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Einrichtung zur Fernüberwachung Die Erfindung bezieht sich auf eine
Einrichtung zur Fernüberwachung mit einer Zentralstation und mehreren jeweils mehrere
Meßstellen überwachenden Zweigstationen, Wobei die Zentralstation mit einem ersten
Impulsrufsignal eine Zweigstelle anwählt, mit einem zweiten Impulsäbtästsignal die
gewünschte Meßstelle auswählt und dort an die Zentralstelle zurückzuführende Meßimpulse
auslöst.
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Bei modernen Behandlungsgeräten, chemischen Anlagen, Energieerzeugungsanlagen
u. dgl. werden Systeme zur Fernsteuerung in Weitem Umfang angewendet, bei denen
verschiedene überwächungs-oder Steuerungsarbeitsgänge von einer zentralen überwachungs=
oder Steuerungsstation durchgeführt werden, die von verschiedenen ferngelegenen
Zweigstationen mit vielen zu überwachenden oder zu beobachtenden Stellen vielerlei
Informationen empfängt und an diese Zweigstationen vielerlei Anweisungen gibt. Wenn
jede der Zweigstationen und demzufolge auch die vielen zu überwachenden Stellen
unabhängig voneinander und getrennt mit der Zentralstation verbunden sein sollen,-wie
es bei den bekannten Einrichtungen dieser Art allgemein üblich ist,- benötigt man
für die übertragung der Informations- und Steuerungssignale so viele Leitungen,
als Stellen zu überwachen sind, was zu - Schwierigkeiten bei der Leitungsverbindung
führt.
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Es ist eine Anordnung der eingangs beschriebenen Art bekannt, bei
der Meßwertspeicher oder Meßstellen über normale Telefonleitungen abgefragt werden.
Jeweils mehrere Speicher sind zu einem Vorbereitungskreis oder einer Zweigstation
zusammengefaßt. Zum Abfragen des Speichers muß zunächst der Vorbereitungskreis und
dann der Speicherkreis von der Zentralstation aus- angewählt werden. Es ist daher
ausgeschlossen, sich innerhalb kurzer Zeit einen überblick über alle Meßstellen
zu machen. Da die von der Meßstelle abgehenden Meßwertimpulse hinsichtlich ihrer
Herkunft nur durch die Wahl der Telefonnummer bestimmt sind; ist die Zuordnung zwischen
Meßwertsignal und Herkunft des Signals sehr unsicher. Die Rückmeldung kann mit Hilfe
eines Impulscodes oder eines entsprechend eingestellten Tonträgers erfolgen.
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Es ist ferner eine Einrichtung bekannt, bei der jede Zweigstation
nur eine einzige Meßstelle umfaßt. Durch Abtastimpulse können die einzelnen Meßstellen
einfach der Reihe nach abgefragt werden und geben dann ihren Meßwert an die Zentralstation
durch. Sodann ist eine Anordnung bekannt, bei der an zwei gleichberechtigte Leitungspaare
mehrere Stationen angeschlossen sind. Mit Hilfe spezieller Impulskombinationen kann
von jeder Station jede andere Station angerufen werden. Der erste Teil der Impulskombination
bestimmt die zu rufende Station, der folgende Teil gibt irgendeinen überwachungs-oder
Steuerungsbefehl. Sämtliche Informationen werden immer nur über ein Leitungspaar
übertragen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Überwachungssystem
der eingangs beschriebenen Art mit möglichst geringem Leitungsaufwand eine rasche
und genaue Abfrage der Meßstellen aller Zweigstationen zu ermöglichen, wo-bei in
der Zentralstation eine eindeutige Zuordnung der Meßwertsignale zu den zugehörigen
Meßstellen gewährleistet ist.
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Diese Aufgäbe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß nur zwei Leitungspfade
die Zentralstation mit allen Zweigstationen verbinden, daß jedem einzelnen Rufimpuls
eine vorbestimmte Anzahl von
davon unterschiedlichen Abtastimpulsen
folgt sowie Ruf- und Abtastimpulse über den einen Leitungspfad geführt sind, daß
ein Zählwerk in jeder Zweigstation die für jede Zweigstation unterschiedliche Zahl
der Rufimpulse zählt und bei übereinstimmung mit der zugehörigen Rufimpulszahl die
folgenden Abtastimpulse eintreten läßt, daß die Abtastimpulse nacheinander bei jeweils
einer Meßstelle Meßwertimpulse auslösen, die über den anderen Leitungspfad zur Zentralstation
zurückgeführt sind, und .daß die Ruf- und Abtastimpulse zusammen mit den Meßwertimpulsen
in der Zentralstation einer Auswerteeinheit zugeleitet sind.
