EP2017803B1 - Aktives Funktionserhaltungs- und Sicherungssystem für Alarmierungs-Lautsprechernetze in Zweidraht-Ringleitungstechnik - Google Patents

Aktives Funktionserhaltungs- und Sicherungssystem für Alarmierungs-Lautsprechernetze in Zweidraht-Ringleitungstechnik Download PDF

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EP2017803B1
EP2017803B1 EP07013864A EP07013864A EP2017803B1 EP 2017803 B1 EP2017803 B1 EP 2017803B1 EP 07013864 A EP07013864 A EP 07013864A EP 07013864 A EP07013864 A EP 07013864A EP 2017803 B1 EP2017803 B1 EP 2017803B1
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EP
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loop
function maintenance
module
loudspeaker
double
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    • G08B25/00Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems
    • G08B25/01Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium
    • G08B25/04Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium using a single signalling line, e.g. in a closed loop
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
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    • H04R29/007Monitoring arrangements; Testing arrangements for public address systems
    • HELECTRICITY
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    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R27/00Public address systems

Definitions

  • the invention relates to an active function maintenance and security system for alarming loudspeaker networks.
  • the wiring must comply with the standards for emergency and / or alarm systems (point 6 in EN 60849).
  • a failure of a loudspeaker circuit must not lead to a complete failure of the supply of the loudspeaker area (point 4.1-g in EN 60 849).
  • the monitoring should indicate the failure ... of a loudspeaker circuit. (Point 4.1 in EN 60 849: note 1)
  • a communication and monitoring system for traffic engineering is proposed in which a loop connects a control unit with extensions.
  • the extensions contain amplifiers for amplifying the signals circulating in the loop.
  • the extensions can imprint monitoring signals on the loop, for example, to report a fault to the control unit. If a fault occurs in a line section of the loop, then the unidirectional signal flow remains obtained until the last extension before the faulty line section.
  • the branches behind the faulty line section send fault messages to the control unit in the specified unidirectional direction. Since the control unit can transmit signals via the loop to the branches only in the predetermined direction, the extensions located behind the faulty line section receive no signals from the control unit.
  • a second ring line is provided, the signal flow direction is opposite to the first ring line.
  • extensions can be supplied with signals before the first faulty line section as well as behind the last faulty line section.
  • the transmission path between the last extension and the controller can be replaced by looping.
  • the aim of the invention is to significantly reduce and simplify their use both the previously required installation effort, as well as to ensure a timely unrestricted and independent of the fire temperature and the installation material used functional integrity of the alarm.
  • FIG. 1 All examples given below, not falling within the scope of the invention as defined in the appended claims as well as the necessary configuration loud FIG. 1 are not to be regarded as embodiments or examples of the invention.
  • the tolerance-sensitive loudspeaker circuit monitoring in the central device can be omitted.
  • each error is registered and reacted to it at the same time.
  • the affected loudspeaker or cable section is isolated from the unaffected parts of the system and a two-way supply of the faulty network is established, as in the case of a failure due to interruption, and a fault is registered centrally.
  • the malfunctioning alarming loudspeaker network automatically re-operates with the exception of the defective part.
  • FIG. 1 shows the basic structure for the alarming loudspeaker network with active functional maintenance system on a two-wire loop basis.
  • An operating voltage (for example 24V) is applied to 1-2, the amplifier output with potential-free output transformer to 3-4 and the forward line 5-6 and the return line 7-8 to the infeed and mode switching module FIG. 2 connected.
  • the required function maintenance and security modules FIG. 3 are connected in series and each have a speaker output 55-56 to connect the speaker.
  • the module FIG. 3 each housed in the speaker cabinet or a separate installation junction box in the speaker room.
  • the last module FIG. 3 becomes on another, spatially not the same route back to the feed and mode switching module FIG. 2 recycled.
  • electronics with fault alarm contact outputs 34 are also installed for error message forwarding.
  • FIG. 2 shows the principle of the central interface as a feed and mode switching module for loop alarming loudspeaker networks.
  • At 1-2 is the operating voltage (usually 24V).
  • At 3-4 is the amplifier output (usually 100V).
  • the outgoing line and at 7-8 the return line of the loudspeaker loop is connected. There are still various connections for the fault message output and a reset input for resetting correctly latched, stored fault messages.
  • the operating voltage is applied.
  • the DC-DC converters 9 and 10 each generate a 24V output voltage.
  • Relays 11 and 12 energize and switch over with their contacts. This puts each converter on its normal workstation.
  • the two voltage outputs are combined to form an operating voltage for the floating control functions of the electronics 17 and 18.
  • About the switched contacts 11 and 12 and the 5W resistors (22 ohms) 19 and 20 are the two Electrolytic capacitors (10,000 uF) 21 and 22 pre-charged to avoid a transformer short-circuit.
  • the reset relay 33 is set.
  • relay 30 can not be energized, although opto-coupler relay 29 could not attract across 7-8 due to lack of voltage feedback, and contact 29 is therefore closed.
  • the control electronics 17 and 18 pull the relays 23 and 24 and bridge the resistors 19 and 20, since now the capacitors 21 and 22 are pre-charged.
  • the relays 25 and 26 drop off again.
  • the full voltage of converter 9 is thus present across the closed contact at the forward output 5-6 and the loop is energized. This builds up the error-free loop through the external speaker modules and must eventually arrive at the return line input 7-8 again.
  • the fault signaling logic 30 switches off, and a few seconds later the fault message readiness switches on. This would initially allow the two-way function as needed and then issued from this point any errors as a message.
  • both the loop supply voltage 24V and the 100V audio frequency voltage are available.
  • the return line 7-8 is connected as input to optocoupler relay 29, which has attracted.
  • the external loudspeaker modules react and switch off the short-circuited section by disconnecting the line. Miscellaneous Behavior of the central module as in a normal interruption.
  • the external loudspeaker modules briefly disconnected the loop and then rebuilt the loop. Only the first module before the short circuit separates the loop from the short circuit.
  • the electronics 17 registers a voltage dip by the short circuit on the outgoing line 5-6 and immediately switches relay 25. This opens contact 25 and the voltage of the converter 9 is through the resistor 31 (4.7 kohm / 5W) protected against short circuit at output 5-6. Likewise, at the same time the amplifier output is protected by the resistor 31 from shorting to 5-6.
  • the electronics 17 only switches the relay 25 off again when it receives a voltage again via the resistor 31, that is to say after the short circuit has been eliminated.
  • the module remains in the two-way state until the relay 30 drops again when the reset 33 is triggered after short-circuit removal.
  • the external loudspeaker modules briefly disconnected the loop and then rebuilt the loop. Only the last module before the short circuit separates the loop from the short circuit.
  • the electronics 18 registers a voltage dip through the short circuit at the return line 7-8 and immediately switches relay 26. This opens contact 26 and the voltage of the converter 10 is through the resistor 32 (4.7 kohm / 5W) protected against short circuit at output 7-8.
