-
Fernwirkanlage zur zentralen Überwachung und Fehlerortung in Trägerfrequenz-Weitverkehrssystemen
Die Erfindung betrifft eine Fernwirkanlage zur zentralen Überwachung und Fehlerortung
in Trägerfrequenz-Weitverkehrssystemen mit vielen, insbesondere oberirdischen Hauptämtern
und von diesen ferngespeisten, insbesondere unterirdischen Zwischenverstärkern,
bei der von einer Zentrale aus der Betriebszustand des Übertragungssystems überwacht
wird und ein Fehler entweder in einem Hauptamt oder einem Abschnitt zwischen zwei
Hauptämtern lokalisiert und außerdem die Fehlerart bestimmt wird.
-
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung wird an Hand
der F i g. 1 erläutert, in welcher eine zentrale Fernüberwachung für m Hauptämter
eines Trägerfrequenz-Systems schematisch dargestellt ist. Von einer Überwachungszentrale
ÜZ werden die Hauptämter Hl bis Hm über eine erste Doppelleitung L1 nacheinander
abgefragt, und über eine zweite Doppelleitung L, wird automatisch von den Hauptämtern
nacheinander an die Zentrale eine Antwort übermittelt.
-
Eine zentrale Überwachung ist insbesondere dann notwendig, wenn die
Hauptämter unbemannt sind. Die Fernspeisung der Zwischenverstärker zwischen zwei
Hauptämtern geschieht mit Gleichstrom über die Innenleiter zweier der Trägerfrequenz-Übertragung
dienender Koaxialkabel. Im allgemeinen gibt es zwischen zwei Hauptämtern zwei Fernspeiseschleifen,
die jeweils vom benachbarten Hauptamt gespeist werden.
-
Trägerfrequenz-Weitverkehrssysteme besitzen Leitungsregler, die mit
Hilfe einer Pilotspannung den Pegel, insbesondere in den Hauptämtern, konstant halten.
Bei einem plötzlichen Abfall der Pilotspannung um 0,35- N unter ihren Sollwert wird
der Pilotregler in seiner Stellung festgehalten und Pilotalarm gegeben.
-
Man kann zwischen systemeigenen und systemfremden Störungen unterscheiden.
-
Folgende systemeigene Störungsarten können auftreten: a) Ausfall der
Stromversorgung eines Gestells des Trägerfrequenzsystems in einem Hauptamt. Dies
macht sich immer in beiden Übertragungsrichtungen bemerkbar, weil die Leitungsverstärker
beider Übertragungsrichtungen im Gestell von der gleichen Stromversorgung gespeist
werden.
-
b) Ausfall der Fernspeisung einer Fernspeiseschleife zwischen zwei
Hauptämtern infolge Kabelunterbrechung, Kabelkurzschluß oder Fehler des Fernspeisegerätes.
Dies macht sich ebenfalls immer in beiden Übertragungsrichtungen eines Systems bemerkbar,
weil zur Fernspeiseschleife Zwischenverstärker beider übertragungsrichtungen gehören.
Ein solcher Ausfall wird im Fernspeiseeinschub durch ein Relais angezeigt.
-
c) Störung eines Zwischenverstärkers oder eines anderen Gerätes, die
zu einer starken Verminderung der Hochfrequenzübertragungsfähigkeit oder zu einem
völligen Ausfall des Systems führt. Dies macht sich nur in der gestörten Übertragungsrichtung
bemerkbar. Diese Störung wird im entsprechenden Verstärker- oder Geräteeinschub
durch Pilotalarm mittels eines Pilotalarmrelais beim erwähnten plötzlichen Abfall
des Pilotpegels um 0,35 N angezeigt.
-
d) Erreichen der Endlage des Leitungspilotreglers. Dies ist keine
Störung im eigentlichen Sinne, weil die Übertragungsfähigkeit noch durchaus gewährleistet
sein kann. Die Endlage wird durch eine Lampe angezeigt, die über einen Endlagentransistor
ihren Strom erhält.
-
Ein systemfremder Fehler ist z. B. der Ausfall der gesamten Netzspannung
in einem Hauptamt, wobei eine Pufferbatterie vorübergehend die Speisung übernimmt.
-
Die Fernwirkanlage ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß
von der Zentrale über das zur trägerfrequenten Übertragung in abgehender Richtung
dienende Leitungspaar oder über eine Beipackdoppelleitung nacheinander einzelne
Fernüberwachungsimpulse
ausgesendet, in jedem Hauptamt empfangen
werden pnd dort einen an sich bekannten, irreversiblen, n-stufigen, binären Empfangszähler
betätigen, der nach dem Empfang der entsprechenden Fernüberwachungsimpulse Stelltransistoren
anregt, die das Zurücksenden eines mit Hilfe des Erqpfgngszählers binär codierten
Rückmeldesignals über das zur trägerfrequenten Übertragung in ankommender Richtung
dienende LOitungspaar oder, eine Beipackdoppelleitung zur Zentrale veranlassen,
wo festgestellt wird, welches Amt beim Ansteuern kein Rückmeldesignal oder ein besonders
gekennzeichnetes Rückmeldesignal zurückgesendet hat.
