si'^'* "3SSSL- Opublikowano dnia 16 wrzesnia 1957 r« «?AT^. f0* ^ ^ \ lOTBKAl POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 39868 KI. 74 b, 5/01 Józef Chmielarz Warszawa, Polska Uklad uniwersalnej zaklóceniowej sygnalizacji optycznej i akustycznej z kasowaniem elektrycznym Patent trwa od dnia 23 lipca 1955 r.W urzadzeniach sterowniczych i zabezpieczajacych oraz w urzadzeniach automatyki energetycznej i przemyslowej, a takze przy kontroli przebiegu procesów technologicznych lub energetycznych ko¬ nieczne jest zastosowanie sygnalizacji stanów anor¬ malnych oraz stanów zagrozenia. W tym celu urza¬ dzenie kontrolowane musi byc wyposazone w odpo¬ wiedni czujnik ze specjalnym zestykiem elektrycz¬ nym lub w zestyk, sprzezony mechanicznie lub elektrycznie z dzialaniem kontrolowanego aparatu w ten sposób, aby zaistnialy przejsciowy lub trwaly stan zaklócenia mógl byc przekazany do umieszczo¬ nego w innym miejscu odbiorczego urzadzenia sy¬ gnalizacyjnego. Praktycznie sygnalizacja tego ro¬ dzaju moze byc stosowana przy przekroczeniu do¬ puszczalnych parametrów przestrzennych (np. po¬ ziomu plynów w zbiornikach, wychylenia klap i zaworów, pozycji mostów zwodzonych lub sluz), chemicznych (np. zawartosci CO lub C02 albo wiel¬ kosci pH), predkosci obrotowej, cisnienia gazów i cieczy, wielkosci natezenia oswietlenia, natezenia pradu, napiecia itp.Zaleznie od czasu trwania zaklócenia zestyk sy¬ gnalizujacy w urzadzeniu kontrolowanym nadaje impuls elektryczny krótkotrwaly lub trwajacy przez dluzszy okres czasu. Przykladem krótkotrwalego impulsu moze byc zwarcie w elektroenergetycznym obwodzie zasilajacym, wskutek czego nastepuje zadzialanie przekazników nadmiarowo-pradowych.Czas dzialania zwarcia wynosi czesto ulamek se¬ kundy, gdyz urzadzenie zabezpieczenia nadmiarowe¬ go powoduje szybkie wylaczenie glównego wylacz¬ nika w obwodzie elektrycznym i spadek natezenia pradu do zera. W tym przypadku dzialanie sygnalów optycznego i akustycznego musza byc przedluzone do czasu zauwazenia przez obsluge i skasowania sygnalów (pokwitowania). W przypadku nadania impulsu dlugotrwalego zaklócenia (np. przy trwalym uziemieniu linii elektrycznej) ze wzgledów eks¬ ploatacyjnych wskazane jest, aby pokwitowanie od¬ bioru sygnalu przez obsluge mozna bylo wykonac zarówno w czasie trwania zaklócenia, jak i po jego zakonczeniu.Zgodnie z tymi zalozeniami urzadzenie powinno posiadac dwa sygnaly optyczne: pierwszy dziala tylko w czasie trwania zaklócenia i kasuje sie samo¬ czynnie z chwila zaniku impulsu zaklóceniowego, natomiast drugi powinien sie zjawic na poczatkuz&klócenia i "zostaj zatrzymany do czasu pokwito¬ wania przez obsluge niezaleznie od dlugosci czasu trwania impulsu zaklóceniowego. Jednoczesnie z dru¬ gim sygnalem optycznym powinien zadzialac sygnal akustyczny i oba te sygnaly musza zniknac po ska¬ sowaniu nawet wówczas, gdy impuls zaklóceniowy jeszcze trwa, tj. gdy dziala jeszcze pierwszy sygnal optyczny. Znane elektryczne uklady sygnalizacyjne nie spelniaja przewaznie wszystkich wyzej okreslo¬ nych warunków pracy, nie moga byc zatem okreslo¬ ne jako uniwersalne. W chwili obecnej znane sa je¬ dynie dwa rozwiazania uniwersalnej sygnalizacji zaklóceniowej, spelniajace wyzej podane warunki dzialania: L Specjalnie w tym celu budowane przekazniki sygnalizacyjne z dwiema tarczami do optycznej sygnalizacji, sprzezonymi odpowiednio w sposób mechaniczny z dzialaniem kotwiczki przekaznika.Kasowanie opiera sie na zasadzie mechanicznej i zostaje wykonane przy uzyciu drazka lub przy¬ cisku. 