FI71029B - Kopplingsanordning foer anvaendning av ljussignalanordningar - Google Patents

Description

1 71029

Kytkentälaite valomerkkilaitteiden käyttämiseksi. - Kopplings-anordning för användning av 1jussignalanordningar.

Keksinnön käyttöalueena ovat valomerkkilaitteet liikenteen ohjaamiseksi solmukohdissa. Keksintöä voidaan käyttää yksittäisen solmukohdan ohjaukseen, koordinoituun useamman yksittäisen solmukohdan ohjaukseen tai keskitettyyn ohjaukseen.

On tunnettua, että valomerkkilaitteita ohjataan laskinlaittei-den avulla. Näissä laitteissa merkkilamppujen ohjainsignaaleja ohjataan tietyn, ennalta valitun ohjelman mukaisesti ja aktivoidaan kulloinkin kyseessä olevien merkkilamppujen ohjauslaitteet signaalivaihdon avulla. Näissä ohjauslaitteissa ohjataan vahvistimen välityksellä releitä, jotka kytkevät merkkilamppujen valomerkin. Relettä ohjataan niin kauan, kunnes laskimelta ohjataan signaalivaihto ja releeseen liittyvän ohjauslaitteen aktivointi lopetetaan. Tehoelektroniikan kehittyessä on tullut mahdolliseksi korvata mekaaniset kytkimet (releet) elektronisilla komponenteilla. Tällä menettelyllä poistetaan koko joukko virhelähteitä mekaanisten rakenneosien vioista, kuten kos-kettimien tai kelojen palamisesta. Jäljelle jää kuitenkin se varjopuoli, että edelleen tarvitaan kullekin merkkilampulle (tai rinnankytketyille merkkilampuille) monimutkainen ohjauslaite. Valomerkkilaitteissa ilmenee välttämättömyyttä kontrolloida merkkilamppujen lamppuvikoja. Valvontaohjelmassa olevan punaisen lampun poistumisen täytyy johtaa valomerkkilaitteen päältä kytkeytymiseen. Tätä varten sisältävät tähän mennessä kehitetyt ohjauslaitteet varsin monimutkaisia kytkentöjä, minkä lisäksi on ollut aikaansaatava mahdollisuus löytää toimimattomat merkkilamput nopeasti.

WP 92 870:ssä käytetään lamppujen kontrolloimiseksi virtamuun-tajia, jolloin valvottaville merkkilampuille on parittain kullekin järjestetty virtamuuntaja ja kukin merkkilamppu toiselle kahdesta vastakkaisesti vaikuttavasta ensiökäämistä. Kaikki toisiokäämit on järjestetty sarjaan vahvistimen kanssa, joka lampun poistuessa antaa releen kautta signaalin. Virheen pai- 2 71029 kallistaminen tapahtuu mekaanisella kytkimellä. Sitäpaitsi tarvitaan valvontalaitteen valvomiseen suhteellisen vaativa kytkinlaite .

Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan kytkentälaite valomerk-kilaitteiden käyttämiseksi, jossa merkkimuodostuksen aikaansaamiseen käytetään laskinta ja jossa ohjauslaitteiden komponentti-tarve pienenee samalla kun ylläpidetään toimintavarmuusvaati-mukset.

Keksinnöllä ratkaistavana oleva tehtävä perustuu siihen, että kehitetään kytkentälaite välomerkkilaitteiden käyttämiseksi, joka muodostuu laskimesta ja merkkilamppujen yhteyteen järjestetyistä ohjauslaitteista, jolloin ohjauslaitteet on siten yksinkertaistettu, että vältetään merkkitilojen muistipaikkaeli-met.

