-
Tonfrequenzzentralfernsteuerverfahren Das Verfahren nach der Erfindung
bezieht sich auf Fernsteuerungsanlagen mit dem Netz aufgedrückten Tonfrequenzimpulsen
zur Ein- und Ausschaltung von verschiedenen Geräten, wie beispielsweise Straßenlampen,
Heißwasserspeicher, Doppeltarifzähler, Feuerwehralarmempfänger usw. Diese Fernsteuerungsanlagen
bestehen einerseits aus einer Tonfrequenzsendestation, mit deren Hilfe dem Hoch-,
Mittel-oder Niederspannungsnetz Tonfrequenzimpulse nach einem bestimmten Impulsschema
aufgedrückt werden und andererseits aus Empfängern, die im Niederspannungsnetz bzw.
hinter den Spannungswandlern des Hoch- oder Mittelspannungsnetzes örtlich bei den
Verbrauchern angeschlossen werden und die das gesendete Impulsprogramm aufnehmen
und die entsprechenden Befehle ausführen.
-
Bekannte Tonfrequenzsendestationen bestehen im allgemeinen aus einem
Tonfrequenzgenerator, einer Kopplungseinrichtung, über die die Tonfrequenz dem Hoch-,
Mittel- oder Niederspannungsnetz aufgedrückt wird, und einem Kommandogerät, das
die Impulssendung steuert. Die Impulssendung kann beispielsweise nach dem Impulsintervallverfahren
erfolgen. Hierbei wird zu Beginn einer Sendung dem Starkstromnetz ein tonfrequenter
Startimpuls überlagert, der bewirkt, daß sämtliche an das ausgesteuerte Netz angeschlossenen
Empfänger starten. In bestimmten Abständen werden nach diesem Startimpuls weitere
Tonfrequenzimpulse in das Netz gesendet. Der Abstand zwischen dem Startimpuls und
den folgenden Befehlsimpulsen dient als Kriterium für die Ausführung eines bestimmten
Befehls. Wird beispielsweise 10 Sekunden nach dem Startimpuls ein weiterer Impuls
gesendet, so werden sämtliche Straßenlampen eingeschaltet, und wird beispielsweise
12 Sekunden nach dem Startimpuls ein weiterer Impuls gegeben, so werden sämtliche
Doppeltarifzähler, denen ein Empfänger zugeordnet ist, auf Hochtarif geschaltet,
während beispielsweise bei Eintreffen eines Impulses 15 Sekunden nach dem Startimpuls
alle Heißwasserspeicher eingeschaltet werden. Selbstverständlich können während
einer Impulsserie, d. h. während eines Umlaufs, verschiedene Geräteserien ein- oder
ausgeschaltet werden, wenn nach dem Startimpuls mehrere Impulse gesendet werden.
-
Das Impulsprogramm wird von einem in dem obenerwähnten Kommandogerät
eingebauten Impulswähler gesteuert. Dieser Impulswähler besteht beispielsweise aus
einer in eine bestimmte Segmentzahl unterteilten Kontaktbahn. Durch einen Abfragekontaktarm
werden die Segmente zeitlich nacheinander an Spannung gelegt. Dieser Abfragekontaktarm
wird durch einen Synchronmotor angetrieben.
-
In den Empfängern ist ebenfalls ein kleiner Synchronmotor eingebaut,
der eine Auswahleinrichtung antreibt. Durch den empfangenen Startimpuls wird der
Synchronmotor ans Netz gelegt und dreht die Auswahleinrichtung im Empfänger um eine
Umdrehung. Da sowohl der Impulswähler im Kommandogerät als auch die Auswahleinrichtungen
der Empfänger durch Synchronmotore angetrieben werden, wird erreicht, daß der Abfragekontakt
im Impulswähler und die Auswahleinrichtung in den Empfängern zu gleichen Zeiten
gleiche Stellungen einnehmen. Hierdurch ist mit Hilfe des zuvor beschriebenen Impulsintervallverfahrens
eine selektive Befehlsauswahl möglich.
