der Kaskadenschaltung liegen Mängel, die sich auch bei bester Durchbildung
der Einrichtung nicht vermeiden lassen. Diese Nachteile treten vor allem dann in
die Erscheinung, wenn sich einer der Betriebsvorgänge nicht ordnungsgemäß abspielt.
Sollen beispielsweise die Apparate bzw. Maschinen A, B, C, D, E und F durch
eine einmalige Betätigung eines Kommandoschalters, z. B. eines Druckknopfes oder
einer Wählscheibe, nacheinander in Betrieb gesetzt werden und versagt beispielsweise
der Apparat D infolge Durchbrennens einer Sicherung, so sind A, B und C in
Betrieb, D, E und F dagegen noch außer Betrieb. Infolge der zwangsläufigen
gegenseitigen Verriegelung der Apparate bei Kaskadenschaltung ist ein Außerbetriebsetzen
von
A, B und C von der Kommandostelle aus mit wirtschaftlich gerechtfertigten
Mitteln nicht möglich. Der Wärter ist deshalb gezwungen, sobald er den Schaden bemerkt,
die Kommandostelle zu verlassen und sich an die entfernt liegende Betriebsanlage
zu begeben und von Hand die Aüßerbetriebsetzung der Apparate vorzunehmen. Es vergeht
also geraume Zeit, bis die Apparate außer Betrieb gesetzt werden können, und es
lassen sich ohne weiteres die Fälle voraussagen, in denen Betriebsanlagen unter
diesen Umständen Schaden nehmen können.
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Durch die bereits erwähnte zwangsläufige Verriegelung der Apparate
bei der Kaskadenschaltung sind derÜbersichtlichkeit besonders bei größeren Anlagen
sehr enge Grenzen gesetzt, so kann es selbst bei geringfügigen Störungsfällen nicht
unerhebliche Schwierigkeiten bereiten, die Ursache aufzufinden und zu beseitigen.
Umständlich ist ferner die bei der Prüfung sich notwendig machende Einzelbetätigung
der Apparate und Maschinen, da die Verriegelung der Apparate und Maschinen durch
die Kaskadenschaltung eine einfache Aufhebung der verketteten Schaltanordnung nicht
gestattet. Vielmehr muß der Wärter eine ganze Reihe von Handgriffen an den Betätigungs-
und Endschaltern ausführen. Hierbei muß mit der Möglichkeit gerechnet werden, daß
bei dem Umschalten der eine oder andere Handgriff vergessen wird und keine Gewähr
dafür besteht, daß die Anlage ordnungsgemäß für die Fernbetätigung wieder eingestellt
wird. Auch die Anordnung von Hilfsmotoren, die durch den Steuerschalter betätigt
werden und zur Einleitung der eigentlichen Steuervorgänge gedacht sind, vermag nicht
die erforderliche Betriebssicherheit zu schaffen, da bei dieser Schaltungsart die
Möglichkeit besteht, daß die Hilfsmotoren ordnungsgemäß anlaufen und abgeschaltet
haben, ohne daß aber das zu steuernde Organ in Betrieb gesetzt wurde.
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Durch die Erfindung werden die obenerwähnten Forderungen nach einer
betriebssicheren, einfachen und übersichtlich angeordneten Fernbetätigungsanlage
erfüllt, die bei Wahrung der wirtschaftlichen Gesichtspunkte die Möglichkeit einer
Fehlschaltung ausschließt und bei der auch bei Ursachen, die außerhalb des eigentlichen
Schaltwerkes liegen, bei Ausbleiben des Netzstromes, Über-und Unterspannung, Versagen
einzelner Steuerorgane oder mechanischen Fehlern an den Maschinen, Schäden vermieden
werden und nach Beseitigung der Störung der betriebsbereite Zustand durch einen
Handgriff wiederhergestellt ist.
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Die Erfindung besteht aus einer Zusammensetzeng von Steuerschalter,
Fernanzeiger und an sich bekannten Schaltapparaten, bei der die Bewegung des Steuerschalters
unabhängig von den zu steuernden Arbeitsvorgängen stattfindet und wobei trotzdem
jede nachfolgende Schaltung erst dann auf das zu steuernde Organ einwirken kann,
wenn der vorhergehen-de Vorgang ordnungsgemäß beendet ist. Ist dies nicht der Fall,
so können auch die nachfolgenden nicht zur Auswirkung kommen, trotzdem sich der
Steuerschalter über sie hinweg in die Bereitstellung für die Stillsetzung der bereits
durchgeführten Vorgänge eingestellt hat.
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Die Verriegelung -der nachfolgenden Schaltungen geschieht durch Endausschalter,
die nur in den Endstellungen der in und außer Betrieb gesetzten Organe betätigt
werden können. So werden z. B. die drei Endausschalter am Hochspannungsschalter
11T (vgl. die Zeichnung) durch die Ölschalterwelle unmittelbar betätigt"je nachdem,
ob .die Messer eingelegt oder ausgeschaltet sind. Die Endausschalter q. und 5, die
für den Antriebsmotor vorgesehen sind, werden wiederum nur nach vollzogener Inbetriebsetzung
oder Abschaltung des Motors betätigt.
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Nenn es sich auch bei größeren Pumpwerken meist um eine ganze Anzahl
aufeinanderfolgender Schaltvorgänge handelt, wie Einlegen des Hochspannungsschalters,
Offnen des Saugschiebers, Anlassen des Motors, Kurzschließen des Ankers und Abheben
der Bürsten, Öffnen des Druckschiebers usw., so sind der Übersichtlichkeit halber
in der Zeichnung nur zwei Vorgänge vorgesehen.
