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Rückmeldeeinrichtung für die Stellung eines Schaltgerätes
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Die Erfindung betrifft eine Rückmeldeeinrichtung für die Stellung
eines Schaltgerätes, mit einem bistabilen Relais, das in Schaltabhängigkeit von
einem mit dem Schaltgerät gekoppelten Umschaltglied als Stellungsgeber steht und
das einen ersten Umschalter aufweist, der jeweils eines von zwei den Stellungen
des Schaltgerätes zugeordneten Anzeigeelementen mit einer Speisespannung verbindet,
und mit einem monostabilen Relais mit einem Umschalter, dessen Umschaltkontakte
mit zwei unterschiedliche Signale an den Anzeigeelementen erzeugenden Speisespannungen
verbunden sind und dessen Festkontakt mit dem Festkontakt des dem bistabilen;Relais
zugehörigen ersten Umschalters verbunden ist. Derartige Rückmeldeeinrichtungen sind
handelsüblich.
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Solche Rückmeldeeinrichtungen sollen die Stellung von Schaltgeräten,
beispielsweise von Leistungsschaltern oder Trennschaltern, mit höchstmöglicher Sicherheit
über Leitungsverbindungen übermitteln und über Relaiskontakte
auf
Leuchten als Anzeigeelemente für den Einschalt- bzw. Ausschaltzustand des Schaltgeräts
zur Anzeige bringen. Eine solche Rückmeldeeinrichtung muß eine einwandfreie Anzeige
des Schaltzustands der überwachten Schaltgeräte liefern, da andernfalls durch Fehlschaltungen
Gefahren für Bedienungspersonal oder Anlagenteile entstehen können. Störungen der
Rückmeldeeinrichtung müssen in der Anzeige deutlich erkennbar sein. Solche Störungen
können beispielsweise Einbrüche oder Ausfall der Versorgungsspannung, Bruch der
Verbindungsleitungen oder eine Störstellung des überwachten Schaltgerätes sein.
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Bei den herkömmlichen Rückmeldeeinrichtungen liegt das bistabile Relais
in Serienschaltung mit dem monostabilen Relais zwischen dem mit dem Schaltgerät
gekoppelten, als Stellungsgeber dienenden Umschaltglied und der ngativen Schiene.
Diesen Rückmeldeeinrichtungen haftet jedoch ein Nachteil an: Die Sicherheit der
Anzeige bleibt nur dann gewahrt, wenn der Kontaktwechsel beim Umschaltglied nicht
extrem schnell erfolgt, d.h. beim Umschaltvorgang muß für eine gewisse Mindestzeitspanne
das Umsdialtglied die Spannung Null liefern. Bei einem zu schnellen Kontaktwechsel
kann der Fall eintreten, daß das mono stabile Relais während der zu kurz bemessenen
spannungsfreien Ubergangsphase wegen einer unvermeidlichen Mindestträgheit nicht
mehr abfällt, wodurch von diesem Abfall abhängige Hilfszweige, die nach einem Kontaktwechsel
des als Stellungsgeber dienenden Umschaltgliedes einen den Umschaltvorgang im bistabilen
Relais begünstigenden hohen Stromfluß durch die vorher stromlose Wicklung herbeiführen,
funktionslos bleiben. Damit kann bei einem sehr schnellen Schaltvorgang des überwachten
Schaltgerätes und damit auch des Umschaltgliedes bei einer herkömmlichen Rückmeldeeinrichtung
das bistabile Relais
in seiner ursprünglichen Stellung verharren
und damit zu einer Fehlanzeige Anlaß geben. Um diesen Gefahrensfall auszuschließen,
sind zusätzliche schaltungstechnische Maßnahmen erforderlich, die einen erhöhten
Aufwand bedeuten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine REckmeldeeinrichtung
der eingangs genannten Art anzugeben, die trotz einfachen Aufbaus auch bei extrem
schnellen Schaltvorgängen von Schaltgerät und Umschaltglied die Gefahr von Fehlanzeigen
ausschließt.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Signalleitungen
für das bistabile Relais über mindestens einen Ruhekontakt des monostabilen Relais
geführt sind, daß das monostabile Relais ausschließlich in Umschaltabhängigkeit
von einem zweiten Umschalter des bistabilen Relais jeweils mit der gerade spannungsführenden
Signalleitung des bistabilen Relais verbindbar ist und daß in die Signalleitungen
unmittelbar vor oder nach dem bistabilen Relais Sperrdioden geschaltet sind.
