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Schaltungsanordnung zur Ubertragung von Signalen durch Stromstoßkombinationen
Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur Fernübertragung von Kommandos oder
Signalen oder zur Fernsteuerung von Schaltvorgängen von einem Geber über einen einzigen
Stromkreis zu einem oder mehreren Empfängern. Die Übertragung geschieht in der Weise,
daß entsprechend der Stellung des Gebers Stromstoßkombinationen über die Leitung
,gegeben werden, die dort durch einen Verteiler einem Speicher zugeführt werden,
der seinerseits die ;gewünschten Vorgänge steuert. Es können z. B. positive oder
negative Stromstöße oder zwei verschiedene Frequenzen verwendet werden. Es ist bekannt,
die Weiterschaltung des Empfangsverteilers, der die Stromstöße den einzelnen Gliedern
des Speichers zuführt, durch die Stromstöße .selbst zu bewirken, wobei man entweder
zwischen den einzelnen Stromstößen Pausen einfügt (Impulsverfahren) oder dafür sorgt,
daß der Verteiler sich im Gleichlauf mit dem Geber befindet (z. B. Start-Stopp-Verfahren).
Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung werden ,beliebig viele Schalterstellungen
durch Relais fixiert, gespeichert und nacheinander abgegriffen, wobei jede Schalterstellung
einen Stromimpuls darstellt, der durch .geeignete Umformung für eine Synchronisierung
umgebildet ausgesendet, als Rückmeldung empfangen, auf die Ursprungsform zurückgeführt,
ausgewertet und mit dem ursprünglichen Befehl
er. , -: und-
bei Nicht-Übereinstimmung - oder v -glichen vorübergehender Störung des Befehls
wiederholt' wird. Die Schalter, deren Stellungen zu übertragen sind, können von
beliebiger,Form und mit beliebigen Stellungen versehen sein, Tastenausschalter,
Hebel-,schalter, Packosichalter, Weilzensohalter usw. Für jeden Schalter mit zwei
Stellungen wird für die Übertragung ein Stromstoß benötigt, für vier Stellungen
.zwei Stromstöße; d. h. für 2 n Stellungen n Stromstöße. Im Prinzip erfolgt die
Übertragung der Schalterstellungen durch Doppelstrbmstoßkombinationen. Die eine
der beiden möglichen Stellungen eines Umschalters wird durch einen positiven Stromstoß,
die andere durch einen negativen Stromstoß gekennzeichnet, -d. h., bei m Schaltern
ergibt .sich eine Stromstoßk ombinatiorn aus rz Stromstößen, wovon (n-m) Skrioimstöße
positiv und m Stromstöße negativ sein können, wobei dieReihenfolge zwischen positiven
und negativen Stromstößen beliebig (je nach Schalterstellung) wechseln kann. In
der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird nun jeder zweite ,gleichartige Stromstoß
ausgelassen. Hierdurch wird unter Beibehaltung der ,geringstmöglichen Anzahl von
Stromstößen die Synchronisierung ohne besonderen Aufwand. erreicht. Die Umwandlung
der sich aus den Schalterstellungen ergebenden normalen Kombination erfolgt im Geber
durch die schaltungstechnische Anordnung automatisch, und wird über die Doppelleitung
a-b ausgesendet, im Empfänger aufgenommen und dann von ihm -wieder in den Ursprungszustand
rückgewandelt, ausgewertet, gespeichert und zurückgemeldet, wobei natürlich auch
die Rückmeldung vom Empfänger vor dem Aussenden wieder umgewandelt wird.
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Die zu übertragenden Befehle, die im Empfänger Schaltvorgänge auslösen,
werden von beispielsweise sechs Schaltern, S i bis S6, ausgelöst. Die aus den -sechs
Schaltern sich ergebenden vierundzechzig möglichen Schalterstellungen (Befehle)
werden durch eine Sechserkombination, die-für einen später beschriebenen besonderen
Zweck um -zwei weitere Impulse auf eine Achterkombination erweitert werden, vom
Geber zum Empfänger übertragen. Die beiden letzten Impulse bestehen bei jeder Kombination
aus einem Plus- und einem Minus-;Stromstoß. Der letzte Impuls-Minus wird :schaltungstechnisch
so ausgewertet, daß Dauer-Minus-Spannung an die Fernleitung a-b gelegt wird. Durch
diese Anordnung ist die Leitungsüberwachung und die Spannungskontrolle auf der Empfangsseite
gew2hrleistet.
