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Elektrische Fernbedienungsanlage Gegenstand der Erfindung ist eine
elektrische Fernbedienungsanlage zur Steuerung und Überwachung von in einer Nebenstelle
befindlichen verstellbaren Organen von einer Hauptstelle aus. Wesentlich für .die
Brauchbarkeit derartiger Anlagen ist, daß die Übermittlung der Kommandos und Rückmeldungen
nicht durch äußere Einflüsse, z. B. durch benachbarte Kraftleitungen oder durch
atmosphärischeEntladungen, gestört wird. Ferner ist von. größter Bedeutung, daß
die zur Übermittlung derKommandos undRückmel.dungen erforderliche Zeit so kurz wie
möglich ist. Bei den bisher bekanntgewordenen Fernbedienungsanlagen hat man auch
schon auf verschiedene Art und Weise Vorsorge getroffen, daß eine Störung bei der
Übermittlung von Kommandos und Rückmeldungen durch äußere Einflüsse nach Möglichkeit
verhindert wird. So ist es beispielsweise bereits bekannt, jedem verstellbaren Organ
eine bestimmte Kombination von Impulsen verschiedener Frequenzen zuzuordnen, bei
deren Übermittlung das gewünschte Organ aus der Zahl der vorhandenen ausgewählt
wird. Abgesehen davon, daß bei diesen bekannten Anordnungen die Zeit, die zur Übermittlung
eines Kommandos oder einer Rückmeldung benötigt wird; verhältnismäßig lang ist,
wird auch die Zahl der erforderlichen Frequenzen im Verhältnis zur Zahl .der vorhandenen
Organe zu groß.
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Erfindungsgemäß werden alle diese Nachteile dadurch vermieden, daß
die Erregerstromkreise sämtlicher die einzelnen Organe auswählenden Relais über
Kontakte sämtlicher auf die verschiedenen zur Auswahl der verstellbaren Organe zur
Verfügung stehenden Frequenzen ansprechenden Frequenzrel.ais bzw. von diesen gesteuerten
Hilfsrelais geführt sind, so daß jedes der Organe nur bei Übermittlung einer ihm
zugeordneten Kombination der im ganzen möglichen verschiedenen Kombinationen aus
der Zahl der für die Auswahl der Organe zur Verfügung stehenden Frequenzen ausgewählt
wird. Wenn es sich um die Auswahl der zur Überwachung der verstellbaren Organe dienenden
Stellungsanzeigevorrichtungen handelt, werden gemäß der Erfindung die Erregerstromkreise
sämtlicher die einzelnen Stellungsanzeigevorrichtungen auswählenden Relais über
Kontakte sämtlicher auf die verschiedenen zur Auswahl der Stellungsanzeigevorrichtungen
zur Verfügung stehenden Frequenzen ansprechenden Frequenzrelais bzw. von diesen
gesteuerten Hilfsrelais der Hauptstelle derart geführt, daß jede der 'Stellungsanzeigevorrichtungen
nur bei Übermittlung einer ihr zugeordneten Kombination der im
ganzen
möglichen verschiedenen Kombinationen aus der Zahl der für die Auswahl der Stellungsanzeigevorrichtungen
zur Verfügung stehenden Frequenzen ausgewählt wird. Vorzugsweise werden die zur
Betätigung eines verstellbaren Organs bzw.einer Stellungsanzeigevorrichtung erforderlichen
Frequenzen gleichzeitig übermittelt, so daß sozusagen mit einem einzigenStromstoß
das gewünschte verstellbare Organ bzw. die gewünschte Stellungsanzeigevorrichtung
aus der Zahl der vorhandenen Organe bzw. Stellungsanzeigevorrichtungen ausgewählt
und verstellt werden kann. Zweckmäßig sind die zur Steuerung verwendeten Frequenzen
von den zur Überwachung verwendeten Frequenzen verschieden, um gleichzeitig Kommandos
und Rückmeldungen über dieselbe Fernleitung übermitteln zu können. Dies hat den
Vorteil, daß sofort anschließend an das ausgeführte Kommando die neue Stellung des
betreffenden Organs nach der Hauptstelle rückgemeldet werden kann, ohne daß dadurch
die übermittlung weiterer Kommandos unterbunden wird.
