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Schaltungsanordnung für Fernbedienungs-- oder Fernüberwachungsanlagen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für Fernbedienungs- oder
Fernüberwachungsanlagen, bei der die Unterstellen oder die zu steuernden Organe
durch Impulsreihen ausgewählt und für die nachfolgende Steuerung vorbereitet werden,
insbesondere zur wahlweisen Steuerung von Organen in mehreren an einer Leitung liegenden
Unterstellen von einer Hauptstelle aus.
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In solchen Anlagen, in denen die Wähleinrichtungen für die Auswahl
der zu steuernden oder zu überwachenden Organe durch Impulsreihen gesteuert werden,
ist es erforderlich, daß neben der Überwachung des Gleichlaufs dieser Wähleinrichtungen
gleichzeitig eine Kontrolle dafür besteht, daß die Auswahlkennzeichen bzw. Befehle
mit Sicherheit übertragen werden. Solche Kontrollen, die zur Vermeidung von Falschsteuerungen
bereits vor der Befehlsausführung durchgeführt werden, sind für Fernsteueranlagen
in verschiedener Form bekannt. So wurden z. B. zur Erhöhung der übertragungssicherheit
im Anschluß an die Übertragung der von der Hauptstelle zu den Unterstellen verlaufenden
Auswahlimpulse in entgegengesetzter Richtung, also von der Unterstelle zu der Hauptstelle,
Kontrollimpulse gesendet. Dabei ist dann vielfach die zurückgesendete Kontrollimpulsreihe
in ihrem Aufbau und ihrer Charakteristik mit der Auswahlimpulsreihe übereinstimmend
ausgebildet. Abgesehen davon, daß dieses Verfahren z. B. bei größeren Anlagen zu
komplizierten Schaltvorgängen führt, haftet dieser Art der Kontr olle, besonders
bei mit mehreren an, einer Leitung liegenden Unterstellen, der große Nachteil an,
daß die verteilt liegenden Unterstellen jede für sich mit einer Energiequelle zur
Erzeugung von Kontrollitripulsen und mit Steuereinrichtungen ausgerüstet sein müssen.
Weiterhin ergeben -sich aber bei dieser Kontrollmaßnahme insofern Schwierigkeiten,
als jede Unterstelle mit Sperr- und Zeitschaltmitteln versehen sein muß, um nach
Empfang der Auswahlimpulsreihe zu vermeiden, daß jede Unterstelle sogleich mit der
Kontrollmeldung beginnt.
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Demgegenüber sind bereits Systeme vorgeschlagen worden, bei denen
von der Zentralstelle aus zur Erhöhung der Übertragungssicherheit zwei Impulsreihen
nacheinander ausgesendet werden. Zwischen diesen beiden Impulsreihen besteht insofern
eine Abhängigkeit voneinander, als die erste Impulsreihe immer durch die zweite
zu einer konstanten Gesamtimpulsreihe ergänzt wird (Komplementärsystem). Die Auswahl
wurde dabei durch die entsprechende Aufteilung der Gesamtimpulsreihe in zwei Teilimpulsreihen
erzielt und die Kontrolle dadurch geführt, daß die Wählwerke eine bestimmte Komplementärstellung
zueinander einnehmen, über die entsprechende Kontrollstromkreise geschaltet werden.
Größere Kommandozahlen lassen sich bei diesen Systemen dadurch erreichen, daß man
die Impulsserien dekadisch aufbaut. Dieses System weist jedoch den
großen
Nachteil auf, daß bei einem Wahlvorgang jeweils immer nur ein Organ ausgewählt und
gesteuert werden kann, daß dann aber auch bei einer Gruppensteuerung wesentliche
Schwierigkeiten bei der Gruppen- und Einzelauswahl auftreten.
