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Schaltungsanordnung zum Betreiben von Signalgebern einer
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Verkehrssignalanlage, insbesondere Straßenverkehrssignalanlage Die
Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Betreiben von Signalgebern
einer vorzugsweise für- den mobilen Einsatz dienenden Verkehrssignalanlage, insbesondere
Straßenverkehrssignalanlage, von einem gemeinsamen Steuergerät her, mit in den einzelnen
Signalgebern enthaltenen Schalteinrichtungen, die auf ihnen von dem Steuergerät
her zugeführte Einstellsignale hin Signallampen ein- bzw. auszuschalten gestatten.
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Bei Schaltungsanordnungen der vorstehend bezeichneten Art sind die
einzelnen Signalgeber mit ihrem Steuergerät üblicherweise entweder über Kabel oder
auf dem Funkwege verbunden. Während Kabelverbindungen normalerweise beim ortsfesten
Einsatz der Verkehrssignalanlage verwendet werden, dienen Funkverbindungswege normalerweise
dann, wenn die betreffende Verkehrssignalanlage für den mobilen Einsatz vorgesehen
ist. Die betreffenden Verbindungswege sind dabei im übrigen jeweils nur für die
Übertragung der Einstellsignale ausgenutzt, ohne daß damit eine Überwachung des
Betriebs der einzelnen Signalgeber mit verbunden ist.
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Eine derartige Überwachung ist im übrigen dann nicht besonders einfach,
wenn die Steuerung der Signalgeber von dem gemeinsamen Steuergerät her über Funkstrecken
erfolgt.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu zeigen
wie bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art auf relativ einfache
Weise eine besonders hohe Betriebssicherheib bei der Steuerung der einzelnen Signalgeber
erzielt werden kann.
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Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe bei einer Schaltungsanordnung
der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch, daß in den einzelnen Signalgebern
für die Überwachung des Betriebs der zugehörigen Signallampen fehlersichere Überwachungseinrichtungen
vorgesehen sind, die ihre Ausgangssignale an in dem gemeinsamen Steuergerät enthaltene
fehlersichere Auswerteeinrichtungen selektiv abzugeben gestatten, und daß das gemeinsame
Steuergerät lediglich bei ordnungsgemäßem Empfang von Ausgangssignalen von sämtlichen
Uberwachungseinrichtungen eine Speisespannung für die Signallampen der Signalgeber
abgibt.
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Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß auf relativ einfache
Weise eine betriebssichere Steuerung der einzelnen Signalgeber von dem gemeinsamen
Steuergerät her möglich ist. Diese hohe Betriebssicherheit wird dabei insbesondere
durch die Verwendung von fehlersicheren Überwachungseinrichtungen in den einzelnen
Signalgebern und durch fehlersichere Auswerteeinrichtungen in dem gemeinsamen Steuergerät
erzielt. Die Maßnahme der-Abgabe einer Speisespannung für die einzelnen Signallampen
der Signalgeber von dem gemeinsamen Steuergerät her lediglich bei ordnungsgemäßem
Empfang von Ausgangssignalen der vorgesehenen Überwachungseinrichtungen unterstützt
die erwähnte Betriebssicherheit noch weiter.
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Zweckmäßigerweise erfolgt die Speisung der Überwachungseinrichtungen
mit der für die Signallampen- bereitgestellten Speisespannung. Dies bringt den Vorteil
eines besonders geringen schaltungstechnischen Aufwands in den einzelnen Signalgebern
mit sich.
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Vorzugsweise erfolgt die Signalübertragung-von den Der wachungseinrichtungen
zu den Auswerteeinrichtungen des Steuergerätes nach dem Frequenzmultiplexprinzip.
Dies bringt den Vorteil mit sich, daß für die Überwachungs-
einrichtungen
und für die Auswerteeinrichtungen relativ einfache, kommerziell bereits erhältlicheSSende-
und Empfangseinrichtungen verwendet werden können, die entsprechend unterschiedlichen
Frequenzen einfach eingestellt werden können.
