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Bekannte Meldeanlagen, z. B. Feuermeldeanlagen, Wächterkontrollanlagen
u. ä., sind heute vorwiegend in Relaistechnik ausgeführt. Die Wartung und Funktionskontrolle
dieser Anlagen lassen sich aber nur umständlich und aufwendig durchführen, da sie
immer am Standort des Melders vorgenommen werden müssen, der möglicherweise nicht
jederzeit zugänglich ist. Eine regelmäßige Überwachung, z. B. immer vor dem Einschalten,
kann aber von Bedeutung sein, wenn die Melder nur zu bestimmten Zeiten, beispielsweise
nachts oder an Wochenenden, eingeschaltet sein müssen.
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Es sind auch Schaltungsanordnungen für Wächtermeldeanlagen bekannt,
bei denen über eine gemeinsame Übertragungsleitung von einem ausgelösten Melderlaufwerk
Stromstöße in eine zentrale Stelle übermittelt werden und dort eine dem entsprechenden
Laufwerk zugeordnete Anzeigevorrichtung so lange eingeschaltet ist, bis von dem
nächsten ausgelösten Melderlaufwerk Stromstöße empfangen werden. Um eine größere
Anzahl Melder in einer gemeinsamen Schleife unterzubringen, sind die Melder beispielsweise
in zwei Gruppen unterteilt, die von der Zentrale dadurch unterschieden werden, daß
die eine Gruppe nach ihrer Auslösung einen langen Anfangsimpuls aussendet. Durch
diese Maßnahme können die Melder die gleiche Kennzeichnung aussenden, und trotzdem
wird in der Zentrale eine andere Anzeigevorrichtung eingeschaltet.
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Bei dieser Schaltungsanordnung schalten die Melder nicht automatisch
und können auch nicht zentral von einer Zentrale aus eingeschaltet werden. Das Weiterschalten
von einem Melder zum nächsten kann von außen beeinflußt und damit in oft unzulässiger
Weise unnötig verzögert werden, was einer Unterbrechung der Impulsabgabe entspricht.
Auch läßt sich bei dieser Meldeanlage die Reihenfolge der einzelnen abgegebenen
Impulse nicht einwandfrei festlegen.
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Weiterhin ist noch eine Schaltungsanordnung für eine Alarmanlage mit
zweiadriger Schleife bekannt, in der immer mehrere Alarmgeber, beispielsweise Thermokontakte,
zu Gruppen zusammengefaßt sind. Einer jeden solchen Gruppe sind Melder vorgeschaltet.
Sobald durch einen Thermokontakt einer Gruppe oder durch einen Schalter im Melder
ein Alarm ausgelöst wird, ist das Gleichgewicht einer in die zweiadrige Schleife
geschalteten Brückenanordnung gestört. Erst durch Hinzuschalten einer Anzahl Widerstände
mittels eines von Hand verstellbaren Gruppensuchers kann das Brückengleichgewicht
wieder hergestellt werden. Die Anzahl der eingeschalteten Widerstände entspricht
dann der Gruppe, in der ein Alarm ausgelöst wurde.
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Bei dieser Alarmanlage wird also nur durch eine ziemlich umständliche
Regulierung von Hand die Gruppe bestimmt, in der ein Alarm ausgelöst wurde oder
ein Leitungsschaden aufgetreten ist. Der Melder selbst, der Alarm gegeben hat, muß
dann innerhalb der angezeigten Gruppe gesucht werden, so daß bei dieser Alarmanlage
die in einer Gruppe befindlichen Melder alle einzeln an Ort und Stelle kontrolliert
werden müssen.
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Bei neuen Anlagen soll deswegen nicht nur die Betriebskontrolle erheblich
vereinfacht werden, sondern auch eine zuverlässige Funktionsüberwachung vorgesehen
sein, indem der Zustand jedes Melders von einer Zentrale aus feststellbar ist. Auch
soll es möglich sein, ganz bestimmte Melder, wie z. B. Rufsäulen, von denen in einer
Schleife mehrere angeordnet sein können, einzeln anzurufen und dabei irgendeinen
bestimmten Vorgang einzuleiten, beispielsweise eine Durchsage zu ermöglichen. Auch
soll eine solche Anlage unabhängig davon sein, ob die Melder mit mechanischen Kontakten
ausgerüstet sind oder ob elektronische Kontakte verwendet sind.