Tämän tarkoituksen saavuttamiseksi ja tehtävän ratkaisemiseksi keksinnön mukainen kytkentälaite on tunnettu siitä, että kuhunkin verkkovaiheeseen on liitetty ikkunadiskriminaattori, joka on yhdistetty vertailuyksikköön, että laite on varustettu ajoitinlaitteella, että vertailuyksikkö ja ajoitinlaite ovat yhdistetyt laskimen keskeytyssisääntuloon ja tietoväylään, että ohjausväylään liitettyyn ohjauslogiikkaan on liitetty monosta-biili multivibraattori, jonka ulostulo on liitetty laskimen WAIT-sisääntuloon, että ohjauslaitteisiin kuuluu elimet virran-valvontaa, jännitteenvalvontaa ja merkkilamppujen ohjausta varten ja jotka ohjauslaitteet on järjestetty ryhmiksi, että osoiteväylän dekoodaamiseksi ryhmäosoitteisiin (ryhmäosoite-johto) ja kyselyosoitteisiin (kyselyosoitejohto) on järjestetty dekoodauskytkin, että merkkilamppujen ohjauselimet ovat aktivoitavissa JA-logiikkapiirillä ryhmää edustavan ryhmäosoite-johdon ja ryhmässä olevaa ohjauslaitetta edustavan tietoväylä-johdon välillä, ja että virran ja jännitteen valvontaelimet ovat aktivoitavissa JA-logiikkapiireillä ryhmäosoitejohdosta ja kyselyosoitejohdosta, jolloin merkkilamppujen ohjaustilat on kytkettävissä tietoväylän kautta laskimelle.

3 71029

Elimet merkkilamppujen päälleohjaamiseksi muodostuvat sytytys-muuntajasta ja kuormakytkimestä. Elimet virran valvomiseksi muodostuvat tuloelimistä, joilla on differentioiva siirto-ominaisuus, ja tuloelimeen kytketystä suurohmisesta vahvistimesta. Jännitteenvalvontaeliminä ovat vahvistimet, jotka on kytketty merkkilamppuihin.

Seuraavassa selostetaan kytkentälaitteen toimintaa. Tällöin kuvataan valomerkkilaitetta, jota käytetään kolmivaiheverkos-sa. Merkkilamppujen ohjaus- ja valvontatoimintojen ajallinen järjestys seuraa sitä kun kytkentälaite välittää jokaisen verkkovaiheen nollakohdan ohituksen ja tiedon siitä, mikä verkkovaihe ohittaa nollakohdan. Sen lisäksi kukin verkkovai-he johdetaan ikkunadiskriminaattoriin, joka sitten antaa läh-tösignaalin, kun verkkovaihe on nollakohdassaan. Ikkunadiskri-minaattorin lähtösignaalit ohjaavat vertailuyksikköä, joka kullakin tulosignaalilla siitä riippumatta, mistä ikkuna-diskriminaattorista ohjaus tapahtui, antaa keskeytyssignaalin laskimelle. Tällä signaalilla saa laskin tiedon, että yhden verkkovaiheen nollakohdan ohitus tapahtui. Tietoväylää pitkin siirtyy tieto siitä, mikä vaihe ohitti nollakohdan, vertailuyksiköltä laskimelle. Laskin käynnistää ensimmäisen aikaelimen. Ensimmäisen ajan kuluttua umpeen aloittaa laskin valvontatoiminnon. Ensimmäinen aika valitaan niin suureksi, että valvontatoiminto tulee suoritetuksi sen vaiheen laskevalla kyljellä, joka edeltää sitä vaihetta, jonka nollakohdan ohituksessa ensimmäinen aikaelin käynnistettiin. Valvontatoiminnon aikana kontrolloidaan valvontaohjelmaan määrättyjä merkkilamppuja, jotka kuuluvat valvottavaan vaiheeseen.

Virranvalvontaelimessä tulosignaali differentioidaan ja suur-ohmisesti vahvistetaan. Differentioinnilla aikaansaadaan se, että puoliaallon laskevalla alueella syntyy suuri signaali, joka voi toimia kriteerinä merkkilamppujen järjestelmälliselle valonnäyttötoiminnalle. Jännitteen valvomiseksi käytetään merkkilamppujen jännitettä. Jännitteenvalvonnalla tunnistetaan oikosulut signaalianturin liitosjohdoissa, joita ei voida tun- 4 71029 nitaa virranvalvonnalla ja joiden kautta merkkilamput eivät valaise ohjelman mukaisesti. Signaalin jäädessä pois valvontalaitteesta, ilmoitetaan häiriöstä tai valomerkkilaite kytkeytyy päältä pois. Niinikään voidaan vertailulla tunnistaa, palaako merkkilamppu ei-ohjelman mukaiseen aikaan. Tällöin tapahtuu Selmalla toimintakytkimen sekä valvontakanavan oikean toiminnan valvonta. Laskimen kysely valvontalaitteilta tapahtuu verkkovaiheen kyseessä olevan laskevan osan aikana ajoitettuna dekoodattujen osoiteväylien ajallista järjestystä vastaavaksi. Kun laskin on kysynyt valvottavan vaiheen valvontaohjelmassa olevia kaikkia merkkilamppuja, käynnistää se toisen aikaeli-men. Toinen aika valitaan niin suureksi, että se päättyy ennen kuin seuraavan nollakohdan ohituksen uudelleenkäynnistämä ensimmäinen aika on kulunut loppuun. Toisen aikaelimen mainitun toisen ajan kulumisen jälkeen suorittaa laskin merkkilamppujen ohjaustoiminnon. Laskin aktivoi kaikki tähän verkkojännitteen nousevaan vaiheeseen järjestetyt ohjauslaitteet. Lisäksi johdetaan laskimeen osoite- ja tietoväyläjärjestelmä niin, että aikaansaadaan ongelmaorientoitunut (aikaperiaatteinen) ohjauslaitteiden ohjaus.