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Die Speisung der Überwachungseinrichtungen wird im übrigen zweckmäßigerweise
unter Verwendung von Übertragern vorgenommen, die in die Stromkreise der Signallampen
eingefügt- sind. -Dies bringt den Vorteil mit sich, daß die Speise spannungen bzw.
Speiseströme für die Uberwachungseinrichtungen zugleich auch die Überwachungssignale
darstellen, die von den betreffenden Uberwachungseinrichtungen aufzunehmen und auszuwerten
sind.
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Für die -Übertragung der Einstellsignale sind in dem gemeinsamen Steuergerät
einzelne Einstellsignalgeber und in den Signal gebern für die einzelnen Signallampen
Einstelleinrichtungen vorgesehen, welche Einstellsignale von den Einstellsignalgebern
lediglich sequentiell aufzunehmen gestatten. Hierdurch ergibt sich der Vorteil,
für die betreffenden Einstellsignalgeber und für die Einstelleinrichtungen relativ
einfach aufgebaute Schaltungseinrichtungen verwenden zu können.
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Zweckmäßigerweise erfolgt die Signalübertragung von den Einstellsignalgebern
zu den Einstelleinrichtungen ebenfalls nach dem Frequenzmultiplexprinzip. Dies bringt
den Vorteil mit sich, daß für die Einstellsignalgeber und für die Einstelleinrichtungen
mit relativ einfachen, kommerziell bereits erhältlichen Sendern bzw. Empfängern
gearbeitet werden kann, die für den Betrieb bei unterschiedlichen Frequenzen relativ
einfach eingestellt werden können.
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Die Speisung der Einstelleinrichtungen erfolgt vorzugsweise mittels
der Speise spannung für die Signallampen.
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Dies bringt den Vorteil mit sich, daß mit besonders geringem schaltungstechnischen
Aufwand die Spannungsversorgung der Einstelleinrichturgen sichergestellt werden
kann.
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Zweckmäßigerweise sind sämtliche Signalgeber in an dem gemeinsamen
Steuergerät angeschlossene Speisespannungs-und Signalübertragungskabel eingefügt.
Diese Maßnahme bringt den Vorteil mit sich, daß Signalgeber in einer den jeweiligen
Verhältnissen entsprechenden Anzahl bereitgestellt und in das vorgesehene Übertragungskabel
eingefügt werden können. Dabei kann einfach so vorgegangen werden, daß an dem gemeinsamen
Steuergerät ein erster Signalgeber mittels eines ersten Übertragungskabelstücks
angeschlossen wird, daß an diesem ersten Signalgeber ein zweiter Signalgeber über
ein entsprechendes Übertragungskabelstück angeschlossen wird, usw. Es ist aber auch
ohne weiteres möglich, das betreffende Übertragungskabel als Ringkabel auszubilden,
in das die einzelnen Signalgeber in dem Sinne eingefügt sind, daß sie an von dem
betreffenden Kabel wegführenden Stichleitungen angeschlossen sind.
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Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt in einem Blockdiagramm eine Schaltungsanordnung gemäß
der Erfindung.
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Fig. 2 zeigt einen möglichen Aufbau eines Signalgebers der in Fig.
1 dargestellten Schaltungsanordnung.
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Innig. 1 ist eine Schaltungsanordnung angedeutet, zu der eine Anzahl
von Signalgebern Sg1, Sg2 -... Sgx und ein gemeinsames Steuergerät C gehören. Die
Signalgeber Sgl bis Sgx mögen jeweils zwei Signallampen L1, L2 enthalten, wie dies
bezüglich des Signalgebers Sg1 näher angedeutet ist.
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Diese Signallampen L1, L2 sind über individuelle Schalter bzw. Relaiskontakte
r1 bzw. r2 an einer Speisespannungsleitung anschließbar. Diese Speisespannungsleitung
gehört gemäß Fig. 1 zu einem Speisespannungskabel KA, welches zwischen den einzelnen
Signalgebern, wie den Signalgebern Sg1 und Sg2 bzw. Sg2 und Sgx verläuft. Dabei
ist ersichtlich, daß das betreffende Speisespannungskabel KA jeweils zwischen Anschlüssen
A2 und Al der miteinander verbundenen Signalgeber verläuft.
