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Verfahren und Vorrichtung zum Synchronisieren des Betriebs-
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ablaufs von Geräten.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Synchronisieren des periodischen
Betriebsablaufs von wenigstens zwei räumlich voneinander getrennt zu betreibenden
Geräten, insbesondere von Straßenverkehrs-Signalampeln, bei denen der Betriebsablauf
durch einen Steuergeber an jedem Gerät festgelegt wird.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur DurchfUhrung
eines solchen Verfahrens.
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Es ist bekannt, den Betriebsablauf von Maschinen oder Geräten dadurch
zu synchronisieren, daß an einem der Geräte ein Synohronsignal, beispielsweise ein
Taktsignal, erzeugt wird, das über ein die Geräte miteinander verbindendes Kabel
den übrigen Geräten zugeführt wird. Die Synchronisierung der Geräte ist problemlos,
solange die Geräte am gleichen Ort, d.h. räumlich benachbart betrieben werden, sich
also kurze Kabelverbindungen ergeben. Müssen die zu synchronisierenden Geräte jedoch
weit voneinander entfernt betrieben werden, wie
es z.B. bei Straßenverkehrs-Signalampeln
und insbesondere Baustellenampeln, deren Betriebsorte oft mehrere hundert Meter
auseinanderliegen, so sind Kabelverbindungen unzweckmäßig. Abgesehen von den Kosten
derartig langer Kabel, sind diese auch störanfällig.
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Um die Nachteile der Kabelverbindungen zu vermeiden, ist es auch bekannt,
die Synchronsignale über Funk zu übertragen. Abgesehen von den relativ hohen Kosten
der dafür erforderlichen Funkanlagen, lassen sich die über Funk synchronisierten
Geräte nur begrenzt einsetzen. Sämtlichen für derartige Zwecke eingesetzen Funkanlagen
steht lediglich eine einzige Trägerfrequenz zur Verfügung. Um gegenseitige Störungen
benachbarter, Jedoch unabhängig voneinander betriebener Geräte zu vermeiden, ist
die Sendeleistung der Funkanlagen und damit ihre Reichweite begrenzt. Aufgrund äußerer
Einflüsse kann sich die Reichweite ändern, so daß die Funktionssicherheit derartiger,
über Funk synchronisierter Geräte gefährdet ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, das unabhängig
von der Entfernung räumlich getrennt zu betreibender Geräte, insbesondere Straßenverkehrs-Signalampeln,
eine von Störeinflüssen in Verbindungswegen zwischen den Geräten freie Synchronisierung
des Betriebsablaufs der Geräte ermöglicht.
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Aufgabe der Erfindung ist es weiterhin, eine Vorrichtung anzugeben,
die nach einem derartigen Verfahren arbeitet.
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Ausgehend von dem Verfahren der eingangs genannten Art wird diese
Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuergeber sämtlicher zu synchronisierender
Geräte an einem Ort zusammengebracht und spätestens an diesem Ort in Betrieb gesetzt
werden, daß die Phasenlagen der in Betrieb gesetzten Steuergeber relativ zueinander
an diesem Ort auf vorbestimmte Werte eingestellt werden und daß die in Betrieb gesetzten
Steuergeber mit eingestellter Phasenlage an den Betriebsort der jeweils zugeordneten
Geräte
gebracht werden. Die Erfindung geht davon aus, daß es für die meisten Geräte und
insbesondere für Straßenverkehrs-Signalampeln vollständig ausreicht, wenn die Synchronisierung
lediglich in größeren Zeitabständen, beispielsweise Tagen oder Wochen nachjustiert
wird. Die Steuergeber lassen sich problemlos so ausbilden, daß sie auch über derartig
lange Zeiträume den periodischen Betriebsablauf des Geräts ohne größere zeitliche
Synchronisierungsfehler aufrechterhalten können. Baustellenampeln, wie sie beispielsweise
bei Straßenarbeiten eingesetzt und hierbei 100 und mehr Metern voneinander entfernt
betrieben werden, lassen ohne weiteres Synchronisationsfehler in der Größenordnung
einer Sekunde und mehr zu, ohne daß es zu Störungen des Verkehrsablaufs kommen würde.
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Es ist denkbar, bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
die Steuergeber zusammen mit den Geräten an dem Synchronisierort zusammenzubringen.
Die Geräte sind Jedoch vielfach ähnlich Signalampeln groß und unhandlich, so daß
es besser ist, lediglich die Steuergeber aus den Geräten zu entnehmen und zum Synchronisieren
zusammenzubringen.
