DE2941831C2 - Einrichtung zur Erfassung des Zustands von mehreren in Außenstellen befindlichen bistabilen Vorrichtungen von einer Zentralstation aus sowie Einrichtung zur Verfahrensregelung - Google Patents
Einrichtung zur Erfassung des Zustands von mehreren in Außenstellen befindlichen bistabilen Vorrichtungen von einer Zentralstation aus sowie Einrichtung zur VerfahrensregelungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erfassung des Zustands von mehreren in entfernt angeordneten
Außenstellen befindlichen bistabilen Vorrichtungen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Einrichtung
zur Verfahrensregelung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2.
Die Verwendung einer einzigen Doppelleitung zur Bestimmung oder Feststellung des Zustands jeder einzelnen
von mehreren bistabilen Vorrichtungen ist bereits vorgeschlagen worden. Beispielsweise beschreiben die US-PS
40 27 286. 35 50 090 und 38 95 286 sämtlich die Verwendung von Resonanzkreisen in Verbindung mit der
Doppelleitung. Daneben wird gemäß der erstgenannten US-Patentschrift eine Phasenvergleichselektronik in der
Detektorschaltung für die Bestimmung des Zustands jeder bistabilen Vorrichtung verwendet. Die beiden zuletzt
genannten US-Patentschriften verwenden dagegen eine Amplitudenvergleichselektronik in ihren Detektorschaltungen.
Die Resonanzkreise nach diesen US-Patentschriften sind allerdings parallel zueinander und zur Erregungsquelle geschaltet.
Aus der DE-AS 12 91 816 ist eine Steuer- und Meldeeinrichtung
für den Bergbau unter Tage bekannt, die der eingangs genannten Einrichtung entspricht. Dort sind mehrere
Sender und Empfänger mit jeweils einer bestimmten Übertragungsfrequenz an eine gemeinsame Ringleitung
angeschaltet, und an diese Ringleitung sind außerdem selektiv einzelne Befehlsgeber anschaltbar, die jeweils passive,
auf eine der Übertragungsfrequenzen abgestimmte Schwingkreise enthalten. Diese Schwingkreise können als
Saugkreise jeweils nur kurzzeitig bei Bedarf an die Leitung angeschaltet werden oder als Sperrkreise an der Leitung
anliegen und bei Bedarf von dieser abgetrennt werden. Nachteilig bei dieser bekannten Einrichtung ist allerdings,
daß die passiven Schwingkreise nur einen bestimmten Meldezustand auf der leitung erzeugen können und daß
ansonsten die betreffende Außenstelle mit dem Betehlsgeber vollständig von der Ringleitung und damit von der
Zentrale abgetrennt ist. In diesem abgetrennten Zustand kann also keine Übertragung von Kontrollsignalen, insbesondere
auch nicht von Steuersignalen von der Zentrale zu den Außenstellen über diese Ringleitung erfolgen.
Aus der DE-PS 10 83 900 ist eine ähnliche Schaltung bekannt, wobei in Eisenbahnzügen auf einer einzigen
durchgehenden Leitung eine bestimmte Befehlsfrequenz durch einen Sender erzeugt wird. Über Selektivfilter, die
auf diese Befehlsfrequenz abgestimmt sind, kann diese Befehlsfrequenz empfangen werden. Außerdem sind an
verschiedenen Stellen im Zug Saugkreise in Form von parallelen Serienresonanzkreisen vorgesehen, bei deren
Ankopplung an die Übertragungsleitung ein Kurzschluß des Befehlssignals erzeugt, sodaß die Empfängerrelais
abfallen. Auch dort sind die Saugkreise der auslösenden Schalteinrichtungen nur bedarfsweise an die Zentrale angeschaltet.