-
Ein Kabel kann mehrere Leitungspaare bzw. Kbaxiältubeü enthalten;
bei p Leitungspaaren bzw. Tuben ergeben sich p/2 unabhängige Systeme. In diesem
Fäll ist es sinnvoll, eine gemeinsame Fernüberwachüngsanlage für das ganze Kabel
zu verwenden. Außerdem kann die Fernüberwachungsanlage für mehrere Kabel und insbesondere
für Verzweigungen gemeinsam benutzt werden. F i g. 2 zeigt die schematische Darstelung
des in jedem Hauptamt der Kabelstrecke vorhandenen Teiles einer derartigen Anlage
für den Fall eines Kabels mit p Tuben. Ein Überwachungssignalempfänger ftE schaltet
beim Empfang eines entsprechenden Überwachungssignals ÜS eine Überwachungsschaltung
ÜSl bis US, ein, die einen Rückmeldesignalsender RS zur Aussendung eines
Rückmeldesignals an die Zentrale veranlaßt. Außerdem wird vom überwachungssignalempfänger
1°tE über eine Leitung L der Rückmeldesignalsender RS zum gücluelden vorbereitet;
Man kann beispielsweise die überwachungs- und Rückmeldesignaleals getastete Wechselspannungen
konstanter überwachungsträgerfrequenz übertragen und am Empfangsort diese Signale
aussieben, verstärken, gleichrichten und durch ein an sich bekanntes Impulsfilter
(deutsche Patentschrift 1133 754), das nur Impulse vorgeschriebener Länge auswertet,
auf die richtige Tastdauer prüfen und empfangen. Dadurch wird gewährleistet, daß
keine Fehlimpulse die Überwachung stören können.
-
Die Wirkungsweise des in jedem Hauptamt verwendeten, irreversiblen,
binären Empfangszählers wird an Hand der schematischen Darstellung' eines vierstufigen,
vorzugsweise transistorisierten Zählers in F i g. 3 erläutert. Dieser Zähler umfaßt
vier Flip-Flops F1, F2, F3, F4 mit den Eingängen
Ei, und E12, E21 und ,E22,
E31 und E32, E41 und E42 sowie den AusgäügenAll, Ünd A12, 442, und A22, A31 und
A32, A41 und A42. Die linken Ausgänge (Kollektoranschlüsse der Tralsistoren) All,
4421, 4431 der Flip-Flops F1, F2 und F3 sind übel' Kondensatoren und Dioden mit
-den E21, E22 bzw. E"1, E32 bzw. E'41, E42 des jeweils nächsten -Flip-Flops verbunden,
_ Gelangen Impulse auf die Eingänge Eil, E12 des ersten Flip-Flops F1, so ändert
der Zähler mit jedem Impuls seine Stellung. In F i g. 3 ist die Ausgangsstellung
des Zählers gezeigt, wobei alle linken Transistoren leitend und alle rechten Transistoren
gesperrt sind. (vgl. Schaltsymbolik in Valvo; »Technische Informationen für- die
Industrie«, Heft 1.4, Februar 1962, S. 1 bis 4). Die folgende Tabelle zeigt die
sechzehn möglichen Stellungen des vierstufigen Empfangszählers, wobei der leitepde
Zustand eines Transistors mit »0« und der gesperrte Zustand mit »L« bezeichnet wird
und die linken bzw. rechten Spalten für die linken bzW; rechten Transistoren der
einzelnen Flip-Flops geltdpi
| Stellung F1 @. F2 F3 F4 |
| 1 0 L 0 L 0 L 0 L |
| 2 L 0 0 L 0 L 0 L |
| 0 L L 0 0 L 0 L |
| 4 L 0 L 0 0 L 0 L |
| 5 0 L 0 L L 0 0 L |
| 6 L 0 0 L L 0 0 L |
| 7 0 L L 0 L 0 0 L |
| 8 L 0 L 0 L 0 0 L |
| 3 0 L 0 L 0 L L 0 |
| 10 L 0 0 L 0 L L 0 |
| 11 0 L L 0 0 L L 0 |
| 12 L 0 L 0 0 L L 0 |
| 13 0 L 0 L L 0 L 0 |
| 14 L 0 0 L L 0 L 0 |
| 15 0 L L 0 L 0 L 0 |
| 16 L 0 L 0 L 0 L 0 |
Ein Zähler mit
n Flip-Flops kann 2n verschiedene Stellungen einnehmen. Jeder
Stellung des Zählers kann ein zugeordnet werden, der nur dann gesperrt wird, wenn
der Zähler die ihm entsprechende Stellung eingenommen hat. Der Stelltransistor Tsh
der k-ten Stellung wird mit der Basis über
n Vorwiderstände an diejenigen
Ausgänge der n Flip-Flops geschaltet, die bei der k-ten Stellung des Zählers leitend
sind. Für den Fall
n = 4 und
k = 9 zeigt die F i g. 4 die Ankopplung
des Stelltransistors Ts. über vier Vorwiderstände r1,
r2, r3 und
r4 an die in diesem Falle leitenden Ausgänge All, A21, A3, und A42 der vier
Flip-Flops.
