DE1455415B1

DE1455415B1 - Circuit arrangement for checking the coincidence of any number of signaling circuits in railway safety systems

Info

Publication number: DE1455415B1
Application number: DE1964S0092043
Authority: DE
Inventors: Kurt Schmidt
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1964-07-14
Filing date: 1964-07-14
Publication date: 1969-10-16

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Koinzidenzprüfung einer beliebigen Anzahl von Meldestromkreisen in Eisenbahnsicherungsanlagen durch bistabile- Schaltstufen, die von zwei aus Impulsfolgen gleicher Frequenz, aber unterschiedlicher Phasenlage gebildeten Steuertakten gesteuert werden, wobei der Impulsausgang jeder Schaltstufe immer nur bei einer der beiden möglichen Zustandsänderungen der Schaltstufe einen Ausgangsimpuls auf einen Steuereingang der folgenden Schaltstufe gibt und der Impulsausgang der letzten Schaltstufe eine Meldeeinrichtung steuert.The invention relates to a circuit arrangement for checking coincidence any number of signaling circuits in railway safety systems bistable switching stages that consist of two pulse trains of the same frequency but different Phased control clocks formed are controlled, the pulse output each Switching stage always only for one of the two possible changes in the state of the switching stage gives an output pulse to a control input of the following switching stage and the pulse output of the last switching stage controls a signaling device.

Derartige Anordnungen werden in der Eisenbahnsicherungstechnik bisher durch Relaisschaltungen realisiert, wobei jedem zu. überwachenden Stromkreis ein Relais zugeordnet ist und der eigentliche überwachungsstromkreis aus einer Reihenschaltung der Kontakte dieser Relais besteht.Such arrangements have been used in railway safety technology so far realized by relay circuits, with each one too. monitoring circuit Relay is assigned and the actual monitoring circuit from a series connection the contacts of these relays exist.

Es sind schon - elektrische Sicherheitsschaltungen mit magnetisierbaren Ringkernen bekannt, bei denen mehrere mit pulsierenden Strömen gespeiste Steuerwicklungen über einen Kern mit annähernd rechteckiger Hystereseschleife auf eine gemeinsame Ausgangswicklung induktiv einwirken. Diese Schaltungen haben jedoch enge Bemessungstoleranzen, einen begrenzten Anwendungsbereich und erfüllen nicht bei allen auftretenden Fehlermöglichkeiten die in der Eisenbahnsicherungstechnik geforderten Sicherheitsbedingungen.There are already - electrical safety circuits with magnetizable Toroidal cores known in which several control windings fed with pulsating currents via a core with an approximately rectangular hysteresis loop to a common Have an inductive effect on the output winding. However, these circuits have tight design tolerances, have a limited area of application and do not meet all possible errors the safety conditions required in railway safety technology.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Schaltungsanordnung zur Koinzidenzprüfung einer beliebigen Anzahl von zu überwachenden Meldestromkreisen anzugeben, bei der sich jede Störung innerhalb der Anlage bemerkbar macht und einen Zustand höherer- Sicherheit herbeiführt. -Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jede Schaltstufe nur zwei Steuereingänge aufweist, von denen der eine dem ersten Steuertakt und einem Meldestromkreis und der andere dem zweiten Steuertakt zugeordnet ist, und daß bei den der ersten folgenden Schaltstufen der dem zweiten Steuereingang zugeordnete-Steuertakt über den Ausgang der jeweils vorhergehenden Schaltstufe zugeführt wird.The invention is based on the object of an electronic circuit arrangement for checking the coincidence of any number of signaling circuits to be monitored indicate in which every fault within the system is noticeable and a State of higher security brings about. According to the invention, this task is thereby achieved solved that each switching stage has only two control inputs, one of which the first control cycle and a message circuit and the other the second control cycle is assigned, and that in the case of the first following switching stages of the second Control cycle assigned to the control input via the output of the previous one Switching stage is supplied.

