NO161426B

NO161426B - CIRCUIT FOR MONITORING THE PRESENCE OF SHINING VEHICLES WITHIN PARTICULAR SKIN SECTIONS.

Info

Publication number: NO161426B
Application number: NO850696A
Authority: NO
Inventors: Gert Miller
Original assignee: Scheidt & Bachmann Gmbh
Priority date: 1984-03-31
Filing date: 1985-02-21
Publication date: 1989-05-08
Also published as: DE3578679D1; DE3412152C2; NO161426C; DK143585A; DE3412152A1; DK163808B; EP0158011A3; DK143585D0; EP0158011A2; EP0158011B1; NO850696L; ATE54630T1; DK163808C

Abstract

1. A circuit arrangement for monitoring the presence of rail vehicles within certain track sections by means of two induction loops (2a, 2b), the changes in the inductivity of which are detected in each case by an oscillator (1a, 1b), the oscillations of which are converted to square pulses and are divided in each case in a frequency divider (3a, 3b) and are fed to an evaluation circuit (6a, 6b) following the frequency dividers (3a, 3b), said evaluation circuit delivering an occupied or free signal depending upon the inductivity change at any time, the circuit arrangement also comprising means which allow the direction of travel to be determined by comparing the times of the two signals originating from the evaluation circuit (6a, 6b), characterised in that two d.c. separated clocks (11a, 11b) alternately switch the oscillators (1a, 1b) to the inoperative state, in that the oscillators (1a, 1b) are d.c. separated from one another, in that the clocks (11a, 11b) are interconnected via d.c. -separated coupling networks (13a, 13b), are quartz-stabilized and mutually synchronize one another, in that each oscillator (1a, 1b) is followed by a frequency divider (3a, 3b) which is dynamically set to a defined position, and in that a separate evaluation circuit (6a, 6b) is associated with each of the two frequency dividers (3a, 3b) following the oscillators (1a, 1b).

Description

Oppfinnelsen angår en krets for overvåking av tilstedeværelsen av skinnegående kjøretøy innenfor bestemte skinneavsnitt ved hjelp av to induksjonssløyfer, hvis respektive induk-sjonsendringer blir registrert med en oscillator, hvis svingninger blir omformet til firkantpulser og delt i en frekvensdeler og blir tilført en vurderingskrets koplet etter frekvensdeleren, som avgir et opptatt- eller et ledigsignal i avhengighet av de respektive induktivitetsendringene og ut fra signalene fra de to induksjonssløyfene foretar en bestemmelse av kjøreretningen. The invention relates to a circuit for monitoring the presence of rail vehicles within specific rail sections by means of two induction loops, whose respective induction changes are recorded with an oscillator, whose oscillations are transformed into square pulses and divided into a frequency divider and are supplied to an evaluation circuit connected after the frequency divider , which emits a busy or an idle signal depending on the respective inductance changes and based on the signals from the two induction loops makes a determination of the direction of travel.

En kretsanordning av ovenfor nevnte beskrevne art er kjent fra DE-OS 3100724, hvor begge oscillatorene er koplet via en vender til en felles vurderingskrets. De med forskjellig frekvens arbeidende oscillatorer svinger stadig, selv om kun hver gang en oscillatorfrekvens blir vurdert. A circuit arrangement of the type described above is known from DE-OS 3100724, where both oscillators are connected via a switch to a common evaluation circuit. The oscillators operating at different frequencies are constantly oscillating, although only each time an oscillator frequency is considered.

Som vender blir anvendt en elektronisk teller, som får sin omkoplingspuls fra den under vurdering seg befinnende oscillatorfrekvens. Herved fremkommer den ulempen at et omkoplingsforløp uteblir når oscillatoren som akkurat befinner seg i vurderingen faller ut. Da den oscillatoren som er falt ut forblir forbundet med vurderingskretsen, blir hele systemet uvirksomt. In turn, an electronic counter is used, which gets its switching pulse from the oscillator frequency under evaluation. This results in the disadvantage that a switching sequence does not occur when the oscillator which is exactly in the evaluation fails. Since the dropped oscillator remains connected to the evaluation circuit, the entire system becomes inactive.

En ytterligere ulempe ved den kjente kretsen består deri at venderen ved en endring i oscillatorfrekvensen, f.eks. som følge av påvirkning utenfra, kopler som ved et på samme måte endret tidsintervall mens omkoplingsforløpet er avhengig fra de respektive oscillatorfrekvensene. Dermed er det ikke mulig med en overvåking av omkoplingen. A further disadvantage of the known circuit is that the inverter when there is a change in the oscillator frequency, e.g. as a result of external influence, switches which at a similarly changed time interval while the switching sequence depends on the respective oscillator frequencies. This means that it is not possible to monitor the switching.