  • the amplifier output is protected by resistor 32 from shorting at 7-8.
  • the electronics 18 switches off the relay 26 again only when it receives a voltage again via the resistor 32, ie after Elimination of the short circuit.
  • the module remains in the two-way state until the relay 30 drops again when the reset 33 is triggered after short-circuit removal.
  • the converters are permanently short-circuit proof and generously designed according to the expected current drain (up to 1A, depending on the number of external speaker modules).
  • the amplifier output voltage up to 100V - audio frequency AC voltage
  • the two transducers 9-10 the capacitors 21 and 22.
  • a permanent operating voltage for working in the potential-free electronics is created.
  • Parallel to the converter 9 is the relay 11 and parallel to the converter 10, the relay 12. If a transducer voltage is present, then pull these relays and the output voltage of converter 9 is connected via the contact 11 to Hin effetsausgang from converter 10 via the contact 12 for provided the second channel. If one of the two transformers fails, its relay (11 or 12) drops out and switches the respective channel to the still functioning converter with the aid of the contacts (11 or 12).
  • FIG. 3 shows the principle of the function preservation backup module, which is in practice at the respective alarm loudspeaker and divided the two-wire loop into serial sections, which are either turned on or locked.
  • Throttle 58 in conjunction with capacitor 64 (220uF), cuts off an additional 100V AC incoming voltage on transmission 51-52, as well as choke 62 and capacitor 65 (220uF).
  • the diodes 66 and 67 connected in parallel to the capacitors 64 and 65 serve as polarity protection for these capacitors. Since the series components are relatively high impedance (chokes about 300 ohms, 100V speakers 50 ... 500 ohms), the internal operating voltage 68 builds up slowly (in about 1 second) until it reaches its full height. Therefore, a threshold circuit 69 is connected to the operating voltage, which only turns on its output 71 when it reaches a voltage sufficient for the 24V relay 70 with sufficient certainty of over 20V. Before, however, a voltage of at least 5V must still be present at the inputs 73 and 74 at the NAND gate 72, before the arrival of the voltage 71 can cause the NAND element 72 to attract the relay 70.
  • the operating voltage 68 drops due to the load from the relay 70 to a safe for the relay holding voltage of about 12V.
  • the threshold switch 69 is designed to be at turns on over 20V and then holds itself until it is reset by another input 73 from the NAND gate 72 when one of the voltages 73 or 74 after the relay suit was no longer present.
  • the relay now pulls and remains energized.
  • the two contacts 75 and 76 switch over.
  • the speaker 55-56 is switched to 52-54 via the fuse 57 and the bipolar electrolytic capacitor 77 (10 ⁇ F), thus obtaining the audio frequency voltage of 51-52.
  • Contact 76 bypasses resistor 61 and turns the loop on by connecting 51 and 53 (to the next module or as return). Now normal operation is on.
  • the loop break causes no change from the normal operating state on this module. It is only registered in the central module, as there at the return line input nothing arrives.
  • the speaker 55-56 is above 57 and 77 via the closed contacts 75-76 parallel to 61 in series between 51 and 53. It does not matter if the short circuit takes place at 51-52 or 53-54.
  • the loop is interrupted for the central module.
  • the fuse 57 is triggered by the audio frequency 100V (distance from 51 via 55-56, capacitor 77, contact 75 to 52). In this case, then a fuse break is generated again with fuse melting.
  • FIG. 4 shows the earth fault monitoring for the central feed and mode switching module FIG. 2 .
  • the monitoring may not detect ground fault resistors by DC voltage, since no fixed potential reference can be assumed due to the potential-free 24 V DC voltage on the loop and potential-free.
  • the circuit must also be immune, so that no false triggering can take place.
  • Higher measuring frequencies could emit interfering radiation or be influenced by the inaudible pilot tone frequency (20 to 25 kHz) of the monitored 100V amplifiers, because unbalance is measured against earth.
  • the speaker wires are sampled only briefly for measurement for several reasons.
  • a PLL circuit consists of a generator whose frequency is equal to the evaluation frequency of its detector circuit. If the generator frequency is then fed back to the detector input via a defined adjustable threshold circuit, the PLL circuit recognizes its own frequency and switches its evaluation output. If the level of the detector input drops below its threshold, the evaluation input responds immediately to an interruption. This happens much faster than if the PLL had to catch an offered frequency first. At the same time, in principle, it does not matter which PLL frequency it is, it just has to be its own.
  • the measurements can not be made simultaneously on both wires of a loudspeaker line, the measurements must be made one after the other. According to the regulations, a measuring process must be carried out on every wire every 100 seconds at the latest. As measuring time, 2 seconds have proven sufficient. In order not to burden the wires with earth due to the measuring process and at the same time to protect the measuring circuit from possible overvoltages up to 100V ⁇ in the event of a fault, the control circuit is connected to high impedance.
  • the PLL generator output 81 is fed via a level regulator 82 to an output amplifier and impedance converter 83, which are strongly counter-balanced for harmonics.
  • the output capacitor 84 is followed by a high-impedance low pass 85 (47 kOhm) for further harmonic removal.
  • This is followed by another high-impedance low pass 86 (130 kOhm) for the detector input 89, which is preceded by the DC voltage cutoff capacitor 87.
  • an overvoltage limitation 88 consisting of two Zener diodes 10V connected in opposition to each other.
  • the evaluation result appears, which normally indicates a detected frequency by outputting a voltage.
  • This voltage is passed through a delay RC element 91, which bridges momentary power interruptions (up to 1/2 second).
  • the measuring cycle is generated via a slow-running ring counter 98.
  • a 10-stage ring counter would make sense. It advances every 9 seconds and switches the connected relay (here only 99-100) for 2 seconds each. With four modules FIG. 2 That would be eight relays plus the two remaining free steps of the ring counter, which could be used to check the operation.
  • fault storage 94 bridges a time of 120 seconds, the fault message would be present for at least this time if a single acquisition or an existing fault would stand still despite the cycle.
  • the operating voltage for the ground fault check is generated by a separate DC-DC converter from the operating voltage of FIG. 2 generated and is grounded.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein aktives Funktionserhaltungs- und Sicherungssystem für Alarmierungs-Lautsprechernetze.
  • Es arbeitet mit Elektronikmodulen in einem seriell aufgebauten Zweidraht-Ringleitungs-Lautsprechernetz. Wenn überhaupt, wurden Ringleitungen für Lautsprechernetze bisher so gebildet, dass man daran die Lautsprecher parallel anschloss. Funktionserhalt war aber damit nicht gegeben. Die überwiegende Mehrzahl von Lautsprechernetzen wird in Sternverkabelung realisiert. An Alarmierungsnetze werden dabei hohe Ansprüche bezüglich Funktionssicherheit gestellt und ein entsprechend erforderlicher Installations-Aufwand betrieben. Oft wird auch Redundanz zweier Installationen verlangt.