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Eine Vorrichtung, die nach dem letztgenannten Verfahren arbeitet,
also insbesondere zum Synchronisieren des Betriebs ablaufs von Straßenverkehrs-Signalampeln
geeignet ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Steuergeber oder alle Steuergeber
bis auf einen aus dem Gerät entnehmbar und unabhängig vom Gerät betreibbar sind,
daß die Steuergeber an ein Synchronisiergerät anschließbar sind und daß mittels
des Synchronisiergeräts eine vorbestimmte zeitliche Phasenlage des Betriebsablaufs
der in Betrieb gesetzten Steuergeber relativ zueinander einstellbar ist. FUr den
Fall, daß einer der Steuergeber nicht aus dem Gerät entnehmbar ist, ist das Synchronisiergerät
bevorzugt mit diesem Gerät körperlich verbunden.
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Es könnte daran gedacht werden, die Steuergeber als mechanische Uhrwerke
oder dergleichen auszubilden, die mittels des Synchronisiergeräts gleichzeitig einschaltbar
sind. Jedoch läßt die Ganggenauigkeit derartiger Uhrwerke für manche Anwendungsfälle
zu wünschen übrig, so daß es besser ist, elektronische Steuergeber zu verwenden.
Ein solcher Steuergeber kann eine ortsunabhängige Betriebsstromquelle, beispielsweise
eine Batterie oder einen Akkumulator, sowie einen Taktimpulsgenerator aufweisen,
der zur Steuerung des Betriebsablaufs des Geräts Taktimpulse mit konstanter Frequenz
erzeugt. Die Betriebsstromquelle liefert den Betriebsstrom für den Taktimpulsgenerator
während des Zeitintervalls, in dem der Steuergeber zu dem Gerät,aus dem er entnommen
wurde, zurückgebracht wird. Während der Zeit, in der der Steuergeber an das Synchronisiergerät
oder das zu steuernde Gerät angeschlossen ist, kann der Betriebsstrom zur Entlastung
der ortsunabhängigen Quelle aus diesen Geräten zugeführt werden.
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Gegenüber mechanischen Steuergebern hat der vorstehend erläuterte
elektronische Steuergeber den Vorteil, daß die Konstanz seiner Taktimpulsfrequenz
mittels eines Steuerquarzes oder einer thermostatgesteuerten Temperaturregeleinrichtung
auf einfache Weise weiter verbessert werden kann.
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Je nach Ausführungsform der Geräte kann es ausreichen, wenn die Steuergeber
kontinuierlich Impulse abgeben, wobei das Synchronisiergerät lediglich die gegenseitige
Phasenlage der von den einzelnen Steuergebern abgegebenen Impulse einstellt. Das
Einstellen kann im einfachsten Fall dadurch errolgen, daß das Synchronisiergerät
die Steuergeber gleichzeitig zur Abgabe des Jeweils ersten Impulses einschaltet
bzw. freigibt. Bei derartigen Ausführungsformen synchronisieren zwar die Steuergeber
die Betriebsabläufe der einzelnen Geräte; sie nehmen jedoch keinen EinfluB auf den
Betriebsablauf als solchen; dieser wird durch Programmgeber oder dergleichen an
den Geräten bestimmt.
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Um die Geräte Jedoch universell einsetzen zu können, ist es vielfach
erwünscht, auch den Betriebs ablauf veränderbar zu gestalten. Dies könnte zwar durch
Einstellen der Programmgeber Jedes der Geräte erfolgen, doch sind Bedienungsfehler
nicht mit Sicherheit auszuschließen. Vorteilhafter ist es, die Steuergeber programmierbar
zu gestalten und die Programmierung über das Synchronisiergerät vorzunehmen. Bei
Verwendung der Erfindung an Signalampeln hat dies z.B. den Vorteil, daß die zeitliche
Dauer der Lichtphasen "Grün und Rost" nach Wunsch eingestellt werden kann, wobei
die Abstimmung der Lichtphasen einander zugeordneter Signalampeln auf schaltungstechnischem
Weg und damit bedienungssicher erfolgen kann. Bei komplexeren Signalampelanlagen
kann darüber hinaus daran gedacht werden, die Steuergeber so zu programmieren, daß
der Verkehrsfluß auch über mehrere Straßenkreuzungen hinweg nach Art einer 1'Grünen
Welle" gesteuert wird. Transportabel ausgeführt, können derartige Signalampeln als
Ersatz defekter Signalampeln in "Grünen Wellen" dienen; es können im Bedarfsfall,
beispielsweise bei sportlichen Großveranstaltungen, transportable Signalanlagen
nach Art der "Grünen Welle" entsprechend dem Bedarfsfall zusammengestellt werden.