-
Voraussetzung für diesen Betrieb ist selbstverständlich, daß die Netzfrequenz,
die den Empfängermotor und den Impulswählermotor betreibt, synchron ist, da anderenfalls
nicht gewährleistet ist, daß die Auswahleinrichtung im Empfänger und der Abfragekontaktarm
im Impulswähler gleichzeitig gleiche Stellungen einnehmen, wodurch Fehlschaltungen
auftreten können, und zwar derart, daß beispielsweise an Stelle der Straßenbeleuchtung
die Heißwasserspeicher geschaltet werden.
-
Größere Netze sind aus Gründen der Kurzschluß-Abschaltleistung häufig
in mehrere Teilnetze unterteilt, in welche unter Umständen aus verschiedenen übergeordneten
Netzen 50-Hz-Energie eingespeist wird. Diese Hochspannungsnetze fahren im allgemeinen
synchron, so daß häufig die Mittelspannungsteilnetze vermascht betrieben werden.
Diese Vermaschung kann jedoch beliebig aufgelöst werden. Es ist daher erforderlich,
daß jedes Mittelspannungsnetz eine eigene Tonfrequenzsendestation erhält. Bei vollständig
getrennten Netzen kann diese Sendestation stets von dem ihr zugeordneten Kommandogerät
gesteuert
werden. Werden die Mittelspannungsnetze jedoch vermascht, so ist es nicht mehr möglich,
jede Sendestation mit dem zugeordneten Kommandogerät zu betreiben, da dann die Möglichkeit
besteht, daß sich die Impulsprogramme zweier Sendestationen überlappen und dadurch
Fehlschaltungen der Empfänger hervorgerufen werden. Es ist daher in diesem Falle
bekannt, sämtliche Sendestationen von einem Hauptkommandogerät aus zu steuern. Dies
läßt sich aber dann nicht mehr realisieren, wenn die einzelnen Netzgebilde untereinander
nicht synchron fahren, da dann ein synchroner Lauf des Impulswählers und
der Auswahleinrichtungen der Empfänger nicht gewährleistet ist.
-
Diese Nachteile werden durch die Erfindung vermieden. Sie bezieht
sich auf ein Tonfrequenzzentralfernsteuerverfahren für ein aus Teilnetzen bestehendes
Netzgebilde, bei dem die einzelnen Teilnetze Abweichungen in ihrer Frequenz aufweisen
können und bei dem jedem Teilnetz eine eigene Sendestation zugeordnet ist, wobei
ferner die Steuerung aller an allen Teilnetzen liegenden Empfänger von einem Hauptkommandogerät
erfolgt, das Impulse entsprechend einem Sendeprogramm zur Durchführung von Schalthandlungen
abgibt.
-
Die Erfindung besteht darin, daß das Sendeprogramm in Befehlsempfängern,
die den einzelnen Sendestationen zugeordnet sind, nachgebildet und dann von Impulswählern
der Sendestationen abgefragt wird, wobei die Impulswähler mit der Frequenz ihres
Teilnetzes, die durch die vom Hauptkommandogerät ausgesendeten Gleichstromimpulse
gesteuerten Befehlsempfänger jedoch mit der Frequenz des Hauptkommandogerätes betrieben
werden. Da die Impulswähler in den Sendestationen jeweils von einer Spannung angetrieben
werden, die die Frequenz des auszusteuernden Teilnetzes besitzt, ist für jedes Teilnetz
gewährleistet, daß der Abfragekontaktarm des Impulswählers der Sendestation mit
den Auswahleinrichtungen der jeweils zugeordneten Empfänger in gleichen Zeiten gleiche
Stellungen einnimmt. Es ist also bei der angegebenen Lösung gleichgültig, ob einzelne
Teilnetze untereinander synchron oder asynchron fahren.