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Die Erfindung vermeidet diese Nachteile und schafft damit ein System,
das sowohl hinsichtlich der gleichzeitigen Übermittlung mehrerer Befehle und Auswahlkennzeichen
und auch bezüglich der Kontrolle bei mehreren an der Leitung liegenden Unterstellen
größte Freizügigkeit gewährleistet. Sie erreicht dies dadurch, daß zur Kontrolle
der Auswahl und der Befehlsvorbereitung die der Auswahl dienende Impulsreihe von
der Hauptstelle aus ein zweites Mal mit den gleichen Auswahlkennzeichen, jedoch
in veränderter Folge derselben gesendet wird und daß zum Vergleich der beiden Impulssendungen
in den empfangenden Unterstellen durch bei der Auswahl betätigte Schaltmittel Stromkreise
gemäß der veränderten Folge der Auswahlkennzeichen der zweiten Impulssendung vorbereitet
werden, von deren Zustandekommen durch die zweite Impulssendung die Ausführung des
ausgewählten Befehls abhängig ist. Die veränderte Folge einer Impulsreihe kann dadurch
erreicht werden, daß die Kontrollimpulsreihe spiegelbildlich zu der Auswahlimpulsreihe
ausgesendet wird. Die Veränderung kann aber auch darin bestehen, daß die Auswahlimpulsreihe
nach irgendwelchen Gesichtspunkten aufgeteilt wird und die Wiederholung jetzt in
anderer Aufeinanderfolge der Teilreihen vorgenommen wird. Dieses kann beispielsweise
dann erfolgreich angewendet werden, wenn die Auswahlimpulsreihe sich bereits durch
gruppenweise Aufteilung der Organe aus Gruppen- und Einzelauswahlimpulsreihe ° zusammensetzt.
Hierbei ist es zweckmäßig, die Teilimpulsreihen für sich bei der Kontrollimpulsreihe
in ihrer ursprünglichen Ordnung zu belassen und nur ihre Folge jeweils als Ganzes
innerhalb der gesamten Impulsreihe zu ändern. Hierbei ist es vollkommen belanglos,
wieviel Organe zu gleicher Zeit ausgewählt und gesteuert werden sollen; dadurch,
daß die Auswahlkennzeichen bei der Kontrolle in der gleichen Ordnung innerhalb der
Impulsreihen verbleiben, kann jede mögliche Art der Steuerung und Befehlsübertragung
durchgeführt werden.
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Gleichzeitig mit dieser Kontrolle kann eine heitere dadurch erzielt
werden, daß die Wählwerke in den einzelnen Stellen eine bestimmte Stellung, z. B.
die Endstellung, erreichen müssen, und es kann zur schnelleren und selbsttätigen
Durchführung einer Steuerung diese Endstellung dafür maßgebend sein, daß der vorbereitete
Befehl zur Ausführung kommt. Hinsichtlich der Übermittlung der Kontrollimpulsreihe
in der gleichen Richtung wie die Auswahlimpulsreihe ist bei der Erfindung mit Vorteil
festzustellen, daß hier nur für die Übertragung und den Empfang der Auswahl- und
Kontrollimpulsreihe in jeder Stelle nur ein Wählwerk erforderlich ist, gegenüber
mindestens zwei Wählwerken bei dem bekannten korrespondierendem Übertragungsverkehr.
Genau wie bei der Übertragung eines Steuerbefehls von der Hauptstelle zu den Unterstellen
kann selbstverständlich auch die Übertragung einer Überwachungsmeldung von der Unterstelle
zur Zentralstelle erfolgen.
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Durch die Übertragung der Auswahl der Kontrollimpulsreihe in einer
Richtung wird es damit auch möglich, nur auf Seiten der Empfangsstelle ein vergleichendes
Prüfschaltmittel vorzusehen, das bei entsprechender Verdrahtung der Wählerkontakte
einen direkten Vergleich zwischen den beiden nacheinander empfangenden Impulsreihen
vornimmt.
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Das in der Zeichnung zur Darstellung gebrachte und nachfolgend beschriebene
Ausführungsbeispiel zeigt die Anwendung der Erfindung in einer Fernmeßanlage, die
unter dem Einfluß von Schrittschaltwählern mit Wechselstromimpulsen gesteuert wird.
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In der Figur ist HST die der Hauptstelle zugeordnete Schaltungsanordnung,
mittels der die Fernsteuerimpulse über die Leitung L, die durch Übertrager
U eH, UeN abgeschlossen ist, zur Unterstelle UST übertragen werden. Es sind
mehrere solcher Unterstellen parallel an das Leitungssystem angeschlossen, die wahlweise
von der Hauptstelle aus zu bedienen sind. Von diesen Unterstellen ist nur eine .einzige
zur Darstellung gebracht. Durch Betätigen der in der Hauptstelle vorgesehenen Tasten
GT und T für eine Gruppen- bzw. Einzelauswahl und für die Festlegung eines bestimmten
Befehles wird eine bestimmte Auswahl und der gewünschte Steuervorgang gekennzeichnet.
Das Wählwerk der Hauptstelle besteht aus dem Drehmagneten DBW und den über die Kontaktreihen
schrittweise weitergeschalteten Kontaktarmen BW, bis BY174. Dieses Wählwerk wird
bei einer Befehlsgabe bzw. bei einer Fernsteuerung schrittweise in Umlauf gebracht.