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Ein bevorzugter programmierbarer Steuergeber ist dadurch gekennzeichnet,
daß er wenigstens einen von den Taktimpulsen fortschaltbaren Zähler, einen Speicher
zur Speicherung wenigstens eines vorgebbaren Zählwerts und einen den Inhalt des
Zählers mit dem vorgebbaren Zählwert vergleichenden Vergleicher aufweist, wobei
der Betriebsablauf des Geräts entsprechend dem Vergleichsergebnis steuerbar ist.
Die vorgebbaren Zählwerte werden bevorzugt nacheinander aus dem Speicher abgerufen,
wobei der Abruf des nächsten Zählwerts erfolgt, sobald der Vergleicher Ubereinstimmung
von Zählerinhalt und vorgegebenem Zählwert feststellt. Die Zählwerte repräsentieren
somit das Zeltintervall zwischen aufeinanderfolgenden Schritten des Betriebsablaufs
des Geräts, in Fall der Signalampeln also z.B. der Zeitdauer der einzelnen Lichtphasen.
Da sich die Zählwerte
der einzelnen Geräte auch hinsichtlich ihrer
absoluten Größe unterscheiden können, beinhalten die Zählwerte auch die Phasenlage
der Betriebsabläufe der einzelnen Geräte relativ zueinander.
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Der Zähler und der Taktimpulsgenerator können so aufeinander abgestimmt
sein, daß der Zählerinhalt in Form einer Uhrzeitangabe, d.h. z.B. nach Sekunden,
Minuten usw., abgegeben wird.
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Auf diese Weise läßt sich die Programmierung des Speichers erleichtern.
Der Vergleicher und ggf. der Speicher können Teile eines herkömmlichen Mikroprozessors
sein.
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Insbesondere für Signalampelanlagen hat es sich als günstig erwiesen,
wenn die Steuergeber einen die Adressen der vorgebbaren Zählwerte im Speicher festlegenden
Festspeicher aufweisen und wenn die vorgebbaren Zählwerte vom Synchronisiergerät
her in den Speicher einlesbar sind. Der Festspeicher kann elektrischer Art sein;
er kann aber auch in Form von mechanischen Kodiersteckern vorliegen, über die der
Steuergeber an das Synchronisiergerät anzuschließen ist. Hierdurch wird erreicht,
daß Jedem Steuergeber eine spezifische Funktion zugeordnet wird, die, im Fall der
Kodierstecker den Vorteil der Unverwechselbarkeit hat. Der Steuergeber kann auf
diese Weise aus einem sämtlichen Geräten zugeordneten Programm des Betriebsablaufs
seiner spezifischen Funktion zugeordnete Programmteile selektiv übernehmen. Es lassen
sich somit innerhalb einer Ampelgruppe spezifisch Ampeln für den Geradeausverkehr
bzw. den Abbiegeverkehr aufbauen.
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Es ist denkbar, die Steuergeber vom Synchronisiergerät her mit unterschiedlicher
Phasenlage in Betrieb zu setzen. Eine einfachere und zugleich betriebssichere Lösung
besteht bei Steuergebern, die zur Steuerung des Geräts periodisch sich wiederholende
Steuerimpulsfolgen abgeben, darin, die Steuergeber so auszubilden, daß sie - in
Betrieb gesetzt - auf Sperr- und/oder Freigabesignale des Synchronisiergeräts ansprechen,
die die Abgabe der Steuerimpulsfolgen verhindern bzw. derart: freigeben, daß die
Steuerimpulsfolgen mit vorgebbarer Phasenlage nach der Freigabe beginnen. Die Steuergeber
werden
hierbei bevorzugt gleichzeitig freigegeben. Dies kann entweder dadurch erfolgen,
daß aus dem Synchronisiergerät, beispielsweise auf einen Tastendruck hin, die Sperr-
und/oder Freigabesignale parallel an die Steuergeber abgegeben werden; die Freigabe
läßt sich aber auch mit dem Lösen der Verbindung zwischen dem Synchronisiergerät
und einem der Steuergeber koppeln, wenn die Steuergeber mittels Steckverbindungen
an das Synchronisiergerät anschließbar sind und Leitungsstücke einer in Serie durch
die Steuergeber geschleirten Steuerleitung aufweisen, wobei die Steuerleitung im
Synchronisiergerät an eine die Sperr- und/oder Freigabesignale abgebende Signalquelle
angeschlossen sind und wobei die Steuergeber auf die Sperr- und/ oder Freigabesignale
ansprechende Signaldetektoren aufweisen, die beim Lösen wenigstens einer der Steckverbindungen
an den Leitungsstücken auftretende Signaländerungen erfassen und daraufhin den Steuergeber
zur Abgabe der Steuerimpulsfolge freigeben.