Dersom induksjonssløyfene til begge oscillatorne er koplet rommessig tett ved siden av hverandre ved skinnen og adskilt elektrisk fra hverandre ved hjelp av kortslutningsforbindel-ser, består ved den kjente kretsanordningen den ulempen at over jernmassen til skinnekjøretøyet kan som sveving ved betegnet kopling opptre mellom begge de stadig svingende oscillatorne hvorved forskjellen mellom de forskjellige oscillatorfrekvensene blir opphevet og en entydig tilordning av de enkelte frekvensene i forhold til deres respektive oscillatorer er ikke mer tilstrekkelig mulig. Denne tilord-ningen er imidlertid tvingende nødvendig for å bestemme retningen til skinnekjøretøyet. Også når frekvensen til oscillatoren blir kraftig endret som følge av utfall av frekvensbestemmende elementer er en rommessig tilordning og dermed en entydig retningsbestemme!se ved vurdéringskretsen ikke mer mulig. If the induction loops of both oscillators are connected spatially close to each other at the rail and separated electrically from each other by means of short-circuit connections, the known circuit arrangement has the disadvantage that over the iron mass of the rail vehicle, as a floating, in the case of designated coupling, occur between both oscillating oscillators whereby the difference between the different oscillator frequencies is canceled and an unambiguous assignment of the individual frequencies in relation to their respective oscillators is no longer sufficiently possible. However, this assignment is absolutely necessary to determine the direction of the rail vehicle. Also when the frequency of the oscillator is greatly changed as a result of failure of frequency-determining elements, a spatial assignment and thus an unambiguous determination of direction by the evaluation circuit is no longer possible.

Oppgaven som ligger til grunne for oppfinnelsen er å tilveiebringe en kretsanordning for overvåking av tilstedeværelsen av et skinnekjøretøy innenfor bestemte skinneavsnitt av den innledningsvis nevnte art ved hjelp av hvilke de ovenfor nevnte ulemper unngås og hvor det er mulig å tilveiebringe en entydig retningsbestemmelse og også ved utfall av en oscillatorkrets er det i det minste mulig å registrere skinnekjøretøyene. The task underlying the invention is to provide a circuit device for monitoring the presence of a rail vehicle within certain rail sections of the type mentioned at the outset, by means of which the above-mentioned disadvantages are avoided and where it is possible to provide an unambiguous direction determination and also in case of failure of an oscillator circuit it is at least possible to register the rail vehicles.

Denne oppgaven løses ifølge foreliggende oppfinnelse ved hjelp av en krets av den innledningsvis nevnte art hvis karakteristiske trekk fremgår av krav 1. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen fremgår av underkravene. This task is solved according to the present invention by means of a circuit of the type mentioned at the outset, the characteristic features of which appear in claim 1. Further features of the invention appear in the subclaims.

Kretsanordningen ifølge oppfinnelsen har den fordelen at ved anvendelse av respektive egne vurderingskretser er forskjellige oscillatorfrekvenser ikke mer nødvendig og at en gjensidig påvirkning av oscillatorne ved induksjonssløyfer som er anbrakt tett ved siden av hverandre i skinnene blir unngått ved at begge de galvanisk fra hverandre adskilte taktgivere kopler ut avvekslende oscillatorne. En gjensidig elektrisk påvirkning av begge oscillatorkretsene blir derved forhindret ved at oscillatorne er galvanisk adskilt fra hverandre og at taktgiveren er ført over galvanisk adskilte koplingselement. De kvartsstabiliserte taktgiverne synkron!-serer hverandre vekselmessig hvorved respektive frekvensdelere koplet etter oscillatoren blir dynamisk brakt i en definert stilling. Funksjonen til taktgiveren kan bli overvåket via begge vurderingskretsene ved at på den ene siden blir avstanden mellom pulsrekken i hver vurderingskrets og på den andre siden motsattheten mellom de enkelte pulsrekkene til vurderingskretsen overvåket i avhengighet av frekvensen til taktgiveren. Mellom støypulsene som opptrer lik datatelegramvirkende impulsrekker blir registrert som sådanne da frekvensen til taktgiveren og dermed pulsrekkeav-standstiden pr. system er kjent. Da begge systemene er adskilt galvanisk fra hverandre fremkommer ingen system-avhengighet. The circuit arrangement according to the invention has the advantage that when using respective separate evaluation circuits, different oscillator frequencies are no longer necessary and that a mutual influence of the oscillators by induction loops which are placed close to each other in the rails is avoided by both of the galvanically separated clock generators connecting out the alternating oscillators. A mutual electrical influence of both oscillator circuits is thereby prevented by the fact that the oscillators are galvanically separated from each other and that the clock transmitter is led over galvanically separated coupling elements. The quartz-stabilized clock generators synchronize each other alternately, whereby respective frequency dividers connected after the oscillator are dynamically brought into a defined position. The function of the pacemaker can be monitored via both evaluation circuits by, on the one hand, the distance between the pulse series in each evaluation circuit and, on the other hand, the opposition between the individual pulse series of the evaluation circuit being monitored depending on the frequency of the pacemaker. Between the noise pulses that act like data telegram-acting impulse trains are registered as such as the frequency of the clock transmitter and thus the pulse train distance time per system is known. As both systems are galvanically separated from each other, no system dependency appears.

