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Einrichtung zur Übertragung von Zustandsmeldungen
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werden kann.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Fig. 1 und 2 der Zeichnungen dargestellt. Es handelt sich in beidenFällen um Einrichtungen, die für unbemannte Umspannwerke vorgesehen sind. Diese dargestellten Einrichtungen, die sich voneinander nur durch die spezielle Anordnung der zur Magnetisierung des Zählmagneten vorgesehenen Schaltungselemente unterscheiden, dienen zur Fernmeldung der Stellungen von zwei Schaltern S1 und S2 sowie des Zustandes eines Relais R an eine in den Zeichnungen nicht dargestellte Zentrale. Die Schalter S1 und S2 betätigen zwei Meldekontakte kl und k2, während das Relais R, beispielsweise ein Überwachungsrelais, in einem Überwachungsruhestromkreis einen Arbeitskontakt k3 betätigt.
Bei beiden Ausführungen ist ein Zählmagnet Z vorhanden, dessen Magnetkern eine etwa rechteckige Hystereseschleife aufweist und bei Erregung eine Magnetisierung erhält, die dem Zeitintegral (Spannungszeitfläche) der erregenden Spannung multipliziert mit der Anzahl der Windungen der Erregerwicklung proportional ist. Mit L ist die Lesespule einer Leseeinrichtung. LE bezeichnet, mit deren Hilfe die Anzahl der im Zählmagneten Z gespeicherten Zähleinheiten durch schrittweise Entmagnetisierung auf Abruf durch Schliessen eines im Kreis der Lesespule L liegenden Kontaktes al einer Abfrageeinrichtung AE auf nicht näher dargestellte Weise ermittelt wird. Über eine Verbindungsleitung V wird dabei eine der Anzahl der ermittelten Zähleinheiten entsprechende Anzahl von Impulsen oder ein Impulstelegramm, das diese Anzahl codiert enthält, an die Zentrale übertragen.
Bei der Ausführung nach Fig. l liegen die Kontakte kl, k2 und k3 in Serie mit Arbeitskontakten a2, a3 und a4 der Abfrageeinrichtung AE in den Stromkreisen dreier Erregerwicklungen E1, E2 und E3 des Zählmagneten Z, die von einer gemeinsamen Gleichspannungsquelle, deren Anschlüsse mit + und-bezeichnet sind, gespeist werden. Die Windungszahlen der Erregerwicklungen E1, E2 und E3 sowie die Schaltzeiten der mit diesen in Serie liegenden Kontakte a2, a3 bzw. a4 der Abfrageeinrichtung sind so bemessen, dass die von diesen Wicklungen (unter Voraussetzung, dass die zugehörigen Kontakte kl, k2 bzw. k3 geschlossen sind) bei Anschaltung an die Gleichspannungsquelle erzeugten Magnetflussänderungen nach Zweierpotenzen einer Magnetflusseinheit gestuft sind.
Im vorliegenden Beispiel ist die Windungszahl der Erregerwicklung E1 in Übereinstimmung mit der Einschaltdauer des ihr vorgeschalteten Kontaktes a2 so bemessen, dass sie beim Einschalten eine Magnetisierung des Zählmagneten Z im Ausmass von einer Zähleinheit bewirkt. Die durch den Kontakt a3 einschaltbare Erregerwicklung E2 bewirkt nur bei geschlossenem Kontakt k2 in analoger Weise eine Magnetisierung im Ausmass von zwei Zähleinheiten und die Erregerwicklung E3 ruft bei Einschaltung eine Magnetisierung im Ausmass von vier Zähleinheiten hervor.
Der Lesevorgang kann nicht gleichzeitig mit dem Magnetisierungsvorgang erfolgen. Die Abfrageeinrichtung betätigt daher die Kontakte a2, a3 bzw. a4 einerseits und den Kontakt al anderseits nacheinander. Dabei wird der Zählmagnet Z je nach den Stellungen, die die Kontakte kl, k2 und k3 einnehmen, verschieden stark aufmagnetisiert.
Die Zustandsmeldungen kommen folgendermassen zustande : Mit dem Schliessen der Schalter S1 bzw. S2 werden die Kontakte kl bzw. k2 geschlossen und der Kontakt k3 wird bei Anziehen des Relais R geschlossen. Die Kombinationen der Stellungen dieser drei Kontakte geben also eindeutig Aufschluss über den jeweiligen Schaltzustand dieser Schalter und des Relais.