-
Die Rückmeldung der erfolgten Sendung kann in bekannter Weise tonfrequent
zum Hauptkommandogerät erfolgen.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Hier ist mit 1 das Hauptkommandogerät bezeichnet, während II eine von mehreren örtlich
getrennten Sendestationen darstellt.
-
In dem Hauptkommandogerät I befinden sich eine Starttaste
1 und ein Synchronmotor 2, der den Kontaktarm eines Impulswählers 3 und eine
Nockenscheibe 4 antreibt. Auf dieser Nockenscheibe liegt ein Kontakts auf.
Ferner sind hier eine Siebdrosse16, eine Siebkapazität 7, ein Relais 8 für
die Rückmeldung nebst den Abstimmelementen 9 und 10 vorhanden. Zur Speisung des
Hauptkommandogerätes dienen eine Wechselstromquelle sowie eine Gleichstromquelle.
-
In der Sendestation II, die beispielsweise in einem Netz liegt, das
von dem das Hauptkommandogerät enthaltenden getrennt ist und das deshalb eine andere
Frequenz besitzen kann, befindet sich eine ähnlich aufgebaute Einrichtung mit dem
Synchronmotor 102, der den Kontaktarm eines Impulswählers 103 und
eine Nockenscheibe 104 antreibt. Auf dieser Nockenscheibe schleift ein Kontakt 105.
Das Hauptkommandogerät I und die Sendestation 1I sind durch Fernleitungen
20 miteinander verbunden.
-
In der Sendestation befinden sich ferner ein Befehlsempfänger
120, ein Relais 121 nebst vorgeschaltetem Kondensator 122 zur Aufnahme
von Netzfrequenzimpulsen und ein weiteres Relais 123 mit einer vorgeschalteten Siebdrossel
124. Schließlich ist hier ein Motor 125 vorhanden, der den Tonfrequenzgenerator
126 antreibt. Der Motor 125 wird über einen Kontakt 121' des Relais
121 an Spannung gelegt. Zur Anschaltung des Tonfrequenzgenerators an das Netz dienen
Kontakte 129', 129" eines Impulssenderelais 129. Die Ankopplung des Tonfrequenzgenerators
an das Netz 128 erfolgt mittels üblicher Koppeleinrichtungen 127.
-
Die Bedeutung der einzelnen noch nicht erwähnten Teile wird bei der
folgenden Erläuterung der Arbeitsweise der Einrichtung klar: Im Hauptkommandogerät
I wird zunächst die Starttaste 1 gedrückt. Dadurch wird von der Wechselstromquelle
ausgehend, ein Stromkreis für den Synchronmotor 2 hergestellt, der seinen Umlauf
beginnt. Nach einer geringen Drehung schließt sich der Kontakt 5 und überbrückt
die Starttaste, die somit losgelassen werden kann. Der Synchronmotor 2 läuft demzufolge
so lange um, bis der von ihm angetriebene Kontaktarm des Impulswählers 3 einen vollen
Umlauf ausgeführt hat. Durch die Schließung des Kontaktes 5 wird gleichzeitig Wechselspannung
an die Fernleitung 20 zur Sendestation II gelegt. Auf diese Wechselspannung spricht
zunächst das Relais 121 an, schließt seinen Kontakt 121' und legt
den Motor 125 an Spannung, so daß dieser und der Tonfrequenzgenerator126 anlaufen.
-
Kommt der Kontaktarm des Impulswählers 3 im Hauptkommandogerät I auf
den ersten, den sogenannten Startkontakt, so wird jetzt ein Gleichstromimpuls über
die Leitung20 zur Sendestation gegeben. Auf diesen Gleichstromimpuls spricht das
Relais 123 an, schließt seinen Kontakt 123', so daß der Synchronmotor
102 anläuft und den Kontaktarm des Impulswählers 103 sowie die Nockenscheibe
104 in Umlauf versetzt. Sofort nach dem Anlaufen schließt sich der Kontakt
105 und überbrückt den Kontakt 123', so daß unabhängig von dem Erregungszustand
des Relais 123 der weitere Umlauf des Motors 102
bis zu einer vollen
Umdrehung des Kontaktarms im Impulswähler 103 gesichert ist.