2. Specjalnego typu przekazniki wytwórni ASEA z sygnalizacja swietlna przy zastosowaniu dwóch miniaturowych lampek sygnalizacyjnych. Prze¬ kaznik taki posiada dwa uzwojenia i specjalny mechanizm zapadkowy z mechanicznie dziala¬ jacym przyciskiem kasujacym. Istnieje tu ró¬ wniez mozliwosc zdalnego kasowania elektro¬ mechanicznego, w tym celu jednak przekaz¬ nik zostaje dodatkowo zaopatrzony w malen¬ ki-elektromagnes, który spelnia role napedu do przycisku i moze byc z odleglosci sterowany dodatkowym przyciskiem elektrycznym. Pewna wada tego systemu jest uklad polaczen, w któ¬ rym uzwojenia róznych przekazników pracuja szeregowo w jednym obwodzie elektrycznym, co zmusza do stosowania przekazników o okreslo¬ nych opornosciach uzwojen.Oba wyzej wymienione systemy zakladaja ko¬ niecznosc uzycia specjalnie do tego celu skon¬ struowanych przekazników sygnalizacyjnych ze sto¬ sunkowo skomplikowana zaleznoscia mechaniczna, co ma swój powazny wplyw na koszt wykona¬ nia przekaznika. Poza tym pewnosc dzialania tych przekazników jest w duzym stopniu uzalezniona od precyzji mechanicznej obróbki i montazu.Uklad uniwersalnej zaklóceniowej sygnalizacji optycznej i akustycznej z kasowaniem elektrycznym wedlug wynalazku wyróznia sie w porównaniu ze znanymi ukladami nastepujacymi cechami charakte¬ rystycznymi: 1. Zastosowane sa typowe przekazniki typu telefo¬ nicznego lub pomocnicze przekazniki typu energo- elektrycznego, zamiast stosunkowo skomplikowa¬ nych pod wzgledem mechanicznego powiazania przekazników sygnalizacyjnych specjalnych. 2. Zastosowane przekazniki posiadaja pojedyncze uzwojenia, pracujace na pelnym napieciu zna¬ mionowym. 3. Kasowanie dokonuje sie nie na drodze mecha¬ nicznej, lecz na drodze elektrycznej przez zasto¬ sowanie przycisku elektrycznego z zestykiem spoczynkowym (biernym). 4. Dwa przekazniki, przewidziane do pracy na jed¬ nym polu sygnalizacyjnym, dzialaja w ukladzie elektrycznej zaleznosci funkcjonalnej wzajemnej. 5. Uklad umozliwia zasilanie lampek i uzwojen przekazników zarówno z jednego zródla pradu jak i z dwóch niezaleznych zródel. To ostatnie rozwiazanie umozliwia zasilanie np. przekazni¬ ków pradem stalym, a lampek pradem zmien¬ nym. Buczek moze byc zasilany w tym przypad¬ ku z dowolnego, zródla energii. 6. Jako sygnalizatory optyczne moga byc stosowa¬ ne, zaleznie od potrzeby, miniaturowe lampki telefoniczne, typowe lampki sygnalizacyjne lub nawet wskazniki optyczne elektromagnetyczne (np. typowe wskazniki krzyzowe telefoniczne o znikomym poborze energii). 7. Lampki i przycisk kasowniczy moga byc umiesz- czone badz przy przekaznikach i tworzyc z nimi typowy zespól, badz tez moga byc zmontowane w miejscu przestrzennie oddalonym od przekaz¬ ników, np. na osobnej tablicy sygnalizacyjnej. 8. Zespól jednego pola sygnalizacyjnego (dwa przekazniki, dwie lampki oraz przycisk kasowni¬ czy) moze byc wykonany w postaci wymiennego elementu typowego, laczonego z pozostala apa¬ ratura centralki sygnalizacyjnej za pomoca od¬ powiedniej liczby kolków wtyczkowych lub sty¬ ków slizgowych. Umozliwia to bardzo szybka wymiane uszkodzonego elementu na nowy pod¬ czas pracy urzadzenia. 9. Uklad umozliwia kontrole dzialania wszystkich elementów podczas pracy w kazdym czasie. 