Når et system faller ut så går det andre automatisk videre slik at også i dette tilfellet blir datatelegram i form av pulsrekker tidsmessig i avstand fra hverandre følgende tilveiebrakt av systemet som er i drift, idet pulsrekken blir vurdert for opptatt eller ledig melding av det over-våkte skinneavsnittet. When one system fails, the other automatically continues so that in this case too, data telegrams in the form of pulse trains at a temporal distance from each other are provided by the system that is in operation, as the pulse train is assessed for a busy or free message by the over- guarded the rail section.

Ifølge ytterligere trekk ved oppfinnelsen blir koplingselementet drevet med konstant strøm. Ved en overvåking av strømmen i vurderingskretsen ved hjelp av en operasjonsfor-sterker kan på en enkel måte også funksjonen til taktgiveren bli overvåket. According to further features of the invention, the coupling element is operated with constant current. By monitoring the current in the evaluation circuit using an operational amplifier, the function of the clock generator can also be monitored in a simple way.

Ved en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen er koplingselementet utformet som en optokopler og lysdioden er tilsluttet en fritt programmerbar utgang til tilsvarende frekvensdeler. Ved utforming av koplingselementet som optokopler kan bli anvendt komponenter av vanlig handels-vare . In a preferred embodiment of the invention, the coupling element is designed as an optocoupler and the LED is connected to a freely programmable output to corresponding frequency parts. When designing the connection element as an optocoupler, components from ordinary commercial goods can be used.

Ifølge et ytterligere trekk ved oppfinnelsen blir hver fototransistor drevet med spenningen til den andre delan-ordningen og forbundet med tilbakestillingsinngangen til den tilsvarende frekvendeleren. Herved blir unngått at når en taktgiver faller ut og ved en anliggende vedvarende puls blir hele systemet inoperativt. According to a further feature of the invention, each phototransistor is driven with the voltage of the second divider and connected to the reset input of the corresponding frequency divider. This prevents the entire system from becoming inoperative when a pacemaker fails and a sustained pulse occurs.

En ytterligere utforming av oppfinnelsen består i at fri valgbar utgang til respektive taktgivere koplet etter frekvensdeler sperrer oscillatoren. Til slutt blir ifølge oppfinnelsen foreslått å forsyne hver vurderingskrets med en mikrodatamaskin hvorved i stedet for dyre hardwaredeler blir en del av funksjonen erstattet av tilsvarende programmering av mikrodatamaskinen. A further design of the invention consists in that freely selectable output to respective clock transmitters connected according to frequency divisions blocks the oscillator. Finally, according to the invention, it is proposed to supply each evaluation circuit with a microcomputer whereby instead of expensive hardware parts, part of the function is replaced by corresponding programming of the microcomputer.

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere med henvisning til tegningene, hvor det er vist et utførelseseksempel med dens kretsanordning. The invention will now be described in more detail with reference to the drawings, where an exemplary embodiment with its circuit arrangement is shown.

