DE19516906A1 - Einrichtung zur Überwachung von Leuchten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Überwachung von Leuchten, die über einen Stromkreis gespeist werden, wobei jeweils eine Leuchte eine Überwachungsschaltung aufweist, die im Fehlerfall eine Meldung über den Stromkreis abgibt.

Es sind beispielsweise Anordnungen bekannt, die zur Überwachung und Anzeige der Funktion von Leuchten bestimmt sind. So ist es beispielsweise zur Überwachung von Lampenstromkreisen bekannt, Strommeßsysteme einzusetzen, die den gesamten Stromkreis auf unzulässige Abweichungen des Nennwertes überwachen und bei einer Unterschreitung des zulässigen Stroms eine Fehlermeldung auslösen (DE-PS 15 38 661 und DE 28 40 422 A1). Hierbei kann zwar ein Leuchtenausfall erkannt werden, nicht jedoch welche der angeschlossenen Leuchten ausgefallen ist. Dazu sind bei einer Anordnung gemäß DE 34 31 099 A1 neben dem zur Versorgung dienenden Stromkreis zusätzliche Leitungen erforderlich.

Außerdem ist durch DE 36 35 682 A1 eine Anordnung bekanntgeworden, bei welcher jeder Leuchte ein Oszillator zugeordnet ist, der ein Signal mit einer für die jeweilige Leuchte charakteristischen Frequenz in den Stromkreis einspeist. Diese für die Versorgung sehr vieler Leuchten eines Flughafen-Befeuerungskreises vorgesehene Anordnung hat den Nachteil, daß die Übertragung der einzelnen Signale in Überlagerung des Betriebsstromes im Primärkreis, insbesondere bei thyristorgeregelten Kreisen mit Phasenanschnitt, sehr störanfällig ist. Außerdem sind sehr hohe Anforderungen an die Frequenzgenauigkeit der Oszillatoren und an die Trennschärfe des Decoders zu stellen.

Schließlich ist durch DE 41 43 097 A1 eine Anordnung zur Ortsbestimmung defekter Lampen und zum Schutz der die Lampen speisenden Stromwandler bei Lampenausfall in Flughafen-Befeuerungsanlagen bekannt, bei welcher jeder Lampe eines Befeuerungskreises eine steckbare Einrichtung zugeordnet ist, die in Folge eines vordefinierten Signals im Primärstromkreis bei intakter Lampe ein für die jeweilige Lampe charakteristisches Digitalsignal in den Primärstrom einspeist, das durch eine zentrale Meßeinrichtung erfaßt wird und durch Vergleich der erhaltenen "Intakt"-Signale mit gespeicherten Daten eines flughafen-spezifischen Rechners die genaue Lage der nicht gemeldeten und damit defekten Lampen angibt. Diese Anordnung ist ebenfalls sehr aufwendig und setzt unter anderem einen Sender in einer zentralen Einrichtung voraus. Dabei ist die Anordnung speziell auf die Speisung der Lampen mit Hilfe von Stromwandlern ausgelegt, deren Primärwicklungen in einen Serienkreis eingefügt sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine möglichst einfache Einrichtung zur Überwachung von Leuchten, die über einen Stromkreis vorzugsweise mit Gleichspannung gespeist werden, anzugeben, wobei im Fehlerfall die jeweils defekte Leuchte angezeigt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Meldung ohne Aufforderung durch Zu- und Abschalten einer Last erfolgt und die jeweilige Leuchte kennzeichnet und daß in einem mit dem Stromkreis verbundenen Empfänger Mittel zur Unterscheidung verschiedener Meldungen vorgesehen sind.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist vorzugsweise für Notbeleuchtungsanlagen vorgesehen, bei denen bis zu etwa 12 Leuchten von einem Stromkreis gespeist werden. Zu Prüfzwecken werden derartige Notbeleuchtungsanlagen in regelmäßigen Abständen eingeschaltet, beispielsweise einmal täglich. Sowohl bei diesen Prüfungen als auch beim normalen Betrieb kann mit Hilfe der erfindungsgemäßen Einrichtung erkannt werden, ob und welche Leuchten nicht in Ordnung sind.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Leuchten parallelgeschaltet sind und daß der Empfänger eingangsseitig mit einer Meßeinrichtung verbunden ist, die den Strom durch alle Leuchten des Stromkreises erfaßt. Die Meldung an sich kann verschiedene Formen einnehmen, wozu die Last mit entsprechender Frequenz und/oder Dauer zu- und abgeschaltet wird.