  • Der Bedarf an der Erfindung ergibt sich unter anderem aus Auszügen aus der Europanorm EN 60849 für elektroakustische Notfallwarnsysteme bezüglich dort gestellter Forderungen:
  • Die Verkabelung muss den Normen für Notfall- und/oder Alarmsysteme entsprechen (Punkt 6 in der EN 60849).
  • Stand der Technik:
  • Das wird bisher durch Verlegung von Spezialkabeln mit 30 Minuten passivem Funktionserhalt durch Feuerhemmung bis zu einer bestimmten Temperatur und speziellen getrennten Kabelführungstrassen erreicht. Der bauseitige Aufwand hierfür ist wesentlich höher als bei konventioneller Verkabelung.
  • Ein Ausfall eines Lautsprecherstromkreises darf nicht zu einem vollständigen Ausfall der Versorgung des Lautsprecherbereiches führen (Punkt 4.1-g in der EN 60 849).
  • Stand der Technik:
  • Das wird bisher durch Aufteilung der Kreise in einzeln gesicherte und überwachte Brandmeldeabschnitte bei begrenzter Lautsprecheranzahl pro Kabel erreicht, um bei einem Ausfall die nicht erreichbaren Flächen gering zu halten.
  • Es müssen zentral angezeigt werden: Ausfall eines Lautsprecherkreises durch Unterbrechungs- oder Kurzschlussfehler
    (Punkt 5.3-j in der EN 60 849).
  • Die Überwachung sollte den Ausfall ... eines Lautsprecherstromkreises anzeigen.
    (Punkt 4.1 in der EN 60 849: Anmerkung 1)
  • Stand der Technik:
  • Das wird bisher durch den einzelnen Kreisen zugeordnete zentrale Überwachungseinrichtungen erreicht. Diese arbeiten in ihrer Mehrzahl physikalisch bedingt mit Erfassungstoleranzen von 5 bis 30 % und beruhen auf Impedanzmessung (Nachteil: keine Messung während einer Tonübertragung möglich und Fehlauslösungen durch Lärmpegel vor den Lautsprechern) oder Gleichspannungswiderstandsmessung (Nachteil: hohe Erfassungsungenauigkeit bei Netzen mit vielen Lautsprechern).
  • Insbesondere in kleineren Gebäuden ist es nicht unbedingt erforderlich, zwei getrennte Lautsprecherstromkreise in einem Lautsprecherbereich einzurichten. Eine Entscheidung hierüber kann von örtlichen Vorschriften abhängen.
    (Punkt 4.1 in der EN 60 849: Anmerkung 2)
  • Stand der Technik:
  • Das Ringleitungsprinzip für einen Funktionserhalt findet bereits seit geraumer Zeit in der Alarmmelder- und Alarmsirenentechnik seine Anwendung.
  • Für Zweidraht-100V-Lautsprechernetze gab es aber bisher keine Funktionserhaltlösung nach dem Ringleitungsprinzip. Als Redundanzlösung wird hierfür eine doppelte Leitungsverlegung mit doppelter Lautsprecherausstattung empfohlen und bei zu großem Aufwand in Einzelfällen auf die Redundanz verzichtet.
  • Berührungssicherheit, Isolation, VDE:
    • Lautsprechernetze sind meistens als 100V-Systeme aufgebaut. Laut VDE sind aber 100V-Wechselspannung, auch wenn sie bei Tonübertragung zwischen Null und 100V im Rhythmus der Modulation schwanken, eine Hochspannung und dürfen nur dann als, wie und mit Niederspannungskabel verlegt werden, wenn sie symmetrisch und erdfrei aufgebaut sind. Diese Erdfreiheit muss aber ständig überwacht und das Unterschreiten eines bestimmten Wertes (= höherer Fehlerstrom!) gemeldet und beseitigt werden. Ein automatisches Abschalten des Netzes würde eine höhere Priorität, in diesem Fall die Alarmierungssicherheit unterbinden.
  • In der Offenlegungsschrift DE 33 47 609 A1 wird ein Kommunikations- und Überwachungssystem für Verkehrstechnik vorgeschlagen, bei dem eine Ringleitung ein Steuergerät mit Nebenstellen verbindet. Die Nebenstellen enthalten Verstärker zum Verstärken der in der Ringleitung umlaufenden Signale. Die Nebenstellen können Überwachungssignale auf die Ringleitung aufprägen, beispielsweise um eine Störung an das Steuergerät zu melden. Tritt in einem Leitungsabschnitt der Ringleitung eine Störung auf, dann bleibt der unidirektionale Signalfluss bis zur letzten Nebenstelle vor dem gestörten Leitungsabschnitt erhalten. Die Nebenstellen hinter dem gestörten Leitungsabschnitt senden in der vorgegebenen unidirektionalen Richtung Störungsmeldungen an das Steuergerät. Da das Steuergerät nur in der vorgegebenen Richtung Signale über die Ringleitung an die Nebenstellen übertragen kann, erhalten die hinter dem gestörten Leitungsabschnitt angeordneten Nebenstellen keine Signale vom Steuergerät.
  • Um bei Auftreten einer Störung auch die Nebenstellen hinter dem gestörten Leitungsabschnitt mit Signalen versorgen zu können, ist eine zweite Ringleitung vorgesehen, deren Signalflussrichtung entgegengesetzt zur ersten Ringleitung verläuft. Damit können Nebenstellen vor dem ersten gestörten Leitungsabschnitt als auch hinter dem letzten gestörten Leitungsabschnitt mit Signalen versorgt werden. Um übermäßige Leitungslängen zu vermeiden, kann der Übertragungsweg zwischen der letzten Nebenstelle und dem Steuergerät durch Ringschleifen ersetzt werden.
  • Ziel der Erfindung ist es, durch ihren Einsatz sowohl den bisher erforderlichen Installationsaufwand wesentlich zu verringern und vereinfachen, als auch einen zeitlich unbeschränkten und von der Brandtemperatur und dem verwendeten Installationsmaterial unabhängigen Funktionserhalt der Alarmierung sicherzustellen.
  • Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Erfindung wird in ihren abhängigen Ansprüchen weitergebildet.
  • Alle nachstehend angegebenen Beispiele, die nicht vom Umfang der in den beiliegenden Ansprüchen definierten Erfindung sowie der dazu nötigen Konfiguration laut Figur 1 erfasst werden, sind nicht als Ausführungsformen oder -beispiele der Erfindung anzusehen.
  • Dazu erforderlich ist bei Anwendung der Erfindung für das Kabelnetz lediglich die Bildung einer Ringleitung mit örtlich verschiedenem Hin- und Rückweg des 2-adrigen Kabels, eine dafür geeignete Schnittstelle in der Zentraleinrichtung und pro Alarmierungslautsprecher ein intellegentes Funktionserhalt-Sicherungsmodul, das die Ringleitung durch serielle Einfügung in trennbare Abschnitte unterteilt.
