DE4132389A1 - Schaltung zum steuern und ueberwachen von lichtsignalen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung nach dem Über­ begriff des Anspruches 1. Eine derartige Schaltung ist aus der EP 00 31 046 B2 bekannt.

Dort ist eine Einrichtung zur signaltechnisch sicheren Steue­ rung und Überwachung von elektrischen Verbrauchern beschrie­ ben, bei der eine zentrale Steuerstelle Steueranweisungen zum An- und Abschalten elektrischer Verbraucher, vorzugsweise von Lichtsignalen, erarbeitet und über eine Übertragungsstrecke an die Verbraucher übermittelt. Dort werden aufgrund der empfan­ genen Steueranweisungen Schalter im Speisekreis der zu steuern­ den Verbraucher gezielt hochohmig oder niederohmig geschaltet. In Abhängigkeit von den jeweiligen Betriebszuständen der ge­ steuerten Verbraucher werden über verbrauchernahe Überwacher Betriebszustandsmeldungen gebildet und an die Fernsteuerstelle übermittelt. Zusätzlich zu den zu steuernden und zu überwachen­ den Verbrauchern gibt es ein in der Nähe der Verbraucher ange­ ordnetes Schaltglied, das durch Umsteuersignale, d. h. zyklisch wechselnde An- und Abschaltsignale, in der Wirkstellung gehal­ ten wird und diese Wirkstellung kennzeichnende Rückmeldesig­ nale an die Steuerstelle übermittelt. Dieses zusätzliche Schaltglied dient dazu, die Verbraucher im Störungsfall nach einer bestimmten Schaltroutine an- oder abzuschalten. Da das Schaltglied nur dann in seiner Wirkstellung gehalten wird, wenn es in der Lage ist, wechselweise Anschalt- und Abschalt­ signale zu verarbeiten, ist sichergestellt, daß es jederzeit durch Abschalten der Umsteuersignale in der Lage ist, in die Grundstellung zu wechseln und dabei die vorgegebene Schalt­ routine auszuführen.

Diese bekannte Einrichtung ist gedacht für die Fernsteuerung von Verbrauchern, insbesondere Lichtsignalen, über größere Entfernungen. Sie erfordert die Bereitstellung eines durch zyklische Ein/Ausschaltsignale einstellbaren speziellen Schaltgliedes und die Überwachung dieses Schaltgliedes.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltung nach dem Überbe­ griff des Anspruches 1 so auszubilden, daß eine sichere Ein­ flußnahme auf ein Lichtsignal auch und gerade im Störungsfall möglich ist, ohne daß es hierzu eines speziellen Schaltgliedes bedarf, das durch zyklische Ein/Ausschaltsignale in seiner Wirkstellung gehalten wird und überwacht werden muß.

