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Verfahren zum gleichzeitigen Übertragen von zwei Meßwerten Bei nach
dem Ircnpulsfrequenzverfahren arbeitenden Anordnungen zum übertragen von Meßwerten,
Betriebsgrößen u. (dgl. sind häufig mehrere an die gleiche Übertragungsleitung .angeschlossene
Empfangsgeräte unabhängig voneinander zu beeinflussen. Im allgemeinen schließt man
zu diesem Zweck paarweise einander zugeordnete Sende- und Empfangsgeräte nacheinander
über synchron betätigte Umschalter an die Übertragungsleitung an. Diese Arbeitsweise
hat .den Nachteil, daß die einzelnen Empfangsgeräte nur nacheinander in bestimmten
Zeitabständen beeinflußt werden können.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur gleichzeitigen Übertragung
von zwei Meßwerten, von denen der erste durch eine Impulshäufigkeit und der zweite
durch eine Impulshäufigkeit oder eine Impulszahl dargestellt wird, und besteht darin,
daß die zweite Impulsfolge eine geringere Häufigkeit als die erste hat und durch
Stromrichtungsumkehrungen in der ersten Impulsfolge bei unverändert bleibender Stärke
des Stromes der Impulse gebildet wird. Dabei wird die zum Ändern der Stromrichtung
der Impulse dienende Stromwendeeinrichtung zweckmäßig mittelbar oder unmittelbar
von einem Meßgerät in Ab-hängigkeit von dem jeweiligen Meßwert betätigt.
Das der zweiten Übertragung zugeordnete Empfangsgerät kann so polarisiert sein,
daß es jeweils nur von denjenigen Impulsen beeinflußt wird, deren Stromrichtung
von der des vorhergehenden Impulses abweicht, so daß es also nur auf die in der
ersten Impulsfolge vorkommenden Stromrichtungswechsel anspricht.
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Es ist zwar an sich bekannt, bei mit Dauergleichstrom betriebenen
Anlagen zum Umstellen eines Relais oAgl. aus einer Stellung in die andere und umgekehrt
die Stromrichtung zu ändern. Diese Maßnahme ist auch schon in analoger Anwendung
für nach dein Impulsverfahren betriebene Fernwirkanlagen in Vorschlag gebracht worden,
um neben der absoluten Größe einer gemessenen Leistung auch deren Richtung durch
einmalige Änderung der Polarität der gesendeten Impulsfolge zu übertragen. Der Gedanke
ist hier, ebenso wie bei der Übertragung mit Dauergleichstrom, jedoch lediglich
der, durch eine einmalige Umpolung über ein polarisiertes Relais ein Organ aus der
einen Stellung in die andere Stellung umzuschalten. Es ist ferner ein Impulsfrequenzverfahren
zum Übertragen von +-Größen bekanntgeworden, beidem die Richtungsänderung durch
Stromumkehr der Impulse übertragen wird.
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Der Erfindung liegt hingegen der grundsätzliche Gedanke zugrunde,
zwei Impulsfolgen
von an sich verschiedener Impulszahl oder Impulshäufigkeit
zu einer einzigen Impulsfolge im Interesse der gleichzeitigen Übertragung über eine
gemeinsame Fernlei-: tung zusammenzufassen. Ein Unterschi besteht auch insofern,
als es bei dem bekan. #i ten Verfahren lediglich auf den einmalnge' Stromrichtungswechsel
ankommt, bei der Erfindung aber der Stromrichtungswechsel dazu dient, die zweite
Impulsfolge sozusagen aus .der ersten hervortreten zu lassen, während der eigentliche
Inhalt der zweiten Impulsfolge, vermöge dessen sie in bestimmter Weise zu wirken
vermag, durch ihre Impulshäufigkeit oder ihre Impulszahl bestimmt ist.
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Die der ersten Meßgröße entsprechende Impulsfolge wird mittels eines
der üblichen Impulsfrequenzgeberinstrumente übertragen, wobei Gleichstromstöße in
die Leitung gegeben werden. Zum Übertragen der zweiten Meßgröße wird ein ähnlich
gebautes Geberinstrument benutzt, das mit einem Stromwender gekuppelt ist, um die
Richtung der Stromimpulse umzukehren. Es ist nicht notwendig; beide Empfangsgeräte
an dem gleiche- Ende der Übertragungsleitung, z. B. in einer. Hauptstation, anzubringen:
Zur Kontrolle kann es z. B. erwünscht sein, einen von einer Unterstation auf die
Hauptstation übertragenen Meßwert zurückzumelden. In diesem Falle werden Idas übliche
Impulsgebergerät und das polarisierte Empfangsgerät in der Unterstation und das
normale Empfangsgerät und der Stromwender in der Hauptstation angebracht.