  • Dafür braucht bei der Installation kein Funktionserhalt-Spezialkabel und keine Spezial-Kabelführungstrasse verwendet werden. Die Aufteilung in einzeln beschallte Brandmeldeabschnitte und eine Begrenzung der Lautsprecheranzahl kann entfallen.
  • Bei Gebäude-Sanierungsarbeiten kann ein vorhandenes Kabelnetz weiterverwendet werden, wenn man einen Ringleitungsaufbau nachträglich realisiert.
  • Die toleranzbehafteten Lautsprecherkreisüberwachungen in der Zentraleinrichtung können entfallen. Bei Anwendung der Erfindung wird jeder Fehler registriert und zugleich darauf reagiert.
  • Dabei wird bei Ausfall durch Kurzschluss der betroffene Lautsprecher oder Kabelabschnitt gegenüber den nicht betroffenen Anlagenteilen isoliert und wie bei einem Ausfall durch Unterbrechung eine Zweiwege-Versorgung des gestörten Netzes aufgebaut sowie zentral eine Störung registriert. Innerhalb weniger Sekunden arbeitet das gestörte Alarmierungs-Lautsprechernetz automatisch mit Ausnahme des defekten Teiles wieder.
  • Zur Überwachung der Erdfreiheit gibt es bereits zahlreiche Schaltungsmöglichkeiten.
  • Wenn allerdings auf der Lautsprecherleitung neben maximal 100V-Tonfrequenz auch eine nennenswerte Gleichspannung befördert wird wie in diesem Zweidraht- Ringleitungssystem, versagen alle bekannten vorwiegend auf Gleichstromwiderstandsmessung ausgerichteten Verfahren wegen der Beeinflussbarkeit durch Fremdspannungen. Deshalb beruht das für diesen Anwendungsfall entwickelte Verfahren auf einer kontinuierlichen Eigenfrequenz-Identifizierung einer speziellen PLL-Schaltung, die neben einer Selbstüberwachung eine hohe Störsicherheit aufweist und tatsächlich nicht durch mögliche Spannungen, sondern nur durch einen Gleich- oder äquivalenten Wechselstromwiderstand beeinflussbar ist. Durch Kabelbeschädigung an Metallkonstruktionen ohne Kabelunterbrechung oder -Kurzschluss kann eine so grosse Adernkapazität gegen Erde entstanden sein, dass diese einen hohen Fehlerstrom bei 100V-Tonfrequenz im Berührungsfall ermöglichen würde. Daher auch die Einbeziehung von Wechselstromwiderständen in die Überwachung für das Gesamtkonzept der Erfindung.
  • Die Erfindung wird anhand von vier Zeichnungen FIG 1 bis FIG 4 näher beschrieben.
  • FIG 1 zeigt den Prinzipaufbau für das Alarmierungs-Lautsprechernetz mit aktivem Funktionserhaltungssystem auf Zweidraht-Ringleitungsbasis.
  • Es wird eine Betriebsspannung (beispielsweise 24V) an 1-2, der Verstärkerausgang mit potentialfreiem Ausgangsübertrager an 3-4 und die Hinleitung 5-6 und die Rückleitung 7-8 am Einspeise- und Betriebsart-Umschaltmodul FIG 2 angeschlossen. Die erforderlichen Funktionserhalt- und Sicherungsmodule FIG 3 sind in Reihe geschaltet und haben jeweils einen Lautsprecherausgang 55-56 zum Anschluss des Lautsprechers. In der Praxis kann das Modul FIG 3 jeweils im Lautsprechergehäuse oder einer getrennten Installations-Anschlussdose im Lautsprecherraum untergebracht sein. Das letzte Modul FIG 3 wird auf anderer, räumlich nicht gleicher Streckenführung wieder zum Einspeise- und Betriebsart-Umschaltmodul FIG 2 zurückgeführt. In diesem zentralen Modul ist auch zur Störmeldungsweiterleitung eine Elektronik mit Störmeldekontaktausgängen 34 eingebaut.
  • FIG 2 zeigt das Prinzip der zentralen Schnittstelle als Einspeise- und Betriebsart-Umschaltmodul für Ringleitungs-Alarmierungs-Lautsprechernetze.
  • Grundbedingung Anschlüsse:
  • An 1-2 liegt die Betriebsspannung (meist 24V). An 3-4 befindet sich der Verstärkerausgang (meist 100V). An 5-6 ist die Hinleitung und an 7-8 die Rückleitung der Lautsprecherschleife angeschlossen. Es existieren noch diverse Anschlüsse für die Störmelde-Ausgabe und ein Reseteingang zur Rücksetzung vorschriftsmässig eingerasteter, abgespeicherter Störmeldungen.
  • Die Funktion wird anhand einiger möglicher Betriebszustände erläutert.
  • Betriebszustand einmalige Inbetriebnahme des Moduls:
  • Die Betriebsspannung wird angelegt. Die Gleichspannungswandler 9 und 10 erzeugen je eine 24V-Ausgangsspannung. Die Relais 11 und 12 ziehen an und schalten mit ihren Kontakten um. Damit liegt jeder Wandler auf seinem normalen Arbeitsplatz. Über die Dioden 15 und 16 werden die beiden Spannungsausgänge zu einer Betriebsspannung für die potentialfrei arbeitenden Steuerfunktionen der Elektroniken 17 und 18 zusammengeführt. Über die umgeschalteten Kontakte 11 und 12 und die 5W-Widerstände (22 Ohm) 19 und 20 werden die beiden Elektrolyt-Kondensatoren (10 000 uF) 21 und 22 zur Vermeidung eines Wandler-Einschaltkurzschlusses vorgeladen. Parallel dazu ziehen über die Steuerelektroniken 17 und 18 die Relais 25 und 26 an, damit bei den externen Baugruppen die Schleifenspannung von 5-6 nicht schleichend ankommt und in der Störmeldeelektronik 34 wird das Resetrelais 33 gesetzt. Relais 30 kann also nicht anziehen, obwohl Optokopplerrelais 29 wegen noch fehlender Spannungsrückmeldung über 7-8 nicht anziehen konnte und daher Kontakt 29 geschlossen ist.