-
Liegt auch nur einer der vorgenannten Vorwiderstände an einem gesperrten
Ausgang, d. h. am Kollektor eines gesperrten Transistors, so fließt darüber in die
Basis des zugehörigen Stelltransistors genügend Basisstrom und dieser Stelltransistor
bleibt leitend. Nur wenn alle Vorwidertände an Kollektoren leitender Transistoren
angeschlossen sind, erhält die Basis des Stelltransistors keinen Strom, und der
Stelltransistor wird gesperrt. Somit ist in jeder Stellung des Empfangszählers nur
ein Stelltransistor gesperrt; während alle anderen Stehtransistoren leitend bleiben.
-
Damit keine störenden Kopplungen zwischen den einzelnen Flip-Flops
über die Vorvviderstände zu den Stelltransistoren und deren Zuleitungen entstehen,
ist es zweckmäßig, alle Ausgänge der Flip-Flops des Empfangszählers mittels RC-Gliedern
zu entkoppeln und die Spannungen zum Steuern der Stelltransistören nicht von den
Kollektoren direkt, sondern hinter den RC-Gliedern abzunehmen.
-
Die Reihenfolge der überwachten Stellen wird bei den Hinleitungen
(abgehende Übertragungsrichtung) von der Zentrale zum fernen Ende und bei den Rückleitungen
(ankommende übertragun srichtung) von dem fernere Ende zur Zentrale gewähilt. Dies
ist deswegen notwendig, weil ein Pilotalarm, der durch systemeigene Fehler vertirsgcht
wird, sich in der Übeltragungsrichtunß bis zum Systemende fortpflanzt und eine sinnvolle
Fehlerortung nur von der ungestörten Seite der Leitung her möglich ist.
-
Die Ankopplung der @Stelltransistoren an den Empfangszähler kann vereinfacht
werden, wenn lnan die Systematik der Stellungen des Empfangszählers berücksichtigt.
An
Hand eines Beispieles mit vier Steiltransistoren pro Hauptamt für die Überwachung
zweier voneinander unabhängiger Übertragungssysteme mittels jeweils zweier Doppelleitungen,
bei der von den vier dazu erforderlichen Stelltranstistoren zwei für die abgehende
Übertragungsrichtung und die beiden anderen für die ankommende übertragungsrichtung
verwendet werden, soll diese Ankopplung näher erläutert werden.
-
Betrachtet man die vorstehende Tabelle der möglichen Stellungen des
vierstufigen Empfangszählers, so erkennt man, daß das letzte Flip-Flop F4 zweimal
und das vorletzte Flip-Flop F3 viermal seinen Zustand innerhalb eines Zyklus ändert.
Man kann also die beiden letzten Flip-Flops des Empfangszählers mit den vier Steiltransistoren
einheitlich fest verdrahten.
-
Weiter erkennt man, daß die beiden Steiltransistoren der abgehenden
Übertragungsrichtung an gleiche Anschlüsse der ersten beiden Flip-Flops F1 und F2
des Empfangszählers geschaltet werden müssen, und daß die anderen beiden Steiltransistoren
der ankommenden Übertragungsrichtungen an gleiche, den erstgenannten Anschlüssen
komplementäre Anschlüsse der ersten beiden Flip-Flops des Empfangszählers geschaltet
werden müssen. Man kann also jeweils die Basisanschlüsse der Steiltransistoren der
beiden abgehenden und der beiden ankommenden Übertragungsrichtungen über Entkoppelwiderstände
zusammenfassen und gemeinsam über Entkoppeldioden mit den entsprechenden Anschlüssen
der Flip-Flops des Empfangszählers verbinden.