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Häufig ist auch die Aufgabe gegeben, eine Größe einmal zur Anzeige
ihres Augenblickswertes und weiterhin zur Ermittlung ihres über die Zeit genommenen
Integralwertes zu übertragen. Dieser Fall ist von besonderer Wichtigkeit für die
Fernmessung der Leistung eines Systemas, bei der man einmal den Augenblickswert
und weiterhin die z. B. in Kilowattstunden gemessene Arbeit Fernmessen will. Hier
liegen insofern besondere Verhältnisse vor, als zum Übertragen von Augenblickswerten
eine verhältnismäßig hohe Impulshäufigkeit (etwa 5,0 Impulse je Sekunde)
erforderlich ist und die normalen Impulsgebergeräte mit dieser maximalen Impulshäufigkeit
keine so große Melkgenauigkeit aufweisen, wie man sie von beglaubigungsfähigen Zählern
verlangt. Es sind zwar auch beglaubigungsfähige Zähler mit einer Impulsgebereinrichtung
bekannt. Die maxifinale Impulshäufigkeit dieser Zähler beträgt aber nur etwa 0,2
Impulse pro Sekunde, ist also wohl zum Übertragen des Registrierwertes des Zählers,
aber nicht zum Übermitteln von Augenblickswerten der Leistung ,geeignet. Die Erfindung
bietet hier nun die Möglichkeit, die- beiden Impulsgebergeräte; von denen das eine
mit einer hohen und das andere `r,yt einer niedrigen Impulshäufigkeit arbeitet,
@`ej..ehzeitig über die gleiche Übertragungsne@'ing auf entsprechende Empfangsgeräte
,t-ken zu lassen, indem das eine Impulsgebergerät die Impulssendung übernimmt, während
das andere Gerät zum Steuern des Stromwenders dient.
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Eine Anordnung dieser Art ist in der Abb. i in einem Ausführungsbeispiel
veranschaulicht.
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i ist ein in üblicher Weise nach Art eines Zählers ausgebildetes und
im vorliegenden Falle als Leistungsmesser dienendes Impulsgebergerät, mit dessen
Achse ein Unterbrecher 2 gekuppelt ist. Der Unterbrecher liegt in dem Erregerkreis
eines Relais 3, das einen in der Leitung 5 liegenden Unterbrecherkontakt 4 steuert.
5 ist der eine Zweig und 6 der andere Zweig der Überträgungsleitung. An .der Empfangsseite
ist an die Übertragüngsleitung ein Relais 7 angeschlossen, das in bekannter Weise
das Empfangsgerät beeinflußt. Das Empfangsgerät kann eine der üblichen Bauarten
aufweisen und z. B. ein Summierwerk oder ein sog. Mittelwertschreiber sein. In der
Zeichnung ist als Empfangsgerät ein träges Drehspul- oder Kre.uzspulgerät 8 angenommen,
in das bei jeder Erregung des Relais 7 über die Kontaktlamellen 7a und den Kondensator
g ein Stromstoß geleitet- wird.
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iö ist ein gemäß der Erfindung vorgesehener Stromwender. Bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel besteht der Strom-Wender aus vier leitenden Segmenten. Dein
Stromwender sind 4 Bürsten zugeordnet, von denen zwei über die Leitung i i bzw.
die Leitung 12 an eine Stromquelle 13 angeschlossen sind, während zu den beiden
anderen Bürsten die Übertragungsleitungen 5 und 6 führen. Wie aus der Abbildung
hervorgeht, hat jede Verstellung des Stromwenders iö um 90° eine Umpolung der Übertragungsleitung
zur Folge. Der Stromwender io wird über den Zähler 14 betätigt, der in Zeitabständen
entsprechend der Höhe der von ihm gemessenen Leistung den Kontakt 1q.a schließt.
Der Zähler 14 kann z. B. die bekannte Bauart besitzen, bei der ein in einer luftleeren
Röhre angeordneter Kontakt durch Vorbeiführen eines von der Zählerachse bewegten
oder gesteuerten permanenten Magneten nach einer bestimmten, mehrfachen Umdrehung
der Zählerachse geschlossen wird. Der Kontakt 1.4a liegt in dem Erregerkreis eines
Elektromagneten 15, der bei jeder Erregung ein mit dein Strornwender io durch eine
Übersetzung r6 gekuppeltes Schaltrad 17 fortschaltet: Die
Übersetzung
ist so gewählt, daß jede Fortschaltung des Schaltrades 17 eine Drehung des Stromwenders
io um go° herbeiführt.