Laskimen osoiteväylän kautta annetaan koodatussa muodossa ohjauslaitteiden ensimmäisen ryhmän osoitteet, jotka sisältävät verkkovaiheen puoliaallon nousevan hetkellisarvon aikana kyseessä olevan merkkilampun tai kyseessä olevat merkkilamput. Osoiteväylään annetaan tieto yksittäissignaaleista ohjauslai-teryhmien ohjaamiseksi dekoodauskytkennässä. Ryhmässä olevien ohjauslaitteiden ohjaus toteutetaan tietoväylän kautta. Ohjaus-laiteryhmän ohjaussignaali muodostetaan JA-logiikkapiirin kautta dekoodatusta osoiteväylästä, joka määrittää kyseessä olevan ryhmän, ja tietoväylän bitistä.

Ohjauslaitteiden ohjaamiseksi on tarpeen, että ohjaukseen tarvittavat signaalit esiintyvät pitemmän aikaa kuin laskimen vastaavat lähtöjaksoajät. Tämä saavutetaan siten, että laskimen ohjauslogiikan välityksellä ohjataan monostabiilia multi-vibraattoria, jonka lähtösignaali ohjaa laskimen WAIT-sisään- 5 71029 tuloa.

Laskin jää niin kauaksi aikaa tilaansa, tässä tapauksessa tietyn osoite- ja tietobitin ulostulotilaan tietyn ohjauslaitteen ohjaamiseksi, kunnes monostabiilin multivibraattorin aika on kulunut. Monostabiilin multivibraattorin aika valitaan niin suureksi, että varmistetaan ohjauslaitteen varma toiminta.

Monostabiilin multivibraattorin ajan kuluttua laskin jättää WAIT-olotilan ja ottaa tehtäväkseen osoite- ja tietobittien järjestämisen lähinnä seuraavaa ohjauslaiteryhmää varten, johon kyseisessä vaiheessa ohjattavat merkkilamput kuuluvat.

Kuvattu toiminta toistuu kolmivaiheisen verkon kussakin vaiheessa.

Liitettäessä valomerkkilaite yksivaiheiseen verkkoon, muuttuvat kytkentäjärjestelyt ja niiden toiminta vähän. Ohjaustoiminta ja valvontatoiminta tapahtuvat yllä kuvatulla tavalla kunkin puoliaallon nousevalla tai laskevalla osalla. Verkko-vaiheeseen liitetty ikkunadiskriminaattori ja vertailuyksik-kö voidaan yhdistää yhdeksi rakennekokonaisuudeksi. Kytkentälaitteen rakenne- ja toimintatapa yksinkertaistuvat, koska vertailuyksiköltä tietoväylän kautta laskimelle ei tarvitse antaa mitään tietoa siitä, minkä vaiheen nollakohdan ylityksestä on kysymys. Ajallinen järjestys aikaansaadaan siten, että verkkovaiheen jokaisella nollakohdan ohituksella laskin saa ikkunadiskriminaattorilta signaalin ja käynnistää kaksi aikaelintä. Ensimmäinen aikaelin antaa sen ajan kuluttua, ts. nousevalla aallonosalla, signaalin ohjaustoiminnon suorittamiseksi. Toinen aikaelin antaa sen ajan kuluttua, ts. laskevalla aallonosalla, signaalin valvontatoiminnon suorittamiseksi.

Seuraavassa kuvataan keksinnön erästä suoritusesimerkkiä viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää yleislohkokaaviona keksinnön mukaista valomerk- 6 71029 kilaitetta kolmivaiheverkkoon liitettynä.