-
Diese Anordnung ist einfach zu realisieren, wenn die Anzahl p der
Leitungspaare bzw. Stelltransistoren eine Potenz von 2 mit einem ganzzahligen Exponenten
a ist. Ist das nicht der Fall, d; h. bei 2a-1 < p < 29, so kann
man am Ende jeder Hälfte der möglichen Stellungen des Empfangszählers, eine Lücke
von m(Za - p)/2 Stellungen lassen und die letzten lnplln2 - auf eine
ganze Zahl aufgerundet -Flip-Flops des Empfangszählers mit den Steiltransistoren
fest verdrahten (m = Anzahl der Hauptämter). Bei sechs Steiltransistoren wird also
jeweils ein Achtel aller Stellungen als Lücke gelassen. In den ersten drei »Oktanten«
des Zyklus werden die Hinleitungen und in den fünften, sechsten und siebenten »Oktanten«
werden die Rückleitungen überwacht.
-
Bei einem Kabel mit p Leitungspaaren bzw. Tuben und m fernüberwachten
Hauptämtern wird in jedem Hauptamt ein überwachungssignalempfänger mit einem binären
Empfangszähler nach Art der F i g. 3 vorgesehen, der p verschiedene StelltiansistQfen
nacheinander nach dem Empfang der entsprechenden Fernüberwachungsimpulse aktiviert.
Der Empfangszähler muß also aus n = [In (mp)]/ln2 Stufen bestehen, wobei
n auf eine gahze Zähl nach oben aufgerundet wird.
-
Im folgenden wird die Wirkungsweise des in F i g. 2 schematisch dargestellten
Rückmeldesignalsenders RS an Hand der Blockschaltung in F i g. S näher erläutert.
Damit das codierte Rückmeldesignal der gerade überwachten Stelle entspricht, wird
zum Codieren der binäre n-stufige Empfangszähler EZ des Überwachungssgnalempfängers
(JE mitbenutzt. Ebenso wird ein an sich bekannter Ringzähler 9Z mit mindestens h
-i- 2 Stufen zum Codieren mitbenutzt. Zusätzlich sind noch ein monostabiler Multivibrator
Ml mit einer Impulsdauer, die etwas größer als die Dauer des Rückmeldesignal§ ist,
ein weiterer monostabiler Multivibrätor M2 mit einer Impulsdauer, die gleich einer
Zeichendauer des Rückmeldesignals ist, ein astabiler Multivibrator TGl als Taktgeber
mit einer Frequenz, die gleich der Folgefrequenz der eichen des Rückmeldesignals
ist, und ein Sinusgenerator G1, der die Trägerfrequenz für die Rückmeldeimpulse
erzeugt, vorhanden.
-
Im Ruhezustand ist der Ringzähler RZ in seiner Anfangsstellung festgehalten,
bei der sein erster, außer links gezeichneter Flip-Flop allein angeregt ist.
-
Wenn ein entsprechender Fernüberwachungsimpuls empfangen wird, gibt
das Impulsfilter des Überwachungssignalempfängers ÜE einen Impuls auf den Eingang
El des monostabilen Multivibrators Ml und regt ihn für die Dauer eines Rückmeldesignals
an. Gleichzeitig wird der entsprechende Steltransistor angeregt, der das Freigeben
des Ringzählers veranlaßt. Nur dann kann eine Rückmeldung erfolgen. Der Multivibrator
Ml gibt über eine Haltediode Dh 1 den Taktgeber TG, frei. Der Taktgeber hat zwei
Ausgänge, an denen nacheinander im gleichen Zeitabstand Impulse auftreten. Der eine
Ausgang Ä l liefert Impulse auf die parallelgeschalteten Eingänge zweier Diodentore
T1, T2 und weiterer n = 4 Diodentore Tr, während der zweite Ausgang A2 Förtschalteimpulse
für den Ringzähler RZ liefert, die gegenüber den Impulsen am Ausgang A1 um die Taktzeit
versetzt sind. Das erste Diodentor T1 wird von der ersten Stufe des Ringzählers
und vors den Stelltransistoten gesteuert und läßt den ersten Vorbereitungsimpuls
auf den Eingang E2 des Multivibrators M2 durch, wenn ein Steiltransistor angesprochen
hat. Das zweite Diodentor T2, das für bestandere Meldungen vorgesehen ist, wird
von der zweiten Stufe des Ringzä1ilers und von einem Schalttransistor Ts
1 über - Widerstände R gesteuert; bei Nichtvorhandensein einer Störung ist
der Schalttransistor Ts 1 gesperrt, und der zweite Impuls wird nicht durchgelassen.
Die. übrigen Diodentore T,. lassen nur dann Impulse auf den Eingang E2 des Monovibrators
M2 durch, wenn sowohl die diese Diodentore steuernde Stufe des Empfangs= zählers
EZ als auch die entsprechende Stufe des Ringzählers FZ über die Widerstände R die
Diadentore gleichzeitig entsperren. Der Ringzähler, der von den Fortschalteimpulsen
weitergeschaltet wird, entsperrt nacheinander im Takt der Färtschalteimpulse- jeweils
ein Diodentor. Es kann also Immer nur eine solche Kombination von Impulsen auf den
Eingang des Monovibrators M2 gelangen, die gerade der Stellung des Binärzählers
entspricht, Der Monovibrator M2 wird durch jeden auftreffenden Impuls für eine bestimmte
Zeit aktiviert und gibt über eine Haltediode D4,2 den Sinusgenerator G1 frei, der
einen Wechselstromimpuls auf die Leitung gibt.