  • Nach etwa 5 Sekunden ziehen über die Steuerelektroniken 17 und 18 die Relais 23 und 24 und überbrücken die Widerstände 19 und 20, da nun die Kondensatoren 21 und 22 vorgeladen sind. Gleichzeitig fallen nun die Relais 25 und 26 wieder ab. Die volle Spannung von Wandler 9 ist somit über den geschlossenen Kontakt am Hinleitungsausgang 5-6 vorhanden und die Ringleitung wird gespeist. Damit baut sich bei fehlerfreier Schleife die Durchschaltung der externen Lautsprechermoduln auf und muss irgendwann am Rückleitungseingang 7-8 wieder ankommen. Nach etwa 60 Sekunden (variabel)schaltet die Störmeldelogik Resetrelais 30 ab und wenige Sekunden später die Störmeldebereitschaft ein. Damit würde zunächst die Zweiwegfunktion bei Bedarf ermöglicht und anschliessend ab diesem Zeitpunkt etwaige Fehler als Meldung ausgegeben.
  • Parallel zu diesen Gleichspannungsfunktionen könnte währenddessen die Tonübertragung vom Verstärkerausgang 3-4 über den Kondensator 21, Kontakt 24 und 25 auf den Hinleitungsausgang 5-6 auf die Ringleitung und somit auf die Lautsprecher gelangen.
  • Mit dem Kondensator 21 wird zugleich eine Toneinspeisung in den Wandler 9 verhindert, da 21 für Wechselspannung fast Null Ohm aufweist. Am Rückleitungseingang befindet sich parallel zum Optokopplerrelais 29 der Elektrolytkondensator 35, der über den Vorwiderstand 31 (6,8 kohm) ebenfalls die Wechselspannung für 29 eliminiert und somit nur Gleichspannung das Optokopplerrelais 29 schalten kann.
  • In der Inbetriebnahmephase des Moduls laufen die Startfunktionen bei Wandler 9 und 10 parallel ab, nur dass sich Wandler 10 in Reservestellung befindet und nicht an 7-8 ausgegeben wird, da Relais 30 nicht umgeschaltet hat.
  • Betriebs-Normalzustand:
  • Am Hinleitungsausgang 5-6 stehen sowohl die Schleifenversorgungsspannung 24V als auch die 100V-Tonfrequenzspannung zur Verfügung. Die Rückleitung 7-8 ist als Eingang zu Optokopplerrelais 29 geschaltet, das angezogen hat.
  • Betriebszustand Leitungsunterbrechung:
  • An Rückleitungseingang 7-8 kommt keine Spannung mehr an. Somit erhält 29 keine Spannung mehr und Kontakt 29 schliesst. Damit zieht Relais 30 und schaltet den Rückleitungsausgang 7-8 mit seinen Kontakten 30 als Zweitwegausgang um über die Kontakte 26-24-12 auf den Wandler 10 und über den Kondensator 22 auf den Verstärkerausgang 3-4. Somit wird die Ringleitung von beiden Enden her gespeist und eine vorhandene Unterbrechung damit ausgeglichen.
  • Über 34 wird eine Störung weitergemeldet.
  • Betriebszustand Leitungsunterbrechung zwischen Verstärker und Anschluss 3-4:
  • Da sich der Verstärker-Ausgangsübertrager in Reihe mit den Wandler-Minus befindet, kommt eine Leitungsunterbrechungs-Störung mit Weitermeldung zustande. Natürlich ist in diesem Fall keine Tonübertragung mehr möglich.
  • Betriebszustand Kurzschluss irgendwo auf der Leitung:
  • Die extern befindlichen Lautsprechermodule reagieren und schalten durch Abtrennen des kurzgeschlossenen Abschnitts eine Leitungsunterbrechung herbei. Sonstiges Verhalten des zentralen Moduls wie bei einer normalen Unterbrechung.
  • Betriebszustand Kurzschluss unmittelbar vor dem zentralen Modul auf der Hinleitung 5-6:
  • An Rückleitungseingang 7-8 kommt keine Spannung mehr an. Somit erhält 29 keine Spannung mehr und Kontakt 29 schliesst. Damit zieht Relais 30 und schaltet den Rückleitungsausgang 7-8 mit seinen Kontakten 30 als Zweitwegausgang um über die Kontakte 26-24-12 auf den Wandler 10 und über den Kondensator 22 auf den Verstärkerausgang 3-4. Somit wird die Ringleitung von beiden Enden her gespeist.
  • Während dieser kurzen Umschaltphase hatten die externen Lautsprechermodule die Ringleitung kurz aufgetrennt und sich dann wieder die Schleife aufgebaut. Lediglich das erste Modul vor dem Kurzschluss trennt die Schleife noch vom Kurzschluss.
  • Gleichzeitig mit der Umschaltphase auf Zweiwegeversorgung registriert die Elektronik 17 einen Spannungseinbruch durch den Kurzschluss an der Hinleitung 5-6 und schaltet sofort Relais 25. Damit öffnet Kontakt 25 und die Spannung des Wandlers 9 ist durch den Widerstand 31 (4,7 kohm / 5W) vor dem Kurzschluss an Ausgang 5-6 geschützt. Ebenso wird gleichzeitig der Verstärkerausgang durch den Widerstand 31 vor dem Kurzschluss an 5-6 geschützt. Die Elektronik 17 schaltet das Relais 25 erst wieder ab, wenn sie über den Widerstand 31 wieder eine Spannung erhält, also nach Beseitigung des Kurzschlusses. Das Modul verbleibt dabei im Zweiwegezustand, bis mit Ansteuerung von Reset 33 nach Kurzschlussbeseitigung das Relais 30 wieder abfällt.
  • Betriebszustand Kurzschluss unmittelbar vor dem zentralen Modul auf der Rückleitung 7-8:
  • An Rückleitungseingang 7-8 kommt keine Spannung mehr an. Somit erhält 29 keine Spannung mehr und Kontakt 29 schliesst. Damit zieht Relais 30 und schaltet den Rückleitungsausgang 7-8 mit seinen Kontakten 30 als Zweitwegausgang um über die Kontakte 26-24-12 auf den Wandler 10 und über den Kondensator 22 auf den Verstärkerausgang 3-4.
  • Während dieser kurzen Umschaltphase hatten die externen Lautsprechermodule die Ringleitung kurz aufgetrennt und sich dann wieder die Schleife aufgebaut. Lediglich das letzte Modul vor dem Kurzschluss trennt die Schleife noch vom Kurzschluss.
  • Gleichzeitig mit der Umschaltphase auf Zweiwegeversorgung registriert die Elektronik 18 einen Spannungseinbruch durch den Kurzschluss an der Rückleitung 7-8 und schaltet sofort Relais 26. Damit öffnet Kontakt 26 und die Spannung des Wandlers 10 ist durch den Widerstand 32 (4,7 kohm / 5W) vor dem Kurzschluss an Ausgang 7-8 geschützt.
  • Ebenso wird gleichzeitig der Verstärkerausgang durch den Widerstand 32 vor dem Kurzschluss an 7-8 geschützt. Die Elektronik 18 schaltet das Relais 26 erst wieder ab, wenn sie über den Widerstand 32 wieder eine Spannung erhält, also nach Beseitigung des Kurzschlusses. Das Modul verbleibt dabei im Zweiwegezustand, bis mit Ansteuerung von Reset 33 nach Kurzschlussbeseitigung das Relais 30 wieder abfällt.