Es ergeben sich somit auf Grund der verschieden dosierten Durchflutungen beim Schliessen dieser Kontakte folgende, in Zähleinheiten gemessene Magnetisierungen :
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<tb>
<tb> Kontakt <SEP> kl <SEP> allein <SEP> 1 <SEP> Zähleinheit
<tb> Kontakt <SEP> k2 <SEP> allein <SEP> 2 <SEP> Zähleinheiten
<tb> Kontakte <SEP> kl <SEP> und <SEP> k2 <SEP> 3 <SEP> Zähleinheiten
<tb> Kontakt <SEP> k3 <SEP> allein <SEP> 4 <SEP> Zähleinheiten
<tb> Kontakte <SEP> kl <SEP> und <SEP> k3 <SEP> 5 <SEP> Zähleinheiten
<tb> Kontakte <SEP> k2 <SEP> und <SEP> k3 <SEP> 6 <SEP> Zähleinheiten
<tb> Kontakte <SEP> kl <SEP> und <SEP> k2 <SEP> und <SEP> k3 <SEP> 7 <SEP> Zähleinheiten
<tb>
Es ist somit jeder Kombination von Schaltzuständen der Schalter S1 und S2 und des Relais R eindeutig eine bestimmte Anzahl von Zähleinheiten zugeordnet.
In der praktischen Ausführung können die Kontakte auch durch elektronische Schalter ersetzt wer-
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durch die Magnetisierung verstärkende Leseimpulse bis zur Endsättigung aufmagnetisiert wird. Im letzteren Fall entspricht die Anzahl der Leseimpulse der Differenz zwischen der Gesamtanzahl der speicherbaren Impulse und der Anzahl der jeweils eingespeicherten Zählimpulse.
Bei der Ausführung nach Fig. 2 erfolgt die Einspeicherung der Zählimpulse auf eine andere Art als bei der Einrichtung nach Fig. l. Dort sind die den bistabilen Schaltelementen Sl, S2 und R zugeordneten Kontakte kl, k2 und k3 nicht direkt in Erregerstromkreise des Zählmagneten eingeschaltet, sondern es wird eine von ihren Stellungen abhängige Hilfsspannung erzeugt und von dieser eine proportionale Magnetflussänderung des Zählmagneten abgeleitet. Zur Erzeugung dieser Hilfsgleichspannung dient eine aus den Widerständen Wl, W2, W3 und W4 aufgebaute Widerstandsschaltung. Die Widerstände Wl, W2 und W3 liegen mit den vorgeschalteten Kontakten kl, k2 bzw. k3 in drei zueinander parallelen Zweigen der Widerstandsschaltung und im gemeinsamen Hauptstromkreis liegt der Widerstand W4.
Die Widerstandswerte der Widerstände Wl, W2 und W3 verhalten sich etwa wie 4 : 2 : 1, so dass sich die bei Schliessen eines der Kontakte kl, k2 bzw. k3 durch den Widerstand W4 fliessenden Ströme wie 1 : 2 : 4 verhalten. Dies lässt sich dann erzielen, wenn der Widerstand W4 so bemessen ist, dass der an ihm auftretende Spannungsabfall nur ein Bruchteil der mit + und - bezeich- neten Speisespannung ist. Dem Widerstand W4 ist ein Kondensator C parallelgeschaltet, der einerseits als Zwischenspeicher dient und anderseits eine Siebung bewirkt sowie auf die Kontakte kl, k2 und k3 eingestreute Störspannungen unterdrückt.
Die am Widerstand W4 liegende, den jeweiligen Schaltzustand der Kontakte kl und k2 und k3 charakterisierende Spannung wird vor Abgabe einer Stellungsmeldung über einen Arbeitskontakt a5 der Abfrageeinrichtung AE kurzzeitig an eine einzige Erregerwicklung E des Zählmagneten Z gelegt, wodurch eine für den jeweiligen Schaltzustand charakteristische Magnetisierung erzeugt wird.
