DE19821141A1 - Device for supplying power to an electrical consumer arranged in the operation of a switch and diagnostic device for a switch - Google Patents
Device for supplying power to an electrical consumer arranged in the operation of a switch and diagnostic device for a switchInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Stromversorgung eines im Bereich einer Weiche angeordneten elektrischen Verbrauchers. Die Erfindung betrifft ferner eine Diagnoseeinrichtung zur Überwachung einer Weiche nach dem Oberbegriff des Anspruchs 2.The invention relates to a device for power supply in the field a switch arranged electrical consumer. The invention relates also a diagnostic device for monitoring a switch after Preamble of claim 2.
Fig. 3 zeigt eine bekannte, von der Firma Voest-Alpine - Eisenbahnsysteme, Wien, vertriebene elektronische Überwachungseinrichtung für eine Weiche, bei der mehrere unterschiedliche Sensoren an für die Funktion der Weiche kritischen Stellen angebracht sind. Bei diesen Stellen handelt es sich beispielsweise um die Zungenanlage, den Durchgang zwischen Zunge und Backenschiene und den Herzbereich. Die Sensoren überwachen außerdem die Weichenheizung und die Verschraubung im Herzbereich. Ein in der Nähe der Weiche angeordneter Mikroprozessor bereitet die von den Sensoren aufgenommenen Meßwerte auf. Die aufbereiteten Daten werden anschließend an einen Bildschirmarbeitsplatz fernübertragen und können dort ausgewertet werden. FIG. 3 shows a known electronic monitoring device for a switch, sold by Voest-Alpine - Eisenbahnsysteme, Vienna, in which several different sensors are attached to points critical for the function of the switch. These places are, for example, the tongue system, the passage between the tongue and cheek splint and the heart area. The sensors also monitor the point heater and the screw connection in the heart area. A microprocessor located near the switch prepares the measured values recorded by the sensors. The processed data is then remotely transmitted to a monitor workstation and can be evaluated there.
Zur Versorgung der bekannten Überwachungseinrichtung mit elektrischer Energie ist diese über eigens für diesen Zweck zu verlegende Kabel mit einer zentralen Stromversorgung, z. B. mit einem Stellwerk, verbunden. Eine solche eigene Stromversorgung ist erforderlich, da die Stelleitungen, über die der Antrieb der Weiche vom Stellwerk mit Strom versorgt wird, nicht zur Stromversorgung verwendet werden können. Aus Sicherheitsgründen sind die Stelleitungen so verschaltet, daß nur während eines Stellvorgangs ein ausreichender Strom fließen kann. Auf diese Weise wird wirkungsvoll verhindert, daß ein fehlerhaft arbeitender Weichenantrieb ohne Stellbefehl über die Stelleitungen elektrische Energie bezieht und - ggf. sehr langsam - die Weiche umstellt.To supply the known monitoring device with electrical Energy is this with a cable to be laid specifically for this purpose central power supply, e.g. B. connected to an interlocking. Such Own power supply is required, because the line over which the The turnout is powered by the signal box, not for Power supply can be used. For security reasons they are Control lines interconnected so that only during an actuation process sufficient current can flow. This way it becomes effective prevents a faulty point machine without a command draws electrical energy via the line and - if necessary very slowly - the Switch switches.