10. Uklad umozliwia stosowanie kombinowanych urzadzen sygnalizacyjnych, np. urzadzen z od¬ biorem na poszczególnych polach sygnalizacyj¬ nych tylko takich sygnalów, których czas trwania, odpowiadajacy czasowi zaklócenia jest dluzszy od ustalonej dla danego punktu kontrolnego normy z powtórzeniem sygnalów indywidualnych — 2 —lub grupowych w innym miejscu na osobnej ta¬ blicy sygnalizacyjnej.Z powyzszego zestawienia cech charakterystycz¬ nych wynika, ze uklad sygnalizacji zaklóceniowej wedlug wynalazku jest uniwersalny nie tylko dla¬ tego, iz spelnia warunki podstawowe, stawiane tego rodzaju ukladom, ale równiez z powodu mozliwosci zastosowania daleko idacej typizacji przy produkcji oraz mozliwosci wszechstronnego zastosowania w róznych warunkach pracy.Stosowane w ukladzie wedlug wynalazku prze¬ kazniki winny byc zaopatrzone poza odpowiednia liczba zestyków biernych lub czynnych w jeden ze¬ styk przelaczajacy pod pradem. Dla sygnalizacji optycznej moga byc stosowane miniaturowe lampki telefoniczne ze specjalnymi gniazdkami i przykryw¬ kami, zaopatrzonymi w barwne szybki lub soczewki.Zamiast lampek mozna równiez stosowac elektro¬ magnetyczne wskazniki krzyzowe lub inne wskazni¬ ki, stosowane w urzadzeniach energoelektrycznych.Jako przyciski kasujace moga byc stosowane wszel¬ kiego rodzaju przyciski pojedyncze z jednym zesty¬ kiem biernym.Mimo koniecznosci zastosowania dwóch przekaz¬ ników dla odbioru sygnalu jednego punktu kontro¬ lowanego koszt calego urzadzenia nie jest wyzszy niz przy uzyciu przekazników specjalnych ze wzgle¬ du na uzycie tanich typowych przekazników. Przy zmontowaniu lampek i przycisków na osobnej tabli¬ cy lampki moga wyswietlac odpowiednie transparen¬ ty z napisami. W przypadku lacznego zmontowania przekazników, lampek i przycisku jako calosci celo¬ we jest zastosowanie przekazników teletechnicznych i miniaturowych lampek telefonicznych. W tym przy¬ padku, z uwagi na dopuszczalne napiecie przebicia izolacji 60 V, calosc powinna byc zasilana ze spe¬ cjalnego prostownika o odpowiednim napieciu lub z baterii akumulatorowej, wspólpracujacej w ukladzie buforowym z prostownikiem.Przy zasilaniu ukladu sygnalizacyjnego bezposre¬ dnio z sieci energetycznej o napieciu np. 220 V moz¬ na stosowac wszystkie analogiczne elementy typu energoelektrycznego. Przy tym rozwiazaniu odpa¬ dnie koszt prostownika i ewentualnie baterii, zwiek¬ szy sie jednak powaznie koszt elementów, glównie przekazników, oraz przestrzen zabudowy aparatury.Na fig. 1 przedstawiony jest podstawowy ideowy schemat blokowy (rozwiniety) najprostszej wersji ukladu uniwersalnej sygnalizacji zaklóceniowej we¬ dlug wynalazku przy zasilaniu wszystkich elemen¬ tów z jednego zródla energii. Kazde pole sygnaliza¬ cji wyposazone jest w dwa przekazniki, np. pole A zawiera przekazniki 1A, 2A.Przy dluzszym impulsie zaklóceniowym, np. w po¬ lu A,, kolejno zadzialaja przekazniki 2A, 1A oraz zostaje uruchomiony buczek Bu. Kolejne obiegi pra¬ dów w poszczególnych obwodach elektrycznych przedstawiaja sie nastepujaco: 1) plus FA, LIA, minus L2A 2) plus, FA, la^.5, 2a2-& , PA, minus 2A L2A 3) plus, 2ax-tf , PA, minus 2A 4) plus, FA, 2a^.5, la2s, 1A, minus 5) plus, FAj lax_%, 1A, minus 6) plus, 2a6.7, Bu, minus.Oba przekazniki podtrzymuja dalej swe kotwiczki przez wlasne zestyki, przelaczajace pod ' pradem.Obie lampki LIA, L2A swieca sie. Pokwitowanie sygnalu przez obsluge zostaje wykonane przez na¬ cisniecie przycisku PA, wskutek czego obwód 3) zo¬ staje przerwany, przekaznik 2A zwalnia swa kot¬ wiczke, lampka L2A gasnie, buczek Bu ucisza sie w zwiazku z przerwaniem obwodu 6). Dopóki trwa impuls zaklóceniowy obwód 2) nie moze byc zam¬ kniety, gdyz zestyk ^4-5 jest rozwarty i nie moze z kolei spowodowac zamkniecia sie obwodu 3) (prze¬ kaznik 2A nieczynny). Po ustaniu impulsu zaklóce¬ niowego, tj. gdy zestyk zaklóceniowy