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Erfindungsgemäß wird dies in einer Meldeanlage mit Meldern, die parallel
zueinander in eine zweiadrige Schleife geschaltet sind, dadurch erreicht, daß Meldeschaltungen,
die jedem Melder einer Schleife zugeordnet sind, beim Einschalten der Schleifenspannung
von einer Zentrale aus Stromimpulse an die Zentrale derart abgeben, daß die Impulse
bei nicht angesprochenen Meldern mit kurzem Zeitabstand und bei angesprochenen Meldern
mit erheblich längerem Zeitabstand zur Zentrale gegeben werden, wodurch die angesprochenen
Melder in der Zentrale markiert sind, und daß die Meldeschaltungen durch eine Stromänderung
von der Zentrale aus nach einer bestimmten Zeit automatisch die Schleifenspannung
an die nächstfolgende Meldeschaltung der Schleife weiterschalten.
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Es entspricht also die Anzahl der bei einem Abfragezyklus in einer
Zentrale eingehenden Impulse der Anzahl der in der Schleife vorhandenen Melder,
wobei man durch die Impulsfolge Aufschluß über den derzeitigen Zustand der Melder
in der Schleife erhalten kann. Durch eine Stromänderung von der Zentrale aus läßt
sich dort jeder in Alarmzustand befindliche Melder markieren. Auch ist ein Anruf
jedes Melders einer Schleife, beispielsweise ein Anruf des m-ten Melders, dadurch
zu erreichen, daß nach dem Durchschalten des m-l-ten Melders von der Zentrale aus
der Schleifenstrom in geeigneter Weise moduliert wird. Auch läßt sich durch einfaches
Umpolen der Leitung an alle in der Schleife angeschalteten Melder die Durchgabe
eines gemeinsamen Befehls ausführen. Bei einem Leitungsbruch oder einem Kurzschluß
in der Leitung läßt sich die Störung sehr leicht von der Zentrale aus auf ein Leitungsstück
hinter einem bestimmten Melder festlegen. In den elektronischen Schalteinheiten
können als elektronische Schaltelemente beispielsweise Transistoren, Thyristoren,
Feldeffekttransistoren verwendet werden. Als Schalteinheit zur Einzelidentifizierung
jedes Melders kann beispielsweise ein Transistor vorgesehen sein, in dessen Emitterzweig
ein Widerstand mit einem über eine Diode parallelgeschalteten Kondensator liegt,
der bei jedem Einschalten der Meldeschaltung einen Impuls an die Zentrale abgibt.
Als Schalteinheit zur selbsttätigen Weiterschaltung ist beispielsweise ein Thyristor
verwendbar, dessen Steuerelektrode über einen Kondensator und eine Zenerdiode einschaltbar
ist und bei dem zur Verhinderung von fälschlichem Durchschalten zwischen der Steuerelektrode
und der Basis des Thyristors ein RC-Glied liegt. Die erfindungsgemäßen Meldeschaltungen
sind zur Kontrolle und Überwachung sowohl von Meldern mit mechanischen Kontakten,
wie beispielsweise Schmelzlotmelder, Bimetallmelder, als auch von Meldern mit elektronischen
Kontakten, beispielsweise Heißleiter, Kaltleiter, Transistoren, geeignet.
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Nähere Einzelheiten der Erfindung gehen aus den in den Zeichnungen
dargestellten Ausführungsbeispielen hervor. Es zeigt
F i g. 1 einen
prinzipiellen Aufbau einer Sicherheitsanlage; F i g. 2 a bis 2 c zeigen in einer
Zentrale eintreffende Impulsdiagramme einer Sicherheitsanlage gemäß F i g. 1; F
i g. 3 zeigt eine mögliche Ausführungsform einer Meldeschaltung und F i g. 4 eine
Erweiterung einer Meldeschaltung nach F i g. 3.
