DE19832535A1

DE19832535A1 - Einrichtung zur Regelung und Überwachung von Weichenheizungen

Info

Publication number: DE19832535A1
Application number: DE1998132535
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Reinker; Oliver Fasterding
Original assignee: ESA ELEKTROSCHALTANLAGEN GRIMM
Current assignee: EAN ELEKTROSCHALTANLAGEN GMBH, 04668 GRIMMA, DE
Priority date: 1998-07-20
Filing date: 1998-07-20
Publication date: 2000-02-17
Anticipated expiration: 2018-07-21
Also published as: DE19832535C2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung und Überwachung von Weichenheizungen, mit der die Außentemperatur und die wetterbedingten Niederschläge erfaßt werden, die Regelung der Weichentemperatur vorgenommen sowie eine Funktionsüberwachung der Baugruppen mittels den Weichenheizungen zugeordneten Steuereinrichtungen erfolgt. Der erfindungsgemäßen Lösung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Einrichtung zu schaffen, die einen wesentlich geringeren Aufwand an erforderlichen elektrotechnischen Baugruppen für die Durchführung der Überwachungs- sowie der Steuer- und Regelfunktionen benötigt und darüber hinaus die Realisierungsmöglichkeiten weiterer Überwachungsfunktionen erweitert. DOLLAR A Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß digitale dezentrale Regel- und Überwachungseinheiten zur Störungsmeldung, zur Ermittlung vorhandener Impedanzwerte und Auswertung mittels Vergleich mit parametrierter Warn- und Abschaltwerte der zugeordneten Weichenheizungen, zur Isolations-, Fehlstrom- und Kurzschlußüberwachung sowie zur Regelung der Weichentemperatur angeordnet sind, über eine Busleitung und/oder Funkverbindung untereinander und/oder mit den Sensoren und/oder Bedieneinheiten verbunden sind sowie jeweils einen mit den Meßwerterfassungseinrichtungen verbundenen Computer aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung und Überwachung von Weichenheizungen, insbesondere von Weichenheizungen innerhalb von Gleisanlagen des Bahnverkehres. Zur Verhinderung des Funktionsausfalles der Weichen bei Frost werden bekannterweise diese Weichen mit elektrischen Heizungen versehen, die das Vereisen der Weichen verhindern. Dazu ist eine hohe elektrische Energie erforderlich. Um den Aufwand an elektrischer Energie möglichst gering zu halten, werden die Außentemperatur und der vorhandene Niederschlag zentral erfaßt, ausgewertet und bei Erreichung vorgegebener Grenzwerte die Regelung der Weichenheizungen durchgeführt. Die Erfassung der Temperatur und des Niederschlages erfolgt an einer sogenannten "Führungsweiche", einer vorbestimmten Weiche, an der aufgrund der örtlichen Lagebedingungen der untere Temperatur/ Niederschlagsgrenzwert erfahrungsgemäß mit hoher Wahrscheinlichkeit zuerst auftritt. Die anderen Weichenheizungen werden unabhängig von ihrer tatsächlich vorhandenen Temperatur/Niederschlagsverhältnisse der jeweiligen Weiche aufgrund der an der "Führungsweiche" erfaßten Temperatur/Niederschlagswerte gesteuert. Nachteilig ist dabei, daß an den anderen Weichen unnötig elektrische Energie verbraucht wird. Aufgrund der bestehenden großen "Totzeit" des vorhandenen Temperatur-Regelsystemes und der damit verbundenen Unsicherheit der Funktion der Weichen, insbesondere bei "Wetterstürzen", ist die erforderliche Verfügbarkeit nicht vorhanden. Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb in der Schaffung einer Steuer- und Überwachungseinrichtung, die einen geringeren Energiebedarf erfordert, eine den Forderungen der Sicherheit entsprechende Verfügbarkeit der Weichenheizungen aufweist, Informationen für die vorbeugende Instandhaltung liefert sowie ein geringerer Wartungsaufwand und Zeitaufwand für die Instandhaltung erforderlich ist.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1: die schematische Gesamtdarstellung der Einrichtung und

Fig. 2: die schematische Darstellung der Regel- und Überwachungseinheit.

In der Fig. 1 ist die schematische Darstellung der Einrichtung abgebildet. Die Funktionen Messen, Auswerten und Regeln wird durch eine dezentrale Regel- und Überwachungseinheit 1 vorgenommen. Diese Regel- und Überwachungseinheit 1 ist entweder in einem Schaltschrank oder direkt an der Weichenheizung 4 angebracht. Der Austausch der Regel- und Überwachungssignale erfolgt über ein Bussystem oder einer Funkverbindung 2. Dabei sind alle Regel- und Steuergeräte, die Leitzentrale 3 und die Meßwerterfassungseinrichtungen an ein Feldbussystem angeschlossen. An jeder Weiche wird ein Temperaturfühler 5 (ST) installiert. Durch die Erfassung der jeweiligen Weichentemperatur kann die Temperatur genau geregelt werden. Über weitere Meßfühler werden die Lufttemperatur (LT), der Niederschlag (NI) und die Luftfeuchtigkeit (LF) gemessen. Diese Meßwerte werden durch nachgeschaltete Mikrocontroller (MCU) digitalisiert und über das Bussystem 2 den Regel- und Überwachungseinheiten 1 zugeleitet. Über die Leitzentrale 3 werden Fehlersignale (defekte Baugruppen) ausgewertet und angezeigt. Möglich ist auch die direkte Signalisierung von fehlerhaften Funktionen an den Regel- und Überwachungseinheiten 1.