Bei Anwendung der erfindungsgemässen Einrichtung zur Überwachung der Zustände von n Schaltelementen mit Hilfe von Zählkernen, deren maximal speicherbare Anzahl von Zählimpulse kleiner ist als 2n, ist eine Schaltung mit entsprechend mehr Zählkernen zu verwenden. Zur Fortschaltung der Abfrage von einem Zählkern zum nächsten werden zweckmässig Schieberegister verwendet. Gegenüber den bisher bekannten Einrichtungen, die ausschliesslich mit Gatterschaltungen und Schieberegistern versehen sind, ergibt sich jedoch bei Anwendung der im Ausführungsbeispiel angegebenen Schaltung eine Reduzierung der Anzahl der Stufen des Schieberegisters auf ein Drittel, die Zwischenspeicher und Codiergatter entfallen vollständig.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Übertragung von Zustandsmeldungen bistabiler Elemente, z. B. Relais oder Schalter, insbesondere zur Fernübertragung von Schaltzustandsmeldungen oder gespeicherten Schaltbefehlen,
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gerwicklungen mit nach Zweierpotenzen gestuften Windungszahlen versehener Zählmagnet vorgesehen ist, dessen jeweilige Magnetisierungsstärke mit Hilfe von Leseimpulsen, z.
B. dosierten Entmagnetisierungsimpulsen, deren Anzahl für den zu meldenden Zustand charakteristisch ist, ermittelbar ist und dass den bistabilen Elementen zugeordnete mechanische Melde- oder Befehlskontakte bzw. entsprechende elektronische Schalter entweder nach Zweierpotenzen gestuften Widerständen einer Widerstandsschaltung vorgeschaltet sind, die zur Bildung der Summenspannung von den Zweierpotenzen einer Spannungeinheit gleichen Teilspannungen dient, welche Summenspannung kurzzeitig an eine Erregerwicklung des Zählmagneten anschaltbar ist oder dass die den bistabilen Elementen zugeordneten mechanischen Melde- oder Befehlskontakte oder entsprechende elektronische Schalter den Erregerwicklungen mit nach Zweierpotenzen gestuften Windungszahlen vorgeschaltet sind, welche kurzzeitig an eine konstante Erregerspannung anschaltbar sind.
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Device for the transmission of status messages
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can be.
Embodiments of the invention are shown in FIGS. 1 and 2 of the drawings. In both cases, it is a matter of facilities intended for unmanned substations. These devices shown, which differ from each other only in the special arrangement of the circuit elements provided for magnetizing the counting magnet, are used to remotely report the positions of two switches S1 and S2 and the status of a relay R to a control center not shown in the drawings. The switches S1 and S2 actuate two signal contacts kl and k2, while the relay R, for example a monitoring relay, actuates a normally open contact k3 in a monitoring closed circuit.
Both versions have a counting magnet Z, the magnetic core of which has an approximately rectangular hysteresis loop and, when excited, is magnetized which is proportional to the time integral (voltage-time area) of the exciting voltage multiplied by the number of turns of the excitation winding. L is the reading coil of a reading device. LE denotes, with the help of which the number of counting units stored in the counting magnet Z is determined in a manner not shown in detail by means of step-by-step demagnetization on request by closing a contact located in the circle of the reading coil L as an interrogation device AE. A number of pulses corresponding to the number of counting units determined or a pulse telegram containing this number in coded form is transmitted to the control center via a connecting line V.
In the embodiment according to Fig. L, the contacts kl, k2 and k3 are in series with normally open contacts a2, a3 and a4 of the interrogator AE in the circuits of three excitation windings E1, E2 and E3 of the counting magnet Z, which are connected to a common DC voltage source + and - are designated, are fed. The number of turns of the excitation windings E1, E2 and E3 as well as the switching times of the contacts a2, a3 and a4 of the interrogation device lying in series with them are dimensioned in such a way that the windings of these windings (provided that the associated contacts kl, k2 and k3 are closed) when connected to the DC voltage source, changes in the magnetic flux generated are graded according to powers of two of a magnetic flux unit.
In the present example, the number of turns of the excitation winding E1 is dimensioned in accordance with the switch-on duration of the upstream contact a2 so that when it is switched on it magnetizes the counting magnet Z to the extent of one counting unit. The excitation winding E2, which can be switched on by the contact a3, causes magnetization in an analogous manner to the extent of two counting units only when the contact k2 is closed, and the excitation winding E3, when switched on, causes a magnetization to the extent of four counting units.
The reading process cannot take place at the same time as the magnetization process. The interrogation device therefore actuates the contacts a2, a3 and a4 on the one hand and the contact al on the other hand one after the other. The counting magnet Z is magnetized to different degrees depending on the positions occupied by the contacts kl, k2 and k3.