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In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Fig. i zeigt die Einrichtungen der Hauptstelle, Fig. 2 die der Nebenstelle. Der
Übersichtlichkeit halber sind nur zwei verstellbare Organe, in diesem Fall Schalter,
mit ihren Kommando- und Stellungsanzeigevorrichtungen dargestellt; der Anschluß
der übrigen ergibt sich daraus ohne weiteres.
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Eine Anzahl Schwingungserzeuger 155 bis 159, beispielsweise
Stimmgabelschwingungserzeuger, befinden sich in der Hauptstelle zur Erzeugung verschiedener
Frequenzen. In der Nebenstelle sind auf diese Frequenzen abgestimmte Empfangseinrichtungen
Zoo bis 2o4 angeordnet, die dazu dienen, die verschiedenen Organe auszuwählen und
zu verstellen. Eine zweite Gruppe von Schwingungserzeugern 2o5 bis 2o9 anderer Frequenzen
ist in der Nebenstelle aufgestellt. Auf diese Frequenzen abgestimmte Empfangseinrichtungen
16o bis 164, die die Auswahl und Betätigung der Stellungsanzeigevorrichtungen vornehmen,
sind in der Hauptstelle vorgesehen. Jedes zu bedienende Organ hat zwei Kommandoschalter,
z. B. i o2 und i i i oder 124 und 131, von denen der eine ein Öffnungskommando,
der andere ein Schließkommando veranlaßt. Bei der Betätigung der Kommandoschalter
werden diejenigen Schwingungserzeuger, die die zur Einschaltung eines Steuermagneten
erforderlichen Frequenzen erzeugen, an die die Haupt- und Nebenstelle verbindende
Fernleitung I, 1:.I über einen Transformator 182' angeschlossen. Zur Stellungsanzeige
dienen für jeden Schalter zwei Lampen, z. B. ioi, 118 oder 123, 136. Eine
Wähleinrichtung 165 wird entsprechend den von der Nebenstelle übermittelten Frequenzen
betätigt und wählt dementsprechend eines *der Relais 138, 139 oder 140, 141 aus,
die den einzelnen verstellbaren Organen zugeordnet sind und die zur Stellungsanzeige
dienenden Signallampen steuern. In der Nebenstelle befindet sich eine ähnliche Wähleinrichtung
2io, von der die Steuermagnete der verschiedenen verstellbaren Organe, z. B. 212,
213 oder 214, 215, ausgewählt und betätigt werden. C und C sind zwei der
verstellbaren Organe, z. B. Schalter. Zu jedem von diesen gehören ferner Relais
2i6, 2i7 bzw. 218, 2i9, die bei einer Verstellung des zugehörigen Schalters erregt
werden und die Übermittlung der Rückmeldungen veranlassen. Durch sie werden über
die Kontakteinrichtungen 22o bis 223 bestimmte Relais, z. B. 224 bis 227, erregt,
die, ähnlich wie die Kommandoschalter in der Hauptstelle, diejenigen Schwingungserzeuger
über einen Transformator i82" an die Fernleitung I, II anschließen, welche die zur
Einschaltung der zugehörigen Stellungsanzeigevorrichtungen erforderlichen Frequenzen
erzeugen.
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Die Arbeitsweise der Fernbedienungsanlage ist folgende: Wenn beispielsweise
der Schalter C geöffnet werden soll, muß der Kommandoschalter io2 betätigt werden,
wodurch dessen Kontakte 103 bis io5 durch die Kontaktfeder io6 sowie die
Kontakte io8, iog durch die Kontaktfeder 107 miteinander verbunden werden. Hierdurch
werden .iie Sekundärwicklungen der Transformatoren 170
bis 174 mit dem Kontakt
121 eines Hauptschalters iig verbunden.