In der Fig. 2 ist die schematische Darstellung der dezentral angeordneten Regel- und Überwachungseinheit 1 abgebildet. Die Funktionen der bisher für Überwachung, Auswertung und Regelung der Weichenheizungen 4 aufwendigen Baugruppen, Schalt- und Meßgeräte werden von einem Mikrocomputer 8 durchgeführt, der über einen Analog/ Digital-Wandler 6 mit Meßwerterfassungseinrichtungen verbunden ist. Über Strom- und Spannungsmessungen wird die Impedanz der Weichenheizungen ermittelt, die Isolations- und Kurzschlußüberwachung durch parametrierbarer Warn- und Abschaltwerte durchgeführt und die Weichentemperatur über die Ansteuerung der mit den Weichenheizungen 4 verbundenen Thyristorschaltung geregelt. Über den BUS-Koppler 7 und dem Bussystem 2 gelangen Fehlermeldungen und Daten zur Leitzentrale 3 und/ oder zu den anderen dezentralen Regel- und Überwachungseinheiten 1. Um den Energiebedarf für die Beheizungen der Weichen zu verringern, werden diese nur entsprechend des Bedarfes nach Fahrplan ein- und ausgeschaltet. Die Zuschaltung der Weichenheizungen 4 erfolgt in Abhängigkeit von den Änderungen der Außentemperatur. Als regelungstechnische Kenngröße wird die Erwärmungszeit jeder Weiche bei entsprechender Außentemperatur erfaßt und im jeweiligen Mikrocomputer 8 abgespeichert. Dadurch kann eine optimale Auftauzeit realisiert werden. Liegen die Werte der Widerstandsberechnung, des Isolationsschutzes oder des Differenzstromes in vorgegebenen kritischen Bereichen, so wird ein Warnsignal abgegeben. Die Anlage wird jedoch nicht abgeschaltet. Auf diese Art kann einem späteren Anlagenausfall vorgebeugt werden. Eine weitere Überwachungsfunktion wird vor dem Dauerbetrieb der Thyristorsteuerung durchgeführt, indem ein kurzer Stromimpuls ausgelöst wird und damit ein eventueller Kurzschluß oder Erdschluß festgestellt wird.

Bezugszeichenliste

1

Regel- und Überwachungseinheit

2

Bussystem/Funkverbindung

3

Leitzentrale

4

Weichenheizung '

5

Temperaturfühler

6

Analog/ Digital-Wandler

7

Buskoppler

8

Mikrocomputer

Claims

1. Einrichtung zur Regelung und Überwachung von Weichenheizungen, mit der die Außentemperatur und die wetterbedingten Niederschläge erfaßt werden, die Regelung der Weichentemperatur vorgenommen, sowie eine Funktionsüberwachung der Baugruppen durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß den Weichenheizungen (4) dezentrale Regel- und Überwachungseinheiten (1) zugeordnet sind und die dezentralen Regel- und Überwachungseinheiten (1) mittels einer Busleitung und/oder Funkverbindung (2) miteinander verbunden sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dezentrale Regel- und Überwachungseinheiten (1) mittels der Busleitung und/oder Funkverbindung (2) über eine Steuereinheit (3) miteinander verbunden sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils einer Gruppe von Weichenheizungen (4) eine dezentrale Regel- und Überwachungseinheit (1) zugeordnet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils einer Weichenheizung (4) eine dezentrale Regel- und Überwachungseinheit (1) zugeordnet ist.

5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Regel- und Überwachungseinheit (1) als ein System ausgebildet ist, das die Impedanzermittlung der zugeordneten Weichenheizungen (4) vornimmt, die Isolations-, Erdschluß- und Kurzschluß- überwachung durchführt sowie die Weichentemperatur regelt, mindestens einen Ausgang für die Weichenheizungen steuernde Thyristorsteuerungen aufweist und mit einem Ausgang für ein Bussystem und/oder einer Funkverbindung (2) ausgebildet ist.

6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Regel- und Überwachungseinheit (1) einen Mikrocomputer (8) aufweist, der über einen Analog/ Digital-Wandler (6) mit den Meßwerterfassungseinrichtungen und über einen Buskoppler (7) mit der Busleitung und/oder Funkverbindung (2) verbunden ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Regel- und Überwachungseinheit (1) aus einer Kombination eines Mikrocomputers (8) mit Hardwarekomponenten besteht.