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hierbei genügen zwei Leitungspfade (vier Adern), um sämtliche Meßstellen
anzurufen und abzufragen. Das Zählwerk stellt fest, welche Zweigstation an der Reihe
ist und öffnet dann einen Kanal für die anschließend über die gleiche Leitung folgenden
Abtastsignale, die allerdings von den Rufsignalen unterschiedlich sein müssen. Der
Abfragevorgang ist ungewöhnlich rasch, weil beim Auftreten eines neuen Rufimpulses
sofort zur nächsten Zweigstation weitergeschaltet wird, da in jeder Zweigstation
Zählwerke die Rufimpulszahl verfolgen. Jeder von der Zentralstation ausgehende Abtastimpuls
löst bei einer neuen Meßstelle einen Meßwertimpuls aus. Es hängt demnach nur von
der Geschwindigkeit der Impulsfolgen und von der Umschaltgeschwindigkeit in den
einzelnen Zweigstationen ab, wie rasch alle Meßstellen aller Zweigstationen abgefragt
werden können. Die Ruf- und Abtastimpulse wählen nicht nur eine bestimmte Zweigstation
und Meßstelle aus, sie geben auch gleichzeitig ein Signal an die Auswerteeinheit
der Zentralstation. Infolgedessen ist diese Auswerteeinheit in der Lage, die von
dem letzten Abtastimpuls ausgelösten Meßwertimpulse genau der richtigen Meßstelle
zuzuordnen. Auf der Basis dieser Feststellung können Anzeigegeräte betätigt werden,
die den zu überwachenden Stellen entsprechen, von denen die empfangenen Meßwertimpulse
ihren Ausgang nahmen.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Rufimpulse und die Abtastimpulse
entgegengesetzte Polarität besitzen. Dies ist der einfachste Weg, diese beiden Impulsarten
voneinander zu unterscheiden.
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Die Erfindung wird nachstehend im Zusammenhang mit der Zeichnung näher
erläutert. Es zeigt F i g. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der
Erfindung, F i g. 2 ein Blockschaltbild der zentralen überwachungsstation und F
i g. 3 ein Blockschaltbild einer Zweigstation. Eine Zentralstation C ist mit einer
Zahl von Zweigstationen B1, B2 ... BN über ein Paar von übertragungsleitungen
LS und LR verbunden. Die erstgenannte Leitung LS überträgt von der Zentralstation
C die Rufsignale PC und die Abtastsignale PS, während die Leitung
LR die Meßwertsignale von jeder Zweigstation zur Zentralstation übermittelt.
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Es sei angenommen, daß die Zahl der Zweigstationen N sei und daß die
größte Zahl der zu überwachenden Stellen in jeder Zweigstation m sei. Dann ist die
Anordnung so getroffen, .daß die Zentralstation C über die Leitung LS eine Reihe
von Rufimpulssignalen PC abgibt, von denen jedem eine Reihe von m Abtastimpulssignalen
PS folgt. Diese beiden Arten von Impulsen PC und PS werden vorzugsweise mit
entgegengesetzter Polarität abgegeben. Wie F i g. 3 zeigt, weist jede .der Zweigstationen
B1, B2 . . . BR die folgenden Teile auf: Ein Kreis 1 trennt die Impulse
PC und PS, wenn sie über .die Leitung LS zugeführt werden. Ein Zählwerk
2 zählt die Zahl der Impulse PC, die von den Impulsen PS getrennt worden sind. Eine
Torschaltung 3 wird geöffnet, wenn das Zählwerk 2 eine bestimmte Anzahl von Impulsen
PC gezählt hat, wobei, diese Anzahl für die einzelnen Zweigstationen unterschiedlich
vorherbestimmt werden muß. Ein Zählwerk 4 beginnt nach dem Öffnen der Torschaltung
3 die Anzahl der Impulse PS zu zählen, die von dem Kreis 1 von den Impulsen
PC getrennt worden sind. Ein Verstärker 5 verstärkt die Ausgangsspannung des Zählwerks
4. Eine Gruppe von m Kontakten 6 ist vorgesehen-, von denen jeder geschlossen wird,
wenn eine der zu überwachenden Stellen nicht in Ordnung ist. Eine Diodenmatrix 9
besitzt ein Paar von Ausgangsleitungen 7 und 8, von denen eine ein Ausgangssignal
führt, wenn eines der nacheinander von dem Verstärker 5 an die Matrix angelegten
Abtastsignale mit - einem Eingangssignal übereinstimmt, das der Matrix über einen
der geschlossenen Kontakte 6 zugeführt wird. Ein Mischverstärker 10 verstärkt die
Ausgangssignale an den Leitungen 7 oder 8, so daß die Ausgangsspannung des Verstärkers
5 an die Zentralstation C über die Leitung LR abgegeben werden kann. Zweckmäßigerweise
ist vorherbestimmt, an welcher der Ausgangsleitungen 7 und 8 ein Signal erscheint;
wenn die Kontakte geschlossen worden sind. Bequemer= weise .erscheint ein Signal
auf einer der Leitungen 7 und 8, wenn der Fehler an den zu überwachenden Stellen
verhältnismäßig groß ist, während an der anderen Leitung ein Signal auftritt, wenn
der Fehler weniger ernsthaft ist. Das Signal auf der Leitung 7 kann entgegengesetzte
Polarität zu dem Signal auf der Leitung 8 haben.