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Mit dem Einschalten der Zentrale wird über einen Schalter 1 (F i g.
1) Spannung an eine Meldeschleife gelegt, die aus Meldeschaltungen Me
1, Me 2 ...
Me n, die den einzelnen, hier nicht näher
beschriebenen verschiedenartigen Meldern M 1, M 2 ...
M n
vorgeschaltet sind, und einem Leitungsabschluß La
besteht. Zunächst
sei angenommen, alle Melder befinden sich in Ruhestellung, d. h., jede Meldeschaltung
schaltet die Leitung selbsttätig von einer zur nächsten Meldeschaltung bis zum Leitungsabschluß
La durch. In der Zentrale treffen dann etwa sägezahnförmige Impulse ein (F
i g. 2 a), die von einem Impulsformer 3 verkürzt und beispielsweise in Rechteckimpulse
umgeformt werden. Diese Rechteckimpulse werden dann einem Zähler 4 zugeführt. Gleichzeitig
stellt jeder Impuls das Zeitglied für eine Markierung 5 mit der Verzögerungs-Zeit
t 2 (F i g. 2 a) und das Zeitglied für eine überwachung 8 mit der Verzögerungszeit
t 3 (F i g. 2 a) zurück. Aus dem Abstand der eintreffenden Impulse läßt sich der
Zustand des jeweiligen Melders ableiten; aus diesem Grunde muß auch der Leitungsabschluß
La einen Impuls erzeugen, ohne daß dieser Impuls einem angeschalteten Melder
entspricht; dies ist in der Zeichnung durch eine Schraffur dieses Impulses angedeutet
(F i g. 2 a). Solange die ausgewerteten Impulse in kurzer Reihenfolge eintreffen,
d. h. die Zeit t 1 von einem Impuls bis zum nächsten kleiner ist als die erwähnte
Zeit t 2, wird das Zeitglied der Markierung 5 mit jedem Impuls zurückgestellt, und
der Zähler 4 stellt einen Speicher 6 und damit gleichzeitig eine Anzeige 7 entsprechend
ein. Sind alle Impulse einschließlich des von dem Leitungsabschluß La erzeugten
Impulses ausgewertet, so ist die gesamte Schleife durchgeschaltet, und es fließt
ein entsprechender Schleifenstrom. Jetzt werden die erwähnten Zeitglieder nicht
mehr zurückgestellt, da weitere Impulse ausbleiben. Nach Ablauf der Zeit t 2 (F
i g. 2 a) spricht nun die Markierung 5 an, und beispielsweise eine Stromschwächungsstufe
2 senkt kurzzeitig den Schleifenstrom (F i g. 2 a). Nach einer weiteren Zeit t 3
(F i g. 2 a) wird die gesamte Schleife abgeschaltet, und die überwachungsstufe 8
schaltet über den Schalter 1 für eine Zeit t 4 (F i g. 2) die gesamte Schleifenspannung
der Schleife ab. Beim Wiedereinschalten der Schleifenspannung mittels des Schalters
1 läuft der beschriebene Vorgang erneut ab und wiederholt sich entsprechend.
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In F i g. 2 b haben beispielsweise die Melder M 2 und M 5 angesprochen.
In diesem Fall wird die Meldeschleife zunächst nur bis zur zweiten, zum Melder
M 2 gehörigen Meldeschaltung Me 2 selbsttätig durchgeschaltet. Nach
Ablauf der Zeit t 2 wird nun in der Zentrale der Melder M 2 markiert; in der Anzeige
7 der Zentrale erscheint beispielsweise »M 2 angesprochen«. Gleichzeitig wird von
der Zentrale aus der Schleifenstrom, wie schon beschrieben, kurzzeitig gesenkt und
somit von der zweiten Melde-Schaltung zur dritten weitergeschaltet. Dieser Vorgang
wiederholt sich entsprechend, wie aus F i g. 2 b ersichtlich, beim Eintreffen des
von der Meldeschaltung Me 5 stammenden Impulses. Die weiteren Schaltfunktionen
bleiben gegenüber den in F i g. 2 a beschriebenen unverändert erhalten.