Aus der DE-AS 11 39 165 ist schließlich eine Fernsteuerung für Nachrichtengeräte bekannt, bei der im Empfängerteil
mehrere in Serie zueinander geschaltete Parallelre-Miiiiiny.kri.-isc verwendet sind. Jeder dieser l'miillolrcsonanzkreise
ist fest auf eine bestimmte Empfangsfrequenz abgestimmt, um bei Betätigung der Fernsteuerung ein
Betätigungselement in Gang zu setzen. Auch dort sind also die Schwingkreise im Empfangsteil nicht veränderbar; die
Erzeugung der Steuerfrequenzen ist dort im übrigen nicht beschrieben.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Außenstellen
ständig über die Leitung mit der Zentrale verbunden bleiben, um damit die Betriebssicherheit der Anlage zu erhöhen
und ggf. neben den Wechselspannungs-Erregungssignalen auch andere Kontrollsignale ständig austauschen zu
können. Insbesondere soll es bei der Verwendung der Einrichtung zur Verfahrensregeiung möglich sein, von der
Zentralstation aus eine Befehlsübertragung an die jeweilige Außenstelle über die gleiche Doppelleitung vorzunehmen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen der Patentansprüche 1 bzw. 2
gelöst.
Wesentlich bei der Erfindung ist, daß in den Außenstellen jeweils Parallelresonanzkreise vorgesehen sind, die alle
in Reihe an der Doppelleitung liegen, so daß die Außenstellen ständig mit der Zentrale verbunden sind. Zur
Zustandsanzeige sind die einzelnen Parallelresonanzkreise veränderbar, so daß auf der Leitung zwei verschiedene
Zustände erzeugt werden können. Jeder einzelne Parallelresonanzkreis ist dabei so ausgelegt, daß er nur auf eine der
erzeugten Frequenzen anspricht. Er spricht mit Resonanz an, wenn seine zugehörige Schalteinrichtung sich in der
einen Stellung befindet, und er spricht mit Verstimmung an, wenn die Schalteinrichtung sich in der anderen Stellung
befindet. Somit zeigt das Auftreten eines Signals maximale Amplitude auf der Leitung an, daß beispielsweise ein zugeordneter
Zweistellungsschalter offen ist, während das Vorhandensein eines Signals kleinerer Amplitude anzeigt, d?ü
der betreffende Schalter geschlossen ist. Das am Eingang jedes Parallelresonanzkreises auftretende Signal wird über
die Doppelleitung der zugehörigen Detektoreinrichtung eingespeist und zu einer für die Anzeige geeigneten Form
verarbeitet bzw. umgesetzt.
Bei der Lösung gemäß Anspruch 2 wird darüber hinaus ein Gleichspannungs-Regelsignal von der Zentrale zu
einem Stellglied in der Außenstelle übertragen, womit entsprechend der Größe dieses Signals die Regeleinrichtung
verstellt werden kann. Da die Parallelresonanzkreise ständig in Reihe an der Doppelleitung anliegen, kann
dieses Regelsignal auch jeder Zeit an eine beliebige Außenstelle übertragen werden.
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der
Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Feststellung
des Zustands jeder einzelnen von mehreren entfernt angeordneten bistabilen Vorrichtungen über eine
Doppelleitung von den jeweiligen Anzeigeeinheiten aus, in Kombination mit einer Verfahrensregelschleife, welche
dieselbe Doppelleitung für die Übertragung eines Gleichspannung-Regelsignals
benutzt,
Fig. 2 eine graphische Darstellung der Frequenzgangkurven von LC-Kreisen gemäß Fig. 1,
Fig. 2 ein detaillierteres Schaltbild der Erregungs- und Detektor-bzw. Meßschaltung bei der Vorrichtung nach
Fig. 1,
Fig. 4 ein Schaltbild einer anderen Ausführungsform eines LC-Kreises für die Vorrichtung nach Fig. 1,
Fig. 5 ein Schaltbild nach einer anderen Ausführungs-
Fig. 5 ein Schaltbild nach einer anderen Ausführungs-
form eines LC-Kreises für die Vorrichtung nach Fig. 1,
Fig. 6A eine schematische Darstellung eines variablen
Induktors mit zugeordnetem Zweistellungs-Betätigungs- oder -Stellglied für die Ausführungsform nach Fig. 5, in
welcher sich das Stellglied in der einen Stellung befindet, und
Fig. 6B eine Fig. 6A ähnelnde Darstellung, in welcher sich das Stellglied in der anderen Stellung befindet.
