DE1791062C3 - Anordnung zur Anzeige von Meldezuständen bei zyklischer Abfrage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Anzeige von binären Meldezuständen bei Einrichtungen, die mit Hilfe eines aus mehreren, der Anzahl der zu überwachenden Stellen entsprechenden elektronischen Stufen aufgebauten WähJers mehrere Meldestellen zyklisch mit einer zentralen Auswertungseinrichtung verbinden und den Wähler durch einen Impulsgeber weiterschalten.

Bei Einrichtungen zur Überwachung des elektrischen und mechanischen Zustandes von Einrichtungen an einem fernen Ort sogenannten Fernüberwachungen, ist es bekannt, am überwachten und überwachenden Ort synchron laufende Schrittschaltwerke oder Wähler anzuordnen, die über Signalleitungen Impulstelegramme aussenden bzw. empfangen und damit den Zustand des überwachten Ortes erkennen lassen. Derartige Einrichtungen können z. B. in Trägerfrequenz-Kabelanlagen dazu verwendet werden, um den Röhrenausfall in einer unbemannten Verstärkerstation an das nächstgelegene Hauptamt zu melden. Es ist fernerhin schon bekannt, die Pilotüberwachung vieler Übertragungsbänder oder Leitungen mit nur einem Pilotempfänger vorzunehmen, der mit einem Schrittschaltwerk oder Wähler nacheinander an die einzelnen Übertragungsbänder angeschaltet wird. Es kann sogar in bekannter Weise die Fernüberwachungseinrichtung Meldungen der Pilotüberwachung aufwandsparend mit übernehmen, wodurch die Kapazität der Fernüberwachungseinrichtung mit ihren zur Verfügung stehenden Signaladern besser ausgenutzt wird.

In vielen technischen Anlagen sind nun Meßgrößen an zentraler Stelle auszuwerten, wozu man oft Meßwertgeber mit gleichartigen Ausgängen verwendet. Bei Anwendung einer zyklischen Abfrage kann man nach Fig. I zentral gelegene teuere Auswertungseinrichtungen A WE für eine Vielzahl von dezentral angeordneten Meßstellen M verwenden. Die Meßstellen werden über einen durch den Impulsgeber IG fortgeschalteten Wähler Wr nacheinander mit der gemeinsamen Auswertungseinrichtung A WE verbunden, deren Aufwand um so weniger ins Gewicht fällt, je mehr Meßstellen angeschlossen sind. Ein typisches Beispiel ist die Pegelregelung von Trägerfren'ienz-Verstärkern: Normalerweise braucht jpuer Regelkreis einen eigenen Pilotempfänger, der ziemlich aufwendig ist. Zentral angeordnet dagegen genügt ein einziger Pilotempfänger für viele Verstärker. Stellt die Auswertungseinrichtung AWE bei einem Meßwert eine unzulässige Abweichung fest, so muß diese Störung durch ein der Meßstelle M zugeordnetes Anzeigeorgan A signalisiert werden. Dieses Organ braucht einen zusätzlichen Speicher SP, der den Anzeigezustand während des Wählerumlaiifs aufrecht erhält. Da Störungen nur selten auftreten, ist jeder besondere Aufwand zu ihrer Anzeige unerwünscht. Die denkbare

Lösung, die Anzeige dadurch zu verbilligen, daß der Wähler bei der Abfrage eines falschen Meßwertes angehalten wird, ist im allgemeinen nicht durchführbar, da bei stillstehendem Wähler die weitere Überwachung der anderen Meßstelien nicht möglich isL

Die der Erfindung zugrunde liegende und zu lösende Aufgabe besteht nun darin, ohne zusätzlichen Aufwand für Speicher-, Schalt- und Anzeigeelemente eine dauernde Überwachung von gleichartigen MeQsteller zu ermöglichen.