Kuvio 2 havainnollistaa valomerkkilaitteen ajallista toimintatapaa.

Kuvio 3 esittää kuvion 1 mukaisen valomerkkilaitteen osaa yksityiskohtaisempana johdotus- ja piirikaaviona.

Kuvion 1 lohkokaaviossa on esitetty keksinnön mukainen valo-merkkilaite liitettynä kolmivaiheverkkoon. Laite on varustettu laskimella, jonka tietoväylän leveys on 8 bittiä.

Vaihtovirtaverkon kussakin vaiheessa (R, S, T) on ikkunadiskri-minaattori 2. Ikkunadiskriminaattorien ulostulot antavat kukin asianomaisen vaiheen nollakohdassa signaalin vertailuyksikköön 3. Vertailuyksikkö 3 antaa laskimelle 1 keskeytyssignaalin. Väyläjärjestelmän kautta saa laskin 1 vertailuyksiköltä 3 tiedon, millä vaiheella on tapahtunut nollakohdan ohitus. Laskin 1 ohjaa väyläjärjestelmän kautta ajoitinosaa 4, jossa on kaksi aikaelintä. Ensimmäinen aikaelin aktivoidaan. Tämä aikaelin antaa tietyn ajan kuluttua signaalin laskimelle 1. Kuvio 2 selventää valomerkkilaitteen ajallista toimintatapaa. Vaiheen R nollakohdalla käynnistyy ensimmäinen aikaelin. Vaiheen R noustessa on vaihe T laskussa. Tällä alueella tapahtuu vaiheen T valvonta. Valvontatoiminnan päätyttyä käytetään toinen aikaelin, joka antaa ajan ohjaustoiminnan suorittamiselle. Ohjaustoiminnan on päätyttävä ennen kuin ensimmäisen aikaelimen, joka jälleen käynnistyi vaiheen T nollakohdassa, aika on kulunut, koska sitten toinen aikaelin jälleen käynnistyy. Valittaessa aikoja ensimmäiselle ja toiselle aikaelimelle on otettava huomioon, että ohjaus- ja valvontatoiminnat eivät mene päälletysten. Aikaelinten toiminta toistuu jaksottaisesti verk-kovaiheiden kanssa.

Sen jälkeen kun valvonta- ja ohjaustoimintojen ajankohdan aikaansaaminen on selvitetty, selvitetään kuvioiden 1 ja 3 avulla valvonta- ja ohjaustoimintaa. Laskimen 1 osoiteväylään on 7 71029 liitetty dekoodauskytkentä osoiteväylää 5 varten. Tämä dekoo-dauskytkentä 5 on yhdistetty ohjauslogiikkaan 7. Yhteyden kautta pääsee summasignaali, joka on aktiivinen niin pian kuin osoitedekooderi dekoodaa osoitteen ohjauslaiteryhmää varten, ohjauslogiikkaan. Ohjauslogiikka 7 on yhdistetty laskimeen 1 ohjausväylän kautta. Ohjauslogiikka vertaa edellä mainittua summasignaalia sekä ohjausväylän signaaleita ja pitää osoite-dekooderin lähdön vapaana. Ohjaustoiminnon aikana ohjauslogiikka aktivoi monostabiilin multivibraattorin. Lisäksi on mono-stabiili multivibraattori 6 liitetty laskimen WAIT-sisääntu-loon. Ohjauslaitteet 8 on yhdistetty kahdeksan laitetta käsittäviin ryhmiin (vastaten tietoväylän leveyttä). Kullekin ryhmälle on järjestetty osoite, joka annetaan laskimesta 1 koodi-muodossa. Ohjauslaitteet 8, joita on ohjattava kussakin ryhmässä, määrätään tietoväylän bittimuodolla. Kuviossa 3 osoitetaan, että osoitejohdon ja kulloisenkin tietoväyläjohdon välissä on toteutettuna JA-logiikkapiiri transistoreilla 9 ja 10. Kuorma-kytkimen 11 ohjainyksiköllä, joka on muodostettu muuntajaksi, ohjataan kuorraakytkintä 13, joka tässä on triakki. Triakki kytkee merkkilampun 14 päälle. Sarjassa merkkilamppujen 15 kanssa on tuloelin virranvalvonnalle 12, joka muodostuu muuntajasta. Tämä muuntaja rakennetaan, jotta saavutetaan haluttu differen-tioiva käyttäytyminen, ferriittisydämelle ja sen ensiöinduk-tanssi on suhteellisen pieni. Tuloelimen ulostulo virranval-vontaa 12 varten on liitetty vahvistimeen 18. Tämän vahvistimen tulee antaa positiivisella ja negatiivisella virran suunnalla kulloinkin tietyn kynnysarvon yläpuolella digitaalinen lähtösignaali. Edullisesti voidaan tässä käyttää integroitua lukuvahvistinta.