Gleichzeitig wird bei jedem Schritt die Wechselstromquelle WH der Hauptstelle
angeschaltet und eine den Drehschritten des Wählwerkes entsprechende Anzahl von
Wechselstromimpulsen auf die Leitung L gegeben. Durch diese Wechselstromimpulse
wird über das Phasenempfangsreiais H durch den Drehmagneten DEPT7 das
Wählwerk
der Unterstelle synchron mit dem Wählwerk der Hauptstelle in Umlauf gesetzt, so
daß seine Kontaktarme EW, bis EWs auch schrittweise über die angeschlossene Kontaktreihe
hinweggeführt werden. Es wird -zunächst eine Impulsreihe (Befehlsimpulse) von der
Hauptstelle zur Nebenstelle übertragen, die die zu treffende Auswahl kennzeichnet.
Unmittelbar anschließend wird zur Kontrolle dieselbe Impulsreihe in dergleichen
charakteristischen Form nochmals von der Hauptstelle zur Nebenstelle gegeben, jedoch
spiegelbildlich in umgekehrter Reihenfolge. In der Unterstelle werden während der
Befehlsimpulse vorbereitend die Schaltmittel für die Auswahl und für die Steuerung,
in unserem Beispiel die Relais G3 und N7, eingeschaltet. Das Relais G3 entspricht
der Gruppenauswahl und das Relais 11,1, der Einzelauswahl innerhalb dieser Gruppe.
Bei der folgenden, der Kontrolle dienenden Impulsreihe wird eine Überprüfung der
richtig erfolgten Auswahl vorgenommen. Es kommt nämlich das Prüfrelais F, das bei
korrekt erfolgter Auswahl durch Kontakte der Auswahlrelais in den einzelnen Wahlstellungen
kurzgeschlossen ist, nur zum Ansprechen, wenn die zum Prüfrelais parallel liegenden
Stromwege Fehlstrom ,aufweisen, d. h: ein Kurzschluß des Prüfrelais in einer Wahlstellung
nicht stattfindet.
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Um eine Auslösung der ferngesteuerten Schaltung von der Hauptstelle
aus vornehmen zu können bzw. bei ungünstiger Leitungsbeeinflussung, die eine Fälschung
des Fernmeßergebnisses hervorrufen kann, diese Auslösung selbsttätig zu erzielen,
ist in der Unterstelle ein Verzögerungsrelais W, das als Ruhestromrelais arbeitet,
vorgesehen. Dieses Relais ist in der Figur im vom Strom durchflossenen Zustande
dargestellt, so daß die gestrichelte Stellung der Kontakte der Stellung bei aberregtem
Relais entspricht.
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In den durch Betätigen der Tasten gekennzeichneten Wahlstellungen
bleiben die Wählwerke der Hauptstelle und der Unterstelle bei ihrem Umlaufen kurzzeitig
verzögert stehen, da das Relais P der Hauptstelle in diesen Stellungen zum Ansprechen
kommt und erst wieder verzögert abfällt. In den Unterstellen hat das zur Folge,
daß das Verzögerungsrelais T% , das gegenüber dein Verzögerungsrelais P der Hauptstelle
schwächer verzögert arbeitet, während dieser Impulspausen zum Abfallen kommt. Die
den verschiedenen Schrittstellungen der Wählwerke entsprechende Auswahl- bzw. Anschalterelais
kommen nur zum Ansprechen, wenn in einer Wahlstellung das Verzögerungsrelais zum
Abfallen gekommen ist.
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Nach erfolgter richtiger Auswahl bleibt das Wählwerk in Stellung 25
stehen. In dieser Stellung ist der Fernmeßgeber FG an das Übertragungssystem angeschaltet,
so daß bei Betätigen des Impulskontaktes ik die Fernineßimpulse aus der Wechselstromquelle
WLII zur Hauptstelle zurückgegeben werden.