Det er vist to oscillatorer la, lb, som omfatter respektive innenfor et skinneavsnitt anbrakte induksjonssløyfer 2a, 2b. Hver oscillator la hhv. lb er koplet etter en frekvensdeler 3a, 3b, som endrer svingning til oscillatoren la hhv. lb, som er omformet til f irkantpulser, med hensyn til deres frekvenser og fører de videre til en forsterker 4a, 4b for å kunne overføre på en sikker måte pulsrekken via en vanlig kabel fra oscillatorsiden til vurderingskretsen og uavhengig av koplingskapasiteten til kabelen. Ved hjelp av forsterke-rene 4a, 4b blir pulsrekken bestående av firkantpulser videreført ved hjelp av en totrådsledning 5a, 5b til en vurderingskrets 6a, 6 b, som er anordnet i en vilkårlig avstand fra induksjonssløyfen 2a og 2b. Hver vurderingskrets 6a hhv. 6b innbefatter en signalutgivning 7a, 7b, som er utformet som et fra systemet galvanisk adskilt element, f.eks. som relékontakt eller som DIN-grensesnitt for datasys-temer. Hver vurderingskrets 6a, 6b er tilordnet en spen-ningskilde 8a, 8b, som forsyner samtidig via totrådsled-ninger 5a hhv. 5b ved hjelp av en konstant spennlngsregula-tor 9a hhv. 9b oscillatoren la hhv. lb, frekvensdeleren 3a hhv. 3b og forsterkeren 4a hhv. 4b med spenning. I den til vurderingskretsen 6a hhv. 6b førende ledning 5a hhv. 5b er anordnet respektive operasjonsforsterkere 10a, 10b, som likeledes blir forsynt med spenning fra spenningskilden 8a hhv. 8b. Two oscillators 1a, 1b are shown, which respectively comprise induction loops 2a, 2b placed within a rail section. Each oscillator let resp. lb is connected after a frequency divider 3a, 3b, which changes the oscillation of the oscillator la or lb, which are transformed into square pulses, with respect to their frequencies and pass them on to an amplifier 4a, 4b to be able to safely transmit the pulse train via a normal cable from the oscillator side to the evaluation circuit and regardless of the coupling capacity of the cable. By means of the amplifiers 4a, 4b, the pulse train consisting of square pulses is passed on by means of a two-wire line 5a, 5b to an evaluation circuit 6a, 6b, which is arranged at an arbitrary distance from the induction loop 2a and 2b. Each assessment circle 6a or 6b includes a signal release 7a, 7b, which is designed as an element galvanically separated from the system, e.g. as a relay contact or as a DIN interface for computer systems. Each evaluation circuit 6a, 6b is assigned to a voltage source 8a, 8b, which simultaneously supplies via two-wire lines 5a or 5b using a constant voltage regulator 9a or 9b the oscillator let respectively lb, the frequency divider 3a or 3b and the amplifier 4a respectively. 4b with tension. In that of assessment circle 6a or 6b leading wire 5a or 5b are arranged respective operational amplifiers 10a, 10b, which are likewise supplied with voltage from the voltage source 8a respectively. 8b.

Over konstantspenningsregulatoren 9a hhv. 9b blir dessuten en taktgiver lia hhv. 11b forsynt med konstant spenning. Ved utførelseseksemplet er taktgiveren kvartsstyrt. Taktgiveren lia hhv. 11b er koplet etter respektive frekvensdelere 12a hhv. 12b. Frekvensdeleren 12a hhv. 12b er forbundet over koplingselementer 13a hhv. 13b med hverandre, som ved utførelseseksemplet er dannet av hhv. en lysdiode og en fototransistor. Til fototransistoren er tilsluttet til-hørende frekvensdeler 12a og 12b over en dynamisk inngang. Via koplingselementene 13a, 13b foregår dermed en syn-kronisering ved samtidig galvanisk skille mellom taktgiveren lia og 11b og dermed mellom begge systemene. Above the constant voltage regulator 9a or 9b also becomes a clock generator lia or 11b supplied with constant voltage. In the design example, the timer is quartz-controlled. The rater lia or 11b is connected after respective frequency dividers 12a or 12b. The frequency divider 12a or 12b are connected via connection elements 13a or 13b with each other, which in the design example is formed by respectively an LED and a phototransistor. Associated frequency parts 12a and 12b are connected to the phototransistor via a dynamic input. Via the coupling elements 13a, 13b, a synchronization thus takes place by simultaneous galvanic separation between the clock generator 11a and 11b and thus between both systems.

I driftstilstand svinger oscillatoren la hhv. lb med en frekvens tilsvarende induksjonen dannet av induksjonssløyfen 2a hhv. 2b og tilhørende kondensatorer. Disse svingningene blir i frekvensdeleren 3a hhv. 3b omformet til firkantpulser og forandret med hensyn til deres frekvens. Ved hjelp av frekvensen til taktgiveren lia og 11b, som synkroniserer seg vekselvis blir vekselvis respektive lysdioder til koplingselementene 13a og 13b drevet i gjennomslippingsretningen. Den der tilhørende fototransistoren kopler den tilførte spenningen til den tilhørende frekvensdeleren 12a hhv. 12b. Utgangen 0X til frekvensdeleren 12a hhv. 12b kopler oscillatoren la hhv. lb inoperativt og setter den tilhørende frekvensdeler 3a hhv. 3b til nyttesignalet dynamisk i definert stilling. In operating mode, the oscillator oscillates la or lb with a frequency corresponding to the induction formed by the induction loop 2a or 2b and associated capacitors. These oscillations become in the frequency divider 3a or 3b transformed into square pulses and changed with respect to their frequency. By means of the frequency of the clock generator 11a and 11b, which synchronize alternately, the respective LEDs of the coupling elements 13a and 13b are alternately driven in the pass-through direction. The associated phototransistor connects the supplied voltage to the associated frequency divider 12a or 12b. The output 0X to the frequency divider 12a or 12b connects the oscillator la or lb inoperative and sets the associated frequency divider 3a or 3b to the useful signal dynamically in a defined position.