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In der Abbildung ;sei die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung näher
erläutert. Nachdem ein bestimmter Befehl mit Hilfe .der Schalter S i bis S 6 eingestellt
ist, wird die Aussendung eines Befehls durch Betätigen des Hauptschalters So ausgelöst.
Durch das Ansprechen des TI-Relais wird das Sp-Relais erregt; über den nunmehr geschlossenen
sp z -Kontakt prüft das L-Relais das Vorhandensein der Leitungsschleife. Ist die
Leitungsschleife geschlossen (kein Leitungsbruch) und die Spannung empfangsseitig
vorhanden, dann spricht das L-Relais an. Über die nunmehr ansprechenden Y- und Y
r -Relais kommt das Relais 0 gleichfalls zum Ansprechen. Das O-Relais tastet mit
.seinen Arbeitskontakten die jeweilige Stellung der sechs Schalter Si bis S6 ab.
Jedem Schalter ist je ein Speicherrelais zugeordnet, das eine Ansprech- und eine
Haltewicklung trägt. Durch die Schalterstellung ist der Zustand der Speicherrelais
bedingt, und zwar entspricht einem betätigten S.dhalter ein erregtes Speicherrelais
und einem nicht betätigten Schalter ein nicht erregtes Speicherrelais. Ist beispielsweise
der Schalter S i betätigt, so wird das Speicherrelais R i über den o i i-Kontakt
erregt, und sobald das AI-Relais angesprochen hat, über den a14-Kontakt und den
r i 3 i-Kontakt bis zur nächsten Schalterbetätigung gehalten. Die -Speicherrelais
sprechen der Reihenfolge nach an. Das zuletzt angesprochene Speicherrelais bringt
jeweils Spannung an« das Relais Al q./5, so daß dieses zum Ansprechen gebracht
wird. Über den al4-Kontakt und über einen Arbeitskontakt des angesprochenen Speicherrelais
R i -R4 wird dieses vom Haltestrom durchflossen. Über den a14 Kontakt und den h
i-Kontakt wird Spannung an die Relais An, U, E und über den 13:2-Kontakt
an die Haltewicklung des Relais Al 1/a gelegt. Der e i-
Kontakt unterbric'lht
bis zur Ausgabe des ersten Impulses auf die Dauer eines Impulses die Leitungsschleife.
Der e5 Kontakt legt an die b-Ader der Leitung und gleichzeitig an die Erregerwicklung
des polarisierten Relais M Erdpotential. Das L-Relais wird über die Wicklung I und
II und den geschlossenen e 5-Kontakt während der Befehlsaussendung gehalten. Der
an 5-Kontakt läßt den Relaisunterbrecher S, S i anlaufen. Der Relaisunterbrecher
läuft :so lange, bis das An-Relais abgefallen ist. Der s r-Kontakt steuert die Relaiskette
Ko bis K7, so daß, fortschreitend von Ko begonnen, schrittweise die sieben Kettenrelais
zum Ansprechen 'kommen. Jedes Kettenrelais besitzt ,zwei Wicklungen, eine Ansprechwicklung
und eine Haltewicklung. Die Anapree'hwicklung befindet sich im Steuerkreis, die
Haltewicklung im Haltekreis der Kette K o bis K 7. Die Haltewicklung wird
jeweils über die eigenen Kontakte an Spannung gelegt und so lange von Strom
durchflossen, bis das zweite nachfolgende Kettenrelais zum Ansprechen kommt und
den Haltestromkreis -auftrennt. Die Haltewicklung der Kettenrelais K5, K6, K7 bleibt
so lange erregt, ,bis der an 3-Kontakt auftrennt und den Haltestromkreis unterbricht.