-
Die Verkopplung der beispielsweise vier Steiltransistoren mit der
übrigen Schaltung ist in F i g. 6 dargestellt. Die Steiltransistoren ST 1,
ST 2, ST 3, ST 4
steuern über Widerstände R1, R2, 9,31 94 und einen
gemeinsamen Kondensator G', einen Bivibrator BM, mit den Eingängen E3 und E4 und
den .Ausgängen Ä3 und A4. In der Ruhelage sind alle Stelltransisto_ ren leitend;
dabei hat der Ausgang A3 hohes und der Ausgang A4 niedriges Potential. Der Ringzähler
RZ wird in der lluhelage in seiner Anfangsstellung festgehalten, indem vom Ausgang
A4 über nicht dargestellte Haltedioden im Ringzähler an die passenden
Eingänge
der Flip-Flops des Ringzählers ein niedriges Potential angelegt wird. Wird einer
der Steiltransistoren gesperrt, so wird der Bivibrator BM, angeregt, die Haltedioden
im Ringzähler werden gesperrt, der Ringzähler wird freigegeben und kann seine Funktion
im Rückmeldesignalsender erfüllen. Am Ende des Rückmeldesignals wird der Bivibrator
BM:, durch den Monovibrator M1 (F i g. 5) mittels eines Impulses an den Eingang
E4 in Ruhelage gebracht, und der Ringzähler wird in seiner Anfangsstellung festgehalten.
-
Es soll nun konkret an Hand der einzelnen möglichen Fehlerarten beschrieben
werden, wie die Fehlerortung und Fehlererkennung vor sich geht und welche zusätzlichen
Schaltungsmaßnahmen dazu erforderlich sind. Hierzu sei zunächst festzustellen, daß
sich bei einer Anlage mit mehreren parallellaufenden Systemen das überwachende System
meistens anders als die anderen mitüberwachten Systeme verhält.
-
a) Ausfall der Stromversorgung eines Gestells in einem Hauptamt Der
Fehlerort wird dadurch ermittelt, daß festgestellt wird, bis zu welchem Hauptamt
die von der Zentrale ausgesendeten Fernüberwachungsimpulse empfangen und quittiert
werden. In dem überwachenden System ist bei einem Ausfall der Stromversorgung eines
Gestells im Hauptamt automatisch gewährleistet, daß der zugehörige Stehtransistor
nicht angesteuert werden kann. Derselbe Ausfall wird in einem mitüberwachten System
folgendermaßen angezeigt: Ein Überwachungsrelais in dem nicht dargestellten Stromversorgungseinschub
des mitüberwachten Systems schließt beim Ausfall der Stromversorgung einen Kontakt,
der an die über Widerstände entkoppelten Basisanschlüsse der beiden zugehörigen
Schalttransistoren- dieses Systems hohes (bei npn-Transistoren positives) Potential
legt.
-
b) Ausfall der Fernspeisung einer Fernspeiseschleife Die Fernpeisegeräte
haben Alarmrelais, die bei Leerlauf oder Kurzschluß in der Fernspeiseschleife oder
beim Ausfall des Fernspeisegerätes ansprechen. Diese Alarmrelais verändern nach
ihrem Ansprechen das Rückmeldesignal so, daß es nach dem ersten Vorbereitungsimpuls
auch einen zweiten Alarmimpuls enthält. In F i g. 7 ist die dazu notwendige Ansteuerung
des Schalttransistors Ts 1 für den Fall eines Kabels mit vier Tuben dargestellt.
Der Schalttransistor Tsl wird über die parallelgeschalteten Arbeitskontakte -a1,
a2, a3, a4 der vier Alarmrelais der Fernspeisegeräte beim Ansprechen .eines Relais
leitend gemacht und das'Diodentor T2 (F i g. 5) für den Alarmimpuls geöffnet. Beim
Ansteuern des entsprechenden Hauptamtes wird ein Rückmeldesignal mit Alarmimpuls
empfangen und damit die Fehlerortung vollzogen.