In Fig. 1 ist eine Ausführungsform der Erfindung in modifizierter Blockschaltbildform veranschaulicht. Dabei
ist eine Verfahrensregelanlage in Verbindung mit einer Anlage zur Feststellung von Grenzwerten bzw. Endstellungen
(limits) im Betrieb eines Verfahrensregelventils dargestellt. Eine Zentralstation, an welcher das Vorhandensein
oder Fehlen von Grenzwertbedingungen wiedergebende Daten angezeigt werden, ist über eine zweiadrige bzw.
Doppelleitung mit einer entfernt angeordneten Verfahrensregelstelle (process field) verbunden, an welcher das
Verfahrensregel ventil angeordnet ist.
Schalter 10 und 12 verbinden Rechteckwellenoszillatoren 14 und 16, die mit Frequenzen /t bzw. /2 arbeiten, mit
einem Widerstand 18. Die Schalter 10 und 12 werden durch einen Schalter-Programmgeber 20 angesteuert. Die Schalter
werden jeweils zu verschiedenen Zeitpunkten während einander entsprechender, aber einander nicht überlappender
Perioden geschlossen, so daß sequentielle Rechteckwellenzüge mit den Frequenzen/] und/2 erzeugt werden,
welche über den Widerstand und weiter über eine Doppelleitung 22 zu einer entfernt angeordneten Gruppe von
parallelen LC-Kreisen übertragen werden, deren Eingänge in Reihe geschaltet sind.
Die LC-Kreise LCl und LCl sind näher veranschaulicht.
Diese Schaltkreise stellen lediglich zwei Ausführungen von mehreren möglichen Konstruktionen dar, die zur
Verdeutlichung veranschaulicht sind. Der LC-Kreis LCl besteht aus einer mit Anzapfung versehenen Induktor-Spule
25 sowie zwei Kondensatoren 24 und 26. Der LC-Kreis LC2 umfaßt eine mit Anzapfung versehene Induktor-Spule
41 sowie zwei Kondensatoren 42 und 43. Die Aufgabe der angezapften Induktor-Spulen wird später noch
näher erläutert werden.
Über den LC-Kreis LCl ist ein Zweistellungs-Mikroscbalter
23 zum Einschalten des Kondensators 26 in den Kreis geschaltet. Die Frequenzgangkurven bzw. -kennlinien
des LC-Kreises LCl sind in Fig. 2 dargestellt. Dabei zeigt die Kurve 1 den Frequenzgang für den Fall an, daß
nur der Kondensator 24 in den Kreis eingeschaltet ist, wobei mit /: die durch die Spule 25 und den Kondensator
24 bestimmte Resonanzfrequenz bezeichnet ist. Kurve 2 veranschaulicht den Frequenzgang für den Fall, daß beide
Kondensatoren in den Kreis eingeschaltet sind, wobei mit /,' die durch die Spule und die beiden Kondensatoren
bestimmte Resonanzfrequenz bezeichnet ist. Wenn der Schalter offen ist und der LC-Kreis durch die Frequenz /i
erregt wird, spricht der LC-Kreis mit Resonanz an, wobei ein bei 29 angedeutetes Signal maximaler Amplitude an
Klemmen 27 und 28 erscheint. Wenn der Schalter dagegen geschlossen ist, spricht der LC-Kreis mit Verstimmung (off
resonant manner) an, wobei ein bei 30 angedeutetes Signal niedrigerer Amplitude an den Klemmen auftritt.
Auf ähnliche Weise ist über den LC-Kreis LC2 ein Zweistellungs-Mikroschalter 44 zum Einschalten des Kondensators
43 in den LC-Kreis geschaltet. Der Frequenzgang des LC-Kreises LC2 ist durch die Kurven 3 und 4
gemäß Fig. 2 veranschaulicht. Bei Erregung des LC-Kreises LC2 durch die Frequenz/2 erscheint auf ähnliche Weise
ein Signal 47 maximaler Amplitude oder ein Signal 48 kleinerer Amolitude an Klemmen 45 und 46.
Ein Ventilschaft oder -schieber 96 eines Verfahrensregelventils 98 besitzt zwei fest mit ihm verbundene Betätigungs-
bzw. Stellarme 92 und 94. Der Stellarm 92 ist dabei so angeordnet, daß er dann, wenn seine Stellung der voll
offenen Stellung des Ventils entspricht, am Mikroschalter 23 angreift und diesen in die Schließstellung stellt. Bei nicht
voll geöffnetem Ventil befindet sich mithin der Mikroschalter in der Offenstellung.