Das letzte noch in der Kette befindliche H-Relais spricht .beim neunten Schritt
des Relaisunterbrechers an und verursacht dessen Stillsetzung. Über die k o5 bis
k65-,Kontakte werden je nach der Lage r i5 bis r65-Kontakte, die von der Schalterstellung
abhängig ist, die Vorbereitungsrelais A, B, C, D erregt.
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Die Relais A, B, C, D besitzen zwei Wicklungen, eine Ansprechwicklung
und eine Haltewicklung. Die Ansprechwicklungen dieser -Relais sind unter sich wieder
in ,zwei Gruppen geteilt, und zwar in A4/5, B4/5 und C 41i5, D415. Die Relais
jeder Gruppe sperren sich gegenseitig durch ihre eigenen
Kontakte,
so däß es nicht möglich ist, daß die Relais einer Gruppe aufeinanderfolgend zum
Ansprechen kommen. Bei zwei oder mehreren aufeinanderfolgenden gleichen Schalterstellungen
kann infolgedessen immer nur ein und dasselbe Relais zum Ansprechen gebracht werden.
Über die a5-, b5-, c5-, d5-Kontakte legt nun der m-Kontakt
des polarisierten Relais M schrittweise über die Haltewicklung der A-, B-,
C-, D-Relais Plus-, Null- oder Minus-Potential an die a-Ader der Fernleitung, wobei
zu beachten ist, daß der m-Kontakt um einen Schritt nacheilend gegenüber den Steuerschritten
oder genannten Relais abtastet. Beim zweiten Schritt des Relaisunterbrechers wird
durch den in-Kontakt der erste Impuls über die Leitung zum Empfänger gesandt. Hat
beim neunten Schritt des Relaisunterbrechers das IV-Relais über den k71-Kontakt
angesprochen, so trennt der h i-Kontakt die Ansprechwidklung des An- und
E-Relais auf. Gleichzeitig wird die Haltewicklung des H-Relais an Spannung gelegt
und über den h i-Kontäkt .bis zur nächsten Schalterbetätigung gehalten. Der an5-Kontakt
öffnet und setzt damit den Relaisunterbrecher still. Der an 3-Kontakt liegt auf
der Trennseite und bringt dadurch die Relais K5, K6, K7
zum Abfall. Der e
i-Kontakt bringt über die Wicklung II des L-Relais Minus-Spannung an die a-Ader
der Leitung. Das L-Relais bleibt gezogen, bis auf der Empfängerseite die Schleife
unterbrochen wird.
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Der Empfänger nimmt die übertragenen Kombinationen auf und meldet
sie dem Geber zurück. Der Geber übernimmt, indem er die vom Empfänger ausgesandte
Rückmeldung aufnimmt, selbst die Aufgabe des Empfängers und vergleicht außerdem
die ankommende Rückmeldung mit dem ausgesandten Befehl. Die Rückmeldelampen
L i bis L 6, die je nach den betätigten Schaltern zum Aufleuchten
kommen, ermöglichen die Kontrolle eines geberseitig ausgesandten Befehls mit dem
empfängerseitig ausgeführten Befehl.
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Der Empfänger unterbricht zur Rückmeldung die Leitung, und dadurch
wird auch die Aufnahme der Rückmeldung auf der Geberseite eingeleitet. Diese Schleifenunterbrechung
hat zur Folge, daß das L-Relais abfällt und das U-Relais zum Ansprechen gebracht
wird. Der U52--,Kontakt legt die polarisierten Relais M und N in die Schleife. Durch
die ankommenden Rückmeldeimpulse werden die polarisierten Relais gesteuert. Das
polarisierte Relais NI spricht an, wenn Plus an der a-Ader ankommt, und das polarisierte
Relais N spricht an, wenn Minus an der a-Ader liegt. Die Rückwandlung der drei Kombinationszustände
Plus, Null und Minus erfolgt durch die drei möglichen Stellungen des m- und n-KontaJktes
zueinander, und zwar i. m auf der Zeichenseite, n auf der Trennseite;
2. m und n auf der Trennseite; 3. n auf der Zeichenseite und m auf der Trennseite.