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Damit fällt - je nach Stellung des Umschaltgliedes -nach einem Umschaltvorgang
die volle Versorgungsspannung an der dem neuen Schaltzustand zugeordneten Wicklung
des bistabilen Relais ab. Ein Liegenbleiben des bistabilen Relais in der vorherigen
Stellung und damit eine Fehlanzeige bei sehr schnellen Schaltvorgängen ist damit
ausgeschlossen. Diese Rückmeldeeinrichtung ist mit einem nur geringen Aufwand an
Bauelementen zu erstellen.
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Es ist vorteilhaft, wenn die Signalleitungen des bistabilen Relais
ausgangsseitig verbunden und anschließend über nur einen Ruhekontakt des monostabilen
Relais geführt sind. Damit wird zum Anschluß des bistabilen Relais an die negative
Schiene nur eine Leitung benötigt
und nur ein Ruhekontakt des monostabilen
Relais belegt.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform sind alle Spulen der Relais
jeweils durch eine Löschdiode überbrückt. Damit wird die Ausbildung einer Uberspannung
beim Abschalten einer Relaiswicklung vermieden.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Figur dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Das Umschaltglied 1 ist mit dem hier nicht dargestellten Schaltgerät
gekoppelt und legt in der Einschaltstellung EI die positive Spannung der Schiene
P über die Signalleitung 2 und die Sperrdiode 3 an die mit einem Stern bezeichnete
Wicklung des bistabilen Relais K1. In der Ausschaltstellung des erwähnten Schaltgerätes
verbindet das Umschaltglied 1 in der Stellung Al die Schiene P über die die Sperrdiode
5 enthaltende Signalleitung 4 mit der zweiten, unbezeichneten Wicklung des bistabilen
Relais K1. Die bislang unbelegten Anschlüsse der beiden Wicklungen des bistabilen
Relais K1 sind miteinander elektrisch verbunden und über einen Ruhekontakt 6 des
monostabilen Relais K2 mit der negativen Spannung der Schiene N verbunden. Das erwähnte
monostabile Relais K2 ist im Knotenpunkt 7 mit der negativen Schiene und über einen
zweiten Umschalter 8 des monostabilen Relais mit der gerade spannungsführenden Signalleitung
2 oder 4 verbindbar. Der zweite Umschalter 8 des bistabilen Relais K1 nimmt ebenso
wie dessen erster Umschalter 9 die mit einem Stern bezeichnete Lage ein, wenn das
bistabile Relais K1 die ebenfalls mit einem Stern bezeichnete Lage einnimmt, d.h.
wenn die Schiene P über die Stellung El des Umschaltgliedes 1 mit der Signalleitung
2 verbunden ist. In der mit dem Stern bezeichneten Stellung des Umschalters 8 überbrücken
dieser und das mono stabile Relais K2 in Serienschaltung die Sperrdiode 3, die mit
einem
Stern bezeichnete Wicklung des bistabilen Relais K1 sowie den Ruhekontakt 6 des
monostabilen Relais.
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In der unbezeichneten Stellung des Umschalters 8 überbrücken dieser
und das monostabile Relais K2 die Sperrdiode 5, die unbezeichnete Wicklung des bistabilen
Relais K1 und den Ruhekontakt 6 des monostabilen Relais.
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Jede der Wicklungen des bistabilen Relais K1 und die Wicklung des
monostabilen Relais K2 ist jeweils durch eine Löschdiode 10, 11 und 12 überbrückt,
um die Ausbildung von Uberspannungen beim Trennen dieser Wicklungen von der Versorgungsspannung
auszuschließen.
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Zur Anzeige der Schaltstellung des überwachten Schaltgerätes dienen
als Anzeigeelemente die Glühlampen LA und LE, die einerseits an der negativen Schiene
N, andererseits über den ersten Umschalter 9 des bistabilen Relais K1 und einen
Umschalter 13 des monostabilen Relais entweder mit einer Schiene 14 für Blinklicht
oder einer Schiene 15 für Ruhiglicht verbindbar sind, indem die Festkontakt der
Umschalter 9 und 13 zusammengeschaltet sind.
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Im folgenden soll die Wirkungsweise des in der Figur dargestellten
Ausführungsbeispiels aufgezeigt werden. Hierbei wird - wie in der Figur eingezeichnet
- davon ausgegangen, daß das Schaltgerät sich in der Einschaltstellung befindet,
d.h. daß das Umschaltglied 1 die Stellung El einnimmt. Hierbei nimmt das bistabile
Relais K1 die mit einem Stern bezeichnete Lage ein. Damit befinden sich der erste
und der zweite Umschalter 9 und 8 ebenfalls in der mit einem Stern bezeichneten
Lage. Das monostabile Relais K2 ist erregt, so daß das bistabile Relais K1 über
den Ruhekontakt 6 von der Versorgungsspannung getrennt ist. Die Glühlampe LE zeigt
durch Ruhiglicht den störungsfreien Sinschaltzustand des Schaltgerätes an. Tritt
nun als Störung beispielsweise eine Un-
terbrechung der Versorgungsspannung
von der Schiene P -sei es durch einen Spannungs zusammenbruch oder einen Leitungsbruch
- auf, so verharrt das bistabile Relais Xi in seiner Stellung, das mono stabile
Relais K2 äedoch fällt ab. Damit fällt der Umschalter 13 in seine ausgezeichnete
Lage zurück und legt über die Schiene 14 eine blinklichterzeugende Spannung BL als
Speisespannung an die Glühlampe LE, so daß der Störungsfall deutlich signalisiert
wird. Hierbei ist vorausgesetzt, daß die Speisespannung BL aus einer störungsunabhängigen
Spannungsquelle stammt.