Die Erfindung löst diese Aufgabe bei einer nach dem Oberbe­ griff des Anspruches 1 ausgeführten Schaltung durch die Anwen­ dung der kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfin­ dungsgemäßen Schaltung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in den Fig. 1 bis 4 die Steuer- und Über­ wachungskreise von Signallampen SL1, SL2, in der bestimmte, jeweils wirksame Stromkreise durch dicke Linien hervorgehoben sind. Die Signallampen dienen der Darstellung von Fahrtbe­ griffen. Gespeist werden sie aus einem Wechselspannungsnetz über einen Versorgungstransformator T1, an dessen Sekundär­ wicklungen W1.1, W1.2 eine zum Betrieb der jeweils ange­ schalteten Signallampe ausreichende Spannung U_SL1, U_SL1 ab­ greifbar ist. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist ange­ nommen, daß die Signallampe SL1 angeschaltet ist, wobei die Spannung U_SL1 über den Steller S1 und die Versorgungsleitungen 1, 2 der Primärwicklung eines Trenntransformators T2 zugeführt ist. Die Sekundärseite des Trenntransformators T2 speist über Leitungen L auf die Primärseite eines Anpaßtranformators T3, an dessen Sekundärwicklung die zu steuernde Signallampe SL1 ange­ schlossen ist. Dabei bildet sich der über den in Fig. 1 durch dicke Linien hervorgehobene Speisekreis aus, wobei bei intak­ tem Lampenfaden der der Signallampe SL1 zugeordnete Fahrtbe­ griff zur Anzeige gebracht wird. Ausschlußkontakte P1, P2, auf die anhand der Fig. 4 näher eingegangen wird, stellen sicher, daß nur die Signallampe SL1 aufleuchten kann. Überwacht wird der Betriebszustand der Signallampe SL1 durch in der Zeichnung nicht dargestellte lampennahe Überwacher, die z. B. den über den Lampenfaden fließenden Speisestrom bewerten und entsprechen­ de Überwachungsmeldungen an in der Steuerstelle angeordnete Melder übermitteln. Diese Melder erhalten ihre Betriebs­ spannung U_M über einen Wandler W, dessen Primärwicklung in die Speiseleitung 1 einbezogen ist. Nur solange diese Speiseleitung einen ausreichend hohen Strom führt, liefert der Wandler ausga­ ngsseitig eine zum Betrieb der angeschlossenen Melder ausrei­ chende Versorgungsspannung. Bei einer Leitungsunterbrechung verschwindet die Versorgungsspannung U_M am Ausgang des Wand­ lers W, so daß die zugehörigen Melder stromlos werden und so die eingetretene Störung anzeigen.

Bei abgeschaltetem Signalbegriff bildet sich der in Fig. 2 durch eine gestrichelte Linie hervorgehobene Prüfstromkreis aus. Der Steller S1 im Speisestromkreis der Signallampe SL1 ist geöffnet und hat die Stromzufuhr zur Signallampe unter­ brochen. Mit dem Öffnen des Stellers S1 wurden beim Abschalten der Signallampe SL1 die Schalter S2 und S3 geschlossen. Der Schalter S2 hat dabei die Primärwicklung des Trenntransforma­ tors T2 kurzgeschlossen, während der Schalter S3 über eine Leitung 3 den in Fig. 2 durch eine gestrichelte Linie hervor­ gehobenen Prüfstromkreis geschlossen hat. Dieser Prüfstrom­ kreis wird gespeist aus einer Sekundärwicklung W1.3 des nach wie vor am Netz liegenden Versorgungstransformators T1. Der bei geschlossenen Schaltern S2 und S3 fließende Prüfwechsel­ strom liegt in der gleichen Größenordnung wie der zuvor bei ordnungsgerechtem Betriebszustand der Signallampe SL1 fließen­ de Lampenstrom. Am Ausgang des Wandlers W1 liegt daher auch bei abgeschalteter Signallampe eine zum Betrieb der ange­ schlossenen Melder ausreichende Versorgungsspannung U_M an. Die Melder werden gesteuert durch in der Zeichnung nicht darge­ stellte lampennahe Überwacher, die ihre Überwachungsmeldungen an die Melder weitergeben. Über den in Fig. 2 hervorgehobenen Prüfstromkreis, dessen Vorhandensein über die Melder laufend geprüft wird, läßt sich im Störungsfall in vorgegebener Weise auf die Signallampe SL1 einwirken, wie nachstehend noch näher erläutert ist. Dieses Einwirken kann erforderlich werden, wenn sich z. B. der Steller S1 aufgrund eines Defektes nicht mehr hochohmig schalten läßt, d. h. wenn sich der durch die ange­ schaltete Signallampe SL1 definierte Fahrtsignalbegriff be­ triebsmäßig nicht mehr ohne weiteres abschalten läßt. Mit einer derartigen Störung muß insbesondere dann gerechnet werden, wenn die zum Schalten der Signallampen verwendeten Steller als Halbleiterschalter ausgebildet sind. Auch wenn der Steller bei abgeschalteter Signallampe plötzlich wieder niederohmig wird, soll und muß auf die betreffende Signallampe eingewirkt werden.