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Die weiteren Einzelheiten der Schaltvorgänge gehen aus nachfolgend
ausführlich beschriebenen Stromläufen hervor, die sich bei Inbetriebnahme der Fernmeßanlage
abspielen. Wird z. B. ein Meßwert der Einheit 7 der Unterstationsgruppe 3 gewünscht,
so wird in der Hauptstelle der Einzeltaste T7 und die Gruppentaste GT
3, gedrückt. Beim Betätigen der Gruppentaste wird gleichzeitig ein allen
Gruppentasten gemeinsamer Kontakt GT 32 geschlossen, so daß das Impulsrelais J im
Stromkreis (-, Widerstand W,, Relaiswicklung J, Kontakt p,, Kontakt GT 32, Wählerarm
BW, in Stellung o, Erde) erregt wird. Durch die Kontakte il und i. wird die
Wechselstromquelle WH an den Übertrager UeH angeschaltet, so daß ein Wechselstromimpuls
zu den Unterstellen gegeben wird. Gleichzeitig wird durch den Kontakt i¢ der Drehmagnet
D'BW erregt und dadurch das Wählwerk der Hauptstelle in Stellung r gebracht. Durch
den Kontakt dbw des Drehmagneten, der geschlossen ist, sobald der Drehmagnet
seinen Anker anzieht, wird das Impulsrelais kurzgeschlossen. Der Drehmagnet wird
stromlos, der Kontakt dbw öffnet sich wieder, das Impulsrelais J spricht von neuem
an, so daß durch Wiederholen dieses selbstunterbrecherartig wirkenden Zusammenarbeitens
dieser Relais das Wählwerk schrittweise weitergeschaltet wird, wobei gleichzeitig
bei jedem Schritt ein Wechselstromimpuls ausgesendet wird. In Stellung 3 des Wählwerkes
kommt das Verzögerungsrelais P im Stromkreis (-, Relaiswicklung P, Wählerarm BW,
in Stellung 3, geschlossener Kontakt GT 3" geschlossener Kontakt GzT 32, Wählerarm
BW, in Stellung r bis 25, Erde) zum Ansprechen. Durch den Kontakt p, wird der Stromkreis
für das Impulsrelais aufgetrennt und die @V'eiterschaltung des Wählers dadurch unterbrochen,
bis das Verzögerungsrelais P, das ebenfalls durch öffnen des Kontakts p, aberregt
wird, wieder abfällt. Durch diese Rast des Wählwerkes wird die Gruppenauswahl getroffen.
Der Wähler läuft weiter und bleibt in Stellung 12 durch erneutes Ansprechen des
P-Relais, wie eben beschrieben, kurzzeitig nochmals stehen und kennzeichnet durch
die dadurch hervorgerufene Impulspause die Auswahl der gewünschten Einheit der bereits
festgelegten Gruppe der Unterstelle.
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Hiermit sei die Befehlsimpulsreihe beendet. Anschließend wird nun
dieselbe Impulsfolge nochmals, jedoch in umgekehrter
Reihenfolge
zur Unterstelle übertragen. Der Befehlswähler der Hauptstelle bleibt der gedrückten
Taste T7 entsprechend zunächst in bekannter Weise nochmals in Stellung
13 und darauf nach 9 weiteren Schritten in Stellung 22 kurzzeitig stehen.
In Stellunk 25 erhält über den Wählerarm BWl das P-Relais direkt Erde und kommt
durch öffnen seines Kontakts p1 nicht mehr zum Abfallen. Der Kontakt p1 bleibt geöffnet,
und die Fortschaltung des Befehlswählers wird dadurch unterbrochen.
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Durch die auf die Leitung gelangenden Wechselstromimpulse werden die
Phasenempfangsrelais H der einzelnen Unterstationen erregt und schalten durch den
Kontakt lt, den Empfangswähler durch Erregen seines Drehmagneten DEW entsprechend
der ankommenden Impulsfolge schrittweise fort. Das Verzögerungsrelais V, das durch
den Kontakt h= erregt wird, kommt nur in den Auswahlrasten der Wählwerke, die den
vorgenommenen Wahlstellungen entsprechen, zum Abfallen. Fällt so während der Gruppenrast
in Stellung 3 der Wählwerke das V-Relais ab, so kommt das dem betreffenden Schritt
zugeordnete Gruppenrelais G3 im Stromkreis (-, Widerstand W_, Relais 0.3, WählerarmEW1
in Stellung 3, geschlossener Kontakt v1, Erde) zum Ansprechen. Das Relais hält sich
in einem Haltestromkreis über seinem eigenen Kontakt g 33. In gleicher Weise zieht
während der Auswahlrast über abgefallenen Kontakt v1, Wählerarm EWl in Stellung
12 das Schaltrelais 114; der gewünschten Einheit an. Das Relais M7 bindet sich gleichfalls
über seinen Kontakt m73.
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Während der folgenden Gruppen- und Aus -wahlkontrollrast in Stellung
13 und -22 nimmt das Prüfrelais F die Prüfung richtig erfolgter Auswahl vor.