Der Stellarm 94 ist auf ähnliche Weise so angeordnet, daß sich der Mikroschalter 44 bei voll geschlossenem Ventil
in der Schließstellung und bei nicht voll geschlossenem Ventil in seiner Offenstellung befindet.
Damit die größtmögliche Zahl von parallelen LC-Resonanzkreisen innerhalb einer vorgegebenen Frequenzbandbreite angewandt werden kann, werden Induktor-Spulen
mit hohem Q-Faktcr verwendet. Hierdurch wird eine minimale Wechselwirkung zwischen den LC-Kreisen erreicht,
weil die LC-Kreise LCl und LC2 für die jeweiligen Frequenzen /qd21 bzw. /j unempfindlich sind. Bei Verwendung
von Induktor-Spulen mit hohem ß-Faktor wird die Auswirkung der Leitungskapazität stärker, so daß die LC-Kreise
mit Verstimmung ansprechen, wenn sie resonant ansprechen sollten. Zur Ausschaltung dieser Auswirkung
sind die Induktor-Spulen hohen ß-Faktors mit Anzapfungen versehen, wenn eine entsprechende Leitungslänge im
Spiel ist. Das Anzapfverhältnis der Spulen (d. h. N|/N2)
liegt im Bereich von 5 : 1 bis 20 : 1. Bevorzugt wird der mittlere Bereich von 10 : 1.
Die in Reihe geschalteten LC-Kreise und der Widerstand 18 bilden jeweils Arme oder Zweige eines Spannungsteilers,
dessen Ausgangssignal auf einer Leitung 21 erscheint.
Wenn den LC-Kreisen, wie erwähnt, die Frequenz f\ zugeliefert wird, erscheint ein Signal an den Klemmen 27
und 28 des LC-Kreises LCl. Infolge der Unempfindlichkeit des (der) anderen LC-Kreise(s) für die Frequenz /i
erscheint an den Klemmen jedes anderen LC-Kreises ein nur unbedeutendes Signal. Das Ausgangssignal des Spannungsteilers
wird somit im wesentlichen durch das Ansprechen des Kreises LCl bestimmt, und dieses Ausgangssignal
wird an einem Detektor 48 abgenommen, wenn ein Schalter 50 geschlossen ist. Dieser Schalter, der durch den
Schalter-Programmgeber 20 angesteuert wird, arbeitet mit derselben Auf/Zu-Sequenz wie der Schalter 10. Das Spannungsteiler-Ausgangssignal
erscheint somit am Detektor nur dann, wenn die Frequenz/] an den LC-Kreisen anliegt.
Wie durch die Kurven gemäß Fig. 2 veranschaulicht, erzeugt der Detektor nur dann ein Ausgangssignal, wenn
an seinen Eingangsklemmen ein Signal mit einer durch den Punkt 29 wiedergegebenen Amplitude anliegt. Das Vorliegen
oder Fehlen eines Ausgangssignals vom Detektor zeigt somit an, ob der Mikroschalter 23 offen oder geschlossen
ist, und mithin, ob das Verfahrensregelventil 98 nicht voll geöffnet oder aber voll geöffnet ist. An den Detektor ist
eine Anzeigeeinheit 54 zur Anzeige des betreffenden Zustands des Ventils angeschlossen.
Wenn die Frequenz/2 an den LC-Kreisen anliegt, wird
das an den Klemmen 45 und 46 erscheinende Signal auf ähnliche Weise durch den Schalter 52 durchgeschaltet und
von einem Detektor 49 verarbeitet, der ähnlich arbeitet wie der Detektor 48. Durch das Vorliegen oder Fehlen eines
Ausgangssignals vom Detektor 49 wird angezeigt, ob der Mikroschalter 44 offen oder geschlossen ist, und mithin, ob
das Ventil 98 nicht voll geschlossen oder aber voll geschlossen ist. Mit dem Detektor 49 ist eine Anzeigeeinheit 56 zur
Anzeige des betreffenden Zustands des Ventils verbunden.
Neben der Feststellung der Grenz- oder Endpunkte des
Betriebs des Verfahrensrcüclventils 98 dicnl die I )c>nr>cllci-
tung 22 (auch) zur Übertragung eines Gleichspannung-Regelsignals zur Verwendung in einer Verfahrensregelschleife.