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Bei der Signalquelle kann es sich um eine Spannungsquelle, beispielsweise
in Form eines Flip-Flops, handeln, die die Steuerleitung mit einer Spannung vorbestimmter
Größe beaufschlagt.
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Wird die Steckverbindung eines der Steuergeber gelöst, so wird die
Steuerleitung unterbrochen, was zu einer Strom- und/oder Spannungsänderung an den
Leitungsstücken der Steuergeber führt.
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Stromänderungen können erfaßt werden, indem in Serie zu den Leitungsstücken
Widerstände geschaltet werden. Wird der Stromweg der Steuerleitung unterbrochen,
so werden gleichzeitig sämtliche Widerstände spannungsfrei, was mittels der Signaldetektoren
erfaßt und zur Syn¢hronisierung der Steuergeber ausgenutzt werden kann. Die Signaldetektoren
können aber auch die Spannung an den Leitungsstücken, bezogen auf das Massepotential,
erfassen. Da jedoch in diesem Fall lediglich dieJenigen Leitungsstücke spannungsfrei
werden, die auf der von der Spannungsquelle abgekehrten Seite der gelösten Steckverbindung
angeschlossen sind, weist das Bynchronisiergerät einen an das der Signalquelle abgekehrte
Leitungsende der Steuerleitung angeschlossenen
Signaldetektor auf,
der bei Auftreten einer Signal änderung an diesem Leitungsende die Signalquelle
zur Abgabe einer entsprechenden Signaländerung veranlaßt. Der Signaldetektor des
Synchronisiergeräts schaltet beispielsweise die Spannungsquelle ab, womit auch die
übrigen Signaldetektoren ansprechen.
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Im folgenden soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von
Zeichnungen näher erläutert werden und zwar zeigt: Fig. 1 eine schematische Ansicht
einer gemäß der Erfindung synchronisierbaren Straßenverkehrs-Signalampel; Fig. 2
eine schematische Ansicht einer in Verbindung mit der Signalampel gemäß Fig. 1 verwendbaren,
ein Synchronisiergerät tragenden Signalampel; Fig. 3 eine andere Ausführungsform
eines Synchronisiergeräts; Fig. 4 eine weitere Ausführungsform eines Synchronisiergeräts;
Fig. 5 ein Blockschaltbild eines im Rahmen der Erfindung verwendbaren programmierbaren
Steuergebers; Fig. 6 ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform eines im
Rahmen der Erfindung verwendbaren programmierbaren Steuergebers und Fig. 7 ein Blockschaltbild
zur Erläuterung des Synchronisierungsvorgangs.
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Fig. 1 zeigt eine Straßenverkehrs-Signalampel, wie sie beispielsweise
bei Straßenbauarbeiten zur Sicherung des Verkehrs verwendet werden kann. Die Signalampel
umfaßt herkömmlich einen Ampelwagen 1 mit Rädern 3, der an einem Mast 5 einen Lichtsignalkasten
7 sowie einen Akkumulator 9 zur netzunabhängigen Stromversorgung trägt. An dem Mast
5 ist ein durch einen Deckel 11 verschließbarer Steuerkasten 13 gehalten, der die
zur Steuerung der Phasenfolge der Lichtsignale erforderlichen Einrichtungen aufnimmt.
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Insbesondere enthält er einen Steuergeber 15, der die Reihenfolge
und Dauer der einzelnen Lichtsignalphasen festlegt. Der Steuergeber 15 kann von
der Bedienungsseite des Steuerkastens 13 her sichtbare Kontrolleuchten aufweisen,
die, wie noch untenstehend erläutert wird, z.B. den fehlerfreien Betrieb der Signalampel
anzeigen können. Weiterhin können in dem Steuerkasten 13 Einrichtungen zur Handsteuerung
der Signalampel untergebracht sein, deren Bedienungsfeld 17 von außen zugänglich
ist. Uber das Bedienungsfeld 17 kann beispielsweise in die Steuerung der Phasenfolge
durch den Steuergeber 15 eingegriffen werden, bzw.