FA zostanie rozwarty, przekaznik 1A zwalnia swa kotwiczke i lapmka L1A gasnie. W ten sposób caly uklad wra¬ ca samoczynnie do stanu pogotowia.W przypadku nadania krótkotrwalego impulsu zaklóceniowego przebieg wlaczenia obwodów jest podobny z ta tylko róznica, ze lampka L1A zaswie¬ ca sie tylko na chwile, po czym gasnie, a przekaz¬ nik 1A tylko na krótko przyciaga swa kotwiczke i zaraz potem ja zwalnia. Lampka L2A gasnie i bu¬ czek Bu ucisza sie dopiero wówczas, gdy obsluga nacisnie przycisk PA. Uklad ma te zalete, ze pokwi¬ towanie i skasowanie sygnalu swietlnego L2A po¬ woduje jednoczesnie uciszenie sie alarmu akustycz¬ nego, ze brak tu zbiorczego przekaznika dla sygna¬ lizatora akustycznego i osobnego przycisku kasuja¬ cego ten sygnal, a takze, ze w ukladzie elektrycz¬ nym nie wystepuja szeregowe polaczenia uzwojen róznych przekazników i lampek, co umozliwia za¬ stosowanie jednolitych opornosci uzwojen przekaz¬ ników, pracujacych wylacznie na znamionowym na¬ pieciu zasilajacego zródla pradu. -3-Fig. 2 przedstawia tabelke, podajaca uklad spre¬ zyn stykowych przekazników, zastosowanych w ukla¬ dzie elektrycznym wedlug fig. 1.Na fig. 3 przedstawiono powyzszy uklad elektrycz¬ ny w powiazaniu mechanicznym przy zastosowaniu symboliki energoelektrycznej. Zostal tu dodatkowo pokazany uklad próbny z przyciskiem PR oraz z przekaznikiem wielostykowym Z. Wlaczenie tego przekaznika stwarza sztuczne warunki alarmu jedno¬ czesnie na wszystkich polach sygnalizacyjnych, w celu sprawdzenia dzialania wszystkich przekazni¬ ków i lampek. Kazde pole zostaje przywrócone do stanu pogotowia przez kolejne nacisniecie wszyst¬ kich przycisków kasujacych na polach sygnalizacyj¬ nych.Schematyczne rozwiazanie przy kasowaniu lokal¬ nym i zdalnym jest jednakowe z tym tylko, ze przy kasowaniu zdalnym lampki i przyciski znajdowac sie beda na innym miejscu niz zespoly przekazniko¬ we. W danym przypadku do kazdego zespolu dwóch lampek i jednego przycisku nalezy doprowadzic trzy przewody indywidualne i dodatkowo jeden wspólny, przylaczony do napiecia ujemnego bieguna baterii.Na fig. 4 przedstawiono schemat analogiczny do ukladu polaczen na fig. 1, lecz umozliwiajacy zasto¬ sowanie dwóch róznych zródel zasilania, a miano¬ wicie osobnego zródla dla lampek sygnalizacyjnych i osobnego zródla dla uzwojen przekazników. Uklad wedlug fig. 1 jest najprostszym ukladem elementar¬ nym i wymaga najmniejszej liczby sprezyn styko¬ wych na przekaznikach. Jesli z jakichkolwiek powo¬ dów wskazane jest, aby lampki zasilane byly z in¬ nego zródla energii, np. pradem zmiennym, wów¬ czas zasilanie to musi byc odlaczane za pomoca do¬ datkowych zestyków, np. zestyków 2a8_9, /a«_7 (fig. 4). W przypadku uzycia przekazników typu tele¬ technicznego zasilanie lampek musi byc wykonane na napieciu obnizonym, wynoszacym np. 24 V pradu zmiennego, gdyz izolacja sprezyn stykowych w tych przekaznikach przewidziana jest dla roboczego na¬ piecia pradu stalego do 69 V. Wymaga to zastoso¬ wania specjalnego transformatorka obnizajacego na¬ piecie i przeznaczonego specjalnie do zasilania lam¬ pek, a ewentualnie równiez buczka. Wyeliminowanie lampek z zasilania pradem stalym umozliwia zasto¬ sowanie prostownika o bardzo malej mocy, gdyz zasila on wówczas tylko uzwojenia przekazników, których pobór mocy zwykle nie przekracza 3 W na przekaznik. W tym przypadku nalezy wziac pod uwage, ze styki przekazników przy laczeniu obwo¬ dów pradu zmiennego moga byc obciazone wiekszym natezeniem pradu niz przy laczeniu obwodów pradu stalego o tym samym napieciu