Vahvistin virranvalvontaa 17 varten on liitetty merkkilamppuun 14. Valvontakytkimien 17, 18 ulostulot on liitetty tietoväylään. Valvontakytkimiä 12, 17, 18 ohjataan JA-elimillä 15, 16, jotka on liitetty ryhmien ja kyselyjen osoitteisiin. Valvontakytkimiä kysellään laskimella 1 kuvion 2 aikataulun mukaisesti. Ohjauslaitteiden 8 ryhmät on tasaisesti jaettu kaikille vaiheille.

8 71029

Keksinnön eräs yksivaiheverkossa sovellettava suoritusmuoto on sellainen, että ensimmäisen aikaelimen keskeytyssignaalia käytetään ohjauslaitteiden ohjaamiseen ja toisen aikaelimen keskeytyssignaaleja valvontatoiminnan laukaisemiseen.

Kutakin nollakohtaa seuraa siis ensiksi ohjaustoiminta ja sen jälkeen valvonta.

Claims (2)

71029 9

1. Kytkentälaite valomerkkilaitteiden käyttämiseksi, johon kuuluu laskin (1) ja ohjauslaitteet (8) merkkilamppujen (14) ohjaamiseksi, tunnettu siitä, että kuhunkin verkkovai-heeseen on liitetty ikkunadiskriminaattori (2), joka on yhdistetty vertailuyksikköön (3), että laite on varustettu ajoitin-laitteella (4), että vertailuyksikkö (3) ja ajoitinlaite (4) ovat yhdistetyt laskimen (1) keskeytyssisääntuloon ja tieto-väylään, että ohjausväylään liitettyyn ohjauslogiikkaan (7) on liitetty monostabiili multivibraattori (6), jonka ulostulo on liitetty laskimen (1) WAIT-sisääntuloon, että ohjauslaitteisiin (8) kuuluu elimet virranvalvontaa (12, 18), jännit-teenvalvontaa (17) ja merkkilamppujen (14) ohjausta (11, 13) varten ja jotka ohjauslaitteet on järjestetty ryhmiksi, että osoiteväylän dekoodaamiseksi ryhmäosoitteisiin (ryhmäosoite-johto) ja kyselyosoitteisiin (kyselyosoitejohto) on järjestetty dekoodauskytkin (5), että merkkilamppujen (14) ohjauselimet (11, 13) ovat aktivoitavissa JA-logiikkapiirillä (9, 10) ryhmää edustavan ryhmäosoitejohdon ja ryhmässä olevaa ohjauslaitetta (8) edustavan tietoväyläjohdon välillä, ja että virran ja jännitteen valvontaelimet (12, 17, 18) ovat aktivoitavissa JA-logiikkapiireillä (15, 16) ryhmäosoitejohdosta ja kysely-osoitejohdosta, jolloin merkkilamppujen (14) ohjaustilat on kytkettävissä tietoväylän kautta laskimelle (1).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kytkentälaite valomerkkilait-teiden käyttämiseksi, tunnettu siitä, että JA-logiik-kapiirit ohjauslaitteiden (8) ohjaamiseksi on toteutettu transistorien (9, 10) avulla, jotka on kytketty sarjaan sytytys-muuntajien (11) kanssa, että sytytysmuuntajät (11) liittyvät triakkien avulla toteutettuihin kuormakytkimiin (13) , että kuormakytkimet (13) on kytketty sarjaan merkkilamppujen (14) ja virranvalvonnan (12) tuloelinten kanssa, että virranvalvon-nan (12) tuloelimet, joilla on differentioiva siirto-ominaisuus, on kytketty suurohmisiin vahvistimiin (18) , ja että jän-nitteenvalvonnan (17) vahvistimet on kytketty merkkilamppuihin (14) .