-
Im überwachenden System kann zwischen dem Ausfall der der Fernüberwachungszentrale
zugekehrten Fernspeiseschleife und der Stromversorgung des Gestells in dem diese
Fernspeiseschleife speisenden Hauptamt nicht unterschieden werden. Denn in diesen
beiden Fällen wird der fehlerhafte Abschnitt dadurch ermittelt, daß festgesetllt
wird, bis zu welchem Hauptamt die Fernüberwachungsimpulse empfangen und quittiert
werden. Diese Unterscheidung ist aber nicht notwendig, weil ja dieses Hauptamt sowieso
zwecks Entstörung aufgesucht werden muß. Wenn man diese zwei Fehlerarten im überwachenden
System aber dennoch unterscheiden will, kann man zwei Fernüberwachungszentralen
an beiden Enden des Systems vorsehen und die Fehlerortung von beiden Seiten vornehmen.
Hierbei ist es notwendig, daß Fernüberwachungsimpulse und Rückmeldeimpulse verschiedene
Länge haben.
-
c) Störung des Hochfrequenz-Übertragungsweges Das zugehörige Pilotalarmrelais
schließt beim Ansprechen einen Arbeitskontakt parallel zum Steiltransistor, so daß
dieser beim Ansteuern unwirksam wird. Der fehlerhafte Abschnitt wird dadurch ermittelt,
daß festgestellt wird, welcher Steiltransistor beim Ansteuern nicht antwortet.
-
Diese Störung wird von einem Ausfall der Stromversorgung eines Gestells
leicht unterschieden, denn es ist nur eine Übertragungsrichtung dadurch betroffen.
-
d) Erreichen der Endlage des Leitungspilotreglers Die Endlagentransistoren
verändern nach ihrem Ansprechen das Rückmeldesignal so, daß es, ähnlich wie beim
Ausfall einer Fernspeiseschleife, nach dem ersten Vorbereitungsimpuls einen Alarmimpuls
enthält. Dies geschieht in der Schaltung nach F i g. 7 dadurch, daß die Endlagentransistoren
nach ihrem Ansprechen über Entkoppeldioden D", D,23 De 3,
Deo
und einen mittelangezapften Widerstand Re+Rl hohes (positives) Potential an die
Basis des Schalttransistors Ts 1 legen. Die Endlagenanzeige wird einem bestimmten
Steiltransistor in jeder oberirdichens Stelle bzw. in jedem Hauptamt zugeordnet,
so daß das Rückmeldesignal mit Alarmimpuls nur beim Ansteuern dieses Steiltransistors
und gleichzeitigem Vorhandensein eine Endlage zurückgesendet wird. Wenn der zugehörige
Steiltransistor nicht angesprochen hat und leitend ist, hält er über eine Diode
D s4 die Mittelanzapfung des Widerstandes Re+Rd auf niedrigem Potential und der
Schalttransistor Ts 1 erhält keinen Basisstrom. Nur wenn der zugehörige Stelltransistor
angesteuert wird und anspricht, wird die Diode 414 gesperrt, Tsl leitend und ein
Rückmeldesignal mit Alarmimpuls zurückgesendet.
-
Die Unterscheidung, ob eine Endlage erreicht ist oder ein anderer
Fehler vorliegt, ist sehr einfach, denn das Rückmeldesignal mit Alarmimpuls tritt
nur beim Ansteuern des der Endlagenanzeige zugeordneten Steiltransistors auf.
-
c) Systemfremde Störungen Systemfremde Störungen können ebenfalls
über die Fernüberwachungsanlage geortet werden. Dazu kann in jeder oberirdischen
Stelle bzw. in jedem Hauptamt jedem systemfremden Fehler ein bestimmter Stelltransistor
zugeordnet werden, so daß beim Ansteuern dieses Stelltransistors und gleichzeitigem
Vorhandensein des ihm entsprechenden Fehlers ein Rückmeldesignal mit Alarmimpuls
zurückgesendet wird.
-
Wie F i g. 7 zeigt, ist für beispielsweise drei verschiedene systemfremde
Störungsarten jeder Störungsart ein nicht dargestelltes Relais mit einem Arbeitskontakt
bi, b2, b3 zugeordnet. Wenn einer der drei Fehler auftritt, legt das zugehörige
Relais über einen ihm zugeordneten mittelangezapften Widerstand Ra 1-I- Rb i bzw.
Ra 2 -f- Rb 2 bzw. R"" + Rb 3 hohes (positives) Potential an die Basis des Schalttransistors
Ts
1. Die Mittelanzapfungen der Widerstände sind jeweils über eine Diode D. i bzw.
D" bzw. D" mit dem Kollektor des zugehörigen Stelltransistors verbunden. Wenn dieser
nicht angesprochen hat und leitend ist, hält er über die zugehörige Diode die Mittelanzapfung
des zugehörigen Widerstandes auf niedrigem Potential, der Schalttransistor Ts 1
erhält über den zugehörigen Relaiskontakt keinen Basisstrom und bleibt gesperrt.
Nur wenn der zugehörige Stelltransistor angesteuert wird und anspricht, wird die
zugehörige Diode gesperrt, der Schalttransistor Ts 1 leitend und ein Rückmeldesignal
mit Alarmimpuls zurückgesendet.