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Die zur Steuerung verwendeten Freque;izen werden von den Schwingungserzeugern
155 bis 159 (Summern) geliefert, deren jeder mit einer anderen Frequenz vibriert:
Die Schwingungen werden durch Eleltro- i magnete 175 bis 179 mit Selbstunterbrechung
erzeugt und als Schallwellen den Mikrophonen i8o bis 184 zugeführt, die in den Primärwicklungen
der Transformatoren 17o bis 174 Stromimpulse entsprechender Fre- i quenz hervorrufen.
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Wenn jetzt der Hauptschalter iig geschlossen .wird, werden die Sekundärwicklungen
der Transformatoren i7o bis 174 an den Transformator 182' angeschlossen, so ; daß
die von den Schwingungserzeugern erzeugten verschiedenen Frequenzen über die Fernleitung
I, II zur Nebenstelle übermittelt werden.
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In der Nebenstelle ist die Stimmgabel 28o i auf dieselbeFrequenz wie
die Stimmgabel 155
abgestimmt, ebenso die Stimmgabeln 281
bis
28q. auf die Stimmgabeln r56 bis i59. Sämtliche der Elektromagnete 285 bis 289 werden
bei Überir_ittelung irgendeines Wechselstromes in dem Stromkreis I, II erregt, jedoch
beginnen nur diejenigen Stimmgabeln zu vibrieren, deren Frequenzen von der Hauptstelle
nach der Nebenstelle überinittelt werden.
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In diesem Fall, wo sämtliche von den fünf Schwingungserregern 155
bis 159 erzeugten Frequenzen nach der Nebenstelle übermittelt werden, vibrieren
also alle Stimmgabeln 28o bis 284 und erzeugen in den Primärwicklungen der Transformatoren
Zoo bis 204 Wechselströme von Frequenzen, die den in den Primärwicklungen der Transformatoren
17o bis 174 in der Hauptstelle erzeugten Frequenzen entsprechen. Infolgedessen werden
in den Sekundärwicklungen der Transformatoren Zoo bis 2o4 Wechselströme hervorgerufen,
die durch Gleichrichter 230
bis 23q. gleichgerichtet und den Relais -235 bis
239 zugeführt werden.
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Das Relais 235 schließt bei seinem Ansprechen an seinem Anker 24o
einen Erregerstromkreis für das Relais 2,41. In derselben Weise werden auch die
Relais 242 bis 245 bei Ansprechen der Relais 236 bis 239 erregt. Das Relais 241
schließt an seinem Anker 246 für sich selbst einen Haltekreis über den Anker 247
des normalerweise erregten Relais 255. Ebenso schließen auch- die Relais 2q.2 bis
2q.5 Selbsthaltekreise über den Anker 247.
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Es ist zu beachten, daß, wenn -sich die Anlage in Ruhe befindet, das
Relais 211 über einen Stromkreis erregt ist, der von Erde über dieBatterie, die
Wicklung des Relais 211, die Anker 25o bis 254 und ihre Ruhekontakte zur Erde verläuft.
Solange das Relais 2ii erregt ist, hält auch das Relais 255 seinen Anker 247 in
Verbindung mit dem Arbeitskontakt und ermöglicht dadurch das Schließen derHaltekreise
für dieRelais24ibis245.
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Das Relais 241 schließt ferner an seinem oberen Anker einen Erregerstromkreis
für das Relais 257, während die Relais 24.2 bis 245 in ähnlicher Weise die Relais
258 bis 261 betätigen. Die Relais 257 und 26i steuern eine verzweigte Leitung, an
deren Enden die Steuermagnete 212, 213 usw. für die verstellbaren Organe angeschlossen
sind. Es ist dies ein sogenannter Pyramidenwähler. Welcher von den Steuermagneten
ausgewählt und betätigt wird, hängt davon ab, welche von den Relais 2j7 bis 26i
erregt sind und welche nicht erregt sind. In diesem Fall, wo sämtliche Relais 257
bis 261 entsprechend dem betätigten Kommandoschalter io2 erregt werden, wird der
Steuermagnet 213 eingeschaltet. Wenn nämlich irgendeines der Relais 257 bis 26z
anspricht, öffnet sich der Erregerstromkreis für das Relais 2ii, welches nach einergewissenZeitseinenAnker256
in seine Ruhelage zurückkehren läßt. Dadurch wird folgender Stromkreis für den Steuermagnet
213 geschlossen: vonErde über den Anker 256 und seinen Ruhekontakt, die Anker 262
bis 267 und ihre Arbeitskontakte über die Wicklung des Steuermagneten
213
und die Batterie zur Erde. Der Steuermagnet 2r3 schließt bei seiner Erregung
den Stromkreis der Ausschaltspule 268, so daß der Schalter C geöffnet wird.