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Auf-der Empfangsseite ist außer dem normalen Empfangsgerät an die
übertragungsleitung ein polarisiertes Relais 2o angeschlossen.' 21 isst ein Schaltrad,
das bei jedem Umlegen des Ankers 2oa des polarisierten Relais fortgeschaltet wird.
Mit dem Schaltrad 21 ist ein Zählwerk 22 gekuppelt.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Von dem Gebergerät
i werden entsprechend dem jeweiligen Wert der Meßgröße, im vorliegenden Falle der
Leistung, Impulse entsprechender Häufigkeit in der Ü@hertragungsleitung hervorgerufen.
Entsprechend diesen Impulsen wird über das Relais 7 das Anzeigegerät 8 eingestellt,
das den Augenblickswert der Leistung anzeigt. Soweit die vom Gerät i nacheinander
gesendeten Impulse die gleiche Stromrichtung haben, wird der Anker des polarisierten
Relais 20 nicht beeinflußt. Sobald jedoch das Gebergerät rd. den Kontakt iq.a schließt,
wird der Stromwender io um 9o° gedreht, so daß die Stromrichtung der nach dem Umstellen
des Stromwenders gesendeten Impulse der Stromrichtung der vorhergehenden Impulse
entgegengerichtet ist. Infolgedessen wind ,der Anker 20a umgelegt, :das Schaltrad
21 und damit das Zählwerk 2a fortgeschaltet. Bei den nun folgenden Impulsen gleicher
Stromrichtung verbleibt der Anker 20a in seiner jeweiligen Stellung, bis die Stromrichtung
der Impulse wieder geändert wird. Die Tätigkeit des Relais 7 und damit die Anzeige
des Gerätes 8 wird durch Änderungen der Stromrichtung der Impulse nicht beeinflußt.
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Bei dem obigen Ausführungsbeispiel war angenommen, daß das Gebergerät
i mit einer verhältnismäßig hohen Impulshäufigkeit und das Gebergerät 14 mit einer
verhältnismäßig niedrigen Impulshäufigkeit arbeiten. Das Meßergebois des Empfangsgerätes
8 wird daher wenig dadurch beeinflußt, daß die Verstellung des Stromwenders io etwa
erfolgt, während ein Impuls durch die Übertragungsleitung fließt, so daß dieser
unter Umständen in zwei Impulse zerlegt wird. Sobald jedoch Gebergeräte verwendet
werden, deren Impulshäufigkeiten nur wenig voneinander abweichen, könnte eine wesentliche
Fälschung des Meßergebnisses des einen Empfangsgerätes dadurch auftreten, daß von
.dem Stromwender die vom Impulsgebergerät gesendeten Impulse in zwei Impulse zerlegt
würden.
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Dieser Nachteil wind bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 vermieden.
Die grundsätzliche Anordnung .dieses Ausführungsbeispieles ist die gleiche wie die
nach Abb. i. Der Stromwender io ist jedoch nicht starr mit dem Schaltrad
17 gekuppelt. Es ist vielmehr eine elastische Kupplung und eine Sperrung
vorgesehen, die eine Fortschaltung des Schaltrades 17 erst .in den Impulspausen
auf den Stromwender io zur Wirkung kommen läßt. Bei dem Ausführungsbeispiel ist
auf der Achse ioa des Stromwenders io ein Sperrad 3o befestigt, mit dem eine unter
Federwirkung stehende Sperrklinke 31 zusammenwirkt. Die Sperrklinke steht außerdem
unter dem Einfluß eines in die Leitung 6 gelegten Elektromagneten 32. Die Achse
ioa ist an ihrem freien Ende mittels einer Spiralfeder 33 mit der Achse 34 des Übersetzungsgetriebes
16 gekuppelt. Die Wirkungsweise ist folgende: Während durch die Übertragungsleitung
ein Impuls fließt, wird die Sperrklinke 31 durch den Elektromagneten 32 in Eingriff
mit dem Sperrad 30 gehalten. Wird während dieser Zeit durch das Gebergerät
14 der Kontakt id.a geschlossen und infolgedessen -das Schaltrad 17 fortgeschaltet,
so hat dies zunächst nur eine Spannung der Feder 33 zur Folge. Nach dem Aufhören
des durch die Übertragungsleitung fließenden Stromimpulses schwingt die Sperrklinke
31 zurück und gibt das Sperrad 30 frei. Erst nunmehr wird der Stromwender
io unter der Spannwirkung der Feder 33 um 9o° gedreht.