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In der Zentralstation C werden, wie F i g. 2 zeigt, die Ausgangssignale
eines Impulsgenerators 11 einem Mischverstärker 13 zugeführt, und zwar -einerseits
direkt und andererseits über ein - Zählwerk 12. Das Zählwerk 12 ist so ausgelegt,
daß immer dann, wenn m + 1 Eingangsimpulse angelegt worden sind, ein Ausgangsimpuls
erzeugt wird, .dessen Polarität entgegengesetzt derjenigen der Eingangsimpulse ist.
Es ist leicht einzusehen, daß der Verstärker 13 jeweils m -I- 1 Impulse direkt von
dem Generator 11. und jeweils nur einen Impuls von dem Zählwerk 12 empfängt. Demzufolge
treten in der Leitung LS, welche an den Ausgang des Verstärkers 13 angeschlossen
ist, eine Reihe von Impulsen PC auf, von denen jedem in Impulse PS folgen, deren
Palarität entgegengesetzt derjenigen der Impulse PC ist.
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Die Impulse des Zählwerks 12 werden außerdem an ein Zählwerk 14 und
dann in einen Verstärker 15 gegeben, während die Impulse des Generators 11 außerdem
einem Zählwerk 16 und danach einem Verstärker 17 zugeführt werden. Die Ausgangssignale
der Verstärker 15 und 17 werden an eine Diodenmatrix 18 gelegt, welcher außerdem
Impulse von der Leitung LR zugeführt werden. Die Matrix ist mit einer Anzahl von
Ausgangsleitungen über Verstärker 19, 19' an eine Anzahl von Anzeigegeräten
20, 20' gelegt, von denen jedes einer vorbestimmten zu überwachenden Stelle
der Zweigstationen entspricht. Wenn der Matrix 18 von dem Verstärker 15 über eine
der Eingangsleitungen LS; LR ein Signal zugeführt wird und der Matrix 18 ein Signal
von der
Leitung LR gleichzeitig mit einem- korrespondierenden Signal
aus der Reihe der nacheinander an den Verstärker 17 gelegten Signale zugeführt wird,
erscheint ein Ausgangssignal an -der entsprechenden Ausgangsleitung der Matrix,
so daß ein korrespondierendes Anzeigegerät 20, 20' betätigt wird.
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Für die nachfolgende Beschreibung der Betriebsweise sei angenommen,
daß die in F i g. 3 veranschaulichte Zweigstation die sechste Zweigstation in einer
Reihe ist. Wie bereits erwähnt, wird eine Reihe von Impulsen PC, von denen
jedem m Impulse von entgegengesetzter Polarität folgen, über die Leitung
LS an die Zweigstationen abgegeben. Wenn der sechste Impuls PC durch das Zählwerk
2 der sechsten Zweigstation gezählt worden ist, erzeugt dieser ein Ausgangssignal.
Dieses Ausgangssignal öffnet das Tor 3, durch welches dann m Impulse
PS, welche dem sechsten Impuls PC folgen, zum Zählwerk 4 geführt werden.