Ein herkömmlicher Analogregler 60 nimmt zwei Eingangssignale ab, nämlich ein Meßsignal 62, welches die
Istgröße der zu regelnden Verfahrensveränderlichen angibt, und ein Sollwertsignal 64, welches eine vorgewählte
Sollgröße der Verfahrensveränderlichen angibt. Der Regler 60 liefert auf einer Leitung 66 ein Gleichstrom-Steuerbzw.
-Regelsignal als Funktion des Unterschieds zwischen dem Meßsignal 62 und dem Sollwertsignal 64. Dieses
Gleichstrom-Regelsignal wird seinerseits über die Doppelleitung 22 und die LC-Kreise zu einem Eingang eines
Ventil-Stellglieds (valve operator) 68 geliefert, dessen Ausgangssignal die Stellung des Verfahrensregelventils 98
bestimmt und damit die Verfahrensveränderliche so verändert, daß der Unterschied zwischen dem Meß- bzw. Istsignal
62 und dem Sollwertsignal 64 auf Null reduziert wird.
Fig. 3 veranschaulicht weitere Einzelheiten der Erregungs- und Detektorschaltung bei der Vorrichtung gemäß
Fig. 1.
Ein Signalgenerator 70 erzeugt sequentiell Rechteckwellenzüge jeweils gleicher Dauer und jeweils mit unterschiedlicher
Frequenz (d. h. flt f2 . . .). Diese Rechteckwellenzüge
werden über den Widerstand 18 und weiter über die Doppelleitung 22 zu einer entfernt angeordneten Gruppe
von in Reihe geschalteten LC-Parallelresonanzkreisen
übertragen.
Wenn an den LC-Kreisen, wie erwähnt, die Frequenz/] anliegt, wird das Ausgangssignal des Spannungsteilers
nahezu ausschließlich durch das Ansprechen (response) des LC-Kreises LCl bestimmt. Bei offenem Mikroschalter
23 Hegt ein Signal maximaler Amplitude an der Leitung 21 an, während bei geschlossenem Mikroschalter 23 ein Signal
kleinerer Amplitude an der Leitung 21 anliegt. Das Ausgangssignal des Spannungsteilers wird zur Verstärkung als
Eingangssignal einem Verstärker 74 eingespeist, dessen Ausgangssignal dann einem Demodulator 76 zugeführt
wird, dessen Ausgangssignal wiederum ein positiver Impuls mit einer der Dauer eines einzelnen Rechteckwellenzugs
entsprechenden Dauer ist. Darüber hinaus ist die Impulshöhe bei offenem Schalter einer maximalen Größe gleich,
während sie bei geschlossenem Schalter eine kleinere Größe besitzt. Das Ausgangssignal des Demodulators wird
an den Signaleingang eines !Comparators 78 anlegt, der auf einen solchen Pegel vorgespannt ist, daß der Ausgangsimpuls
des Demodulators ihn in einen „hohen" logischen Zustand, wenn die Impulshöhe oder -Amplitude die maximale
Größe besitzt, und in einen „niedrigen" logischen Zustand treiben kann, wenn die Impulshöhe eine niedrigere
Größe besitzt. Das Ausgangssignal des !Comparators 78 wird dem einen Eingang eines UND-Glieds 80 aufgeprägt,
dessen anderer Eingang mit einer Meßabtast-Ausgangsleitung (sense strobe output line) 81 eines Ausgabe-Reglers
82 verbunden ist. Neben der Erzeugung von Rechteckwellenzügen liefert der Signalgenerator 70 auch
während der Dauer jedes Rechteckwellenzugs einen Synchronimpuls, der dem Ausgabe-Regler zugeführt wird,
welcher seinerseits einen Meßabtast-Ausgabeimpuls auf einer Leitung 81 liefert. Das die Stellung des Schalters
anzeigende Ausgangssignal des !Comparators wird auf diese Weise in den Ausgabe-Regler eingetastet (strobed).
Zudem schaltet der Synchronimpuls den Ausgabe-Regler weiter und aktiviert diesen somit für die Lieferung eines die
Stellung des Schalters 23 angebenden Ausgangssignals zu einer Leuchtdioden- bzw. LED-Anzeige 1.