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In F i g. 2 c hat beispielsweise nur der Melder M 3 angesprochen,
während die Melder M 2, M 4 und M 5 von der Zentrale gerufen werden, was
beispielsweise durch eine Stromschwächung während der von den Meldeschaltungen der
Melder M 2, M 4 und M 5 erzeugten Impulse angedeutet ist.
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In F i g. 3 ist eine mögliche Ausführungsform einer Meldeschaltung
dargestellt. Zur Anschaltung jeder Meldeschaltung Me 1 ... Me
n ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Transistor T 1 vorgesehen, während
zur Weiterschaltung von einem Melder zum nächsten ein Thyristor Ty 1 dient. Wegen
der in diesem Ausführungsbeispiel verwendeten Thyristoren in den Längszweigen kann
zum Abzählen der Melder in der Zentrale die Schleifenspannung nicht vollkommen unterbrochen
werden (F i g. 2 a bis 2 c), da sonst die bereits gezündeten Thyristoren wieder
erlöschen würden. Im Emitterzweig des Transistors T 1 liegt ein Widerstand R 5,
dem über eine Diode D 2 ein Kondensator C 3 mit parallelliegendem
Widerstand R 4 parallel geschaltet ist. Dieser Kondensator C 3 gibt beim Einschalten
einer jeden Meldeschaltung einen Spannungsimpuls an die Zentrale Z ab, die in dem
Ausführungsbeispiel schematisch durch einen Widerstand Rs, eine Spannungsquelle
B und einen Schalter s angedeutet ist. Die Zeit, in der der Transistor T 1 leitend
ist, wird vorwiegend durch einen Meldekontakt MK und durch die Dauer der Spannungsanschaltung
von der Zentrale aus bestimmt. Im Ruhezustand sind alle Kondensatoren einer jeden
Meldeschaltung entladen, und zwar der Kondensator C 3 über den Widerstand R 4, ein
parallel zum Melderkontakt MK liegender Kondensator C 2 über Widerstände R 1, R
2 und ein zwischen der Steuerelektrode und der Basis des Thyristors Ty
1 liegender Kondensator C 1 durch einen Widerstand R 1. Die Parallelschaltung
des Widerstandes R 1 und des Kondensators C 1 ist vorgesehen, um ein falsches Zünden
des Thyristors Ty 1 zu unterbinden. Die Zeitkonstante (R 1 + R 2) - C 2 ist so gewählt,
daß sie klein gegenüber der Zeitkonstante R 4 - C 3 ist. Ein Widerstand R 3 dient
zur Ableitung der in der Basiszuleitung vorkommenden Restströme von einer Diode
D 1 und dem Transistor T 1 und bewirkt, daß der Transistor T 1 sicher
gesperrt werden kann.
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Wird nun durch Schließen des Schalters s Spannung an die Meldeschleife
gelegt, die im Ausführungsbeispiel aus Meldeschaltungen Me 1,
Me
2 ... Me n, die ihrerseits wieder Meldern, die lediglich durch
ihre Kontakte MK angedeutet sind, vorgeschaltet sind, und dem Leitungsabschluß
La
besteht, so erhält der Transistor T 1 über einen Widerstand R 6 und die
Diode D 1 Basisstrom und wird leitend. Im wesentlichen fließt nun der Strom durch
den Transistor T 1, die Diode D 2 und den Kondensator C 3 zum Widerstand
Rs der schematisch angedeuteten Zentrale Z.
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Der Kondensator C 3 ist, wie schon erwähnt, im Moment der Einschaltung
entladen, und es steht deswegen am Widerstand Rs in der Zentrale die volle Schleifenspannung
an. Die fallenden Flanken der
kurzen Impulse in den F i g. 2 a bis
2 c der in Ruhestellung befindlichen Melder entsprechen der Spannungsabnahme am
Widerstand Rs der Zentrale, die wiederum davon abhängt, in welchem Maße sich der
Kondensator C 3 auflädt. An dem Kondensator C 3 kann maximal die Spannung anstehen,
die ein Spannungsteiler zuläßt, der aus dem jeweiligen Widerstand R 5 einer Meldeschaltung
und dem Auswertewiderstand Rs besteht.