Obwohl bei der erfindungsgemäßen Einrichtung im Gegensatz zu bekannten Einrichtungen im Bereich des Empfängers kein Sender zur Erzeugung eines Abfragesignals vorgesehen ist, die Meldungen von den einzelnen Leuchten also nicht synchronisiert sind, ist bei der erfindungsgemäßen Einrichtung keine Fehlfunktion zu befürchten. Dieses ist an sich bereits durch die geringe Wahrscheinlichkeit gegeben, daß zwei Leuchten zur gleichen Zeit ausfallen. Für den Fall, daß dennoch zwei Meldungen praktisch gleichzeitig erzeugt werden, ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß die Meldung aus einem Signal besteht, das in vorgegebenen Zeitabständen wiederholt wird, wobei der Inhalt der Signale und die vorgegebenen Abstände von Leuchte zu Leuchte verschieden sind.

Je nach Anforderungen im einzelnen können die Meldungen aus verschiedenen Signalen bestehen. So kann beispielsweise vorgesehen sein, daß das Signal ein periodisches Signal ist, das von Leuchte zu Leuchte verschieden moduliert ist oder daß das Signal aus mindestens einem Impuls besteht mit von Leuchte zu Leuchte verschiedenem Puls/Pausen-Verhältnis.

Eine besonders günstige Auswertung des Signals im Empfänger wird dadurch ermöglicht, daß das Signal ein codiertes Impulstelegramm ist. Dabei sind verschiedene Codierungen möglich. Eine besonders einfache Codierung besteht jedoch darin, daß das Impulstelegramm aus einer die jeweilige Leuchte kennzeichnenden Anzahl von Impulsen besteht. Diese Form der Codierung ermöglicht eine einfache Decodierung. Sie ist durchführbar, weil die Übertragung der Meldungen bei der erfindungsgemäßen Einrichtung an sich nicht zeitkritisch ist. Es ist ohne Nachteil bezüglich des Gebrauchs der erfindungsgemäßen Einrichtung möglich, die Impulse beispielsweise im Sekundenabstand folgen zu lassen. Dieses hat den Vorteil, daß beim Empfänger hochfrequente Störungen in einfacher Weise eliminiert werden können und daß ferner von der erfindungsgemäßen Einrichtung keine hochfrequenten Störungen ausgehen.

Um fehlerhafte Auswertungen im Empfänger zu vermeiden, ist gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß im Empfänger sich zeitlich überschneidende Signale nicht ausgewertet werden und daß im Falle von ausgewerteten Signalen erst bei mindestens einer folgenden Auswertung mit gleichem Ergebnis die durch die Auswertungen ermittelte Leuchte als defekt gemeldet wird.

Zu einer besonders einfachen Auswertung der eingehenden Meldung kann im Empfänger ein Mikrocomputer vorgesehen sein, der die von der Meßeinrichtung abgegebenen Impulse, die innerhalb einer vorgegebenen Toleranz regelmäßig eintreffen, zählt und das Zählergebnis zur Anzeige bringt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Einrichtung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer bei der Einrichtung nach Fig. 1 verwendeten Leuchte mit einer Überwachungsschaltung,

Fig. 3 Diagramme zur Erläuterung der von den Überwachungsschaltungen im Fehlerfall abgegebenen Meldungen,

Fig. 4 ein Blockschaltbild eines Empfängers und

Fig. 5 ein Flußdiagramm eines Programms für einen im Empfänger befindlichen Mikrocomputer.

Der Einrichtung nach Fig. 1 wird über Anschlüsse 1, 2 eine Gleichspannung zugeführt. Die Spannung wird von einer nicht dargestellten Notstromeinrichtung erzeugt, die gegebenenfalls auch mehrere der in Fig. 1 dargestellten Einrichtungen versorgen kann. Über Leitungen 3, 4 sind Leuchten 11 bis 1n angeschlossen, die jeweils eine Lampe 21 bis 2n und eine Überwachungsschaltung 31 bis 3n enthalten. In den von den Leuchten und den Leitungen 3, 4 gebildeten Stromkreis ist ein Strommeßwiderstand 5 eingeschaltet. Die am Strommeßwiderstand abfallende Spannung wird einem Empfänger 6 zugeleitet. Der Empfänger 6 weist eine Anzeigevorrichtung 7 auf, an welcher abgelesen werden kann, welche Leuchte bzw. Lampe defekt ist.