Die Anordnung nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch mit jeweils einem Ausgang der elektronischen Stufen verbundene, träge ansprechende Anzeigeorgane, durch ein mit dem Impulsgeber verbundenes Speicherglied, wobei der Impulsgeber den Wähler mit so hoher Frequenz fortschaltet, daß die Anzeigeorgane infolge der kurzen Einschaltdauer und somit des niedrigen Mittelwertes der an ihnen anliegenden elektrischen Leistung nicht oder nur schwach ansprechen, und durch einen Auswerter, der bei Feststellung eines Stc.tingszu-Standes an der durch den Schalter angeschalteten Meldestelle mittels eines Störungssignals einerseits das Speicherglied einschaltet, welches den Impulsgeber anhält und damit die betreffende Stufe des Wählers eingeschaltet läßt, so daß das zugehörige Anzeigeorgan lange anliegt und daher anspricht, und andererseits ein Zeitglied anstößt, das nach Ablauf einer längeren Wartezeit das Speicherglied löscht, so daß der Impulsgeber den Wähler wieder fortschaltet

Die in der DE-AS 11 29 233 beschriebene Einrichtung zur Nacheinanderverstärkung einer Anzahl kleiner Spannungen besteht aus einem Transistoren aufweisenden Ringzähler, der im gleichbleibenden unbeeinflußbaren Rhythmus über Widerstände, die den jeweiligen Eingangsklemmen 1, 2... η zugeordneten Vorverstärkerstufen I, II... N durchschaltet und so die an den Eingangsklemmen anliegenden Gleichstromsignale (ζ. B. von Thermoelementen in Kernreaktoren) nacheinander an einen genieinsamen Verstärker anlegt. Die Anordnung nach der Erfindung hat mit der bekannten Einrichtung lediglich das als bekannt vorausgesetzte Merkmal gemeinsam, nämlich, daß jeder Ausgang der elektronischen Stufen (I, 2... n)einen Schalter veranlaßt, die Meßstellen mit der Auswerteeinrichtung zu verbinden.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Anordnung nach der Erfindung besteht in der Verwendung von Glühlampen als Anzeigeorgane, eines mindestens fünfstufigen Wählers und eines Impulsgebers, dessen Fortschaltfrequenz größer als 20 Hz ist, und in der Verwendung eines Zeitgliedes, dessen Wartezeit mehr als 1 Sekunde beträgt.

Durch die Anordnung nach der Erfindung wird die gestellte Aufgabe in vorteilhafter Weise erfüllt. Die hierfür notwendigen Einrichtungen sind in den benutzten elektronischen Wähleinrichtungen ohnehin vorhanden, beispielsweise Glühlampen, die bei elektronischen Wählern die jeweils abgefragte Meßstelle anzeigen. Das Prinzip der Anzeige von Meldezuständen besteht also darin, daß der abfragende Wähler in jeder Einstellung auf eine Meß- oder Meldestelle ein dieser Meßstelle zugeordnetes Anzeigeorgan einschaltet, das aber nur träge auf den im Einschaltmoment fließenden Strom reagiert. Der Impulsgeber schaltet nämlich den Wähler so schnell weiter, daß die Anzeigeorgane nicht (15 ansprechen. Nur wenn die Auswertungseinrichiung bei einem als falsch festgestellten Meßwert ein .Störungssignal abgibt, hält der Impulsgeber und damit auch der Wähler für eine vorgegebene Zeit aa Das Anzeigeorgan spricht während dieser Verweilzeit an und kennzeichnet die zugeordnete Meßstelle z. B. als gestört Nach Ablauf der Verweilzeit schaltet der Impulsgebe/ den Wähler wieder rasch weiter.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Fig.2 dargestellten Ausführungsbeispiels und des in F i g. 3 gezeigten Zeitdiagramms der Auswerteeinrichtung A WE näher erläutert