Ersichtlicherweise werden ähnliche Ergebnisse bezüglich der Stellung des Mikroschalters 44 an einer LED-Anzeige 2
erzielt, wenn die Frequenz /2 geliefert wird.
Der Signalgenerator 70 und der Ausgabe-Regler 82 können als Mikroprozessorsystem ausgelegt sein (z. B. Intel
8085). Dem Fachmann ist die Auslegung eines solchen Mikroprozessorsystems für die Durchführung der Funktionen
von Signalgenerator 70 und Ausgabe-Regler 82 bekannt.
Eine Abwandlung des LC-Kreises gemäß Fig. 1 ist in Fig. 4 dargestellt. Dabei bleibt die Resonanzfrequenz
während des gesamten Meßvorgangs konstant. Eine mit
in Anzapfung versehene Induktor-Spule 35 und ein Kondensator
36 bilden einen LC-Parallelresonanzkreis LCl, dessen
Resonanzfrequenz/, der vom Oszillator 14 nach Fig. 1 erzeugten Frequenz/! entspricht. Wenn sich ein Zweistellungs-Schalter
37 in der Offenstellung befindet und die LC-Kreise durch die Frequenz fx erregt sind, erscheint an
Klemmen 27 und 28 ein Signal maximaler Amplitude. Wenn sich der Schalter in der Schließstellung befindet,
trifft an den Klemmen 27 und 28 ein Signal kleinerer Amplitude auf. Der Schalter kann durch einen elektronisehen
Schalter ersetzt werden, z. B. durch einen siliziumgesteuerten Gleichrichter (SCR), eine Photodiode oder
einen Schalttransistor.
Eine andere Abwandlung des Z,C-Kreises nach Fig. 1 ist
in Fig. 5 gezeigt. Dabei bilden eine variable bzw. regelbare
Induktor-Spule 84 und ein Kondensator 88 einen LC-Parallelresonanzkreis LCl. Wenn die Induktivität der
Spule eine erste Größe besitzt, bestimmen Spule und Kondensator eine Resonanzfrequenz/! entsprechend der durch
den Oszillators 14 nach Fig. 1 erzeugten Frequenz /].
Wenn die Induktivität der Spule eine zweite Größe besitzt, liefern Spule und Kondensator eine (andere) Resonanzfrequenz
/j', die keiner der von den Oszillatoren gemäß Fig. 1 erzeugten Frequenzen entspricht.
Eine spezielle Ausführungsform der variablen Induktor-Spule nach Fig. 5 ist in den Fig. 6A und 6B dargestellt, bei welcher keine elektrischen Kontakte vorgesehen sind; diese Ausführungsform eignet sich daher vorteilhaft für Anwendungsfälle, in denen eine häufige Betätigung übermäßigen Verschleiß an elektrischen Kontakten herbeiführen würde oder in denen eine explosionsfähige und/oder für Kontakte korrodierende Atmosphäre vorliegt. Gemäß den Fig. 6A und 6B besitzt die variable Induktor-Spule 84 einen bewegbaren Kern 86. Die Spule ist so ausgebildet, daß der Kern nur zwei stabile Stellungen besitzt. Wenn sich der Kern in der einen Stellung befindet, liegt der LC-Kreis an der Resonanzfrequenz /i, während er in der anderen Stellung des Kerns mit der Frequenz fx' arbeitet. Der Spulenkern wird durch ein mechanisch mit ihm gekoppeltes Stellglied 90 zwischen seinen beiden Stellungen umgeschaltet. Die Stellung des Kerns wird zur Bestimmung der Position des Stellglieds auf dieselbe Weise herangezogen, auf welche die Kondensatoren 24 und 26 gemäß Fig. 1 und 3 zur Bestimmung der Stellung des Mikroschalters 23 benutzt werden.