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Die Rückführung des n- bzw. m-Kontaktes geschieht durch die Gegenwicklung,
die über den jeweiligen eigenen Kontakt an Spannung gelegt wird. Die beiden Kontakte
m und it steuern zusammen die Relaiskette Ko bis K7 und bringen die am Ende
der Kette befindlichen Relais H und Rm zum Ansprechen. Der uii-Kontakt schließt
und bringt Spannung an den Haltekreis der Kettenrelais Ko bis K7. Den Anstoß
zum Ablauf der Relaiskette gibt das Ko-Relais. Je nach dem Zustand der Speicherrelais
R i bis R 6 bzw. von der Lage der y 15
bis r65-Kontakte werden schrittweise
über die kos bis k 75-Kontakte die Relais A, B, C, D erregt. Bei richtiger
Rüdkmeldun.g muß: die Ansprechfolge der Relais A, B, C, D genau die gleiche
sein wie bei der Befehlsgabe: Dadurch, däß K o-Relais angesprochen hat; wird das
C-Relais erregt, und es werden die Kettenrelais erregt. Es wird für jedes Kettenrelais
durch einen Arbeitskontakt eines der vorangehenden angesprochenen Vorbereitungsrelais
A, B, C, D ein .Stromweg geschaffen, über den es vom Erregerstrom durchflossen
werden kann. Bei jedem rückgemeldeten Befehl wird durch den letzten Impuls das H-
und zu gleicher Zeit das Rm-Relais gebracht; der rm3a-Kontakt trennt das U-Relais
ab, der u5:2-Kontakt legt über die Wicklung L4/5 Minus-:Spannung an die a-Ader der
Leitung, da aber empfängerseitig die Schleife noch nicht geschlossen ist, kann das
L-Relais nicht zum Ansprechen kommen. Das L-Relais kommt aber über eine Wicklung
L i/2 zum Ansprechen, da über den u 5 i-Kontakt über die b-Ader Erdpotential gelegt
wird. Das Rm-Relais wird über den eigenen rm3i-Kontäkt bis zu einer neuen Schalterbetätigung
gehalten. Über den L22-Kontakt wird Spannung an die Rückmeldelampen L i bis
L 6 gelegt; es kommen jeweils die Lampen, die einem betätigten Schalter entsprechen,
zum Leuchten. Damit ist auf der Geberseite die Rückmeldung beendet.
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Stimmt die Rückmeldung mit dem gegebenen Befehl nicht überein, so
muß der gegebene Befehl wiederholt werden. Die Ursache einer falschen Rückmeldung
kann mannigfacher Art sein, z. B. Abfall eines Kettenrelais oder Speicherrelais,
Befehlsgabe während der Rückmeldung des vorangehenden Befehls usw. Wird während
der Rückmeldung einer Kombination ein Schalter betätigt und damit eine neue Kombination
zum Empfänger gegeben, so fehlt mindestens eines der Kettenrelais Ko bis
K7 am Geber. Die Folge davon ist, daß beim letzten Stromschritt der Rückmeldekombination
das Rm-Relais nicht anspricht und das U-Relais nicht abgeworfen werden kann. Durch
die Ausbildung des Empfängers kann die Schleife nicht aufgetrennt werden; weil der
U52-Kontakt sich noch in Arbeitsstellung befindet. Das polarisierte Relais N liegt
an Minus-Spannung und erhält Erregerstrom. Der Haltestromkreis für das Y i-Relais
wird durch den in der Zeichenlage befindlichen n-Kontakt aufgetrennt. Durch das
Abfallen des Y i-Relais werden die Haltestromkreise für die Relais Al,
H, U, R i bis R6,unterbrochen. Durch den Abfall des U-Relais wird das polarisierte
Relais N von der Schleife abgeschaltet, und es wird Minus-Spannung an die a-Ader
der Leitung gelegt. Dadurch wird im Empfänger die Schleife @geschlossen, und der
Empfänger ist zur Aufnahme
einer neuen Kombination betriebsklar:
Am Geber prüft das L-Relais von neuem das Vorhandensein der Schleife. Der neue Befehl
wird vom Geber zum Empfänger gesendet und so lange wiederholt, bis die richtige
Rückmeldung am Geber ankommt.