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es kann die Dauer der einzelnen Phasen nach Bedarf verändert werden.
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Fig. 2 zeigt eine Gegenampel der in Fig. 1 dargestellten Baustellen-Signalampel.
Sie unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten Signalampel im wesentlichen
in der Gestaltung ihres Steuerkastens 19, der neben dem dieser Signalampel zugeordneten
Steuergeber 21 ein Synchronisiergerät 23 beinhaltet.
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Entsprechend Fig. 1 kann auch an dem Steuerkasten 19 ein Bedienungsfeld
25 für eine Handsteuerung vorgesehen sein. Das Synchronisiergerät 23, der Steuergeber
21 und das Bedienungsfeld 25 bilden somit eine Einheit.
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Die Steuergeber 15 und 21 arbeiten unabhängig voneinander; sie sind
nicht über ein Kabel oder eine Funkstrecke miteinander verbunden. Um die von den
Steuergebern 15 und 21 bestimmten
Lichtphasenfolgen Jedoch aufeinander
abstimmen zu können, ist der Steuergeber 15 als Einschub ausgebildet, der aus dem
Steuerkasten 13 entnommen und in eine hierfür vorgesehene Halterung 27 des Steuerkastens
19 eingeschoben werden kann. Der Steuergeber 15 trägt auf seiner Rückseite Steckkontakte,
die in Steckkontakte 29 der Halterung 27 passen und eine elektrische Verbindung
mit dem Synchronisiergerät 23 herstellen. Eine entsprechende Verbindung zwischen
dem Steuergeber 21 und dem Synchronisiergerät 23 ist in dem Steuerkasten 19 fest
verdrahtet. Bei in die Halterung 27 eingeschobenem Steuergeber 15 können mittels
des Synchronisiergeräts 23 die Steuergeber 15 und 21 miteinander synchronisiert
werden. An einem Bedienungsfeld 31 des Synchronisiergeräts können, wie untenstehend
noch näher erläutert werden soll, die Dauer und Folgefrequenz der Lichtsignalphasen
für beide Steuergeber 15 und 21 entsprechend eingestellt werden.
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Um den auf diese Weise gewonnenen synchronen Betriebszustand der Steuergeber
15 und 21 während des Transport des Steuergebers 15 vom Steuerkasten 19 zum Steuerkasten
13 aufrecht zu erhalten, ist der Steuergeber 15 auch unabhängig von der Energieversorgung
in den Steuerkästen 13 bzw. 19 betriebsfähig.
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Während Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel zeigt, bei dem das Synchronisiergerät
mit einem Steuergeber eine Einheit bildet, sind auch Ausführungsformen möglich,
bei denen sämtliche Steuergeber aus den Steuerkästen der ihnen zugeordneten Signalampeln
entnommen werden können. Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines transportablen
Synchronisiergeräts, das Halterungen für drei als Einschübe ausgebildete Steuergeber
33 aufweist. Das Synchronisiergerät kann netzunabhängig aus einem Akkumulator betrieben
sein; es kann aber auch mittels eines Netzkabels 35 an ein Stromversorgungsnetz
angeschlossen werden. Die Lichtphasendauer bzw. die Folgefrequenz der Lichtphasen
können wiederum an einem Bedienungsfeld 37 eingestellt werden. Zusätzlich sind Jedoch
auch Einrichtungen, wie z.B. eine Steckerleiste
39 vorgesehen,
über die das Synchronisiergerät extern, z.B. von einer den Verkehrsfluß steuernden
Datenverarbeitungsanlage her eingestellt werden kann. Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform
eines Synchronisiergeräts, die sich vom Synchronisiergerät nach Fig. 3 lediglich
dadurch unterscheidet, daß die Steuergeber,von denen einer bei 41 dargestellt ist,
mittels Verbindungskabel 43 an das Synchronisiergerät anschließbar sind. De Verbindungskabel
43 tragen hierzu Mehrfachstecker 45. Mit Hilfe der Synchronisiergeräte nach Fig.
3 und 4 lassen sich die Steuergeber komplexer Signalampelgruppen, wie sie beispielsweise
zur Steuerung einer Straßenkreuzung erforderlich sind, miteinander synchronisieren.
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Fig. 5 zeigt das Blockschaltbild eines programmierbaren Steuergebers,
d.h. eines Steuergebers, an dem mittels des Synchronisiergeräts Dauer Reihenfolge
und Folgefrequenz der einzelnen Lichtphasen des periodischen, vom Steuergeber bestimmten
Betriebsablaufs der Signalampel einstellbar sind.