Fig. 3 zeigt die Stromkreise, über die in definierter Weise im Störungsfall auf die Signallampe SL1 eingewirkt wird. Das gezielte Einwirken auf die Signallampe SL1 besteht im bleiben­ den Abschalten dieser Signallampe, d. h. der zugehörige Fahrt­ signalbegriff verschwindet und damit die durch diesen Fahrt­ signalbegriff gegebene Erlaubnis auf Weiterfahrt. Liegt ein Abschaltbefehl für die Signallampe SL1 vor, so schließen die beiden Schalter S2 und S3. Hierdurch bilden sich bei nieder­ ohmig angenommenem Steller S1 die beiden in Fig. 3 durch dickere Linien hervorgehobenen Stromkreise aus, von denen der eine über die Wicklung W1.1 und der andere über die Wicklung W1.3 gespeist wird. Über den Schalter S2 wird die Primärwick­ lung des Trenntransformators T2 kurzgeschlossen, so daß die Signallampe SL1 stromlos wird. Gleichzeitig bewirkt der Schal­ ter S2 einen Stromanstieg im primärseitigen Speisekreis der Signallampe, der mindestens im Zusammenwirken mit dem Prüf­ strom zum Ansprechen einer in die Speiseleitung 2 einbezogenen Sicherung Si1 führt. Diese Sicherung trennt bei ihrem An­ sprechen den Speisekreis für die Signallampe SL1 bleibend auf. Das Wiederanschalten des Fahrtbegriffes ist nur möglich durch das Einwirken eines Bedieners, der die zerstörte Sicherung auswechselt oder einen Sicherungsautomaten neu aktiviert.

Dadurch, daß das Auslösen der Sicherung über zwei voneinander unabhängige Stromkreise herbeigeführt wird, von denen jeder für sich die Sicherung zum Ansprechen bringen kann und dadurch, daß bei betriebsmäßig abgeschalteter Signallampe der nieder­ ohmige Schaltzustand der das Ansprechen der Sicherung im Störungsfall auslösenden Schalter inklusive der Zuleitungen zur Sicherung über die Melder ständig überwacht ist, ist sichergestellt, daß die Sicherung im Störungsfall auch tat­ sächlich zum Ansprechen gebracht werden kann.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ist angenommen, daß anstelle der Signallampe SL1 die Signallampe SL2 angeschaltet sein soll. Dies geschieht über die Versorgungsleitungen 1 und 4 und den Steller S4 aus der Versorgungsspannung U_SL2, die an der Wicklung W1.2 des Versorgungstransformators T1 abgreifbar ist. Diese Versorgungsspannung ist gegenphasig zu der Ver­ sorgungsspannung U_SL1. In der Zeichnung nicht dargestellte, in der Nähe der Signallampen angeordnete Bewertungsschaltmittel bewerten die Phasenlage der jeweils zur Signallampe übermittel­ ten Versorgungsspannung und schließen je nach dem Bewertungs­ ergebnis, d. h. der Gleichphasigkeit oder der Gegenphasigkeit zu einer Vergleichsspannung, entweder den Kontakt P1 oder den Kontakt P2 im Anschaltstromkreis der Signallampe SL1 bzw. SL2. Bei der in Fig. 4 angenommenen Konstellation hat das Bewer­ tungsorgan z. B. Gegenphasigkeit der zu den Signallampen übermittelten Spannung zu der Vergleichsspannung detektiert und daraufhin den Kontakt P2 geschlossen, so daß die Signal­ lampe SL2 zum Aufleuchten gebracht wird. Diese Signallampe soll insbesondere ebenfalls zur Darstellung eines Fahrtbe­ griffes verwendet sein. Bei betriebsmäßig abgeschalteten Signallampen SL1 und SL2 bildet sich der in Fig. 2 aus­ gebildete Prüfstromkreis aus, über den im Störungsfall das bleibende Abschalten der Signallampe SL1 bzw. SL2 bewerk­ stelligt werden soll. Das strörungsbedingte Auftrennen des Speisekreises der Signallampe SL2 geschieht entsprechend der Darstellung der Fig. 3, nur daß in diesem Falle nicht die Sicherung Si1 sondern die Sicherung Si2 zum Ansprechen gebracht wird.