-
Der vorhin erwähnte Startimpuls für den Impulswähler 103 der
Sendestation sowie alle weiteren vom Impulswähler 3 erzeugten Impulse werden außerdem
von dem Befehlsempfänger 120 der Sendestation, der als normaler Fernsteuerempfänger
mit Synchronmotor und Auswahleinrichtung die Kontakte bel, be2 ... usw. betätigt,
aufgenommen. Der Kontaktarm des Impulswählers 103 der Sendestation erhält automatisch
eine kleine Phasenverschiebung gegenüber dem Kontaktarm des Impulswählers 3 im Hauptkommandogerät,
da er seinen Umlauf erst beginnt, wenn der Kontaktarm des Impulswählers 3 das erste
Kontaktsegment berührt. Dadurch wird erreicht, daß auch bei starker Differenz der
Netzfrequenzen niemals eine Überholung des Kontaktarmes des Impulswählers des Hauptkommandogerätes
eintreten kann.
-
Ist nun beispielsweise die Befehlstaste b2 im Hauptkommandogerät
1 geschlossen, so wird, wenn
der Wählerarm diesen Kontakt
überstreicht, ein weiterer Gleichstromimpuls über die Leitung 20 zur Sendestation
übertragen. Auf diesen Impuls spricht erneut das Relais 123 an, was aber wegen der
bereits bestehenden Selbstschaltung für den Synchronmotor 102 ohne Wirkung bleibt.
Auf diesen Impuls spricht aber auch der Befehlsempfänger 120 an, schließt den entsprechenden
Kontakt be2, so daß der Wählerarm des Impulswählers 103 an diesem Kontakt be@ einen
Stromkreis für das Impulssenderelais 129 schließt. Dieses Relais spricht beim überstreichen
des entsprechenden Wählerkontaktes an, schließt seinen Kontakt 129' und schaltet
dadurch den bereits laufenden Tonfrequenzgenerator 126 an das Netz, so daß der gewünschte
Tonfrequenzimpuls ausgesandt wird. Außerdem schließt das Impulssenderelais 129 auch
seinen Kontakt 129". An diesem Kontakt wird ein Stromkreis hergestellt, der vom
Tonfrequenzgenerator 126 ausgehend, einen Rückmeldeimpuls über die Leitung
20 zum Hauptkommandogerät aussendet, der von dem Rückmelderelais 8 aufgenommen
wird. In einer geeigneten Weise, optisch oder akustisch, kann die erfolgte Aussendung
des Impulses in das Netz 128 zur Anzeige gebracht werden.
-
In der gleichen Weise vollzieht sich die Aussendung weiterer Impulse,
wenn im Hauptkommandogerät noch andere Befehlskontakte bi . . . b4
. . . b22 geschlossen sind.
-
Die besondere Bedeutung der Erfindung liegt darin, daß durch die Sendestationen,
die ja in Netzabschnitten liegen, die voneinander völlig getrennt sein und verschiedene
Frequenz haben können, jeweils ein Impulsprogramm ausgesendet wird, das dem Umlauf
der in den einzelnen Netzabschnitten angeordneten Empfänger angepaßt ist, da die
zugeordneten Impulswähler mit diesen synchron laufen. Dadurch wird eine Schwierigkeit
beseitigt, die sich zwangläufig bei den bisher verwendeten Fernsteueranlagen einstellte
und häufig zu Störungen Anlaß gab. Bei Frequenzabweichungen zwischen den einzelnen
Netzen kann die Umlaufzeit des Impulswählers 3 des Hauptkommandogerätes gegenüber
derjenigen der in den einzelnen Netzen angeordneten Empfänger unter Umständen so
unterschiedlich sein, daß die Empfänger zu falschen Zeiten Impulse erhalten und
daher Fehlschaltungen ausführen. Dieser Mangel ist durch die Erfindung vollständig
behoben.