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Fig. 5 zeigt das Blockschaltbild eines programmierbaren Steuergebers,
wie er im Rahmen der Erfindung verwendbar ist. Um den Steuergeber wechselweise an
die Signalampel bzw. an das Synchronisiergerät anschließen zu können, sind seine
Anschlüsse in Form von Steckerleisten (Buchsenleisten) 47 bzw. 49 herausgeführt.
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Der Steuergeber weist einen Speicher 51, beispielsweise einen RAM-Speicher
(Random Access Memory) aur, in den mit Hilfe einer Steuerung 53 das Programm bildende
Zahlenwerte oder Bit-Muster eingeschrieben bzw. ausgelesen werden können. Die Zahlenwerte
werden über eine ggf. mehradrige Leitung 55 aus dem an die Steckerleiste 47 anschließbaren
Synchronisiergerät zugeführt und mit Hilfe der Steuerung 53 in Speicheradressen
eingelesen, die durch einen Festspeicher 57 adressiert sind. Der Festspeicher speichert
Programmteile, die für die dem Steuergeber zugeordnete
Signalampel
charakteristisch sind. Beispielsweise kann der Festspeicher 57 spezifische Funktionen
der Ampel, wie etwa die Reihenfolge der Lichtphasen oder Funktionen, die sich aus
der Verwendung der Signalampel als Abbiegeampel oder dergleichen ergeben, vorgeben.
Gegebenenfalls können die Steckerleisten 47 und 49 als Kodierstecker ausgebildet
sein, die bei geeigneter Beschaltung die Funktion des Festspeichers 57 mit übernehmen.
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Bei der Steuerung 53 kann es sich um einen Mikro-Prozessor mit einem
Steuerwerk, einem Rechenwerk und einem Festspeicher, beispielsweise dem Festspeicher
57 sowie zugehörigen Eingabe- und Ausgabeeinrichtungen handeln. Die Steuerung 53
gibt über eine ggf. mehradrige Leitung 59 entsprechend dem im Speicher 51 gespeicherten
Programm Steuerimpulsfolgen an die Steckerleiste 49 ab, an die die Signalampel anschließbar
ist. Der Steuerung 53 wird hierbei aus einem Taktimpulsgenerator 61 ein Zeitbezugsignal
zugeführt. Das Zeitbezugsignal stammt im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem
Zähler 63, der die vom Taktimpulsgenerator 61 mit konstanter Frequenz abgegebenen
Taktimpulse zählt und in Bit-Muster überführt, die sich zur Verarbeitung in der
Steuerung 53 eignen. Der Zähler 63 kann insbesondere Bit-Muster liefern, die die
Uhrzeit und/oder das Datum wiedergeben, so daß der Steuergeber nach Tageszeit oder
nach Wochentag sich ändernde Steuerimpuisfolgen an die Signalampel liefert. Auf
diese Weise lassen sich Steuergeber schaffen, die unterschiedlichen Verkehrsanforderungen,etwa
im Berufsverkehr, Rechnung tragen.
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Der Steuergeber nach Fig. 5 wird mittels des Synchronisiergeräts,
bzw. des Festspeichers 57 so programmiert, daß einander zugeordnete Signalampeln
einer Ampelgruppe auf ein Synchronisiersignal des Synchronisiergeräts hin mit unterschiedlicher
Phasenlage ihres Betriebsablaufs zu arbeiten beginnen. Bei einer durch lediglich
zwei Ampeln gebildeten Baustellen-Ampelgruppe bedeutet dies z.B., daß die eine Signalampel
mit der Lichtphase Rot beginnt, während der Steuergeber der anderen Signalampel
Steuerimpulse für die
Lichtphase Grün" abgibt. Das Synchronisiersignal
wird hierbei über eine Leitung 65 an alle an das Synchronisiergerät angeschlossene
Steuergeber gleichzeitig abgegeben.
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Die Steuergeber beginnen auf das Synchronisiersignal hin zu arbeiten
und können, da sie eine ortsunabhängige Stromquelle 67 aufweisen, vom Synchronisiergerät
getrennt und zu den zugehörigen Signalampeln gebracht werden. Die Ausgangsklemme
der ortsunabhängigen Stromquelle 67, bei der es sich beispielsweise um eine Batterie
oder einen Akkumulator handeln kann, ist bei 69 angedeutet. Solange der Steuergeber
entweder mit dem Synchronisiergerät oder mit der Signalampel verbunden ist, wird
er Uber Leitungen 71 bzw. 73, die von den Steckerleisten 47 bzw. 49 zur Stromquelle
67 führen, gespeist. Die Kapazität der Stromquelle 67 muß dementsprechend lediglich
für die kurze Transportzeit ausgelegt sein.