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Die einzelnen Signalgeber Sg1 bis Sgx enthalten ferner Einstelleinrichtungen
darstellende Empfänger El, E2, wie dies bezüglich des Signalgebers Sgl angedeutet
ist. Diese Empfänger sind den erwähnten Kontakten rl bzw. r2 individuell zugehörig,
um auf die Aufnahme entsprechender Einstellsignale hin diese Kontakte betätigen
zu können. Die erwähnten Einstellsignale werden von dem noch zu betrachtenden Steuergerät
C bereitgestellt.
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In den einzelnen Signalgebern gemäß Fig. 1 sind ferner Überwachungseinrichtungen
darstellende Sender S1, S2 vorgesehen, wie dies ebenfalls bezüglich des Signalgebers
Sg1 in Fig. 1 angedeutet ist. Diese Sender stellen fehlersichere Auswerteeinrichtungen
dar, die den Betrieb der zugehörigen Signallampe überwachen. So überwacht der Sender
S1 den Betrieb der Signallampe L1, und der Sender S2 überwacht den Betrieb der Signallampe
L2.
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Die Empfänger El, E2 und die Sender S1, S2 des Signalgebers Sg1 sind,
wie in Fig. 1 angedeutet, jeweils in Reihe liegend zwischen Anschlüssen B1 und B2
vorgesehen. Zwischen den entsprechend bezeichneten Anschlüssen der übrigen Signalgeber
sind entsprechende Empfänger und Sender vorgesehen. Dabei sind die entsprechenden
Anschlüsse B2, EI einander benachbarter Signalgeber, wie der Signalgeber Sg1 und
Sg2 bzw. der Signalgeber Sg2 und Sgx über ein Signalübertragungskabel KB miteinander
verbunden.
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Wie oben bereits erwähnt, sind die Signalgeber an dem gemeinsamen
Steuergerät C angeschloss-en. Dies geschieht im vorliegenden Fall einmal über ein
Speisespannungskabel KV, und zum anderen über ein Signalübertragungskabel KSE. Es
sei an dieser Stelle bemerkt, daß es sich tatsächlich um ein einziges, mehrere Leitungsadern
umfassendes Kabel handeln kann. Das gleiche trifft auch für die zuvor betrachtenden
Kabel KA und KB zu, die zwischen einander benachbarten Signalgebern verlaufen.
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Das Steuergerät C weist gemäß Fig. 1 Einstellsignalgeber Sol, Sc2
bzw. Scn auf. Die Anzahl dieser Einstellsignalgeber, die Sender darstellen, ist
zumindest gleich der Anzahl der Einstelleinrichtungen vorhandener Signalgeber.
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Die erwähnten Einstellsignalgeber sind dabei ausgangsseitig gemeinsam
an dem Signalübertragungskabel KSE angeschlossen. An diesem Kabel. KSE sind im übrigen
Auswerteeinrichtungen EC1, EC2 bzw. ECn des Steuergeräts C eingangsseitig gemeinsam
angeschlossen. Bei diesen Auswerteeinrichtungen handelt es sich um fehlersichere
Auswerteeinrichtungen, die beispielsweise durch kommerziell erhältliche Empfänger
gebildet sein können. Die Anzahl der betreffenden Auswerteeinrichtungen Ec1 bis
Ecn ist zumindest gleich der Anzahl der Uberwachungseinrichtungen vorhandener Signalgeber.
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Die Einstellsignalgeber Scl bis Scn sind eingangsseitig an Ausgängen
einer Ansteuerschaltung As angeschlossen, bei der es sich im einfachsten Fall um
ein Schrittschaltwerk V mit zugehörigem Schrittschaltmagneten X handeln mag, der
aufeinanderfolgend eine Spannung +U an die einzelnen Einstellsignalgeber Scl bis
Scn anzuschalten gestattet, so daß diese aufeinanderfolgend in Betrieb gelangen.