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Der gesamte Schaltvorgang wird eingeleitet durch Drücken des Druckknopfes
D. Hierdurch wird der Stromkreis des Relais RS (Einschaltrelais des Schaltmotors
S) über den Kontakt k2, den Druckknopf D, über die Erde zur Stromquelle
v, u geschlossen. Der Anker des Relais RS zieht an, und es fließt jetzt ein
Strom von der Stromquelle ti über den Kontalct des Relais RS; über die Wicklung
,des Schaltmotors S nach v. Der Schaltmotor S dreht an, schließt durch eine Klinke
den Kontakt k1 und legt gleichzeitig den Kontakt h@ um. Durch Einlegen des Kontaktes
hl wird der Motor weitergespeist, da durch Umlegen des Kontaktes k. das Relais RS
von der Leitung nach A und somit auch zur Stromquelle unterbrochen ist. Nunmehr
liegen gleichfalls durch Kontakt k2 die Signalkontakte 3 unrd 5 an der Leitung nach
A.
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Der Schaltmotor S macht jeweils nur eine halbe Umdrehung und schließt
die auf dieser Strecke befindlichen Kontakte kznl und kal vorübergehend. In der
Zeichnung sind nur zwei Schaltapparate angenommen, es können aber beliebig viele
(beispielsweise fünf) durch diesen Schaltmotor S' gesteuert werden. Durch
Schließen
des Kontaktes km, wird das Relais Rml erregt. Der Anker dieses Relais wird angezogen.
Die Spule e des Schaltmagneten 11!I erhält Strom, und der Magnet legt den Hochspannungsschalter
(oder auch andere Schalter) ein. Hierdurch werden noch drei weitere Stromkreise
geschlossen, und zwar durch Kontakt i über -den Transformator TB, der so
ausgeführt ist, daß er unempfindlich gegen Spannungsschwankungen ist, und einen
bei TB aufgestellten Widerstand nach dem Instrument T in.
A; durch Kontakt 3 wird der Signalstromkreis geschlossen. Dieser läuft von
der Stromquelle u über den Ruhekontakt 5 im Anlasser, über Kontakt 3 am Magnet m,
über Kontakt k2, über Druckknopf D zur Glocke G und über die Erde nach v zurück.
Das Glockenrelais G zieht an, und es ertönt ein Glockenzeichen. Der Klöppel bleibt
angezogen. Inzwischen hat sich der Schaltmotor S weitergedreht und schließt den
Kontakt kal. Es läuft jetzt ein Strom von der Stromquelle v über den Kontaktkai,
über Kontakt 2 am Schaltmagnet M durch die Wicklung des Relais RA nach
u. Das Relais RA zieht an. Durch seinen oberen Kontakt und Kontakt ka, am
Steuerschalter (im Ruhezustand geschlossen) wird es weitergespeist, da der Kontakt
kai j a nur vorübergehend geschlossen ist. Durch den unteren Kontakt des Relais
RA wird die Steuerstromquelle des Selbstanlassers eingeschaltet. In der eingeschalteten
Stellung des Selbstanlassers wird Kontakt 4 geschlossen und ein Teil des bei dem
Transformator TB aufgestellten Widerstandes kurzgeschlossen. Infolgedessen
wird der Strom höher, und das Instrument T zeigt die nächste Stellung an. Hingegen
wird der Ruhekontakt 5 im Anlasser geöffnet und somit oder Signalstromkreis unterbrochen.
Der Klöppel des stromlos gewordenen Glockenrelais G fällt ab; und ein neues Glockenzeichen
meldet, daß der Selbstanlasser ordnungsgemäß eingeschaltet ist.
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Wenn aus irgendeinem Grunde der Schaltmagnet ill , den Hochspannungsschalter
nicht einlegt, so bleiben. auch die Kontakte i, 2 und 3 am Schaltmagnet M geöffnet.
Mithin ertönt kein Glockenzeichen, :da der Kontakt 3 unterbrochen ist. Das Relais
RA kann nicht ansprechen, da der Kontakt :2 geöffnet ist, während infolge der Offenstellung
des Kontaktes i auch am Instrument T keine Anzeige für den Vorgang stattfinden kann.
Dieser Fall kann eintreten bei Wegbleiben des Stromes während der Schaltperiode.
Schaltet sich aus irgendeinem Grunde der Selbstanlassec .nicht ein, so bleibt Ruhekontakt
5 geschlossen; es ertönt kein Glockenzeichen, Kontakt 4 bleibt geöffnet, und die
Anzeige am Instrument 1 in A verändert sich nicht. Das Ausschalten erfolgt
in analoger Weise. Für den Fall, daß während der Arbeitsperiode der Strom ausgeblieben
ist, wird vor Beginn eines jeden Steuervorganges die Spule e des Schaltmagneten
NI des Hochspannungsschalters von neuem, in diesem Fall durch Kontakt km3, mit Strom
beschickt. Durch Kontakt ha. wird der Stromkreis des (geschlossenen) Relais RA unterbrochen,
es fällt ab und schaltet den Selbstanlasser aus. Hierbei ertönt wieder ein Glockenzeichen,
und das Instrument geht um eine Stellung zurück. Durch Kontakt km2 wird der Schaltmagnet
Al mittels Relais Rm, und Ausschaltspule a in Ausschaltstellung gebracht. Der Hochspannungsschalter
wird zurückgezogen, -es ertönt wiederum ein Glockenzeichen, und das Instrument geht
auf »aus« zurück.
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Die Entfernung zwischen Kommandostelle A und Schaltstelle B kann beliebig
groß sein. Die Stromquelle it, v ist der Übersichtlichkeit wegen weggelassen.
Die zu ihr führenden Leitungen sind mit entsprechenden Buchstaben bezeichnet.