Sobald dieses Zählwerk 4 die Impulse empfängt, erzeugt es entsprechende Ausgangssignale,
die nacheinander als Abtastsignale über den Verstärker 5 an die Diodenmatrix 9 gelegt
werden. Wenn eine der zu überwachenden Stellen dieser Zweigstation nicht in Ordnung
ist, ist der entsprechende Kontakt 6 bereits geschlossen, wodurch über den geschlossenen
Kontakt ein Signal an die Matrix 9 gelegt wird. Wenn dieses Signal mit dem entsprechenden
Abtastsignal übereinstimmt, die nacheinander an die Matrix 9 über den Verstärker
5 angelegt werden, wird ein Meßwertsignal an einer der Leitungen 7 oder 8 erzeugt,
.das dann über den Verstärker 10 und die Leitung LR an die Zentralstation abgegeben
wird. Wenn beispielsweise der dritte Kontakt 6 geschlossen ist, wird ein Signal
über diesen geschlossenen Kontakt an die Matrix 9 angelegt. In diesem Fall ergibt
sich, wenn das erste und zweite Signal der m Abtastsignale nacheinander an die Matrix
9 gelegt werden, kein Ausgangssignal an den Leitungen 7 und 8; wenn jedoch das dritte
Abtastsign.al an die Matrix 9 gelegt wird, erscheint ein Meßwertsignal an einer
der Leitungen 7 oder B. Wenn zusätzlich zu dem dritten Kontakt auch der fünfte Kontakt
geschlossen ist, wird ein weiteres Meßwertsignal durch die Matrix 9 erzeugt, wenn
das fünfte Abtastsignal eintrifft.
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In der Zentralstation C werden, nachdem das sechste Rufsignal PC an
die Diodenxnatrix 18 über den Verstärker 15 gelegt worden ist, m Abtastsignale nacheinander
an die Matrix 18 gelegt, bevor der siebte Impuls PC eintritt. Gleichzeitig trifft
das Meßwertsignal von der sechsten Zweigstation über die Leitung LR auf einen Trennkreis
20 a, durch welchen das Signal je nach seiner Polarität entweder auf der Leitung
21 oder auf der Leitung 22 erscheint und der Matrix 18 zugeführt wird. In
der Matrix 18 wird, wenn dieses Impulssignal mit .dem entsprechenden Signal der
Abtastsignale, die nacheinander vom Verstärker 17 zugeführt werden, übereinstimmt,
ein Ausgangssignal erzeugt, das eines der Anzeigegeräte 20, 20' der sechsten Zweigstation
betätigt, welches der zu überwachenden Stelle entspricht, die den Fehler aufweist.
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In der obigen Beschreibung ist die sechste Zweigstation nur als Beispiel
gewählt. Dasselbe gilt auch für die p-te Zweigstation, wenn p kleiner oder gleich
n ist. In diesem Fall erzeugt das Zählwerk 2, wenn es p Impulse PC gezählt hat,
ein Ausgangssignal, .das die Torschaltung 3 öffnet, wobei die gleichen Ergebnisse
auftreten wie in der sechsten Zweigstation. In der Zentralstation wird, wenn das
Zählwerk 14 p Impulse PC gezählt hat, ein Ausgangsimpuls erzeugt, der diejenigen
Anzeigegeräte, welche den in der p-ten Zweigstation zu überwachenden Stellen entsprechen,
betriebsbereit macht, bis ein Meßwertsignal oder Meßwertsignale von der Leitung
LR eines oder mehrerer Anzeigegeräte 20, 20' betätigt, bevor der nächste Impuls
PC eintrifft.
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Somit gibt die Zentralstation gemäß der Erfindung eine Reihe von Rufsignalen
ab, denen jeweils eine Reihe von Abtastimpulssignalen zum Abtasten der zu überwachenden
Stellen in jeder Zweigstation folgen, während in jede der Zweigstationen, wenn die
Anzahl der Rufimpulssignale, die für jede der Zweigstationen vorherbestimmt ist,
gezählt worden ist, die Abtastimpulssignale in die Kreise dieser Station eingeführt
werden, so daß sie die zu überwachenden Stellen dieser Zweigstation abtasten. Wenn
beim Abtasten irgendein Fehler an irgendeiner der Stellen festgestellt wird, wird
ein Meßwertsignal erzeugt und über die Leitung LR zur Zentralstation C zurückgeführt.
Das bedeutet, daß lediglich ein Paar von Übertragungsleitungen (vier Adern) erforderlich
ist, unabhängig davon, wie viele Zweigstationen und zu überwachende Punkte vorhanden
sind, was eine große Vereinfachung bei der Leitungsführung mit sich bringt. Die
beiden Leitungspfade können durch zwei Adern und Erde oder mit einer dritten Ader
als gemeinsame Rückleitung oder durch vier Adern gebildet werden.