Um Schaltstufen einzusparen, kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung auch der dem zweiten Steuereingang zugeordnete Steuertakt über einen Meldestromkreis zugeführt werden.In order to save switching stages, according to a development of the invention also the control cycle assigned to the second control input via a signaling circuit are fed.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung. kann jede der genannten bistabilen Schaltstufen in bekannter Weise aus einem mit zwei die Steuereingänge bildenden Wicklungen versehenen Magnetkern mit rechteckförmiger Hystereseschleife und einem über eine Ausgangswicklung nur von Impulsen einer Polarität steuerbaren Transistor. bestehen; dessen Kollektorkreis den Impulsausgang der Anordnung bildet.In a further embodiment of the invention. can be any of the aforementioned bistable Switching stages in a known manner from one with two forming the control inputs Windings provided magnetic core with a rectangular hysteresis loop and a transistor controllable only by pulses of one polarity via an output winding. exist; whose collector circuit forms the pulse output of the arrangement.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt ünd werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt F i g. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel, F i g. 2 ein Impulsdiagramm und F i g. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel.Embodiments of the invention are shown in the drawing and are described in more detail below. It shows F i g. 1 a first embodiment, F i g. 2 is a timing diagram and FIG. 3 shows a second embodiment.

Die in F i g. 1 und 3 mit den Bezugsziffern 1 bis 4 versehenen Kontakte stellen in vereinfachender Weise die auf Koinzidenz zu überwachenden Meldestromkreise dar. Diese Meldestromkreise können beliebiger Natur sein, wenn sie nur die Bedingung erfüllen, daß sie in einem Zustand den Stromdurchgang sperren und in dem anderen Zustand leitend sind. Es können beispielsweise auch taktgesteuerte Schieberegister verwendet werden.The in F i g. 1 and 3 with the reference numerals 1 to 4 provided contacts provide the signaling circuits to be monitored for coincidence in a simplified manner . These signaling circuits can be of any nature if they only meet the condition meet that they block the passage of current in one state and in the other State are conductive. For example, clock-controlled shift registers can also be used be used.

An den Eingangsklemmen T1 und T2 der Fig. 1 und 3 liegen die Steuertakte der F i g. 2, und zwar jeweils an der Klemme T1 der Steuertakt t1 und an der Klemme T2 der Steuertakt t2. Diese beiden Steuertakte der F i g. 2 sind aus Impulsfolgen gleicher Frequenz gebildet und in ihrer Phase um mehr als die Impulsbreite, jedoch um weniger als den Impulsabstand gegeneinander verschoben.The control clocks are applied to the input terminals T1 and T2 of FIGS the F i g. 2, namely the control cycle t1 at terminal T1 and at the terminal T2 the control cycle t2. These two control clocks of the F i g. 2 are made up of pulse trains the same frequency and their phase by more than the pulse width, however shifted from one another by less than the pulse spacing.