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Ändert sich während des Betriebes des Senders dessen Zustand, d. h.,
setzt die Netzspannung aus oder fällt die Heizung oder die Schirmgitterspannung
aus, so ist im Empfänger Vorsorge getroffen, daß der bestehende Zustand zusammenfällt.
Dadurch wird die Schleife zum Geber unterbrochen und das L-Relais abgeworfen. Durch
den L i2-Kontakt wird das Y-Relais abgeworfen. Die Relais Al,
H, R i bis R
6 werden durch den Y3-Kontakt abgetrennt. Der Befehl wird wiederholt. Hat sich währenddessen
die Störung am Sender behoben, so wird der ausgesendete Befehl vom Empfänger rückgemeldet.
Ist die Störung am Sender noch vorhanden, wird der vom Geber wiederholte Befehl
nicht zurückgemeldet, und das Nichterscheinen der Rückmeldelampen zeigt eine Störung
am Sender an.
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Ist die Fernleitung a/b vom Geber zum Empfänger gestört (Drahtbruch),
so bricht am Geber der durch die Schalterstellung hervorgerufene Betriebszustand
zusammen. Ein Drahtbruch ist einer Schleifenunterbrechung gleichzustellen, und es
fällt, wie oben beschrieben, das Leitungsrelais L ab. Dadurch werden die
Y- und Y F-Relais abgeworfen und dadurch gleichfalls .die Relais
Al, H, R i bis R6. Das Relais Sp bleibt erregt. Dieüberwachungslampe Uel
und der dazu parallel geschaltete Wecker W erhalten über den sp 5-Konta:kt
und. den v4-Kontakt des abgefallenen V-Relais Spannung. Der Alarmwecker W spricht
an, und die rote überwachungslampe zeigt an, daß die Fernleitung unterbrochen ist.
Sollte sich eine Unterbrechung der Leitung selbsttätig beheben, dann wird die zu
dieser Zeit bestehende Schalterstellung an der Geberseite selbsttätig zum Empfänger
übertragen. Der Zweck der Spannungsüberwachung ist .der, geberseitig jede Phase
des Zustandes am Sender kontrollieren zu können, so daß am Geber nicht ein Zustand
besteht, welcher der Empfängereinstellung widerspricht. Fehlt auf der Empfangsseite
die Spannung, so wird dies gleichfalls durch die rote Überwachungslampe im Geber
angezeigt.
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Die Möglichkeit, den Sender von der Geberseite aus auf derselben Leitung
zu besprechen, tonlos oder tönend zu tasten, ohne den Betriebszustand der Fernsteuerungsanlage
zu gefährden oder zu stören, erweitert den Verwendungszweck der Anlage und ermöglicht
eine bessere Ausnutzung der Leitung. Für die Übertragung von Stromimpulsen vom Geber
über die Fernleitung zum Empfänger werden als Übertragungsglieder polarisierte Relais
M und N verwendet. Die Übertragung der Telegrafierzeichen über die Fernleitung zum
Empfänger erfolgt durch Doppelstromimpulse. Die Tastanordnung steuert das polarisierte
Relais M. Die Einfachstromschritte werden durch das polarisierte Relais in Doppelstromschritte
umgesetzt. Der m-Kontakt gibt je nach Tastenstellung über die beiden Wicklungen
des X-Relais Zeichenstrom bzw. Trennstrom in die a-Ader der Fernleitung. Die b-Ader
liegt über dem e 5-Kontakt an Erde. Für den Telegrafierbetrieb muß der Geber vorbereitet
werden, was mit Hilfe der Relais E und T geschieht: Die Wicklungen des T-Relais
werden von den Kontakten der Speicherrelais, die den Sehaltern für Telegrafierbetrieb
zugeordnet sind, an Spannung gelegt, also parallel zu den entsprechenden Rückmeldelampen.