Eine spezielle Ausführungsform der variablen Induktor-Spule nach Fig. 5 ist in den Fig. 6A und 6B dargestellt, bei welcher keine elektrischen Kontakte vorgesehen sind; diese Ausführungsform eignet sich daher vorteilhaft für Anwendungsfälle, in denen eine häufige Betätigung übermäßigen Verschleiß an elektrischen Kontakten herbeiführen würde oder in denen eine explosionsfähige und/oder für Kontakte korrodierende Atmosphäre vorliegt. Gemäß den Fig. 6A und 6B besitzt die variable Induktor-Spule 84 einen bewegbaren Kern 86. Die Spule ist so ausgebildet, daß der Kern nur zwei stabile Stellungen besitzt. Wenn sich der Kern in der einen Stellung befindet, liegt der LC-Kreis an der Resonanzfrequenz /i, während er in der anderen Stellung des Kerns mit der Frequenz fx' arbeitet. Der Spulenkern wird durch ein mechanisch mit ihm gekoppeltes Stellglied 90 zwischen seinen beiden Stellungen umgeschaltet. Die Stellung des Kerns wird zur Bestimmung der Position des Stellglieds auf dieselbe Weise herangezogen, auf welche die Kondensatoren 24 und 26 gemäß Fig. 1 und 3 zur Bestimmung der Stellung des Mikroschalters 23 benutzt werden.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentansprüche:1. Einrichtung zur Erfassung des Zustands von mehreren in entfernt angeordneten Außenstellen befindlichen bistabilen Vorrichtungen von einer Zentralstation aus, bestehend auseiner sich von der Zentralstation zu den entfernten Außenstellen erstreckenden Doppelleitung, an der Zentralstation mit der Doppelleitung koppelbaren Signalerzeugungseinrichtungen zur Lieferung mehrerer Wechselspannungs-Erregungssignale unterschiedlicher Frequenzen,mehreren in den Außenstellen befindlichen Zustandsmeßfühlern für die jeweiligen bistabilen Vorrichtungen, wobei jeder Meßfühler eine auf die Frequenz eines der Erregungssignale abgestimmte, an die Doppelleitung anschaltbare Resonanzschaltung aufweist und mit Detektoreinrichtungen für jeweils eine der Frequenzen der Erregungssignale, welche in der Zentralstation an die Doppelleitung ankoppelbar sind, dadurch gekennzeichnet,daß in der Zentralstation über eine Schalteinrichtung (20, 10, 12, 50, 52) jeweils ein Paar aus einer Signalerzeugungseinrichtung (14, 16) und einer auf deren Frequenz ansprechenden Detektoreinrichtung (48, 49) sequentiell an die Doppelleitung (22) anschaltbar ist, daß die Resonanzschaltungn der Meßfühler (LCl, LCI) jeweils Parallelresonanzkreise (24, 25, 26; 41, 42, 43) sind, welche alle in Reihe in die Doppelleitung (22) *i eingeschaltet sind,daß die Meßfühler jeweils Schalteinrichtungen (23, 44) zur Änderung der Resonanz ihres zugehörigen Parallelresonanzkreises in Abhängigkeit vom Zustand der bistabilen Vorrichtungen (92, 94, 96, 98) aufweisen und daß die jeweils an die Doppelleitung (22) angeschaltete Detektoreinrichtung (48,49) jeweils ein vom Resonanzzustand zugehörigen Parallelresonanzkreises abhängiges Signal (54, 56) erzeugt.2. Einrichtung zur Verfahrensregelung mit einer Zentralstation mit Einrichtungen zur Erzeugung von zu einer entfernt angeordneten Außenstellen-Instrumentenvorrichtung zu übertragenden Verfahrensregelsignalen, wobei an der Außenstelle neben der Instrumentenvorrichtung zudem mehrere bistabile Vorrichtungen vorgesehen sind, deren Zustand zur Betätigung der Instrumentenanlage jeweils zur Zentralstation durchgeschaltet wird,mit einer von der Zentralstation zur entfernt angeordneten Außenstelle verlaufenden Doppelleitung, an der so Zentralstation mit der Doppelleitung koppelbaren Signalerzeugungseinrichtungen zur Lieferung mehrerer Wechselspannungs-Erregungssignale unterschiedlicher Frequenzen,mehreren in den Außenstellen befindlichen Zustandsmeßfühlern für die jeweiligen bistabilen Vorrichtungen, wobei jeder Meßfühler eine auf die Frequenz eines der Erregungssignale abgestimmte, an die Doppelleitung anschaltbare Resonanzschaltung aufweist und mit Detektoreinrichtungeii für jeweils eine der Frequenzen der Erregungssignale, welche in der Zentralstation an die Doppelleitung ankoppelbar sind, dadurch gekennzeichnet,daß in der Zentralstation über eine Schalteinrichtung (20, 10, 12, 50, 52) jeweils ein Paar aus einer Signal- fts erzeugungseinrichtung (14, 16) und einer auf deren Frequenz ansprechenden Detektoreinrichtung (48, 49) sequentiell an die Doppelleitung (22) anschaltbar ist.daß die Resonanzschaltungen der Meßfühler (LCl, LCl) jeweils Parallelresonanzkreise (24, 25, 26; 41, 42. 