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Als Beispiel eines weiteren Störungsfalles sei angenommen, daß bei
einem anschließenden Ausschaltvorgang. des Schaltgerätes die Ausschaltstellung nicht
erreicht wird und ein Verklemmen des Schaltgeräts in einer Zwischenstellung eintritt.
Hierbei erfolgt in genau derselben Weise wie beim vorangehenden Störungsfall über
Blinklicht der Glühlampe LE eine Anzeige des Störungszustandes.
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Bei einem ordnungsgemäßen Ausschaltvorgang des Schaltgerätes geht
das Umschaltglied 1 in die Stellung A1 über, wodurch über die Signalleitung 4 die
Versorgungsspmnung der positiven Schiene P über die Sperrdiode 5 an die unbezeichnete
Wicklung des bistabilen Relais K1 gelegt wird. Das monostabile Relais K2, das über
den in der eingezeichneten Stellung befindlichen Umschalter 8 an der nunmehr spannungslosen
Signalleitung 2 liegt, ist abgefallen. Der Umschalter 13 befindet sich damit in
der eingezeichneten Lage, so daß während des Umschaltvorganges die Glühlampe LE
Blinklicht zeigt. Da auch der Ruhekontakt 6 sich in der eingezeichneten Stellung
befindet, geht -das bistabile Relais Kl in die unbezeichnete Stellung über und damit
auch der erste und zweite Umschalter 9 und 8 dieses Relais. Das monostabile Relais
wird hierdurch über die Signalleitung 4 erregt, so daß das bistabile
Relais
K1 nach Erreichen der neuen Stellung durch das Öffnen des Ruhekontaktes 6 spannungslos
wird. Ueber die Umschalter 9 und 13, die nun die in der Figur dargestellte Lage
verlassen haben, liegt die Ruhiglicht erzeugende Speisespannung RL der Schiene 15
an der Glühlampe LA. Damit ist die störungsfreie Ausschaltstellung des Schaltgerätes
signalisiert. Bei dem zuletzt dargestellten Schaltvorgang der erfindungsgemäßen
Rückmeldeeinrichtung ist es im Gegensatz zu Schaltvorgängen bei herkömmlichen Rückmeldeeinrichtungen
völlig unerheblich, wie schnell der Umschaltvorgang erfolgt. Selbst wenn hypothetisch
angenommen wird, daß der Ubergang des Umschaltgliedes 1 aus der Lage El in die neue
Lage A1 so schnell erfolgt, daß die Versorgungsspannung ohne Pause von der mit einem
Stern bezeichneten Wicklung des bistabilen Relais K1 an die unbezeichnete Wicklung
gelegt wird, wird eine einwandfreie Anzeige des neuen Schaltzustandes des überwachten
Schaltgerätes erreicht; denn durch die Wirkung der Sperrdioden 3 und 5 wird zunächst
ein Stromfluß aus der Signalleitung 4 über beide dann in Serie liegende Wicklungen
des bistabilen Relais K7 und den noch in der eingezeichneten Stellung befindlichen
zweiten Umschalter 8 zum monostabilen Relais K2 verhindert. Dies zu verhindern ist
wesentlich, denn sonst könnte wegen der Spannungsaufteilung auf beide Wicklungen
des bistabilen Relais Kl dieses in seiner Ausgangslage liegenbleiben. Damit muß
das Relais K2 erst einmal abfallen. Erst damit wird die unbezeichnete Wicklung des
bistabilen Relais K2 durch das Anstehen der gesamten Versorgungsspannung an der
unbezeichneten Wicklung erregt, so daß über den ersten Umschalter dieses Relais
die zugehörige Glühlampe LA angesteuert und über den zweiten Umschalter 8 das monostabile
Relais K2 an die Spannung der positiven Schene P gelegt wird und damit Ruhiglicht
an der Glühlampe LA erscheint.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung von mono- und bi-
stabilem
Relais und der zugehörigen Schaltkontakte ist damit eine Fehlanzeige ausgeschlossen.
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1 Figur 3 Patentansprüche