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Die fehlersicheren Auswerteeinrichtungen Ec1 bis Ecn des Steuergerätes
C sind ausgangsseitig an den Eingängen einer Auswerteschaltung Uw angeschlossen,
die auf ihrerEingangsseite beispielsweise ein NOR-Glied NG aufweisen mag, welchem
ein Auswerterelais M nachgeschaltet ist, welches mit einem Ende an einer eine Spannung
+U führenden Spannungsklemme liegt. Diesem Relais M ist ein Ruhekontakt m zugehörig,
über den im vorliegenden Fall eine Wechselspannung Ua als Speise spannung über das
Speisespannungskabel KV abgebbar ist. Dies ist dann der Fall, wenn das Auswerterelais
M nicht erregt ist.
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In Fig. 2 ist ein möglicher Aufbau des in Fig. 1 angedeuteten Signalgebers
Sgl in weiteren Einzelheiten veranschaulicht. Dabei ist verdeutlicht, daß für die
Speisung der Signallampen L1 und L2 zwei Leitungen vorgesehen sind, die zwischen
den Klemmen all, a12 des Anschlusses Al und den Klemmen a21, a22 des Anschlusses
A2 verlaufen. Im Stromkreis der Signallampe L1 liegt die Primärwicklung Pl eines
Stromtransformators T1, der mit seiner Sekundärwicklung S1 über eine Gleichrichterdiode
D1 mit den Speisespannungsanschlüssen der fehlersicheren Auswerteeinrichtung 81
verbunden ist. Diese fehlersichere Auswerteeinrichtung S1 gibt auf ihre Speisung
hin ein Signal mit einer Frequenz von beispielsweise fi ab. Bei der betreffenden
Auswerteeinrichtung 81 handelt es sich somit um einen Sender, der Signale lediglich
der bestimmten Frequenz fl abzugeben vermag.
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in Abweichung von den vorstehend betrachteten Verhältnissen ist bei
der Signallampe L2 die Primärwicklung P2 eines Transformators T2 dem Kontakt r2
parallel geschaltet. Mit seiner Sekundärwicklung S2 ist der Transformator T2 über
eine Gleichrichterdiode D2 mit den Speisespannungsanschlüssen der Überwachungseiri^htung
S2 verbunden, bei der es sich ebenfalls um eine fehlersichere Überwachungseinrich-
tung
handelt, die durch einen Sender gebildet sein mag.
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Dieser Sender gibt auf seine Ansteuerung von dem Transformator T2
her Signale mit einer anderen Frequenz f2 ab.
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Der erwähnte Transformator T stellt dabei einen Spannungstransformator
dar.
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Im Hinblick auf die zuvor betrachteten Transformatoren Tl und T2 sei
an dieser Stelle noch angemerkt, daß der Transformator T1 als Stromwandler der Rotlicht-Signallampenüberwachung
dient, wahrend der Transformator T2 als Spannungswandler der Grünlicht-Signallampenüberwachung
dient.
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Neben den zuvor betrachteten Einrichtungen weist der in Fig. 2 dargestellte
Signalgeber noch die beiden bereits in Fig. 1 angedeuteten Einstelleinrichtungen
El, E2 auf.
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Der Einstelleinrichtung El ist ausgangsseitig ein Relais R1 zugehörig,
welches den in Fig. 2 ebenso wie in Fig. 1 angedeuteten Kontakt Rl zu betätigen
gestattet. Der Einstelleinrichtung E2 ist gemäß Fig. 2 ausgangsseitig ein Relais
R2 zugehörig, welches den in Fig. 2 und auch in Fig. 1 angedeuteten Kontakt r2 zu
betätigen gestattet.