In dem Ausführungsbeispiel der F i g.1 ist jedem der . zu überwachenden Meldestromkreise mit den Kontakten 1 bis 4 eine bistabile Schaltstufe zugeordnet: Diese Schaltstufe besteht jeweils aus einem Magnetkern, vorzugsweise einem Ringkern mit rechteckiger Hystereseschleife. Auf diesen Magnetkern, beispielsweise den Magnetkern K1 der eisten bistabilen Schaltstufe, sind drei Wicklungen aufgebracht, von denen die Wicklung w11 bei geschlossenem Kontakt 1 beim Eintreffen eines Taktimpulses des Steuertaktes t1 den Magnetkern KI in die positive Remanenzlage steuert. Entsprechendes gilt für die folgenden Schaltstufen mit den Magnetkernen K2, K3 und K4 und deren Steuerwicklungen w21, w31 und 1v41. Die Ausgangswicklungen w13, w23, w33 und 1v43 der Magnetkerne seien dabei so gepolt, daß die entsprechenden Transistoren Trl bis Tr4 bei einer Ummagnetisierung der Kerne in die positive Remanenzlage gesperrt bleiben. Trifft dann über den Eingang T Z ein Impuls des Steuertaktes t 2 ein, so wird über die Wicklung w12 der Kern KI in die negative Remanenzlage ummagnetisiert. Dies hat zur Folge, daß die Basis des Transistors Trl aus der Wicklung w13 einen Impuls erhält, der ihn bei mit dem Schalter S eingeschalteter Stromversorgung E vorübergehend leitend macht,: so daß die an den Kollektor des Transistors Trl angeschlossene Wicklung w22 -des Kernes.K2 auch diesen Kern in seine negative Remanenzlage ummagnetisiert. Auf diese Weise wird durch den Ausgangsimpuls der Wicklung w 23 auch der Transistor Tr2 leitend und kippt über die Wicklung w 32 den Kern K3 in dessen negative Remanenzläge, und schließlich-wird über die Wicklung w33, den Transistor Tr 3 und die Wicklung w42 auch der Kern 4 in die negative Remanenzlage ummagnetisiert und im übertrager i3, der in die Kollektorleitung des Transistors Tr4 geschaltet ist, ein Ausgangsimpuls erzeugt. Diese Ausgangsimpulse des Transistors Tr4 können als durchgeschalteter Steuertakt t2 angesehen werden.In the embodiment of FIG. 1, each is the. A bistable switching stage is assigned to the signaling circuits to be monitored with contacts 1 to 4: This switching stage consists of a magnetic core, preferably a toroidal core with a rectangular hysteresis loop. On this magnetic core, for example the magnetic core K1 of the most bistable switching stage, three windings are applied, of which the winding w11 controls the magnetic core KI in the positive remanence position when the contact 1 is closed when a clock pulse of the control cycle t1 arrives. The same applies to the following switching stages with the magnetic cores K2, K3 and K4 and their control windings w21, w31 and 1v41. The output windings w13, w23, w33 and 1v43 of the magnetic cores are polarized in such a way that the corresponding transistors Trl to Tr4 remain blocked in the case of a reversal of magnetization of the cores into the positive remanence position. If a pulse of the control cycle t 2 then arrives via the input TZ , the core KI is remagnetized into the negative remanence position via the winding w12. As a result, the base of the transistor Trl receives a pulse from the winding w13, which makes it temporarily conductive when the power supply E is switched on with the switch S: so that the winding w22 of the core connected to the collector of the transistor Trl. K2 also remagnetizes this core in its negative remanence position. In this way, the output pulse of the winding w 23 also makes the transistor Tr2 conductive and, via the winding w 32, tilts the core K3 into its negative remanence position, and finally the winding w33, the transistor Tr 3 and the winding w42 also become the Core 4 is remagnetized into the negative remanence position and an output pulse is generated in the transformer i3, which is connected to the collector line of the transistor Tr4. These output pulses of the transistor Tr4 can be viewed as a switched control clock t2.

An die Sekundärwicklung des übertragers Ü ist eine aus dem Gleichrichter Gr, dem Sebköndensator G und::cler Wicklung des Relais R gebildete Auswerteschaltung angeschlossen. Sie ist beispielsweise so dimensioniert, daß dieImpulsabstände derAusgangsimpulse überbrückt werden, so daß bei Durchlässigkeit der Schaltungsanordnung der Kontakt r des Relais R den Stromkreis der Ausgangsklemmen A 1 und A 2 schließt.One from the rectifier is connected to the secondary winding of the transformer Ü Gr, the Sebkondensator G and :: the winding of the relay R formed evaluation circuit connected. It is dimensioned, for example, so that the pulse spacing of the output pulses be bridged, so that when the circuit arrangement is permeable, the contact r of relay R closes the circuit of output terminals A 1 and A 2.

Wird nun auch nur einer der Kontakte 1 bis 4 geöffnet, so stellen sich folgende Verhältnisse ein: Es sei angenommen, die Kontakte 1, 3 und 4 seien geschlossen, und nur der Kontakt 2 befindet sich im geöffneten Zustand. Dies hat zur Folge, daß wohl in der Wicklung w 13 des Kernes K 1 beim Eintreffen eines Impulses des Steuertaktes t2 ein Impuls entsteht. der den Transistor Trl öffnet. aber dieser Impuls den Kern K2 nicht 'mehr umma_netisieren kann. Der Kern K2 konnte nämlich über den geöffneten Kontakt 2 nicht durch den Takt r 1 in die @positive Remanenzlage ummagnetisiert werden. Er befindet sich also noch in seiner negativen Remanenzlage und kann keinen Ausgangsimpuls an der Wicklung 1s-23 erzeugen. Daher kann das Relais R nur erregt werden, wenn gleichzeitig alle Kontakte 1 bis 4 der Meldestromkreise geschlossen sind.If only one of the contacts 1 to 4 is now opened, set it The following conditions arise: It is assumed that contacts 1, 3 and 4 are closed, and only contact 2 is in the open state. this has the result that probably in the winding w 13 of the core K 1 when a pulse arrives of the control cycle t2 a pulse arises. the transistor Trl opens. but this impulse can no longer umma_netize the core K2. The core K2 could namely not through the clock r 1 in the open contact 2 @positive remanence position be remagnetized. So it is still in his negative remanence position and cannot generate an output pulse on winding 1s-23. Therefore, the relay R can only be energized if all contacts 1 to 4 of the signaling circuits are closed.