  • Betriebszustand Gleichspannungswandlerausfall:
  • Die Wandler sind dauerkurzschlussfest und entsprechend der zu erwartenden Stromentnahme (bis zu 1A, abhängig von der externen Lautsprechermodul-Anzahl) grosszügig ausgelegt. Vor Einspeisung der Verstärker-Ausgangsspannung (bis zu 100V - Tonfrequenzwechselspannung) schützen die beiden Wandler 9-10 die Kondensatoren 21 und 22. Über die Dioden 15 - 16 wird eine dauerhafte Betriebsspannung für die im potentialfreien Bereich arbeitende Elektronik geschaffen. Parallel zum Wandler 9 liegt das Relais 11 und parallel zu Wandler 10 das Relais 12. Ist eine Wandlerspannung vorhanden, so ziehen diese Relais und die Ausgangsspannung von Wandler 9 wird über den Kontakt 11 an Hinleitungsausgang geschaltet, die von Wandler 10 über den Kontakt 12 für den Zweitkanal zur Verfügung gestellt. Fällt einer der beiden Wandler aus, so fällt dessen Relais (11 oder 12) ab und schaltet den jeweiligen Kanal mit Hilfe der Kontakte (11 oder 12) auf den noch funktionierenden Wandler auf.
  • Auf dem Modul befindet sich noch eine Störungserfassung 34 mit weitermeldenden Störmeldeausgängen wie in den gängigen Vorschriften gefordert.
  • FIG 3 zeigt das Prinzip des Funktionserhalt-Sicherungsmoduls, das sich in der Praxis beim jeweiligen Alarmierungslautsprecher befindet und die Zweidraht-Ringleitung in serielle Abschnitte unterteilt, die entweder durchgeschaltet oder gesperrt werden.
  • Die Funktion wird nachfolgend anhand einzelner Betriebszustände erläutert.
  • Schleifenaufbauphase bis zum Normalbetrieb:
  • Am Hinleitungseingang 51-52 kommen 24V an. Über den Lautsprecher an 55-56 gelangt die Spannung über die Sicherung 57, die Drossel 58, die Diode 59 an den Kondensator 60 (220uF) und baut sich langsam auf. Gleichzeitig gelangt die Spannung über den Widerstand 61 (5 W-4,7 kOhm) an den Rückleitungsausgang 53-54. Von 53 über die Drossel 62, die Diode 63 ebenfalls an den Kondensator 60.
  • Drossel 58 sperrt in Verbindung mit Kondensator 64 (220uF) eine bei Übertragung an 51-52 zusätzlich ankommende Tonwechselspannung 100V aus, ebenso wie Drossel 62 und Kondensator 65 (220uF) dies bewerkstelligen. Die den Kondensatoren 64 und 65 parallelgeschalteten Dioden 66 und 67 dienen als Polungsschutz für diese Kondensatoren. Da die in Serie liegenden Bauteile relativ hochohmig sind (Drosseln etwa 300 Ohm, 100 V-Lautsprecher 50...500 Ohm) baut sich die interne Betriebsspannung 68 langsam (in etwa 1 Sekunde) auf, bis sie ihre volle Höhe erreicht hat. Daher ist eine Schwellwertschaltung 69 an die Betriebsspannung angeschlossen, die erst bei Erreichen einer für das 24V-Relais 70 mit Sicherheit zum Anzug ausreichenden Spannung von über 20V ihren Ausgang 71 durchschaltet. Vorher müssen aber noch am NAND-Glied 72 eine Spannung von mindestens 5V an den Eingängen 73 und 74 vorhanden sein, bevor mit Eintreffen der Spannung 71 das NAND-Glied 72 das Relais 70 anziehen lassen kann.
  • Dabei sinkt die Betriebsspannung 68 durch die Last vom Relais 70 auf eine für das Relais sichere Haltespannung von etwa 12V ab. Der Schwellwertschalter 69 ist so konzipiert, dass er bei über 20V einschaltet und dann sich selbst hält, bis er über einen weiteren Eingang 73 vom NAND-Glied 72 dann rückgesetzt wird, wenn eine der Spannungen 73 oder 74 nach dem Relaisanzug nicht mehr vorhanden wäre.
  • Im Betriebszustand zieht nun das Relais und verbleibt angezogen. Dabei schalten die beiden Kontakte 75 und 76 um. Mit 75 wird der Lautsprecher 55-56 über die Sicherung 57 und den bipolaren Elektrolytkondensator 77 (10 uF) an 52-54 geschaltet und erhält somit die Tonfrequenzspannung von 51-52. Kontakt 76 überbrückt den Widerstand 61 und schaltet die Schleife durch Verbinden von 51 und 53 durch (zum nächsten Modul oder als Rückleitung). Nun ist Normalbetrieb ein.
  • Schleifenunterbrechung:
  • Die Schleifenunterbrechung bewirkt keine Änderung gegenüber dem normalen Betriebszustand an diesem Modul. Sie wird nur im zentralen Modul registriert, da dort am Rückleitungseingang nichts mehr ankommt.
  • Schleifenkurzschluss:
  • Wird entweder 51-52 oder 53-54 kurzgeschlossen, so wird zunächst die Betriebsspannung für alle Module kurz einbrechen. Da nun alle Relais 70 abfallen, wird sich die Schleife anschliessend sofort wieder aufbauen und lediglich die maximal beiden unmittelbar vor und nach dem Kurzschluss befindlichen Module würden ihr Relais 70 nicht mehr durchschalten, da das NAND-Glied auf einem der beiden Eingänge 73-74 keine Spannung erhält und somit die Durchschaltbedingung fehlt.
  • Der Lautsprecher 55-56 liegt über 57 und 77 über die geschlossenen Kontakte 75-76 parallel zu 61 in Reihe zwischen 51 und 53. Dabei ist egal ob der Kurzschluss an 51-52 oder 53-54 stattfindet. Für das Zentralmodul ist die Schleife unterbrochen.
  • Lautsprecherunterbrechung:
  • Ist zwischen 55-56 eine Unterbrechung, fehlt die Spannung 73 und damit eine Durchschaltbedingung. Für das Zentralmodul ist die Schleife unterbrochen.
  • Lautsprecherkurzschluss:
  • Sind 55-56 kurzgeschlossen, so wird durch die Tonfrequenz 100V die Sicherung 57 ausgelöst (Weg von 51 über 55-56, Kondensator 77, Kontakt 75 bis 52). Dabei wird dann mit Sicherungsdurchschmelzen wieder eine Lautsprecherunterbrechung erzeugt.