roboczym. Sygnal akustyczny moze byc w tym ukladzie zasilany za¬ równo pradem stalym jak i zmiennym.Jesli zamierza sie zasilac lampki pradem zmien¬ nym o napieciu przemyslowym, np. o napieciu 220 V, wówczas wskazane jest zastosowanie przekazników pomocniczych typu energoelektrycznego, wskutek czego mozna zrezygnowac z zastosowania transfor¬ matorka i prostownika, gdyz zarówno uzwojenia przekazników, jak i lampki oraz buczek moga byc zasilane pradem zmiennym o tym samym napieciu przemyslowym. W tym przypadku powinien byc za¬ stosowany uklad wedlug fig. I.Nalezy zaznaczyc, ze zasilanie pradem zmiennym calego ukladu lub tylko lampek sygnalizacyjnych za posrednictwem transformatorka, obnizajacego na¬ piecie, lub bezposrednio z sieci energetycznej mozna stosowac tylko przy sygnalizacji zaklócen w urza¬ dzeniach o mniejszym znaczeniu. Urzadzenia kon¬ trolowane o duzym znaczeniu gospodarczym, tech¬ nologicznym lub eksploatacyjnym powinny byc z za¬ sady zasilane pradem stalym, najkorzystniej z pro¬ stownika, pracujacego buforowo z mala bateria aku¬ mulatorów, aby uniezaleznic sie od niezawsze pe¬ wnej dostawy energii, zasilajacej uklad sygnaliza¬ cyjny, z sieci przemyslowej.Fig. 5 przedstawia tabelke, podajaca uklad spre¬ zyn stykowych przekazników, zastosowanych w ukla¬ dzie elektrycznym wedlug fig. 4.Podstawowe uklady sygnalizacji zaklóceniowej, przedstawione schematycznie na fig. 1 i 4, moga znalezc szersze zastosowanie w ukladach kombino¬ wanych o róznych zadaniach. Z ukladów takich po¬ daje sie dwa, a mianowicie: 1). Uklad ze zrózniczkowaniem grupowym, uwzgledniajacym czas trwania impulsu.Przedstawiony na fig. 6 uklad polaczen uwzgled¬ nia podzial pól sygnalizacyjnych na dwie grupy: grupe / z przekaznikami UB, IB, 2B, i UA, 1A, 2A, sygnalizujaca tylko impulsy zaklóceniowe dluzsze od ustalonych, oraz grupe // z przekaznikami ///, 2H i IG, 2G, sygnalizujaca natychmiast nawet krótko¬ trwale impulsy zaklóceniowe. W grupie / do kazde¬ go pola zostaje dodany specjalny przekaznik UA lub UB z zestykiem czynnym, zalaczajacym z opóznie¬ niem; przekaznik ten przyjmuje kazdy impuls za¬ klóceniowy, lecz przekazuje dalej na normalny prze¬ kaznikowy zespól sygnalizacyjny IB, 2B lub IA, 2A — 4 —tylko taki impuls, który jest dluzszy od czasu na¬ stawionego na przekazniku UB lub UA. Krótsze impulsy w ogóle nie zostaja w ten sposób zasygna¬ lizowane. 2). Uklad sygnalizacji wielogrupowrej.W przypadku koniecznosci zrózniczkowania kilku kontrolowanych grup, z których kazda obejmuje szereg okreslonych punktów zaklóceniowych, i po¬ wtórzenia sygnalu grupowego na oddzielnej tablicy w innym punkcie obserwacyjnym, mozna zastosowac uklad, przedstawiony na fig. 7. Np. w grupie N ze¬ spól przekazników IG, 2G lub 1H, 2H przyjmuje im¬ pulsy zaklóceniowe i za posrednictwem dodatko¬ wych zestyków lg%-i lub ^6-7 nadaje je na osobny zespól przekazników IN, 2N grupy iV. Lampka LIN grupy N swieci sie dopóty, dopóki trwa impuls za¬ klóceniowy na jednym z pól sygnalizacyjnych tej grupy. Przekaznik 2N przytrzymuje sygnaly zakló¬ ceniowe grupy N do czasu pokwitowania w sposób podobny, jak w zespolach poszczególnych pól.Jesli grupowa tablica sygnalizacyjna zmontowana jest poza zasiegiem sygnalów akustycznych glównej tablicy sygnalizacyjnej, to przy grupowej tablicy sygnalizacyjnej nalezy dodatkowo zmontowac osob¬ ny sygnalizator akustyczny, np. dzwonek Dz (pola¬ czony linia kreskowana), który w przypadku alarmu na tablicy grupowej dzialac bedzie do czasu skaso¬ wania go przez odpowiedni przycisk PN lub PM. PL