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Der durch den Schleifenstrom aufgeladene Kondensator C 3 erreicht
nach einer gewissen Zeit die Zenerspannung einer Zenerdiode D 3, und erst dann fließt
auch ein Strom über diese Zenerdiode D 3, den in Ruhestellung befindlichen Melderkontakt
MK zum Thyristor Ty 1. Dieser Thyristor Ty 1 schaltet die Leitung dann zur nächsten
Meldeschaltung durch, wobei gleichzeitig der Transistor T 1 gesperrt wird. Auf diese
Weise schaltet jede Meldeschaltung, bei der der Melderkontakt MK in Ruhestellung
ist, selbsttätig zur nächsten Meldeschaltung des folgenden Melders weiter.
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Bei geöffnetem, also in Alarmzustand befindlichem Melderkontakt MK
steigt die Spannung an dem Kondensator C 3 ungehindert auf den stationären Wert
an, der, wie schon erwähnt, durch den Spannungsteiler aus den Widerständen R 5 und
Rs bestimmt ist, da sich die Spannung an dem Kondensator C 2 anpaßt, ohne daß am
Widerstand R 1 die Zündspannung des Thyristors Ty 1 erreicht wird. In diesem Falle
treffen in der Zentrale, d. h. hier am Widerstand Rs, keine weiteren Impulse ein.
Nach einer gewissen Prüfzeit, die ein Mehrfaches der Zeit beträgt, die bei einem
selbsttätigen Durchschalten über die Zenerdiode benötigt wird, schwächt die Zentrale
kurzzeitig den Strom in der Schleife, allerdings nur so weit, daß die bereits durchgeschalteten
Thyristoren nicht verlöschen. Durch diese Stromschwächung wird in der Zentrale markiert,
welcher Melder angesprochen hat. Während der Stromschwächung sinkt die Spannung
am Emitter des Transistors T 1 ab, da die Diode D 2 den Kondensator C 3 entkoppelt.
Gleichzeitig wird der Kondensator C 2 über die Widerstände R 1 und R 2 entladen.
Mit der Beendigung der Stromschwächung steigt die Spannung am Emitter des Transistors
T 1 sofort wieder an, da der Kondensator C 3 über die Diode D 2 entkoppelt ist und
über den Widerstand R 4 noch kaum Ladung verloren hat. Hierdurch wird nun der Thyristor
Ty 1 über die Zenerdiode D 3 und den Kondensator C 2 gezündet.
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In F i g. 4 ist eine Erweiterung der Meldeschaltung Me 1 gemäß
F i g. 3 dargestellt, die im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel der F i g. 3
von der Zentrale aus gezielt angerufen werden kann. Beide übertragungsrichtungen
sind voneinander völlig unabhängig. Die Elemente in F i g. 4, die den in F i g.
3 verwendeten entsprechen, sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Erweiterung
gegenüber F i g. 3 ist durch eine gestrichelte Linie hervorgehoben. Der in Reihe
mit der Diode D 2 liegende Kondensator C 3 ist über einen Widerstand R 7 mit der
Ader L 2 der Schleife und über einen weiteren Kondensator C 4 und einen Widerstand
R 8 mit der Basis eines Transistors T 2 verbunden. Parallel zu den Kondensatoren
C 3 und C 4 sowie dem Widerstand R 8 liegt ein Widerstand R 9. Der
Kollektor des Transistors T 2 ist über den Widerstand R 5 mit dem Emitter des Transistors
T 1 verbunden. Gleichzeitig ist an dem Kollektor des Transistors T
2 die Basis eines weiteren Transistors T 3
und ein Widerstand
R 10 angeschlossen, der die Basis des Transistors T 3 mit der Ader
L 2 der Schleife verbindet. Die Emitter beider Transistoren T 2 und
T 3 sind direkt mit der Ader L 2 der Schleife verbunden.