  • FIG 4 zeigt die Erdschlussüberwachung für das zentrale Einspeise- und Betriebsart-Umschaltmodul nach FIG 2. Die Überwachung darf Erdschlusswiderstände nicht durch Gleichspannung ermitteln, da wegen der auf der Ringleitung befindlichen und potentialfreien 24V-Gleichspannung von keinem festen Potentialbezug ausgegangen werden kann. Gegen Frequenzen im 100V-Tonübertragungsbereich muss die Schaltung ebenfalls immun sein, damit keine Fehlauslösungen erfolgen können. Höhere Messfrequenzen könnten Störstrahlungen aussenden oder von der unhörbaren Pilottonfrequenz (20 bis 25 kHz)der überwachten 100V-Verstärker beeinflusst werden, da gegen Erde unsymmetrisch gemessen wird. Es bleiben nur Messfrequenzen 1 bis 10 Hz, die weit unter dem Hörbereich liegen. In diesem Bereich erfordern Messungen aber meist einen längeren Zeitabschnitt zur sicheren Auswertung. Die Lautsprecheradern werden aber aus mehreren Gründen nur kurz zur Messung abgetastet.
  • Lösung: Eine PLL-Schaltung besteht aus einem Generator, dessen Frequenz gleich der Auswertefrequenz seiner Detektorschaltung ist. Führt man nun die Generatorfrequenz über eine definiert einstellbare Pegelschwellenschaltung wieder dem Detektoreingang zu, so erkennt die PLL-Schaltung seine eigene Frequenz und schaltet seinen Auswerteausgang durch. Sinkt der Pegel des Detektoreingangs unter seine Ansprechschwelle, so reagiert der Auswerteeingang sofort auf eine Unterbrechung. Dies geschieht wesentlich schneller, als wenn die PLL eine angebotene Frequenz erst fangen müsste. Zugleich ist im Prinzip egal, um welche PLL- Frequenz es sich handelt, es muss nur seine eigene sein.
  • Von Vorteil ist eine tiefe ausserhalb des Hörbereichs liegende Frequenz, da die Ausfilterung vom bis zu 100V-Pegel der Tonfrequenzübertragung einfach mit einem RC-Tiefpass möglich ist. Weil somit nur noch übertragenes tieffrequentes Schaltknacken stören könnte, ist der Auswerteausgang gegen kurze Impulse abgeblockt.
  • Da die Messungen nicht gleichzeitig auf beiden Adern einer Lautsprecherleitung durchgeführt werden können, müssen die Messungen nacheinander erfolgen. Laut Vorschrift muss spätestens alle 100 Sekunden ein Messvorgang an jeder Ader erfolgen. Als Messdauer haben sich 2 Sekunden als ausreichend erwiesen. Um die Adern durch den Messvorgang nicht gegen Erde zu beschweren und zugleich die Messschaltung vor den möglichen Überspannungen bis 100V ∼ im Fehlerfall zu schützen, ist die Kontrollschaltung hochohmig angekoppelt.
  • Im Detail: Der PLL-Generatorausgang 81 wird über einen Pegelregler 82 auf einen für Oberwellen stark gegengekoppelten Ausgangsverstärker und Impedanzwandler 83 geführt. An den Ausgangskondensator 84 folgt ein hochohmiger Tiefpass 85 (47 kOhm) zur weiteren Oberwellenbeseitigung. An diesen folgt ein weiterer hochohmiger Tiefpass 86 (130 kOhm) für den Detektoreingang 89, dem der Gleichspannungs-Trennkondensator 87 vorgeschaltet ist. Davor liegt noch eine Überspannungsbegrenzung 88, bestehend aus zwei gegeneinandergeschalteten Zenerdioden 10V. Am Detektorausgang 90 erscheint das Auswerte-Ergebnis, das im Normalfall eine erkannte Frequenz durch Ausgeben einer Spannung anzeigt. Diese Spannung wird über ein Verzögerungs-RC-Glied 91 geführt, das kurzzeitige Spannungsunterbrechungen (bis 1/2 Sekunde) überbrückt.
  • Längere Unterbrechungen werden über die invertierende Schaltstufe 92 als Impuls weitergereicht an ein RC-Glied 94, das mindestens 120 Sekunden (also mit Sicherheit länger als einen Messzyklus) diesen Impuls speichern und über einen weiteren Schaltverstärker 95 ausgeben muss. Die symbolische Diode 93 verhindert eine Entladung von 94 über 92.
  • Zwischen Tiefpass 85 und 86 befindet sich der Messeingang. Dieser wird über zwei Reedrelaiskontakte 96-97 (wegen 2 x 100V- Adern) auf die Adern 5 und 6 des Einspeise- und Betriebsart-Umschaltmoduls FIG 2 im Messzyklus jeweils nacheinander aufgeschaltet. Mit dem Pegelregler 82 kann dabei die gewünschte Ansprechschwelle des PLL-Detektors und damit die Fehlerstromempfindlichkeit eingestellt werden.
  • Liegen parallel zum Messeingang 5 kOhm, so wäre bei 100V (UxU:R) ein Fehlerstrom von 20 mA Störmeldung auslösend. Bei einer Wechselspannung müsste man dabei eventuell auf Spitzenwert einstellen, was einer Werte-Verdreifachung (300Vss / 15 kOhm) entspricht. Dies gilt auch für kapazitive Widerstände, wobei deren Scheinwiderstand sich mit der Bezugsfrequenz verändert , man also nur von einer mittleren Tonfrequenzhöhe für die Ansprechschwelle ausgehen kann.
  • Hierzu gibt es im Jahr 2007 noch keine gültige Festlegung für Lautsprecheranlagen.
  • Der Messzyklus wird über einen langsam laufenden Ringzähler 98 generiert. Um mit einer einzigen Erdschlusskontrollschaltung bis zu vier Einspeise- und Betriebsart-Umschaltmoduln abfragen zu können, wäre ein 10-stufiger Ringzähler sinnvoll. Dabei schreitet dieser alle 9 Sekunden eine Stelle weiter und schaltet das angeschlossene Relais (hier nur 99-100) für jeweils 2 Sekunden durch. Bei vier Moduln FIG 2 wären das acht Relais plus die beiden noch freien Stufen des Ringzählers, die man zur Funktionskontrolle des Vorgangs verwenden könnte.
  • Da die Störungsspeicherung 94 eine Zeit von 120 Sekunden überbrückt, würde die Störmeldung bei einmaliger Erfassung mindestens diese Zeit anstehen oder eine bestehende Störung trotz Zyklus stehen bleiben.
  • Die Betriebsspannung für die Erdschlusskontrolle wird mit einem eigenen Gleichspannungswandler aus der Betriebsspannung von FIG 2 erzeugt und ist geerdet.