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Das Relais 211 öffnet bei seiner Entregung außerdem den Stromkreis
des Relais 255, welches nach einer gewissen Zeit seinen Anker 247 abfallen läßt.
Dadurch werden die Haltestromkreise der Relais 241 bis 245 geöffnet. Diese Relais
fallen ab, dementsprechend auch die Relais 257 bis 261. Die oberen Anker der Relais
241 bis 245 bleiben normalerweise, wenn die Relais nicht erregt sind, in einer Mittelstellung
zwischen ihren beiden Kontakten stehen. Bei der Entregung der Relais 241 bis 245
schwingen dagegen diese Anker so weit zurück, daß die oberen Kontakte kurzseitig
geschlossen werden. Dadurch wird das Relais 271 erregt, welches am Anker 262 den
Erregerstromkreis des Steuermagneten 213 öffnet. Inzwischen spricht aber das Relais
2ii infolge Entregung der Relais 257 bis 26i wieder an. Eine falsche Schaltung infolge
nicht gleichzeitiger Erregung und Entregung der Relais 257 bis 26i ist also mittels
der Relais 2i i und 27i verhindert. .
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Nach einer gevrissen Zeit kehren die oberen Anker der Relais 241 bis
245 in ihre normale Mittelstellung zurück, das Relais 271 wird wieder entregt und
läßt seinen Anker abfallen. Die Steuereinrichtung- in der Unterstation ist also
damit wieder in ihre normale Ruhestellung übergeführt.
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Wenn sich der Schalter C öffnet, wird vorübergehend sein mittlerer
Hilfskontakt geschlossen und dadurch das Relais 217 erregt, welches für sich selbst
einen Haltekreis über seinen Anker 271' und den Anker 272 des Relais 216 schließt.
Es bereitet ferner für das Relais 216 an seinem Anker 272 einen Erregerstromkreis
vor und schließt einen Stromkreis für die Elektromagnete der Schwingungserzeuger
2o5 bis 2o9 am Anker 273. Die Stimmgabeln dieser Schwingungserzeuger werden in Schwingung
versetzt und erzeugen in ähnlicher Weise, wie vorher für die Hauptstelle beschrieben,
fünf voneinander verschiedene , Frequenzen, die über die Fernleitung I, II von der
Nebenstelle nach der Hauptstelle übermittelt werden. Außerdem schließt das Relais
217 einen
Erregerstromkreis für das Relais 27q., der von Erde über-
die Bätterie, das Relais 27q., den Anker 275 und seinen Ruhekontakt, den Anker 272'
und seinen Arbeitskontakt zur Erde verläuft. Das Relais 27q. veranlaßt bei seinem
Ansprechen an seinem Anker 279 die Erregung des Relais 276, welches wiederum an
seinem Anker 28o einen Stromkreis für den Schrittmagneten 278 schließt. Dieser und
die von ihm gesteuerten Kontaktarme 22o bis 223 arbeiten in bekannter Weise so,
daß die Kontaktarme bei jeder Erregung und anschließender Entregung des Schrittmagneten
um einen Kontakt fortgeschaltet werden. Bei der Erregung des Schrittmagneten wird
ferner der ursprüngliche Erregerstromkreis für das Relais 276 am Kontakt 277 geöffnet.