43) sind, welche alle in Reihe in die Doppelleitung (22) eingeschaltet sind,daß die Meßfühler jeweils Schalteinrichtungen (23, 44) zur Änderung der Resonanz ihres zugehörigen Parallelresonanzkreises in Abhängigkeit vom Zustand der bistabilen Vorrichtungen (92, 94,96,98) aufweisen und daß die jeweils an die Doppelleitung (22) angeschaltete Detektoreinrichtung (48,49) jeweils ein vom Resonanzzustand zugehörigen Parallelresonanzkreises abhängiges Signal (54,56) erzeugt, daß in der Zentralstation ein zusätzlicher Signalgenerator (60) zur Lieferung eines zur Meßstelle zu übertragenden Gleichspannungs-Regelsignals an die Doppelleitung (22) angeschaltet ist und daß an der Meßstelle eine auf das Gleichspannungs-Regelsignal ansprechende Verfahrensregel-Instrumentenvorrichtur.g (68) mit ihrem Eingang in Reihe an die Doppelleitung (22) zur Abnahme des Gleichspannungs-Regelsignals angeschaltet ist, welche ein Stellglied in Abhängigkeit von der Größe dieses Signals betätigt.3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,daß die Parallelresonanzkreise jeweils eine Induktivität (25; 41) und einen variablen Kondensator aufweisen und daß der variable Kondensator im ersten Zustand der bistabilen Vorrichtung (92, 94, 96, 98) eine Kapazität einer ersten Größe und im zweiten Zustand der bistabilen Verrichtung eine Kapazität einer zweiten Größe besitzt.4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,daß die Parallelresonanzkreise jeweils eine Spule (25; 41) sowie zwei Kondensatoren (24, 26; 42, 43) aufweist und daß im ersten Zustand der bistabilen Vorrichtung die Spule (25; 41) und der erste Kondensator (24; 42) und in ihrem zweiten Zustand die Spule sowie der erste (24; 42) und der zweite (26; 43) Kondensator parallelgeschaltet sind.5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,daß die Parallelresonanzkreise jeweils eine Spule und einen zu dieser parallelgeschalteten Kondensator aufweisen und daß der Zustands-Meßfühler jeweils in einem ersten und einem zweiten Zustand der bistabilen Vorrichtung (92, 94, 96, 98) am Eingangskreis ein Signal maximaler Amplitude bzw. ein Signal kleinerer Amplitude erzeugt.6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,daß die Resonanzeinrichtung einen Kondensator (88) und eine dazu parallelgeschaltete variable Spule (84) aufweist und daß die variable Spule (84) in einem ersten oder einem zweiten Zustand der bistabilen Vorrichtung eine Induktivität einer ersten bzw. eine solche einer zweiten Größe besitzt.7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,daß die variable Spule (84) einen zwischen zwei Endstellungen bewegbaren Kern (86) aufweist, der sich im ersten Zustand der bistabilen Vorrichtung (90) in seiner ersten Endstellung befindet, so daß am Eingangskreis des Zustands-Meßfühlers ein Signal maximaler Amplitude auftritt, und der sich im zweiten Zustand der bistabilen Vorrichtung (90) in seiner zweiten Endstellung befindet, in welcher am Eingangskreis des Zustands-Meßfühlers ein Signal kleinerer Amplitude anlieiit..S. Vorrichtung n;ich einem der Ansprüche 3 bis 7. dadurch gekennzeichnet,
daß die (25; 41; 84) eine Anzapfung aufweist.9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,daß die Spule (25; 41; 84) ein Anzapfun^sverhältnis im Bereich von 5 : 1 bis 20 : 1 besitzt.
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