Der Wähler Wr besteht aus den elektronischen Stufen 1, 2... n, von denen immer eine Stufe eingeschaltet ist Beispielsweise ist der Wählerausgang W im dezentralen Teil der Stufe 1 eingeschaltet und der Schalter Shat in dieser Stufe die Melde- oder Meßstelle M mit der Auswertung A W des zentralen Teiles der Auswertungseinrichtung A WE verbunden. Außerdem legt der Wählerausgang W das Anzeigeorgan A an Spannung. Dieses z. B. durch eine Glühlampe realisierte Anzeigeorgan spricht jedoch nicht an; denn der Impulsgeber IG schaltet gemäß dem in Fig.3 dargestellten Zeitdiagramm, Zeile a', schon nach kürzester Zeit etwa nach 1 ms, mittels der in die gemeinsame Steuerleitung a des Wählers Wrgespeisten Impulse Γ, 2', 3'... n' auf Stufe 2 weiter. Der in dieser Stufe abgefragte Meßwert der Meßstelle Λ/moge falsch sein und der Auswerter A W gibt gemäß Zeile c' der Fig.3 ein Störungssignal c (Fig.2) an den zentralen Speicher ZS. Der Speicher sperrt mittels des in Zeile d' der Fig.3 angegebenen Signals d (Fig.2) den Impulsgeber IG und schaltet damit gleichzeitig ein Zeitglied ZG ein, das z. B. nach etwa zwei Sekunden den Speicher ZS wieder löscht. Damit läuft der Impulsgeber IG wieder weiter und der Wähler fragt seine anderen Meßstellen rasch ab, bis er — beispielsweise bei π =50 Meßstellen — nach 49 ms beim Abfragen der Speicherstufe 2 wieder für zwei Sekunden angehalten wird. Hierbei leuchtet also die Lampe A der Speicherstufe 2 deutlich auf und signalisiert damit den falschen Meßwert der der Stufe 2 zugeordneten Meßstelle M. In Zeile b' der Fig.3 ist in Abhängigkeit von der Zeit das an der Klemme b (Fig.2) der zentralen Auswertungseinrichtung A Wffliegende Signal angegeben.

Das Beispiel mit 50 im Millisekunden-Rhythmus abgefragten Meßstellen zeigt, daß bei einer Störung die zugeordnete Glühlampe praktisch dauernd leuchtet; denn sie ist 2 s lang ein- und nur 49 ms lang ausgeschaltet (Verhältnis 40 :1). Bei mehreren Störungen leuchten die entsprechenden Lampen nacheinander flackernd auf. Da sie jeweils 2 s lang leuchten, sind sie ebenfalls gut erkennbar. In Meßstellungen des Wählers, in denen der Meßwert stimmt, wird die Lampe im Mittel nur mit einem Bruchteil der Betriebsleistung versorgt, so daß sie dunkel bleibt. Selbst bei Anlagen mit fünf Meßstellen glimmen die Lampen nur ganz schwach, obwohl sie immerhin mit 20% ihrer Leistung gespeist werden. Vorteilhafterweise sollte hierbei die Abfragefrequenz über 20 Hz liegen, da die üblichen Lampen bei einer Abfragezeit über 50 ms zu flimmern beginnen.

Wenn zwei Melde- oder Meßstellen, die der Wähler unmittelbar nacheinander abfragt, gestört sind oder unzulässige Abweichungen ihrer Meldeströme von einem Sollwert aufweisen, so muß das Zeitglied, das gerade die Wartezeit von 2 s verursacht hat, im Bruchteil einer Abfrageperiode (Fortschaltperiode) — nach F i g. 3 also etwa nach 0,4 ms — wieder Dereit sein, die volle Wartezeit zu liefern. Diese Aufgabe erfüllt eine Doppelbasisdiode besonders gut; denn sie entlädt einen über einen großen Widerstand geladenen KonHpn«inr

nach Erreichen der Höckerspannung innerhalb weniger Mikrosekunden.

Wähler aus elektronischen Speicherstufen werden leicht dadurch überwacht, daß alle Stufen über einen gemeinsamen Widerstand gespeist werden, an dem im Betrieb ein bestimmter Spannungsabfali auftreten muß. Beim Weiterschalten des Wählers treten an diesem Widerstand Spannungsimpulse mit der Abfragefrequenz auf. Eine Gerätestörung kann daher, wenn diese Impulse z. B. eine Sekunde lang ausbleiben, beispielsweise dadurch signalisiert werden, daß sich der Integrierkondensator einer Schöpfschaltung entlädt, in einer Schöpfschaltung wird die in einem Integrierkondensator zu speichernde Energie durch wiederholtes Einspeisen kleiner Energiemengen, z. B. der Energie eines Kondensators mit kleiner Kapazität, schrittweise erhöht. Die gleiche Anordnung würde auch beim Anhalten des Wählers infolge eines falschen Meßwertes Alarm geben, so daß sich eine besondere Alarmeinrichtung erübrigt.