Eine von den Leuchten 11 bis 1n ist in Fig. 2 detaillierter dargestellt. Die Lampe 41 (eine der Lampen 21 bis 2n in Fig. 1) ist über einen Strommeßwiderstand 42 und Anschlüsse 43, 44 mit den Leitungen 3, 4 verbunden. Ein Meßverstärker 45 mit Schwellwertcharakteristik, dem die am Widerstand 42 abfallende Spannung zugeführt wird, steuert einen Impulsgeber 46 derart, daß der Impulsgeber 46 keine Impulse erzeugt, wenn der Spannungsabfall am Meßwiderstand 42 einen vorgegebenen Wert überschreitet. Dieses ist nicht mehr der Fall, wenn die Lampe 41 defekt ist und der Lampenstrom somit auf 0 abfällt. Dann wird vom Meßverstärker 45 der Impulsgeber 46 eingeschaltet, so daß dieser die im Zusammenhang mit Fig. 3 später genauer erläuterten Impulse erzeugt. Mit diesen Impulsen wird über einen steuerbaren Schalter 47, der vorzugsweise von einem Halbleiterschalter gebildet wird, ein Lastwiderstand 48 zu- oder abgeschaltet. Der Lastwiderstand 48 ist derart dimensioniert, daß sich durch das Zu- und Abschalten eine mit Hilfe des Empfängers 6 (Fig. 1) erkennbare Stromänderung ergibt. Der Meßverstärker 45 und der Impulsgeber 46 erhalten ihre Betriebsspannung ebenfalls über die Anschlüsse 43, 44.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die mit Hilfe der Überwachungsschaltungen, insbesondere mit Hilfe der Impulsgeber 46 (Fig. 2), im Fehlerfall erzeugten Meldungen. Die Zeitdiagramme a, b und c stellen Meldungen drei verschiedener Überwachungsschaltungen dar. Die Anzahl der Impulse jeweils eines Signals, das sich nach einer Pause wiederholt, stellt die Adresse der jeweiligen Leuchte dar, die am Impulsgeber 46 einstellbar ist. Im Falle der Darstellung nach Fig. 3 bedeuten zwei Impulse die Adresse der Leuchte 11, drei Impulse die Adresse der Leuchte 12 und vier Impulse die Adresse einer weiteren Leuchte (Fig. 1). Die Pausen P1, P2, P3 zwischen den Signalen sind von Leuchte zu Leuchte verschieden. Da ferner keine Synchronisierung zwischen den Impulsgebern 46 der einzelnen Leuchten erfolgt, stellt sich eine beliebige Phasenlage zwischen den Meldungen der einzelnen Leuchten ein, wenn überhaupt Meldungen von mehreren Leuchten bzw. Überwachungsschaltungen erzeugt werden.

In der Regel ist zur Zeit jeweils nur eine Lampe defekt, so daß im Empfänger die Anzahl der Impulse jeweils eines Signals gezählt und eine entsprechende Anzeige vorgenommen werden kann. Sollten jedoch mehrere Lampen gleichzeitig defekt werden, so kann dies durch Zählen der einzelnen Signale ebenfalls festgestellt werden, wenn die Signale zeitlich voneinander abgesetzt sind, wie dieses in Fig. 3 dargestellt ist. Dazu wird einmal bis zwei, einmal bis drei und einmal bis vier gezählt, worauf alle Zählergebnisse angezeigt werden.

Für den Fall, daß sich bei mehreren defekten Lampen die Signale überschneiden und somit ein im Empfänger vorgesehener Zähler zu einem falschen Ergebnis kommen würde, ist eine Auswertung mehrerer aufeinanderfolgender Signale (Impulsgruppen) vorgesehen. Da die Pausen P1, P2, P3 von Leuchte zu Leuchte verschieden groß sind, sind bei einer Überschneidung die folgenden Signale bezüglich ihrer Phasenlage derart verschieden, daß sie getrennt ausgewertet werden können. Sicherheitshalber kann dabei vorgesehen sein, daß erst bei mehrmaliger gleichlautender Erfassung eine Anzeige erfolgt.

Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild eines Empfängers, der den Spannungsabfall am Strommeßwiderstand 5 auswertet. Dazu wird die Spannung an den Anschlüssen des Strommeßwiderstandes 5 Eingängen eines Differenzverstärkers 51 zugeführt, dessen Ausgangssignal über einen Analog/Digital-Wandler 52 einem Eingang eines Mikrocomputers 53 zugeleitet wird. Ein Ausgang des Mikrocomputers 53 bildet einen Ausgang 54 des Empfängers 6, der mit der Anzeigevorrichtung (Display) 7 (Fig. 1) verbunden ist.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Programm des Mikrocomputers 53 (Fig. 4) wird in einem Programmteil 61 über die Größe des Eingangssignals des Mikrocomputers 53 der Strom I_k zum Zeitpunkt k gemessen. Anschließend wird der gemessene Wert bei 62 mit einem zuvor gemessenen Wert I_k-1 verglichen. Ist I_k größer als I_k-1, liegt also ein positiver Stromsprung vor, wird bei 65 B = 1 gesetzt. Anderenfalls wird bei 63 geprüft, ob I_k kleiner als I_k-1 ist. Um zufällige geringe Stromschwankungen auszuschließen, kann durch die Vergleiche bei 62 und 63 eine Hysterese gebildet werden. Liegt ein negativer Stromsprung vor, so wird bei 64 B = 0 gesetzt. Anderenfalls bleibt B unverändert.