Die Kosten für das Verlegen der zusätzlichen elektrischen Kabel sind sehr hoch, weswegen ein Nachrüsten von Weichen mit den soeben geschilderten Überwachungseinrichtungen oft nicht rentabel ist. Eine lokale Stromerzeugung an der Weiche mit Hilfe von Solarzellen und eines daran angeschlossenen Akkumulators ist insofern unbefriedigend, als die Solarzellen verschmutzt oder längere Zeit von Schnee bedeckt sein können. Um lange Ausfallzeiten überbrücken zu können, müßten sehr große und somit teure Akkumulatoren eingesetzt werden.The cost of laying the additional electrical cables is very high high, which is why retrofitting switches with the ones just described Monitoring equipment is often not profitable. Local electricity generation on the switch with the help of solar cells and one connected to it Accumulator is unsatisfactory in that the solar cells are dirty or can be covered by snow for a long time. For long downtimes To be able to bridge them would have to be very large and therefore expensive batteries be used.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Stromversorgung von im Bereich einer Weiche angeordneten elektrischen Verbrauchern, insbesondere einer Diagnoseeinrichtung für Weichen, anzugeben, welche mit einfachen Mitteln realisierbar ist und die die angesprochenen Nachteile nicht aufweist.It is therefore an object of the invention to provide a device for power supply electrical consumers arranged in the area of a switch, in particular a diagnostic device for switches, to indicate which with simple means is realizable and the disadvantages mentioned are not having.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit Hilfe der in Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt Speichermittel zum Speichern elektrischer Energie und Schaltmittel, die dafür sorgen, daß die Speichermittel während eines Stellvorgangs über Stellstromleitungen geladen werden. Die Erfindung beruht auf der Überlegung, daß zumindest kurzzeitig, nämlich bei jedem Stellvorgang, an der Weiche über Stelleitungen in nennenswertem Umfang elektrische Energie bezogen werden kann. Diese Zeit wird erfindungsgemäß genutzt, um Speichermittel aufzuladen. Bei diesen Speichermitteln kann es sich um einen Akkumulator, u. U. aber auch um einen Kondensator ausreichend großer Kapazität handeln. Die erfindungsgemäß vorgesehenen Schaltmittel sind vorzugsweise als einfache elektrische Schaltung realisiert.The invention solves this problem with the help of that specified in claim 1 Characteristics. The device according to the invention comprises storage means for Storage of electrical energy and switching means that ensure that the Storage medium loaded during actuating operation via actuating current lines become. The invention is based on the consideration that, at least temporarily, namely with every setting operation, on the switch via line in significant amount of electrical energy can be obtained. This time is used according to the invention to charge storage media. With these Storage means can be an accumulator, u. But also by one Act the capacitor of sufficiently large capacity. The invention The switching means provided are preferably a simple electrical circuit realized.
Zusätzlich zur oder anstelle der angesprochenen Diagnoseeinrichtung lassen sich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch andere im Bereich der Weiche angeordnete elektrische Verbraucher mit elektrischer Energie versorgen. Ein solcher anderer Verbraucher könnte beispielsweise ein Weichenlagerückmelder sein, der dem Stellwerk den erfolgreichen Vollzug eines Stellbefehls mitteilt.Leave in addition to or instead of the mentioned diagnostic device with the device according to the invention also in the field of Soft arranged electrical consumers with electrical energy supply. Such another consumer could, for example, be a Switch position feedback that the signal box the successful execution of an actuating command.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung ist die Diagnoseeinrichtung mit einer Sendeempfangseinrichtung für ein zellulares Funknetz ausgestattet. Der Datenaustausch mit einer Diagnosezentrale, etwa einem Stellwerk, wird dann über eine Mobilfunkschnittstelle abgewickelt.In a particularly advantageous embodiment of the invention Diagnostic device with a transceiver for a cellular Radio network equipped. The data exchange with a diagnostic center, for example an interlocking, is then processed via a mobile radio interface.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Ausführungsbeispiele und der Zeichnungen eingehend erläutert. Es zeigen:The invention is described below using the exemplary embodiments and Drawings explained in detail. Show it:
Fig. 1 Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Anspruch 1; Fig. 1 schematic diagram of a device according to the invention according to claim 1;
Fig. 2 Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Diagnoseeinrichtung gemäß Anspruch 2. Fig. 2 shows a schematic diagram of a diagnostic device according to the invention according to claim 2.
Fig. 1 zeigt in einer Prinzipskizze eine Weiche W, deren Schubstange 55 während eines Stellvorgangs von einem Weichenantrieb WA bewegt wird. Das Antriebsaggregat (nicht dargestellt) des Weichenantriebs WA ist über Stellstromleitungen SSL - üblicherweise 4 Adern - mit einem Stellwerk STW verbunden. Über die Stellstromleitungen SSL erhält das im Weichenantrieb WA untergebrachte Antriebsaggregat die zum Umstellen der Weiche benötigte elektrische Energie. Häufig ist das Antriebsaggregat mit Hilfe von Relais so mit den Stellstromleitungen SSL verschaltet, daß das Stellwerk STW nach erfolgreichem Abschluß des Stellvorgangs über die Stellstromleitungen SSL eine Rückmeldung erhält. Fig. 1 shows a schematic diagram of a switch W, the push rod 55 is moved during a setting operation of a switch machine WA. The drive unit (not shown) of the point machine WA is connected to an interlocking STW via actuating current lines SSL - usually 4 wires. The drive unit housed in the WA point machine receives the electrical energy required to change the point via the SSL power supply lines. The drive unit is often connected to the actuating current lines SSL with the aid of relays in such a way that the signal box STW receives a feedback via the actuating current lines SSL after the actuating process has been successfully completed.