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Transportable Signal ampeln werden üblicherweise aus Akkumulatoren
betrieben. Um den Ladezustand der Akkumulatoren überprüfen und ihre Erschöpfung
anzeigen zu können, weist der Steuergeber eine Spannungsüberwachungseinheit 75 auf,
die mit den Stromversorgungsleitungen 71 und 73 verbunden ist. Die SpannungsUberwachungseinheit
75 ist, um auch den Ladezustand der ortsunabhängigen Stromquelle 67 überwachen zu
können, mit dem Anschluß 69 der Stromquelle 67 verbunden. Die Anzeige des Ladezustands
erfolgt an einem mit der Steuerung 53 verbundenen Anzeigefeld 77, an dem auch das
im Speicher 51 gespeicherte Programm angezeigt wird. Die Spannungsüberwachungseinheit
75 ist vorzugsweise so ausgebildet, daß sie bei abnehmendem Ladezustand ein Vorwarnsignal
erzeugt und bei unzureichendem Ladezustand, bei dem ein ordnungsgemäßes Arbeiten
des Steuergebers oder der Signalampel nicht mehr gewährleistet ist, die Signalampel
zur Abgabe eines unsynchronisierten "gelben" Blinksignals einschaltet.
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Akkumulatorbetriebene Signalampeln können üblicherweise in der Größenordnung
einer Woche betrieben werden, ohne daß die Akkumulatoren ausgewechselt oder nachgeladen
werden müßten. Der Taktimpulsgenerator 61 muß daher lediglich so dimensioniert sein,
daß sein Zeitfehler innerhalb der Wartungsintervalle der Akkumulatoren zulässige
Fehlergrenzen nicht überschreitet. Bei den Wartungsarbeiten, bei denen die Signalampeln
ohnehin aufgesucht werden müssen, lassen sich die Steuergeber problemlos erneut
synchronisieren. Die Frequenzkonstanz des Taktimpulsgenerators 61 kann ggf. durch
Quarzsteuerung oder thermostatgesteuerte Temperaturregelung der frequenzbestimmenden
Elemente, insbesondere des Quarzes, wesentlich erhöht werden. Zeitfehler von weniger
als 0,1 Sekunde pro Tag lassen sich problemlos erreichen.
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Fig. 6 zeigt das Blockschaltbild eines besonders einfachen Ausführungsbeispiels
eines gemäß der Erfindung verwendbaren Steuergebers. Der Steuergeber weist wiederum
einen Taktimpulsgenerator 79, einen Zähler 81 sowie einen Speicher 83 auf, die Jeweils
dem Taktimpulsgenerator 61, dem Zähler 63 bzw. dem Speicher 51 des Steuergebers
nach Fig. 5 entsprechen. Der Speicher 83 ist, wie durch eine gestrichelt eingezeichnete
Leitung 85 angedeutet ist, vom Synchronisiergerät bzw. von einem Festspeicher her
programmierbar. Uber die Leitung 85 können in den Speicher 83 Zahlenwerte bzw. Bitmuster
eingelesen werden, die den einzelnen Phasendauern aufeinanderfolgender Lichtphasen
der Signalampel entsprechen. Der Zähler 81 liefert im Takt der Taktimpulse des Taktimpulsgenerators
79 Zahlenwerte bzw. Bit-Muster, die in einem Vergleicher 87 mit dem aus dem Speicher
83 zugeführten Zahlenwert bzw. Bit-Muster verglichen werden. Bei Ubereinstimmung
des Zählerinhalts mit dem aus dem Speicher 83 ausgelesenen Zahlenwert gibt der Vergleicher
87 über eine Leitung 89 einen Impuls ab, der über eine Leitung 91 den Speicher 83
auf die nächste Speicherstelle fortschaltet, in der der im Zyklus
nachfolgende
Zahlenwert gespeichert ist. Darüber hinaus wird der Zähler 81 über eine Leitung
92 durch diesen Impuls rückgestellt.
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Der vom Vergleicher 87 auf der Leitung 89 abgegebene Impuls wird einem
weiteren Zähler 93 zugeführt, dessen Zählerinhalt über eine Verknüpfungsschaltung
95 die Phasenfolge der Signalampel steuert.