Die erfindungsgemäße Schaltung ist nicht nur verwendbar für die Steuerung solcher mehrbegriffigen Lichtsignale, deren Signallampen durch Aufschalten von Speisespannungen unter­ schiedlicher Phasenlage auf die Versorgungsleitungen ge­ steuert werden, sondern läßt sich bei allen Lichtsignalen verwenden, bei denen einzelne oder mehrere Signallampen im Störungsfall sicher abgeschaltet werden sollen. Dabei besteht in an sich bekannter Weise die Möglichkeit, beim Abschalten einer solchen Signallampe automatisch eine Signallampe für einen restriktiveren Fahrbegriff, insbesondere den Haltbe­ griff, anzuschalten. Sie ist auch nicht beschränkt auf solche Lichtsignale, deren Signallampen über zwischengeschaltete Trenntransformatoren gespeist werden.

Claims (6)

1. Schaltung zum Steuern und Überwachen von über Transforma­ toren wechselstromgespeisten Lichtsignalen unter Verwendung von Stellern zum bedarfsweisen Schließen und Öffnen von Speisestromkreisen in einer Steuerstelle sowie dort angeord­ neten Meldern zur Kennzeichnung der jeweiligen Lampenbetriebs­ zustände, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einzelnen Signallampen (SL1) eines jeden Lichtsignales ein erster steuerbarer Schalter (S2) zugeordnet ist, der beim Auftrennen der Speiseleitungen (2) zu den Signallampen (SL1) die Primärwicklung eines die Adern (1, 2) zur Außenlage speisenden Transformators (T2) kurzschließt, daß den Signallampen (SL1) ein zweiter in eine gesonderte Leitung (3) zum Lichtsignal geschalteter steuerbarer Schalter (S3) zugeordnet ist, der bei abgeschalteten Signallampen über den dann geschlossenen ersten steuerbaren Schalter (S2) und eine (1) der Speiseleitungen (1, 2) eine Prüfwechselspannung (U_PR) auf die Primärwicklung eines den Signallampen zugeord­ neten, in diese Speiseleitung (1) geschalteten Stromwandlers (W) zur sekundärseitigen Speisung mindestens eines Melders liegt, die ausreichend hoch ist zum Betrieb dieses Melders und daß in die Speiseleitungen (1, 2) zur Signallampe (SL1) mindestens eine Sicherung (Si1) geschaltet ist, die beim gemein­ samen Schließen des zugehörigen Stellers (S1) sowie des ersten und/oder des zweiten steuerbaren Schalters (S2, S3) durch Überstrom anspricht.

2. Schaltung nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfwechselspannung (_UPR) an einer Sekundärwicklung (W1.3) eines den Transformator (T2) speisenden Versorgungs­ transformators (T1) abgreifbar ist.

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenlage der dem Transformator (12) zuführbaren Versorgungsspannung (U₁, U₂) zum bedarfsweisen An- und Ab­ schalten mehrerer, über die gleichen Adern (L) zum Licht­ signal gespeisten, nicht gleichzeitig anschaltbarer Signal­ lampen (SL1, SL2) in ihrer Phasenlage um 180° umschaltbar ist.

4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Speisen des Transformators (T2) ein Versorgungstransformator (T1) mit mindestens zwei Wicklungen (W1.1, W1.2) vorgesehen ist, an denen gegensinnige Spannungen (U_SL1, U_SL2) abgreifbar sind, daß die eine Wicklung (W1.1) über den Wandler (W) die Sicherung (Si1) und den einer ersten Signallampe (SL1) des Lichtsignals zugeordneten Steller (S1) und die andere Wicklung (W1.2) über den Wandler (W), eine gesonderte Sicherung (Si2) und einen einer zweiten Signallam­ pe (SL2) des Lichtsignals zugeordneten SteIler (S4) auf den Transformator (T2) speist.

5. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Signallampen (SL1, SL2) zur bedarfsweisen Darstellung unter­ schiedlicher Fahrtbegriffe vorgesehen sind.

6. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die steuerbaren Schalter (S2, S3) und/oder die Steller (S1, S4) als Halbleiterschalter ausgeführt sind.