Die durch die Ausbildung der Anordnung nach der Erfindung erzielten Vorteile werden im folgenden kurz erläutert. Übliche Abfrageeinrichtungen enthalten je Meßstelle zwei Anzeigeorgane, nämlich eines zur Kennzeichnung der Wähler-Einstellung und eines zur Störungssignalgabe. Zum zweiten Anzeigeorgan gehört dabei nicht nur der Speicher SP nach Fig. 1, sondern auch noch ein Paar elektronischer Schalter, über die der Speicher ein- und ausgeschaltet wird. Die Anordnung nach der Erfindung mit nur einem Anzeigeorgan je Meßstelle spart also vier Glieder ein und macht außerdem die Anzeige übersichtlicher. Die Bedienungsclemenle sind auf ein Minimum beschränkt und es wird nur das unbedingt Notwendige angezeigt.

Zur Anzeige dienen vorteilhafterweise handelsübliche Glühlampen. Sie besitzen die erforderliche Trägheit. Im normalen, störungsfreien Betrieb sind sie nur schwach belastet; sie leben daher sehr lange. Da die Lampen im Stromkreis der Wählerstufen liegen, schaltet der Wähler bei einem Lampenausfall nicht mehr weiter. Diesen Zustand signalisiert die Wählerüberwachung, die damit auch die Lampen kontrolliert und störende Lampenprüftasten erspart. Zur Fehlersuche legt ein Prüfschalter an den Auswerter A W(F i g. 2) dauernd einen falschen Meßwert und startet den Wähler Wr bei Stufe 1. Da jetzt jeder Schritt 2 s dauert, wird die durch Lampenausfall gestörte Stufe leicht gefunden.

Solange keine unzulässig abweichenden Meßwerte vorliegen, läuft der Wähler rasch um und eine neu auftretende Störung an einer Meßstelle wird fast sofort signalisiert. Das Anhalten für mehrere Sekunden erlaub es dem Personal, den falschen Meßwert auf einen Meßinstrument abzulesen. Bei nur einer Störung zeig dieses Instrument sogar den falschen Meßwert dauerni an, da die Umlaufzeit ja sehr kurz gegenüber de Wartezeit ist.

Baut man das Zeitglied mit einer Doppelbasisdiode auf, dann ist es nach einer Löschung erneut so schnei wieder verzögerungsbereit, daß es nicht die Fortschalt

ίο frequenz des Impulsgebers IG beschränkt. Zur Alarm gäbe genügt eine einzige Einrichtung, die sowohl be falschen Meßwerten als auch bei Geräteausfällei signalisiert. Die Anordnung kann mit einer Fernsignali sierung an andere Stellen melden. Der Rhythmus de Impulsgebers wird auf einem Adernpaar übertragen un< steuert weitere, gleichartige Wähler mit Anzeigeorga nen. Der Gleichlauf aller Wähler wird beispielsweist durch einen Synchronisierimpuls besonderer Polaritä gesichert.

Der Abfragebetrieb mit speicherfreier Anzeige ist ii allen Anlagen möglich, deren Meßwerte beispielsweisi in weniger als 50 ms ausgewertet werden können. E muß sich also um Gleichspannungen oder -ströme ode um Wechselspannungen handeln, die mit Filtern große Bandbreite verarbeitet werden können. Im Zusammen wirken der Meßstelle mit dem elektronischen Schalte und dem Auswerter gibt es zahlreiche Varianten. Ii einer zyklisch abfragenden Isolationsüberwachung voi Kabeladern wird beispielsweise je Ader ein all Magnetverstärker arbeitender Ringkern impulsweist ummagnetisiert. In der Nachrichten-Übertragungstech nik können abfragende Pilotüberwachungen und Fern Überwachungen mit speicherfreier Störungsanzeige arbeiten. In der erzeugenden und verarbeitender Industrie werden Einrichtungen zur zentralen Betriebs führung durch das Verfahren sehr vereinfacht. Dabei isi es ein großer Vorzug, die Signale über ein einfache; Adernpaar vielen Stellen zugänglich machen zu können.