Im Bereich der Weiche W befindet sich ein elektrischer Verbraucher EV, bei dem es sich - wie soeben erwähnt - beispielsweise um eine an sich bekannte Diagnoseeinrichtung handelt. Dieser elektrische Verbraucher EV kann in unmittelbarer Nähe der Weiche W, etwa im Gehäuse des Weichenantriebs, oder auch einige Meter entfernt davon angeordnet sein.In the area of the switch W there is an electrical consumer EV, at which - as just mentioned - is, for example, a known one Diagnostic device acts. This electrical consumer EV can in in the immediate vicinity of the turnout W, for example in the housing of the turnout drive, or even a few meters away from it.
Erfindungsgemäß ist der elektrische Verbraucher EV mit Speichermitteln AKKU elektrisch verbunden. Über diese Speichermittel, die vorzugsweise als herkömmlicher Akkumulator ausgeführt sind, bezieht der elektrische Verbraucher EV seine Energie.According to the invention, the electrical consumer EV with storage means is ACCU electrically connected. About this storage means, preferably as Conventional accumulator are carried out, the electrical Consumer EV its energy.
Geladen werden die Speichermittel AKKU über die Stellstromleitungen SSL. Da nur während eines Stellvorgangs über die Stellstromleitungen ein nennenswerter Strom fließen kann, ist die Ladezeit der Speichermittel AKKU auf die Umstellzeiten der Weiche - jeweils etwa 3 bis 5 Sekunden - beschränkt. Schaltmittel SM sorgen dafür, daß zumindest während dieser Zeit die Speichermittel AKKU mit den Stellstromleitungen SSL in geeigneter Weise verbunden sind. Wie diese Verbindung im einzelnen realisiert ist, hängt von der Art der Stellstromleitungen ab. In Frage kommt beispielsweise eine induktive Ankopplung. Bei den meist verwendeten Drehstromantriebsaggregaten muß der zugeführte Drehstrom außerdem von den Schaltmitteln SM mit Hilfe eines Gleichrichters in einen Gleichstrom umgewandelt werden.The accumulator accumulators are loaded over the SSL power supply lines. There only during an actuating process via the actuating current lines significant current can flow is the charging time of the storage battery limited to the changeover times of the turnout - each about 3 to 5 seconds. Switching means SM ensure that at least during this time Storage means AKKU with the control lines SSL in a suitable manner are connected. How this connection is realized depends on the type of actuating power lines. For example, one inductive coupling. Most used Three-phase drive units, the three-phase current must also from the switching means SM with the help of a rectifier into a direct current being transformed.
Bei der Nachrüstung einer Weiche mit einer erfindungsgemäßem Vorrichtung ist dafür Sorge zu tragen, daß die Funktion des Antriebsaggregats durch das Laden der Speichermittel nicht beeinträchtigt wird. Die ausgekoppelte Leistung sollte daher nur wenige Prozent der Leistungsaufnahme des Antriebsaggregats betragen. Die Leistungsaufnahme gängiger Asynchrondrehstromaggregate liegt bei ca. 700 W. Wenn beispielsweise über 5 Sekunden eine Leistung von 20 Watt ausgekoppelt wird, so kann man mit dieser Energie einen elektrischen Verbraucher mit einer Leistungsaufnahme von 2 Watt 50 Sekunden lang betreiben, oder man kann eine gängige Sendeempfangseinrichtung für zellulare Funknetze über 12 Stunden hinweg jede Stunde 15 Sekunden lang senden lassen.When retrofitting a switch with a device according to the invention care must be taken to ensure that the function of the drive unit is ensured by the Loading the storage medium is not affected. The decoupled performance should therefore only be a few percent of the power consumption of the drive unit be. The power consumption of common asynchronous three-phase units is approx. 700 W. If, for example, the power exceeds 5 seconds 20 watts is decoupled, so you can use this energy an electrical Consumers with a power consumption of 2 watts for 50 seconds operate, or you can a common transceiver for cellular radio networks every hour for 15 seconds for 12 hours send.
Eine erfindungsgemäße Diagnoseeinrichtung ist in Fig. 2 dargestellt. Fig. 2 entspricht im wesentlichen Fig. 1, nur ist hier der elektrische Verbraucher eine an sich bekannte Diagnoseeinrichtung. Die Diagnoseeinrichtung umfaßt im dargestellen Ausführungsbeispiel zwei Sensoren S1 und S2 und eine Auswerteeinrichtung AE. Die Sensoren S1 und S2 überwachen für die Funktion der Weiche kritische Stellen. Beispiele für derartige Sensoren sind den EP-A2-514 365 und EP-A1-649 519 zu entnehmen. Die Sensoren erzeugen Sensorsignale, die der Auswerteeinrichtung AE zugeführt werden. Die Auswerteeinrichtung AE hat die Aufgabe, die Sensoren zu steuern, die Sensorsignale aufzubereiten und Diagnosemeldungen zu erzeugen.A diagnostic device according to the invention is shown in FIG. 2. Fig. 2 corresponds essentially to Fig. 1, only here the electrical consumer is a known diagnostic device. In the exemplary embodiment shown, the diagnostic device comprises two sensors S1 and S2 and an evaluation device AE. The sensors S1 and S2 monitor critical points for the function of the switch. Examples of such sensors can be found in EP-A2-514 365 and EP-A1-649 519. The sensors generate sensor signals which are fed to the evaluation device AE. The evaluation device AE has the task of controlling the sensors, processing the sensor signals and generating diagnostic messages.