-
Ein systemfremder Fehler kann von dem Ausfall einer Fernspeiseschleife
oder von dem Erreichen einer Endlage dadurch unterschieden werden, daß das Rückmeldesignal
mit Alarmimpuls nur beim Ansteuern eines einzigen Stelltransistors und nicht bei
allen Stelltransistoren in dem Hauptamt auftritt.
-
Wenn z. B. die Betriebsspannung der Hauptämter von einem Netz über
Umformer entnommen wird, die Batterien puffern, so kann der Ausfall der Netzspannung
oder des Umformers durch ein vom Umformer betätigtes Relais zur Anzeige gebracht
werden.
-
Die Wirkungsweise des Rückmeldesignalempfängers in der Zentrale und
der anderen Kontrolleinrichtungen wird im folgenden an Hand der schematischen Schaltung
in F i g. 8 erläutert. Der Rückmeldesignalempfänger besteht aus einem Verstärker
V, Gleichrichter Gl und einem Impulsfilter F. Zur Auswertung des Rückmeldesignals
sind noch zusätzlich ein Monovibrator M3 mit einer Impulsdauer, die etwas größer
als die Dauer des Rückmeldesignals ist, ein Taktgeber TG, mit einer Frequenz,
die gleich der Folgefrequenz der Zeichen des Rückmeldesignals ist, ein binärer Hilfszähler
HZ mit ln(n+ 1)/lh 2 --auf ganzzahligen Wert aufgerundet - Stufen
(bei n = 4, also mit drei Stufen), ein binärer Vergleichszähler VZ mit
n = 4 Stufen und n + 2 einzelne Bivibratoren Bog Bi . . . B"
und B,. vorgesehen. Der Ausgang des Impulsfilters F ist außerdem über
n + 1 Diodentore T,,, die vom Hilfszähler HZ über die Reihenschaltungen
von Widerständen (je Diodentor drei Widerstände), Entkoppeldioden und über in der
Figur nicht dargestellte Verbindungen zwischen den zugehörigen Klemmen K1, K2, K3,
K4, K5, K, gesteuert werden, mit den Eingängen der Bivibratoren B, . . . En verbunden.
Wenn ein Vorbereitungsimpuls empfangen wird, spricht der Monovibrator M3 an und
gibt über eine Festhaltediode Dh, den Taktgeber TG 2 frei, der einen Impuls
nach einer gewissen kleinen Verzögerung auf den Hilfszähler HZ abgibt, dem weitere
Impulse im Rhythmus der Taktfrequenz folgen. Gleichzeitig wird über das einzige
durchlässige Diodentor von den Diodentoren Th der Bivibrator B, (beim dargestellten
Ausführungsbeispiel B4) in die zum Empfang des Rückmeldesignals notwendige Lage,
nämlich die gleiche Lage wie Bog Bi usw. gebracht. Die Fortschalteimpulse
aus dem Taktgeber TG2 lassen den Hilfszähler HZ im Rhythmus der Takt- und Zeichenfrequenz
seine n + 1 ausgenutzten Stellungen nacheinander einnehmen und schalten nacheinander
die n + 1 Diodentor Th durch, so daß die h + 1 möglichen Rückmeldeimpulse
in ihrer zeitlichen Reihenfolge die entsprechenden Bivibratoren B, . . .
B, aktivieren können. Wenn irgendein Impuls fehlt, bleibt auch der entsprechende
Bivibrator in seiner Ruhelage. Der Vergleichszähler VZ, der gleich den in den Überwachungssignalempfängern
vorhandenen Empfangszählern aufgebaut ist und von den ausgesendeten Überwachungsimpulsen
betätigt wird, hat die Stellung, wie sie der gerade rückgemeldete Empfangszähler
haben sollte. Wenn sich die richtige Stelle rückmeldet, haben die Flip-Flops des
Vergleichszählers und die entsprechenden Bivibratoren Bi . . . B" die gleiche
Stellung. Ist dabei keine Störung aufgetreten, so bleibt der Bivibrator B, in seiner
Ruhelage. Die Koinzidenz des Vergleichszählers und .der Bivibratoren Bi bis B, wird
z. B. so ausgewertet, daß ein nach dem Empfang des Rückmeldesignals vom Monovibrator
M3 bei dessen Zurückkehren in seine Ruhelage ausgesandter Impuls über 2 n Diodentore
Te, die paarweise von den zugehörigen koinzidierenden Bivibratoren Bi bis Bn und
denen des Vergleichszählers gesteuert werden und die auf jeweils zwei gleiche Primärwicklungen
eines Differentialübertragers ÜD arbeiten, geschickt wird.