Das Relais 276 fällt erst nach einer gewissen Zeit ab und öffnet dabei den Erregerstromkr#-i-.
für den Schrittmagneten 278. Dadurch werden die Kontaktarme von dem ersten Kontakt
auf den zweiten Kontakt geschaltet. Am Kontakt 277 wird der Erregerstromkreis für
das Relais 276 jetzt wieder geschlossen, welches den Erregerstromkreis für den Schrittmagneten
278 wiederum schließt. In dieser Weise wird der Schrittmagnet periodisch erregt
und entregt, wobei die Kontaktarme von Kontakt zu Kontakt fortgeschaltet werden.
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Wenn der Kontaktarm 221 seinen zweiten Kontakt erreicht, wird das
Relais 216 erregt, welches am Anker 272 den Haltestromkreis des Relais 217, am Anker
2.75 den Stromkreis des Relais 274 öffnet. Bei der Entregung des Relais 27q. wird
ein Selbstunterbrecherkreis für den Schrittmagneten über den Kontaktarm 223 geschlossen,
durch den die Kontaktarme in ihre normale Stellung zurückgeführt werden.
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Beim Ansprechen des Relais 216 wird ferner ein Stromkreis für das
Relais 225 geschlossen, der von Erde über den Anker 272 und seinen Arbeitskontakt,
den Kontaktarm 22o und seinen zweiten Kontakt, die unteren Kontakte des Hilfsschalters
am Schalter C, die Wicklung des Relais 225, den zweiten Kontakt und Kontaktarm 222
sowie die Batterie zur Erde verläuft. Bei der Erregung des Relais 225 werden die
Sekundärwicklungen der Transformatoren 29o bis 293 mit dem Transformator 182" verbunden,
so daß die von den Schwingungserzeugern 2o5 bis 2o8 erzeugten Frequenzen nach der
Hauptstelle übermittelt werden. Die Stimmgabeln 19o bis 198 in der Hauptstelle sprechen
auf die von den Schwingungserzeugern 2o5 bis 2o8 erzeugten Frequenzen an und veranlassen
die Erregung derRelais 195 bis 198, die wiederum die 'Relais 15o bis 153 steuern.
Diese Relais schließen für sich selbst Haltekreise, die über den Anker 166 und seinen
Arbeitskontakt des normalerweise erregten Relais 168 verlaufen. Beim Ansprechen
des Relais 15o wird außerdem das Relais 142 erregt, in ähnlicher Weise beim Ansprechen
der Relais z51 bis 153 die Relais 143 bis 145. Das Relais 146 wird nicht erregt,
da die Frequenz, auf die die Stimmgabel 194 abgestimmt ist, nicht übermittelt wurde.
Das Relais 147 ist normalerweise erregt, seine Wirkungsweise entspricht der des
Relais 211 in der Nebenstelle. Bei der Erregung irgendeines der Relais 142bis 146
wird sein Stromkreis geöffnet. Nach einer gewissen Zeit, die so bemessen ist, daß
die Relais 142 bis 146 richtig ansprechen können, läßt es seinen Anker in seine
Ruhestellung zurückfallen und schließt dabei in diesem Fall, wo lediglich die Relais
142 bis 145 erregt wurden, einen Stromkreis, der von Erde über die Anker 18q.",
18q.' und 185 und ihre Ruhekontakte, die Anker 186 bis 189 und ihre Arbeits, kontakte,
über die Wicklung des Relais 138 und die Batterie zur Erde verläuft. Das Relais
138 öffnet bei seiner Erregung den Haltekreis des Relais 139 und schließt an seinem
Anker 6 einen Haltekreis für sich selbst, der über den Ruhekontakt des Anker 9 verläuft.
Außerdem schaltet das Relais 13.8 an seinem Anker 7 die Signallampe 118 ein, während
die Signallampe 1o1 beim Abfallen des Relais 139 am Anker 8 ausgeschaltet wird.
Auf diese Weise wird der Bedienungsbeamte davon in Kenntnis gesetzt, daß sein Kommando
richtig ausgeführt worden ist, also der Schalter C sich geöffnet hat.