Beim in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Diagnosemeldungen über eine Sendeempfangseinrichtung SEE über Funk an eine Diagnosezentrale übertragen. Die Diagnosezentrale ist hier das Stellwerk STW, welches ebenfalls über eine entsprechende Sendeempfangseinrichtung verfügt. Vorzugsweise wird die Funkübertragung nach dem GSM- oder dem GSM-R-Standard abgewickelt. Der Betrieb der Diagnoseeinrichtung läuft beispielsweise so ab, daß die Sensoren S1 und S2 nur auf Aufforderung der Diagnosezentrale Messungen an der Weiche vornehmen und Diagnosesignale erzeugen. Dies setzt voraus, daß die Sendeempfangseinrichtung SEE ständig empfangsbereit ist. Die Auswerteeinrichtung AE erzeugt aus den Sensorsignalen eine Diagnosemeldung. Anschließend baut die Sendeempfangseinrichtung SEE eine Kommunikationsverbindung auf, über die die Diagnosemeldung an die anfordernde Diagnosezentrale übermittelt wird. Bei einer solchen Betriebsweise ist die Leistungsaufnahme der gesamten Diagnoseeinrichtung sehr gering.In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, the diagnostic messages are transmitted via radio to a diagnostic center via a transceiver SEE. The diagnostic center here is the STW signal box, which also has a corresponding transceiver. The radio transmission is preferably handled according to the GSM or the GSM-R standard. The diagnostic device operates, for example, in such a way that sensors S1 and S2 only carry out measurements on the switch and generate diagnostic signals when requested by the diagnostic center. This presupposes that the transceiver SEE is always ready to receive. The evaluation device AE generates a diagnostic message from the sensor signals. The transceiver SEE then sets up a communication link via which the diagnostic message is transmitted to the requesting diagnostic center. In such an operating mode, the power consumption of the entire diagnostic device is very low.
Minimal wird die Leistungsaufnahme, wenn die Diagnoseeinrichtung auf eigene Initiative hin, z. B. bei jedem Umstellvorgang einer Weiche, eine Diagnose durchführt und eine Diagnosemeldung an die Diagnosezentrale übermittelt. Die Sendeempfangseinrichtung muß bei einer solchen Betriebsweise nicht in Empfangsbereitschaft sein, wodurch die mittlere Leistungsaufnahme erheblich verringert wird.The power consumption is minimal when the diagnostic device is on own initiative, e.g. B. with each changeover of a switch, a Carries out diagnosis and a diagnosis message to the diagnosis center transmitted. The transceiver must be such Operating mode not be ready to receive, which means the middle Power consumption is significantly reduced.
Claims (4)
- a) Speichermittel (AKKU) zum Speichern elektrischer Energie und
- b) Schaltmittel (SM), die dafür sorgen, daß die Speichermittel während eines Stellvorgangs über Stellstromleitungen (SSL) geladen werden.
- a) storage means (ACCU) for storing electrical energy and
- b) switching means (SM), which ensure that the storage means are loaded during actuating operation via actuating current lines (SSL).
- a) wenigstens einem im Bereich der Weiche angeordneten Sensor, der Abweichungen vom Normalbetrieb erkennt und Mittel zum Erzeugen von Diagnosesignalen hat, und mit
- b) einer Auswerteeinrichtung zum Auswerten der Diagnosesignale und Erstellung von Diagnosemeldungen, dadurch gekennzeichnet,
- c) daß zur Stromversorgung der Diagnoseeinrichtung eine Vorrichtung nach Anspruch 1 vorgesehen ist.
- a) at least one sensor arranged in the area of the switch, which detects deviations from normal operation and has means for generating diagnostic signals, and with
- b) an evaluation device for evaluating the diagnostic signals and generating diagnostic messages, characterized in that
- c) that a device according to claim 1 is provided for the power supply of the diagnostic device.
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0957020A1 (en) | 1999-11-17 |
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| ATE228452T1 (en) | 2002-12-15 |
| ES2186313T3 (en) | 2003-05-01 |
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