The status reports come about as follows: When switches S1 and S2 are closed, contacts kl and k2 are closed and contact k3 is closed when relay R is picked up. The combinations of the positions of these three contacts clearly provide information about the respective switching status of these switches and the relay.
The following magnetizations, measured in counting units, result from the differently metered flow rates when these contacts are closed:
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<tb>
<tb> Contact <SEP> kl <SEP> alone <SEP> 1 <SEP> counting unit
<tb> Contact <SEP> k2 <SEP> alone <SEP> 2 <SEP> counting units
<tb> Contacts <SEP> kl <SEP> and <SEP> k2 <SEP> 3 <SEP> counting units
<tb> Contact <SEP> k3 <SEP> alone <SEP> 4 <SEP> counting units
<tb> Contacts <SEP> kl <SEP> and <SEP> k3 <SEP> 5 <SEP> counting units
<tb> Contacts <SEP> k2 <SEP> and <SEP> k3 <SEP> 6 <SEP> counting units
<tb> Contacts <SEP> kl <SEP> and <SEP> k2 <SEP> and <SEP> k3 <SEP> 7 <SEP> counting units
<tb>
Each combination of switching states of the switches S1 and S2 and the relay R is clearly assigned a certain number of counting units.
In the practical version, the contacts can also be replaced by electronic switches
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read pulses amplifying the magnetization are magnetized up to final saturation. In the latter case, the number of read pulses corresponds to the difference between the total number of storable pulses and the number of counting pulses stored in each case.
In the embodiment according to FIG. 2, the counting pulses are stored in a different manner than in the device according to FIG. There the contacts kl, k2 and k3 assigned to the bistable switching elements Sl, S2 and R are not switched directly into the excitation circuits of the counting magnet, but an auxiliary voltage dependent on their positions is generated and a proportional change in the magnetic flux of the counting magnet is derived from this. A resistor circuit made up of resistors W1, W2, W3 and W4 is used to generate this auxiliary DC voltage. The resistors W1, W2 and W3 are connected to the upstream contacts kl, k2 and k3 in three parallel branches of the resistor circuit and the resistor W4 is in the common main circuit.
The resistance values of the resistors W1, W2 and W3 behave roughly as 4: 2: 1, so that the currents flowing through the resistor W4 when one of the contacts kl, k2 or k3 closes behave as 1: 2: 4. This can be achieved if the resistor W4 is dimensioned in such a way that the voltage drop occurring across it is only a fraction of the supply voltage denoted by + and -. A capacitor C is connected in parallel with the resistor W4, which on the one hand serves as a buffer store and on the other hand effects a filtering and suppresses interference voltages interspersed on the contacts k1, k2 and k3.
The voltage across the resistor W4, which characterizes the respective switching state of the contacts kl and k2 and k3, is briefly applied to a single excitation winding E of the counting magnet Z via a normally open contact a5 of the interrogation device AE before a position report is issued, thereby generating a magnetization characteristic of the respective switching state becomes.
When using the device according to the invention for monitoring the states of n switching elements with the aid of counter cores whose maximum storable number of counting pulses is less than 2n, a circuit with correspondingly more counter cores is to be used. Shift registers are expediently used to advance the query from one counter core to the next. Compared to the previously known devices, which are provided exclusively with gate circuits and shift registers, the number of stages of the shift register is reduced to a third when the circuit specified in the exemplary embodiment is used, and the buffers and coding gates are completely eliminated.
PATENT CLAIMS:
1. Device for the transmission of status messages of bistable elements, e.g. B. Relays or switches, especially for remote transmission of switching status messages or stored switching commands,
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gerwicklungen with graded numbers of turns provided by powers of two counting magnet is provided, the respective magnetization strength with the help of read pulses, z.
B. metered demagnetization pulses, the number of which is characteristic of the state to be reported, can be determined and that the bistable elements assigned mechanical signaling or command contacts or corresponding electronic switches are either upstream of a resistor circuit according to powers of two, which is used to form the total voltage of the Powers of two of a voltage unit serves the same partial voltages, which sum voltage can be connected briefly to an excitation winding of the counting magnet or that the mechanical signaling or command contacts assigned to the bistable elements or corresponding electronic switches are connected upstream of the excitation windings with numbers of turns graded according to powers of two, which can be briefly connected to a constant excitation voltage are.