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Bei den Einstelleinrichtungen EI, E2 handelt es sich, wie im Zusammenhang
mit Fig. 1 bereits erwähnt, um Empfänger, die auf ihnen von dem Steuergerät C gemäß
Fig. 1 zugeführte Einstellsignale anzusprechen vermögen. Zu diesem Zweck kann die
Einstelleinrichtung El ein frequenzselektiver Empfänger sein, der lediglich Signale
der Frequenz f3 aufzunehmen vermag. Die Einstelleinrichtung E2 kann durch einen
frequenzselektiven Empfänger gebildet sein, der lediglich Signale einer Frequenz
f4 aufzunehmen vermag.
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Bezüglich der Spannungsversorgung der Einstellsignal-geber El, E2
sei noch bemerkt, daß in Fig. 2 durch Strichpunktlinien angedeutet ist, daß hierfür
die Speise spannung der Signallampen LI, L2 herangezogen werden kann. Da-es sich
bei
dieser Speise spannung um eine Wechselspannung handelt, sind in die betreffenden
Verbindungswege Gleichrichterdioden D3 bzw. D4 eingefügt.
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Bezüglich der in Fig. 2 angedeuteten Uberwachungseinrichtungen S1,
S2 und der Einstelleinrichtungen El, E2 sei noch bemerkt, daß diese jeweils in gesonderte
Übertragungsleitungen eingefügt sind, welche zwischen Klemmen b13, b14 bzw. b11,
b12 des Anschlusses B1 und Klemmen b23, b24 bzw. b21, b22 des Anschlusses B2 verlaufen.
Demgem§ß wird das in Fig. 1 angedeutete Signalübertragungskabel KB gemäß Fig. 2
aus zwei Teilkabeln bzw. aus vier Adern bestehen. Dabei können bei dem letzten der
gewissermaßen in Reihe geschalteten Signalgeber die durch die zugehörigen Uberwachungseinrichtungen
geführten Signalleitungen einerseits und die durch die zugehörigen Einstelleinrichtungen
hindurchgeführten Signalleitungen andererseits extern durch Leiterbrücken KS2 bzw.
KS1 überbrückt sein, wie dies in Fig. 2 angedeutet ist. Von einer solchen Maßnahme
wird man insbesondere in dem Fall Gebrauch machen, daß die Signalgeber an dem gemeinsamen
Steuergerät in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise angeschlossen sind.
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Bezüglich der nach Fig. 2 vorgesehenen fehlersicheren Uberwachungseinrichtungen
S1, S2 und der ebenfalls nach Fig. 2 vorgesehenen Einstelleinrichtungen El, E2 sei
noch angemerkt, daß diese Einrichtungen jeweils mittels eines gesonderten Übertragers
in die zugehörigen Übertragungsleitungen eingeschleift sind, um über diesen Übertrager
Signale abzugeben bzw. aufzunehmen.
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Nachdem zuvor der Aufbau der in Fig. 1 und 2 dargestellten Anordnungen
erläutert worden ist, sei nunmehr dle Arbeitsweise der in Fig. 1 dargestellten SchalDungsanordnung
betrachtet. Dabei wird davon ausgegangen, daß sowohl für die Signalübertragung von
den Überwachungseinrichtungen der
Signalgeber zu den Auswerteeinrichtungen
des Steuergeräts C als auch für die Signalübertragung von den Einstellsignalgebern
des Steuergeräts C zu den Einstelleinrichtungen der einzelnen Signalgeber nach dem
Frequenzmultiplexprinzip gearbeitet wird. Dies bedeutet, daß die Einstellsignalgeber
Sc1 bis Scn gemäß Fig. 1 Signale jeweils einer von n Frequenzen abzugeben vermögen,
auf die die einzelnen Einstelleinrichtungen, wie die Einstelleinrichtungen El, E2,
der Signalgeber Sgl bis Sgx individuell anzusprechen vermögen. In entsprechender
Weise geben die fehlersicheren Überwachungseinrichtungen, wie die Überwachungseinrichtungen
Sl, S2, Signale mit jeweils einer von insgesamt n Frequenzen ab, auf die die fehlersicheren
Auswerteeinrichtungen Ec7 bis Ecn gemäß Fig. 1 individuell anzusprechen vermögen.