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Bei dieser Ausführungsform einer Meldeschaltung Me 1 a, bei
der eine Anrufmöglichkeit vorgesehen ist, wird der Ladezustand des Kondensators
C 3 ausgenutzt. Bei einer Stromschwächung kurz nach dem Anlegen der Spannung an
die Meldeschaltung Me l a, also zu einem Zeitpunkt, zu dem
der Kondensator C 3 noch Ladung aufnimmt, sinkt die Spannung an dem Widerstand R
7 plötzlich. Hierdurch wird der Transistor T 2 über den Kondensator C 4 und dem
zu ihm in Serie liegenden Widerstand R 8 kurzzeitig gesperrt, während die Transistoren
T 3 und T 4 über Widerstände R 5 bzw. R 11 kurzzeitig leitend werden
und über einen Widerstand R 13 ein Thyristor Ty 2 zünden, zwischen dessen Basis
und Steuerelektrode eine RC-Kombination aus einem Widerstand R 14 und einem Kondensator
C 6 liegt. Durch diese Maßnahme ist die Meldeschaltung und damit der zugehörige
Melder gerufen, wie es in F i g. 2 c für die Meldeschaltungen der Melder M 2,
M 4 und M 5 dargestellt ist. Zwischen den Adern L 1
und L 2
kann je Meldestelle gesondert eine Hilfsspannung BH zugeführt werden oder
eine Speisung über eine dritte Ader von der Zentrale aus vorgesehen sein. Wird allerdings
diese Stromschwächung bei einem geöffneten Melderkontakt MK nach der Zeit t 2 vorgenommen,
dann wird die bei dem bisherigen Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 lediglich die
Leitung durchgeschaltet. Eine Stromschwächung zu diesem Zeitpunkt wird nicht als
Ruf gewertet, da zu diesem Zeitpunkt der Kondensator C 3 bereits voll aufgeladen
ist.
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Da der unterschiedliche Impulsabstand in der Zentrale, in der vereinfachten
Darstellung am Auswertewiderstand Rs, als meßbarer Impuls ausgenützt wird, ist es
durchaus möglich, außer Ja-Nein-Signalen den Meldern kontinuierlich auch Zwischenwerte
zu übertragen, wenn der Melderkontakt beispielsweise durch einen veränderbaren Widerstand
ersetzt ist, so daß die Zeit t 1 variiert werden kann. Beispielsweise ist die Verwendung
von Kaltleitern in Wärmemeldern oder auch von Feldeffekttransistoren als Zwischenglieder
zu den Ionisationskammern von Ionisationsfeuermeldern möglich.
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Der Anruf eines ganz bestimmten Melders mit Hilfe einer Meldeschaltung
kann beispielsweise in Wächterkontrollanlagen zur Quittung einer Meldung benutzt
werden, oder durch die Anschaltung kann ein ganz bestimmter Wächter zum Sprechen
aufgefordert werden. Bei mehreren Sprechstellen innerhalb einer Schleife besteht
somit die Möglichkeit, von der Zentrale aus ganz bestimmte Rufsäulen für eine Durchsage
vorzubereiten. Da die Funktionskontrolle der einzelnen Meldeschaltungen und damit
der Melder durch Abzählen der an der Zentrale eintreffenden Impulse erfolgt, gibt
der Schleifenstrom, der nach dem letzten ausgewerteten Impuls gemessen wird, zur
Unterscheidung der verschiedenen Störungsarten Aufschluß. Im störungsfreien Betriebsfall
wird der Schleifenstrom nach dem letzten ausgewerteten Impuls im wesentlichen von
dem schon erwähnten Leitungsabschluß La bestimmt. Es können
also
bei dieser Sicherheitsanlage die einzelnen Melder mit ihren zugehörigen Meldeschaltungen
auch weiter auseinander liegen, weil jeder in der Zentrale einzeln identifiziert
werden kann.