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Die Verküpfungsschaltung 95 ist, wie durch eine gestrichelte Leitung
97 angedeutet ist, programmierbar, so daß die dem Zählerinhalt des Zählers 93 zugeordneten
Lichtsphasenfolgen der Signalampel wahlweise einstellbar sind. Die Signalampel ist
bei 99 an die Verknüpfungsschaltung 95 angeschlossen. Um den Steuergeber mittels
des Synchronisiergeräts mit vorbestimmter Phasenlage in Betrieb setzen zu können,
wird das Synchronisiersignal des Synchronisiergeräts an Eingängen 101, 103 und 105
des Speichers 83 und der Zähler 81, 93 zugeführt. Das Synchronisiersignal adressiert
den Speicher 83 auf eine Anfangs-Speicherstelle und setzt die Zähler 81 bzw. 93
zurück. Der Zähler 93 ist darüber hinaus ber eine Leitung 107 von einem Festwert-Vergleicher
109, z.B. einem UND-Gatter aus rücksetzbar, der auf einen vorbestimmten, aus dem
Speicher 83 ausgelesenen Zahlenwert und/oder eine vorbestimmte Speicherstelle des
Speichers 83 anspricht. Der Festwert-Vergleicher 109 adressiert nach Durchlaufen
eines Phasenfolgezyklus den Speicher 83 auf die Anfangs-Speicherstellen und setzt
den Zähler 81 zurück. -Auf diese Weise wird erreicht, daß der Steuergeber einen
vorbestimmten Zyklus durchläuft, bei dem die Anzahl aufeinanderfolgender Lichtphasen
der Signalampel an die Anzahl der im Speicher 83 gespeicherten Zahlenwerte angepaßt
ist.
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Fig. 7 zeigt das Blockschaltbild einer Schaltung, mit deren Hilfe
an ein Synchronisiergerät 111 über Steckerverbindungen 113 angeschlossene Steuergeber
115 synchronisiert werden können, wenn die Steckerverbindung 113 eines der Steuergeber
115 gelöst wird.
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Die Schaltung ist so ausgebildet, daß sämtliche Steuergeber 115 auf
das Lösen einer der Steckverbindungen 113 ansprechen und die Steuergeber 115 synchron
in Betrieb setzen bzw. die in Betrieb gesetzten Steuergeber 115 freigeben und gegen
Änderung der Programmierung sperren. Die Steuergeber 115 weisen zu diesem Zweck
Leitungsstücke
117 einer durch sämtliche zu synchronisierende Steuergeber 115 geschleiften Steuerleitung
119 auf, die an ihrem einen Ende 121 an den Ausgang eines als Spannungsquelle dienenden
Flip-Flops 123 angeschlossen ist. In den Steuergebern 115 sind Spannungsdetektoren
125 vorgesehen, die auf das Potential der Leitungsstücke 117 ansprechen und die
Steuergeber 115 freigeben, wenn die Leitungsstücke 117 spannungsfrei sind, bzw.
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die Steuergeber 115 sperren, wenn an den Leitungsstücken 117 die Ausgangsspannung
des Flip-Flops 123 anliegt. Mit dem Lösen einer der Steckverbindungen 113 werden
sämtliche Leitungsstücke 117 auf der dem Flip-Flop 123 abgekehrten Seite der gelösten
Steckverbindung 113 spannungsfrei. Dieser Zustand wird von einem an das dem Flip-Flop
123 abgekehrte Ende der Leitung 119 angeschlossenen Spannungsdetektor 127 erfaßt,
der daraufhin über eine Leitung 129 das Flip-Flop rücksetzt und die Spannung am
Eingang 121 der Steuerleitung 119 zur Freigabe der übrigen Steuergeber 115 abschaltet.
Für einen späteren Synchronisierungsvorgang kann das Flip-Flop 123 an einem Eingang
131 erneut gesetzt werden.
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Der Spannungsdetektor 127 kann entfallen, wenn in Serie zu den Leitungsstücken
117 jeweils ein Widerstand geschaltet ist, der von einem vom Flip-Flop 123 abgegebenen
Strom bei nicht unterbrochener Steuerleitung 119 durchflossen wird. Die Spannungsdetektoren
125 sprechen hierbei auf die Spannung an dem Widerstand an und geben die Steuergeber
115 frei, wenn der Stromkreis durch Lösen einer der Steckverbindungen 113 unterbrochen
wird.
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