-
Dabei werden an beiden Wicklungen der n Differentialübertrager gleiche
Impulsspannungen entstehen, die Reihenschaltung WS der Sekundärwicklungen der obengenannten
Differentialübertrager ÜD spannungslos bleiben, der Eingang E5 des Bivibrators B,
keinen Anregungsimpuls erhalten und somit B, nicht ansprechen. Ein ebenfalls vom
Monovibrator M3 bei dessen Zurückkehren in seine Ruhelage angeregter Monovibrator
M4 mit der Impulsdauer eines Überwachungsimpulses gibt den nicht dargestellten,
in der Zentrale vorhandenen Sinusgenerator frei, der einen weiteren Überwachungsimpuls
aussendet.
-
Enthält das Rückmeldesignal einen Alarmimpuls, so wird der Bivibrator
B, angeregt, der seinerseits über eine nicht dargestellte Verbindung den Bivibrator
B, anregt. Der Bivibrator ET gibt Alarm und verhindert durch Festhalten des Monovibrators
M4 über eine Festhaltediode Dh 4 das Aussenden eines weiteren Überwachungsimpulses.
-
Tritt infolge eines Fehlimpulses, der irgendeinen Empfangszähler fälschlicherweise
weiterschaltet, keine Koinzidenz zwischen den Bivibratoren Bi bis B, und den Flip-Flops
des Vergleichszählers VZ auf, so entsteht in irgendeiner Primärwicklung der Übertrager
ÜD eine Impulsspannung, die nicht durch eine gleiche Impulsspannung in der zugehörigen
Wicklung kompensiert wird. Der Bivibrator Br, der aus der Reihenschaltung WS der
Sekundärwicklungen der Differentialübertrager über eine zwischen den Klemmen E,
vorhandene Verbindung einen Impuls erhält, spricht an, gibt Alarm und verhindert
das Aussenden eines weiteren Überwachungsimpulses.
-
Eventuelle Unsymmetriefehler der Differentialübertrager ÜD werden
vorzugsweise dadurch unschädlich gemacht, daß man Kerne für die Übertrager benutzt,
deren Hysterese Rechteckform zeigt und bei welchen eine Ausgangsspannung sich erst
dann aufbaut, wenn die resultierende magnetische Durchflutung des Kernes einen gewissen
festen Wert (Ansprechschwelle) überschritten hat.
-
Eine bekannte Fernsteuereinrichtung zum Fernsteuern von Zusatzentzerrern
für Trägerfrequenz-Weitverkehrssysteme (deutsche Patentschrift 1159 033) verwendet
eine ähnliche Technik, wie sie oben beschrieben ist. Die Fernwirkanlage nach der
Erfindung läßt sich nun so erweitern, daß sie sowohl zur Fernüberwachung und Fehlerortung
als auch zum Fernsteuern von Zusatzentzerrern verwendet
werden kann.
Der zusätzliche Aufwand ist hierbei sehr gering.
-
Soll eine insbesondere systemfremde Störung schnell erkannt werden,
so kann man entweder die Fernüberwachüngsanlägä dauernd in Betrieb halten und alle
Stellen nacheinander abfragen oder durch den systeinfreinden Fehlern zugebrdnete
Störungsrelais das Zurücksenden eines besonderen Signals zur Zentrale veranlassen.
-
Das Zurücksenden eines besonderen Fremdfehlersignals zur Zentrale
kann folgendermaßen realisiert werden: Beim Auftreten eines systemfremden Fehlers
wird durch einen Kontakt der in jedem Rückmeldesignalsender vorhandene Monovibratör
M2 angeregt und der Generator G1 zum Senden eines einzigen Rückmeldeimpulses veranlaßt
(F i g. 5). Das wirkt sich im Rückmeldesignalempfänger wie ein Vorbereitungsimpuls
aus, der den Monovibrator M3 (F i g. 8) und damit einen Koinzidenzvergleich auslöst.
Da das restliche Rückmeldesignal fehlt, wird infolge Koinzidenzmangels Alarm gegeben.
-
Man kann auch einen weiteren Alarmimpuls im Rückmeldesignal vorsehen
und in Verbindung mit den Stelltransistören Möglichkeiten zum Rückmelden weiterer
systemfremder Fehler schaffen.
-
Ebenso kann man durch Abfragen mehrerer Stelltransistören in einem
Hauptamt und Kombination ihrer Rückmeldesignale (Vorhandensein oder Fehlen des Alarmimpulses)
Kriterien für weitere systemfremde Fehlerarten schaffen.
-
Die Fehleranzeigen in der Zentrale können automatisiert werden.
-
Es gibt noch verschiedene Variationsmöglichkeiten, um die Fernübetwachungsanlage
zu erweitern und mehr Rückmeldungen zu erhalten. Es soll darauf nicht weiter eingegangen
werden.