Das Relais kommt bei nicht einwandfrei erfolgter Auswahl im Stromkreis (-, Widerstand
W3, Wicklung I, geschlossener Kontakt v_, Wählerarm EW_ in Stellung 13 bis
2q., Erde) zum Ansprechen. Durch den Kontakt t2 des Prüfrelais werden die eingeschalteten
Vorbereitungsrelais G3 und M7 durch Anlegen von Erde über ihre Kontakte g 31,
93, bzw. über die Kontakte »r71, nc73 kurzgeschlossen und somit zum Abfallen
gebracht. Bei ordnungsgemäßer Ansteuerung wird jedoch durch die Arbeitskontakte
93, und M72 der erregten Gruppen-und Auswahlrelais G3 und Y17
das Prüfrelais über den geschlossenen Kontakt v1, WählerarmEWl in Stellung 13 bzw.
Stellung 22. Kontakt m 7_ bzw. Kontakt g 3_ in beiden Kontrollrasten kurzgeschlossen
und am Ansprechen verhindert. Erreicht der Empfangswähler der Unterstelle ohne Ansprechen
des Prüfrelais die Stellung 25, 50
wird das Meßimpulssenderelais JM über die
Kontakte g34 und m74 der ausgewählten Einheit 1117 gesteuert.
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Durch die Wechselkontakte im, im, gehen die Meßimpulse der angesteuerten
Einheit abhängig vom Impulskontakt i.k mit der besonderen Meßilnpulsfrequenz der
Wechselstromquelle WM auf die Leitung. Es wird durch den Fernmeßgeber FG
der Impulskontakt ik entsprechend der fern zu messenden Größe gesteuert, so daß
bei jeder Kontaktschließung das Meßimpulssenderelais Jlhl zum Ansprechen kommt.
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Die Phasenrelais .l der Unterstationen sprechen auf die mit einer
bestimmten Frequenz gegebenen Meßimpulse nicht an, sondern es wird lediglich durch
diese Impulse das MeP-impulsempfangsrelais HZ der Zentrale beeinflußt, das in Stellung
a5 des Befehlswählers der Hauptstelle durch die Wählerarme BW-. und BW3 angeschaltet
ist. Das auf die Vierimpulse ansprechende Relais I17_ überträgt die Meßimpulse zum
Meßimpulsempfangsgerät G.
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Durch Drücken der Schlußtaste ST kann der Meldungsvorgang zu
jeder beliebigen Zeit abgebrochen werden. Es wird mit dein Drücken dieser Taste
ST das Impulsrelais J, dessen Erregungsstromkreis durch Kontakt p1 aufgetrennt wurde,
erregt (-, Widerstand W1, Relais J, Schlußtaste ST, Erde). Der -Befehlswähler der
Hauptstelle wird durch Ansprechen des Magneten DBW in die Nullstellung weitergeschaltet.
Durch Umlegen der Impulskontakte il und i., wird ein langer Schlußimpuls auf die
Leitung gegeben. Die gedrückte Schlußtaste kann nun zweckmäßig nach einer bestimmten
Zeit selbsttätig mechanisch ausgelöst «,-erden. .
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Durch den langen Schlußünpuls wird normalerweise in jeder Unterstelle
der Wähler in die Nullstellung gebracht. Ist jedoch durch Impulsausfall einer der
Wähler der Unterstationen zurückgeblieben, so kommt während des langen Schlußimpulses
durch öffnen des Kontakts k3 des angezogenen Phasenrelais H das Verzögerungsrelais
W der Unterstelle zum Abfallen, welches sich in dem zuvor beschriebenen Verbindungsvorgang
während der normalen Auswahlimpulse infolge seines stärkeren verzögerten Abfalles
hält. Ist das Relais W zum Abfall gekommen, so läuft der zurückgebliebene Wähler
über den Wählerarm EW3 in Stellung i bis 25, abgefallener Kontakt w1, Impulsrelais
JU, Widerstand WS nach Hause. Es kommt nämlich dieses Impulsrelais in bekannter
`''eise durch den Kontakt dew des Drehmagneten des Wählers in Selbstunterbrecherschaltung
impulsweise zum Abfallen. Der Drehmagnet DEW wird über den Kontakt fit, erregt.
Die Meßiinpulsübertr
agung, wird sofort mit dem Verlassen des Schrittes
25 des Wählers unterbrochen. Bei normalem Meldungsverlauf werden die Vorbereitungsrelais
G3 und M7 in der Nullstellung des Wählers durch den Kurzschlußstromkreis Erde, Wählerarm
FW. in Stellung o, Kontakt g 31, Relais G3, Kontakt g 33, Erde bzw. Kontakt nz 71,
Relais A/17, Kontakt 72-i.73, Erde abgeschaltet. Die Abschaltung dieser Relais,
abhängig von dem Verzögerungsrelais W, erfolgt ebenfalls durch Kurzschluß über den
Kontakt w3.