Bei den zuletzt erwähnten Frequenzen kann es sich um die gleichen Frequenzen handeln,
mit denen Signale auftreten, die von den Einstellsignalgebern Scl bis Scn gemäß
Fig. 1 abgegeben werden, und zwar in dem Fall, daß für die Übertragung der Einstellsignale
von diesen Einstelisignalgebern andere Übertragungsleitungen benutzt werden als
für die Übertragung der Überwachungssignale von den Überwachungseinrichtungen, wie
den Einrichtungen S1, S2 der Signalgeber Sgl bis Sgx. Wird für die Übertragung sämtlicher
Signale jedoch lediglich eine einzige Übertragungsleitung verwendet, so werden die
Frequenzen der Überwachungssignale von den einzelnen Signalgebern her verschieden
sein von den Frequenzen der Einstellsignale, die den Signalgebern zugeführt werden.
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Bei der in Fig. 1 dargestellten Schaltungsanordnung werden die einzelnen
Einstellsignalgeber Scl bis Scn sequentiell zur Abgabe entsprechender Einstellsignale
angesteuert. Die Aufnahme und Ausführung der betreffenden Einstellsignale wird in
den einzelnen dadurch selektiv angesteuerten Signalgebern überwacht, und zwar jeweils
durch eine der vorgesehenen fehlersicheren Überwachungseinrich-
tungen.
Diese Überwachungseinrichtung meldet dann das einwandfreie Funktionieren der zugehörigen
Signallampe, wobei diese Meldung dann durch eine der fehlersicheren Auswerteeinrichtungen
Ecl bis Ecn in dem Steuergerät C ausgewertet wird. Solange kein fehlerhafter Betrieb
ermittelt wird, wird von dem Steuergerät C die Wechselspannung Ua weiterhin an sämtliche
Signalgeber Sg1 bis Sgx abgegeben. Wird jedoch ein fehlerhafter Betrieb festgestellt
bzw. tritt ein solcher auf, so spricht das Auswerterelais M in dem Steuergerät C
an und öffnet seinen Kontakt m. Dadurch wird dann die Speisespannung Ua für sämtliche
Signalgeber Sgl bis Sgx abgeschaltet.
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Um nun in die vorstehend erläuterte Überwachung nicht nur die einzelnen
Signallampen sondern soweit wie möglich auch die weiteren Überwachungseinrichtungen
einzubeziehen, sind sowohl die Überwachungseinrichtungen in den Signalgebern als
auch die Auswerteeinrichtungen in dem gemeinsamen Steuergerät C fehlersicher ausgebildet.
Dies bedeutet, daß diese Einrichtungen bei ihrem Ausfall nicht ein einwandfreies
Funktionieren der zu überwachenden Signalgeber vortäuschen können, sondern bei ihrer
fehlerhaften Betriebsweise lediglich einen Fehlerzustand signalisieren können. Derartige
Überwachungseinrichtungen und Auswerteeinrichtungen sind kommerziell erhältlich,
so daß sie hier nicht näher beschrieben zu werden brauchen.
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Im vorstehenden ist die Arbeitsweise der Schaltungsanordnung unter
Ausnutzung des Frequenzmultiplexprinzips erläutert worden. Es sei hier jedoch darauf
hingewiesen, daß die Signalübertragung auch ohne weiteres nach einem anderen y plexprìnzip,
beispielsweise nach dem Adressenmultiplexprinzip oder Zeitmultiplexprinzip, erfolgen
könnte. In jedem Fal-e sollten jedoch die vorzusehenden
Uberwachungseinrichtungen
und die Auswerteeinrichtungen fehlersicher ausgebildet sein, wie dies bezüglich
der betrachteten Ausführungsform der Erfindung angegeben worden ist.
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8 Patentansprüche 2 Figuren
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