Claims (10)

  1. Aktives Funktionserhaltungs- und Sicherungssystem für Alarmierungs-Lautsprechernetze in Zweidraht-Ringleitungs-technik, bestehend aus einem zentralen Modul (FIG 2) zur Speisung und Betriebsartenumschaltung für eine Zweidraht-Ringleitung sowie einer nach Bedarf benötigten Anzahl von bei den Alarmierungslautsprechern anzubringenden Funktionserhalt-Sicherungsmodule (FIG 3) zur seriellen Aufteilung der Ringleitung in bei einer Störung automatisch zu- oder abschaltbare Leitungsbereiche zwischen den Modulen (FIG 3),
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das zentrale Einspeise- und Betriebsartenumschaltmodul (FIG 2) mit Hilfe der bei jedem Alarmierungslautsprecher anzubringenden Funktionserhalt- und Sicherungsmodulen (FIG 3) jede einzelne Leitungs- und Lautsprecherstörung registriert und als Reaktion zur Funktionserhaltung auf Zweiwegbetrieb umschaltet, wodurch innerhalb Sekunden die gestörte Übertragungskette mit Ausnahme des defekten Teils wieder funktioniert, wobei zur Sicherung des Berührungsschutzes eine Erdschlusskontrolle (FIG 4) vorhanden ist,
    wofür die Funktionserhalt- und Sicherungsmodulen jeweils einen Eingangsleitungsanschluss (51-52) und einen Ausgangsleitungsanschluss (53-54) aufweisen, um ausgebildet zu sein, über eine Hin- und Rückleitung einer Zweidraht-Ringleitung mit dem zentralen Einspeise- und Betriebsartenumschaltmodul verbunden zu werden, und
    wofür das zentrale Einspeise- und Betriebsartenumschaltmodul einen ersten Ringleitungsanschluss (5-6) und einen zweiten Ringleitungsanschluss (7-8) aufweist, um ausgebildet zu sein, über die Hin- und Rückleitung der Zweidraht-Ringleitung mit den Funktionserhalt- und Sicherungsmodulen verbunden zu werden, und das zentrale Einspeise- und Betriebsartenumschaltmodul weiter einen Signaleingang (3-4) zum Einspeisen von elektrischen Eingangssignalen mit Frequenzen im auditiven Bereich, eine Einrichtung zum Weiterleiten der Eingangssignale vom Signaleingang (3-4) zum ersten Ringleitungsanschluss (5-6), eine Messeinrichtung (29), die zur Ausgabe eines von einer Spannung an dem zweiten Rückleitungsanschluss (7-8) abhängigen Messsignals ausgebildet ist, und eine Schalteinrichtung (30) aufweist, die ausgebildet ist, die Eingangssignale vom Signaleingang (3-4) in Abhängigkeit von dem Messsignal an den zweiten Ringleitungsanschluss (7-8) weiterzuleiten.
  2. Aktives Funktionserhaltungs- und Sicherungssystem für Alarmierungs-Lautsprechernetze in Zweidraht-Ringleitungstechnik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Auftreten einer beliebigen Störung innerhalb des Ringleitungs-Lautsprechernetzes (X 1) das zentrale Einspeise- und Betriebsart-Umschaltmodul logisch handelnd von einem Einweg- auf ein Zweiwegsystem umgeschaltet und eine Störmeldung ausgegeben wird, wenn die auf der Hinleitung (5-6) ausgegebene Speisegleichspannung am Eingang der Rückleitung (7-8) nicht ankommt.
  3. Aktives Funktionserhaltungs- und Sicherungssystem für Alarmierungs-Lautsprechernetze in Zweidraht-Ringleitungstechnik nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausfall einer der beiden potentialfreien Speisegleichspannungen für Hin- und Rückleitung, die durch getrennte Gleichspannungswandler (9-10) aus der normalen Betriebsspannung (1-2) erzeugt werden, die noch funktionierende Speisegleichspannung die Gesamtversorgung automatisch übernimmt.
  4. Aktives Funktionserhaltungs- und Sicherungssystem für Alarmierungs-Lautsprechernetze in Zweidraht-Ringleitungstechnik nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul eine Ablaufsteuerungselektronik (17-18) und Störmeldeelektronik(34) mit Dauerkurzschlussschutz für die beiden Gleichspannungswandler (9-10) und den anzuschließenden Verstärker (3-4) pro Hinleitung (5-6) und Rückleitung (7-8) enthält.
  5. Aktives Funktionserhaltungs- und Sicherungssystem für Alarmierungs-Lautsprechernetze in Zweidraht-Ringleitungstechnik nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss (3-4)des anzuschließenden Verstärkers auf Unterbrechung mitüberwacht ist, da er in Reihe mit dem Lautsprecherkreis (5-6) liegt.
  6. Aktives Funktionserhaltungs- und Sicherungssystem für Alarmierungs-Lautsprechernetze in Zweidraht-Ringleitungstechnik nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (FIG 2)eine Erdschluss-Kontrollschaltung (FIG 4)enthält, bei der eine PLL-Schaltung ihre eigene unter dem Hörbereich liegende Synchronisier-Generatorfrequenz fortlaufend zur Detektion erhält und bei Unterschreitung des angebotenen Pegels eine Störmeldung ausgibt.
  7. Aktives Funktionserhaltungs- und Sicherungssystem für Alarmierungs-Lautsprechernetze in Zweidraht-Ringleitungstechnik nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Erdschluss-Kontrollschaltung (FIG 4)gegenüber fremden Gleich- und Tonwechselspannungen extrem störsicher arbeitet, da wegen ihrer unter dem Hörbereich liegenden Messfrequenz eine einfache Störungs-Ausfilterung möglich ist.
  8. Aktives Funktionserhaltungs- und Sicherungssystem für Alarmierungs-Lautsprechernetze in Zweidraht-Ringleitungstechnik nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das für jeden Alarmierungs-Lautsprecher erforderliche Modul(FIG 3) zwei gleichberechtigte Ein-/Ausgänge (51-52 / 53-54) besitzt, die im Betriebsfall oder bei Leitungsunterbrechung durchgeschaltet und miteinander verbunden sind, bei einem Kurzschluss jedoch diese Durchschaltung unterbunden wird.
  9. Aktives Funktionserhaltungs- und Sicherungssystem für Alarmierungs-Lautsprechernetze in Zweidraht-Ringleitungstechnik nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang (55-56) des Funktionserhalt-Sicherungsmoduls (FIG 3) zum eigenen Lautsprecher dieses Moduls zusätzlich zu den Leitungs-Betriebszuständen mit in den Überwachungsweg einbezogen ist.
  10. Aktives Funktionserhaltungs- und Sicherungssystem für Alarmierungs-Lautsprechernetze in Zweidraht-Ringleitungstechnik nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Modulelektronik (61 bis 77) des Funktionserhalt-Sicherungsmoduls (FIG 3) für eine logisch richtige Steuerung der Vorgänge sorgt, damit bei Leitungsstörungen der eigene Lautsprecher immer auf der funktionierenden Schleifenseite der Ringleitung angeschaltet wird und eine Alarmierung übertragen kann.
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