Zusätzlich zur Überwachung des Zustandes der Meldestromkreise mit den Kontakter. 1 bis 4 «erden gleichzeitig und selbsttätig die beiden Steuertakte t1 und t 2 überwacht: denn ein Ausfall eines dieser Takte hätte ebenfalls den Ausfall der Relaiserregung zur Folge. Diese Taktüberwachung ist insbesondere dann von Vorteil. wenn noch weitere von einem oder beiden der Steuertakte t1 und t2 gesteuerte Einrichtungen vorhanden sind. Ferner werden Defekte an den zu überwachenden Meldestromkreisen erkannt. die eine Verfälschung des Steuertaktes herbeiführen.In addition to monitoring the status of the signaling circuits with the contact. 1 to 4 «earth the two control clocks simultaneously and automatically t1 and t 2 monitored: because a failure of one of these clocks would also have the failure the relay excitation result. This clock monitoring is particularly advantageous in this case. if there are still other devices controlled by one or both of the control clocks t1 and t2 available. In addition, there are defects in the signaling circuits to be monitored recognized. which lead to a falsification of the control clock.

Im Ausführungsbeispiel der F i -. 3 sind wiederum drei bistabile Schaltstufen vorgesehen. die denen der F i g. 1 gleichen und deshalb auch mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die Schaltun2sanordnung der F i g. 3 weicht jedoch in ihrem prinzipiellen Aufbau von dem der F i B. 1 in der Hinsicht ab. daß nicht mehr eine Art Reihenschaltung. sondern eine pyramidenförmige Anordnung der einzelnen Stufen getroffen ist. Dabei sind die zu überwachenden Meldestromkreise mit den Kontakten l und 2 dem Magnetkern K 1 und die mit den Kontakten 3 und 4 dem l@Tagnetkern K2 zugeordnet. Über den Kontakt 1 ist die Wicklung w11 an den Steuertakt t1 anschaltbar, so daß der Kern KI durch die Impulse des Steuertaktes t 1 immer in die positive Remanenzlage Besteuert wird. Die Wicklun;t,,12 des Kernes K 1 ist über den Kontakt 2 an den Steuertakt t 2 anschaltbar und steuert den Kern K1 beim Eintreffen eines Impulses des Steuertaktes t 2 in die negative Remanenz-IaRe. so daß in der Wicklung u,13 ein den Transistor Trl öffnender Impuls entsteht. Die Anordnung für den Kern K2 ist so Betroffen, daß er beim Eintreffen der Impulse des Steuertaktes t1 über den Kontakt 4 und die Wicklung i1-22 in die neative Remanenzlage und beim Eintreffen der Impulse' des Steuertaktes 72 über den Kontakt 3 durch die Wicklung w21 in die positive Remanenzlage gesteuert wird. Sind die Kontakte 1 bis 4 geschlossen. so entstehen also an den Kollektoren der Transistoren Trl und Tr2 alternierend Impulse, die wiederum über die Wicklungen is,31 und 11e32 den Kern abwechselnd in die positive und negative Remanenzlage steuern. Dabei wird über die Wicklung 14'33 der Transistor Tr3 im gewählten Beispiel im Takt des Steuertaktes t1 geöffnet. so daß bei geschlossenen Kontakten 1 bis 4 das Relais R in der für F i g. 1 bereits beschriebenen Weise anspricht. Ist auch nur einer der Kontakte 1 bis 4 geöffnet. so können in der Wicklung r33 des Kernes h 3 keine Aus_angsimpulse mehr erzeugt werden. da entweder der Kern K 1 und der Kern K 3 oder der Kern h2 und der Kern K3 ihre Ma2netisierunLszustände nicht mehr fortlaufend im Rhv_ thmus des Steuertaktes ändern können.In the embodiment of F i -. 3 three bistable switching stages are again provided. those of the F i g. 1 and are therefore also provided with the same reference numerals. The circuit arrangement of FIG. 3 differs in its basic structure from that of FIG. 1 in this respect. that no longer a kind of series connection. but a pyramid-shaped arrangement of the individual steps is made. The signaling circuits to be monitored with contacts 1 and 2 are assigned to magnetic core K 1 and those with contacts 3 and 4 are assigned to I @ Tagnetkern K2. The winding w11 can be connected to the control clock t1 via the contact 1, so that the core KI is always controlled into the positive remanence position by the pulses of the control clock t 1. The winding t ,, 12 of the core K 1 can be connected to the control clock t 2 via the contact 2 and controls the core K1 when a pulse of the control clock t 2 arrives in the negative remanence IaRe. so that in the winding u, 13 a transistor Trl opening pulse arises. The arrangement for the core K2 is so affected that when the pulses of the control clock t1 arrive via the contact 4 and the winding i1-22 in the neative remanence position and when the pulses' of the control clock 72 arrive via the contact 3 through the winding w21 is controlled in the positive remanence position. Are contacts 1 to 4 closed? thus alternating pulses are generated at the collectors of the transistors Trl and Tr2, which in turn control the core alternately into the positive and negative remanence position via the windings is, 31 and 11e32. In this case, the transistor Tr3 is opened via the winding 14'33 in the selected example in the cycle of the control cycle t1. so that with closed contacts 1 to 4 the relay R in the for F i g. 1 already described responds. If only one of the contacts 1 to 4 is open. in this way no output pulses can be generated in the winding r33 of the core h 3. since either the core K 1 and the core K 3 or the core h2 and the core K3 can no longer continuously change their Ma2netisierunLsbedingungen in the rhythm of the control cycle.