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In dem beschriebenen Beispiel, in dem der Kommandoschalter 1o2 betätigt
wurde, um den Schalter C zu öffnen, werden Wechselströme aller fünf in der Hauptstelle
erzeugten Frequenzen nach der Nebenstelle übermittelt, während zur Rückmeldung vier
Freqüenzen übermittelt würden. Jedem Steuermagnet und jeder Stellungsanzeigevorrichtung
ist nun eine bestimmte Kombination der zur Verfügung stehenden Frequenzen zugeordnet.
In diesem Ausführungsbeispiel, in dem fünf Frequenzen zur Verfügung stehen, können
also 25 - 32 Steuermagnete ausgewählt und betätigt werden. Ebenso können 32 Rückmeldungen
bei Verwendung von fünf weiteren Frequenzen vorgenommen werden.
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Wenn der Schalter C geschlossen werden soll, wird der Kommandoschalter
111 betätigt, der lediglich die Schwingungserzeuger 156 bis 159 an die Fernleitung
anschließt, so daß in der Nebenstelle nur die Relais 258 bis 162 erregt werden,
das Relais 257 dagegen entregt bleibt. Infolgedessen wird in diesem Fall der Steuermagnet
212 erregt, der den Schalter C einschaltet. Bei der Rückmeldung hiervon werden mittels
Erregung
von 22q. sämtliche fünf Rückmeldefrequenzen von der Nebenstelle
nach der Hauptstelle übermittelt, so daß jetzt die Relais 142 bis 146 sämtlich ansprechen
und dieErregung des Relais 139 und damit die Einschaltung der Lampe 1o1 veranlassen.
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Die Anzahl der mit der Anlage zu steuernden und zu überwachenden verstellbaren
Organe kann unbegrenzt vermehrt werden, indem weitere Schwingungserzeuger sowohl
in- der Hauptstelle wie in der Nebenstelle vorgesehen werden. Die Zahl der möglichen
Kommandos beträgt dann 2n, wenn n die Anzahl der zur Steuerung verfügbaren Frequenzen
bedeutet. Ebenso groß ist auch die Zahl der möglichen Rückmeldungen, wenn n verschiedene
Frequenzen in der Nebenstelle erzeugt werden.
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Der Hauptvorteil der Erfindung besteht darin, daß zwischen der Kommandogabe
und der Ausführung des Kommandos kein Zeitverlust entsteht. Bei den bekannten Anordnungen
ist eine ziemlich große Zeitverzögerung nicht zu vermeiden, da deren Wähleinrichtungenverhältnismäßig
langsam arbeiten, wenn die Übermittlung der Kommandos und Rückmeldungen durch äußere
Einflüsse nicht gestört werden soll.
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Ein weiterer Vorteil, der für Fernbedienungsanlagen von außerordentlicher.Bedeutung
ist, besteht darin, daß die Rückmeldung praktisch unmittelbar nach Ausführung des
Kommandos nach der Hauptstelle übermittelt wird, während bei den bekannten Anordnungen
auch hier ein erheblicher Zeitverlust auftritt.
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Es kommt hinzu, daß irgendeine vorhandene Signalleitung oder Telephonleitung
zur Kommando- und Rückmeldeübertragung verwendet werden kann, ohne daß dadurch die
Leitung für den ursprünglichen Zweck unbrauchbar würde. Es sind also keine besonderen
«Leitungen notwendig, zumal die Steuer- und Überwachungsströme solche Frequenzen
haben können, daß sie einem Gleichstrom oder niederfrequenten Wechselstrom leicht
überlagert werden können.
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Es ist ohne weiteres klar, daß statt der Stimmgabelschwingungserzeuger,
wie sie in dem Ausführungsbeispiel dargestellt sind, irgendwelche anderen geeigneten
Schwingungserzeuger verwendet werden können. Ebenso können auch andere Empfangseinrichtungen
statt der Stimmgabeln benutzt werden.