På denne måten bevirker taktgiveren lia og 11b over koplingselementet 13a hhv. 13b at hhv. kun en oscillatorkrets avgir impulsrekken til den tilhørende vurderingskretsen 6a hhv. 6b. Ved drift av lysdioden med konstant strøm er det mulig å overvåke funksjonsevnen til taktgiveren lia og 11b i vurderingskretsen 6a hhv. 6b ved hjelp av den foran koplede operasjonsforsterkeren 10a hhv. 10b. In this way, the tachometer causes 11a and 11b over the coupling element 13a, respectively. 13b that respectively only one oscillator circuit transmits the impulse train to the associated evaluation circuit 6a or 6b. When operating the LED with constant current, it is possible to monitor the functionality of the timer 1a and 11b in the evaluation circuit 6a and 6b by means of the front-connected operational amplifier 10a or 10b.

Så snart et skinnekjøretøy kjører med sin jernmasse over en induksjonssløyfe 2a hhv. 2b anbrakt i skinnen endrer seg induktiviteten til denne induksjonssløyfen la hhv. lb og dermed oscillasjonsfrekvensen til den tilhørende oscillatoren la hhv. lb. Denne endringen blir fastholdt i den tilhøre-nde vurderingskretsen 6a hhv. 6b og vurdert som opptattmeld-ing for skinneavsnittet som skal overvåkes. As soon as a rail vehicle runs with its iron mass over an induction loop 2a or 2b placed in the rail changes the inductance of this induction loop la or lb and thus the oscillation frequency of the associated oscillator la or lb. This change is retained in the associated assessment circle 6a or 6b and assessed as a busy message for the rail section to be monitored.

Ved den tidsmessige sammenligningen av induktivitetsendring-en fastlagt i begge vurderingskretsene 6a og 6b blir videre registrert retningen til skinnekjøretøyet i skinneavsnittet som skal overvåkes. Denne retningserkjennelsen tjener til inn- og utkopling av signalene eller baneovergangssikringen tilordnet skinneavsnittet. In the temporal comparison of the inductance change determined in both evaluation circuits 6a and 6b, the direction of the rail vehicle in the rail section to be monitored is also recorded. This direction recognition serves to switch on and off the signals or the track crossing protection assigned to the rail section.

Claims

1. Circuit for monitoring the presence of rail vehicles within certain rail sections by means of two induction loops, whose inductance changes are registered with respective oscillators, whose oscillations are converted into square pulses and divided in a frequency divider and supplied to an evaluation circuit connected after the frequency divider, which in dependence of the respective the inductance changes, emits a busy or idle message and makes a determination of the direction of travel based on the message from the induction loops, characterized by that two galvanically separated clock transmitters (lia, 11b) disconnect the oscillators (la, lb) alternately, that the oscillators are galvanically separated from each other, that the timers are connected to each other via galvanically separated coupling elements (13a, 13b) that the quartz-stabilized timers (lia, 11b) synchronize each other alternately, that respective frequency dividers (3a, 3b) connected after respective oscillators are dynamically brought into a defined position, and that the frequency dividers (3a, 3b) connected after the oscillators are assigned to respective separate evaluation circuits (6a, 6b).

2. Circuit according to claim 1, characterized in that the connection elements (13a, 13b) are operated with constant current.

3. Circuit according to claims 1 and 2, characterized in that the coupling elements (13a, 13b) are designed as optocouplers with LEDs connected to a freely programmable output from respective frequency dividers (12a, 12b) connected after the clock generator (lia, 11b).

4. Circuit according to claims 1 to 3, characterized in that each phototransistor in the optocouplers is driven with the voltage of the second switching element (13a, 13b) and is connected to the reset input of corresponding frequency parts (12a, 12b).

5. Circuit according to one of claims 1-4, characterized in that the freely selectable output (Qx) of respective frequency parts (12a, 12b) connected after the clock generators (lia, 11b) blocks the oscillator (la, lb).

6. Circuit according to one of claims 1-5, characterized in that each evaluation circuit (6a, 6b) is provided with a microcomputer.