Auch ein Defekt in einer der Schaltstufen. beispielsweise ein Drahtbruch oder ein Defekt an einem Transistor. hat zur Folge, daß in der Sekundärwicklung des Übertragers 0 der Anordnungen der F i g. 1 und- 3 keine Ausgangsimpulse mehr erzeugt werden können. So wird mit der beschriebener. Anordnung sogar eine Erhöhung der Sicherheit im Vergleich zu den bekannten Relaisschaltungen erzielt. da Zustände. die der Verschmutzung oder einer Verschweißunz eines Relaiskontaktes entsprechen. nicht entstehen können.Also a defect in one of the switching steps. for example a wire break or a defect in a transistor. has the consequence that in the secondary winding of the transformer 0 of the arrangements of FIG. 1 and 3 no more output pulses can be generated. So with the described. Arrangement even achieved an increase in safety compared to the known relay circuits. there states. which correspond to the contamination or welding of a relay contact. cannot arise.

Claims

Claims: 1. Circuit arrangement for the coincidence test of a Any number of signaling circuits in railway safety systems through bistable Switching steps. that of two from pulse trains of the same frequency but different Phased control clocks formed are controlled. where the pulse output each Switching stage always only for one of the two possible state changes of the switching stage gives an output pulse to a control input of the following switching stage and the pulse output of the last switching stage controls a signaling device. d a d u r c h g e - indicates that each switching stage has only two control inputs (e.g. the Windings w11 and it: 12) on, 4, eist. one of which the first control cycle (t1) and a signal circuit (z. B. Contact 1) and the other the second control clock (t2) is assigned. and that in the case of the first switching stages following the second Control cycle (t 2) assigned to the control input (e.g. winding k22) via the output is fed to the respective previous switching stage.

2. Arrangement according to claim 1. characterized. that also the second. Control input B. winding w 12 in FIG. 3) assigned control cycle (t2) via a signaling circuit (e.g. contact 2 in FIG. 3) is fed.

3. Arrangement according to claim 1, characterized by Lye. that every bistable switching stage is known as one with two control inputs forming windings (is-11 and w12) provided Ma_netkern (K1) with rectangular Hvsteresis loop and one via an output winding (11, I3) only from pulses a polarity controllable transistor (Tr1) consists. whose collector circuit the Forms pulse output of the arrangement.