Die in F i g. 2 im Prinzip angegebene Anordnung nach der Erfindung kann sogar den Grad einer Störung bzw Abweichung sichtbar machen. Je nach Abweichung de; Meßwertes vom Sollwert gibt der Auswerter A H verschiedene Signale (c) ab, von denen jedes auf eine eigene Kombination eines Speichergliedes ZS mil einem Zeitglied ZG wirkt. Die verschiedenen Wartezeiten können so den Abweichungen entsprechend gestaffelt werden. Eine Meßstelle M wird nun parallel an zwei benachbarte Schalter S angeschlossen. Dann werden die beiden zugeordneten Lampen A bei einem kleinen Fehler beispielsweise rasch, bei einem großen Fehler langsam abwechselnd flackern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Anzeige von binären Meldezuständen bei Einrichtungen, die mit Hilfe eines aus mehreren, der Anzahl der zu überwachenden Stellen entsprechenden elektronischen Stufen aufgebauten Wählers mehrere Meldestellen zyklisch mit einer zentralen Auswertungseinrichtung verbinden und den Wähler durch einen Impulsgeber weiterschalten, gekennzeichnet durch mit jeweils einem Ausgang (W) der elektronischen Stufen verbundene, träge ansprechende Anzeigeorgane (A), durch ein

' mit dem Impulsgeber (IG) verbundenes Speicherglied (ZS), wobei der Impulsgeber den Wähler mit so hoher Frequenz fortschaltet, daß die Anzeigeorgane (A) infolge der kurzen Einschaltdauer und somit des niedrigen Mittelwertes der an ihren anliegenden elektrischen Leistung nicht oder nur schwach ansprechen, und durch einen Auswerter (A W), der bei Feststellung eines Störungszustandes an der durch den Schalter (S) angeschalteten Meldestelle (M) mittels eines Störungssignals (c) einerseits das Speicherglied (ZS) einschaltet, welches den Impulsgeber (IG) anhält und damit die betreffende Stufe des Wählers (Wr) eingeschaltet läßt, so daß das zugehörige Anzeigeorgan (A) lange anliegt und daher anspricht, und andererseits ein Zeitglied (ZG) anstößt, das nach Ablauf einer längeren Wartezeit das Speicherglied (ZS) löscht, so daß der Impulsgeber (IG)den Wähler wieder fortschaltet

2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Glühlampen als Anzeigeorgane, einen mindestens fünfstufigen Wähler und einen Impulsgeber, dessen Fortschaltfrequenz über 20 Hz liegt, und durch ein Zeitglied, dessen Wartezeit mehr als eine Sekunde beträgt

3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 und 2, gekennzeichnet durch ein mittels einer Doppelbasisdiode derart aufgebautes Zeitglied, daß dieses innerhalb eines Bruchteiles der Fortschaltperiode bereit ist, wieder die volle Wartezeit auszusteuern.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wählerstufen über einen gemeinsamen Widerstand gespeist sind, dessen Spannungsabfall derart zur Überwachung ausgenutzt ist, daß die beim Fortschalten entstehenden Impulse den Integrierkondensator einer Schöpfschaltung laden, und daß der Integrierkondensator ein Alarmierungsglied anstößt, sobald seine Spannung infolge Aussetzens der Fortschaltung unter einen Schwellwert gesunken ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung so bemessen ist, daß sie innerhalb der Wartezeit des Zeitgliedes anspricht.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Wähler so aufgebaut ist, daß ein Ausfall der von einer Stufe angeschalteten Glühlampe rHe Fortschaltung unterbricht, so daß die Überwachungseinrichtung den Fehler signalisiert.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen Prüfschalter, bei dessen Betätigung die Auswertungseinrichtung dauernd ein .Störungssignal abgibt, so daß jeder Wählerschritt die Wartezeit andauert und ausgefallene Glühlampen erkannt werden können.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Meldestelle mit zwei benachbarten Schaltern (S) auf die Auswertung (A W) geschaltet wird, und daß die Auswertung mit mehreren Speichergliedern (ZS) und Zeitgliedern (ZG) verschiedener Wartezeit derart verbunden ist, daß die zugehörigen Lampen (A) in einem für die Größe der Störung charakteristischen Rhythmus abwechselnd flackern.