Bei 66 wird B in ein Schieberegister gegeben, d. h., daß die einzelnen Stellen einer Binärzahl SR, die beispielsweise 100 Stellen aufweist, um eine Stelle nach rechts geschoben werden und die höchstwertige Binärstelle mit dem Wert für B besetzt wird. Die Frequenz, mit welcher das in Fig. 5 dargestellte Programm wiederholt wird, ist wesentlich größer als die Wiederholfrequenz der in Fig. 3 dargestellten Impulse. Für die in Fig. 3, Zeile a dargestellten Doppelimpulse ergibt sich beispielsweise eine Binärzahl mit jeweils einer Anzahl von Nullen, Einsen, Nullen, Einsen und wiederum Nullen.

Diese Binärzahl SR wird in einer Tabelle 67 unter Berücksichtigung von Toleranzen mit den für die einzelnen Leuchten vorgegebenen Mustern verglichen. Entspricht die Binärzahl SR der in der Tabelle abgelegten Binärzahl SR1, wird aus der Tabelle 67 die Information, daß die Lampe L11 defekt ist, ausgelesen und bei 68 ausgegeben. Daraufhin wird das Programm wiederholt. Bei Binärzahlen, welche nicht den vorgegebenen Impulsmustern entsprechen (in Tabelle durch SR(n+1) bis SR(m) stellvertretend dargestellt), wird in der Tabelle lediglich festgestellt, daß es sich um kein gültiges Impulsmuster handelt und dementsprechend auch keine Meldung ausgegeben. Solche ungültigen Impulsmuster können beispielsweise entstehen, wenn von mehreren Leuchten Meldungen eintreffen, die sich überlappen.

Um die Sicherheit gegenüber Fehlmeldungen weiter zu erhöhen, kann ferner vorgesehen sein, daß eine an sich aus der Tabelle 67 ausgelesene Meldung noch nicht ausgelesen, jedoch zwischengespeichert wird. Trifft dann in einem Abstand von P1, P2 oder P3 (Fig. 3) ein gleiches Impulsmuster ein, so daß aus der Tabelle 67 auch die gleiche Fehlermeldung ausgelesen wird, wird diese nach Vergleich mit der zwischengespeicherten Meldung ausgegeben.

Claims (9)

1. Einrichtung zur Überwachung von Leuchten, die über einen Stromkreis gespeist werden, wobei jeweils eine Leuchte eine Überwachungsschaltung aufweist, die im Fehlerfall eine Meldung über den Stromkreis abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Meldung ohne Aufforderung durch Zu- und Abschalten einer Last (48) erfolgt und die jeweilige Leuchte (11 bis 1n) kennzeichnet und daß in einem mit dem Stromkreis (3, 4, 5) verbundenen Empfänger (6) Mittel zur Unterscheidung verschiedener Meldungen vorgesehen sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchten (11 bis 1n) parallelgeschaltet sind und daß der Empfänger (6) eingangsseitig mit einer Meßeinrichtung (5) verbunden ist, die den Strom durch alle Leuchten (11 bis 1n) des Stromkreises erfaßt.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meldung aus einem Signal besteht, das in vorgegebenen Zeitabständen wiederholt wird, wobei der Inhalt der Signale und die vorgegebenen Abstände von Leuchte zu Leuchte verschieden sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal ein periodisches Signal ist, das von Leuchte zu Leuchte verschieden moduliert ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal aus mindestens einem Impuls besteht mit von Leuchte zu Leuchte verschiedenem Puls/Pausen-Verhältnis.

6. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal ein codiertes Impulstelegramm ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Impulstelegramm aus einer die jeweilige Leuchte kennzeichnende Anzahl von Impulsen besteht.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Empfänger sich zeitlich überschneidende Signale nicht ausgewertet werden und daß im Falle von ausgewerteten Signalen erst bei mindestens einer folgenden Auswertung mit gleichem Ergebnis die durch die Auswertungen ermittelte Leuchte als defekt gemeldet wird.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Empfänger ein Mikrocomputer vorgesehen ist, der die von der Meßeinrichtung abgegebenen Impulse, die innerhalb einer vorgegebenen Toleranz regelmäßig eintreffen, zählt und das Zählergebnis zur Anzeige bringt.