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Einrichtung zur Mehrfachnachrichtenübermittlung, insbesondere zur
nahezu gleichzeitigen Mehrfachübertragung von Kommandos, Meldungen usw. Die vorliegende
Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Mehrfachübertragung von Nachrichten,
beispielsweise zur Mehrfachübertragung von Kommandos und Meldungen in elektrischen
Verteilungsanlagen. Für die Fernübertragung mehrerer Kommandos und Meldungen, beispielsweise
auch Meßwerte, hat man bisher dauernd umlaufende Verteilerschalter verwendet, die
durch irgendeinen zusätzlichen Steuervorgang dauernd im Synchronismus gehalten werden.
Man hat hierbei auch bereits mit hohen Umlaufzahlen gearbeitet, und zwar hat man
die Drehzahl möglichst so gewählt, daß die Verteiler so schnell umliefen, daß jeder
einer zu übertragenden Nachricht zugeordnete Stromstoß noch in mehrere Einzelstromstöße
zerhackt wurde. Andererseits hat man für die praktisch gleichzeitige Mehrfachübertragung
von Nachrichten, insbesondere auch in Kraftwerksbetrieben, sogenannte Geh-Steh-Verteiler(Start-Stopp-Verteiler)
verwendet. Hierfür hat man entweder elektromagnetisch angetriebene Schrittschaltwerke
oder aber elektromotorisch angetriebene Schrittschaltwerke verwendet. In allen diesen
Fällen war man gezwungen, die Geh-Steh-Verteiler mit verhältnismäßig niedrigen Umdrehungszahlen
laufen zu lassen, da bei den elektromagnetisch angetriebenen Schrittschaltwerken
sowohl als auch bei den motorisch angetriebenen Verteilerschaltern mit Rücksicht
auf das ein- oder mehrmalige Anhalten während eines Umlaufes aus rein mechanischen
Gründen hohe Umdrehungszahlen nicht in Frage kommen konnten.
Die
eingangs erwähnten dauernd umlaufenden Synchronverteiler ermöglichen zwar sehr hohe
Umlaufzahlen, jedoch haben diese wiederum den Nachteil, daß die Überwachung des
Synchronismus einen erheblichen Aufwand erfordert; in der Regel wird zur Überwachung
des Synchronismus ein besonderer Übertragungskanal benötigt.
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Die vorliegende Erfindung vermeidet nun die Nachteile beider bekannten
Einrichtungen, und zwar dadurch, daß als Geh-Steh-Verteiler Relaisketten Verwendung
finden, die so schnell durchlaufen, daß auch das kürzeste zu übertragende Zeichen
während eines einzigen Umlaufs noch sicher übertragen wird bzw. daß dieses kürzeste
Zeichen bei mehrmaligem Durchlauf durch mehrere Einzelimpulse übertragen wird. Zweckmäßig
wird hierbei die. Anordnung so getroffen, daß die Geh-Steh-Verteiler sich außerdem
bei jedem Schritt selbst synchronisieren. Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung
der - Erfindung kommt dadurch zustande, daß die Steuer- oder Meldestromzeichen,
beispielsweise auch Stromzeichen elektrischer Fernmeßeinrichtungen, auf dem ihnen
zugeordneten Übertragungsschritt durch einen- Impuls bestimmter Dauer oder durch
eine Pause bestimmter Dauer zwischen zwei Impulsen übertragen werden. In anderer
Weise kann die Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung auch dadurch ausgebildet
werden, daß an jedem Übertragungsschritt zwei Nachrichtenzeichen dadurch übertragen
werden, daß sowohl ein Zeitimpuls als auch eine Pause bestimmter Dauer an jedem
Übertragungsschritt in den Durchlauf der Relaisketten am Geber- und-Empfangsort
eingefügt werden.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt, und zwar zeigt Abb. r eine Einrichtung auf der Geberseite, Abb. 2 eine
solche auf der Empfangsseite. Inder Zeichnung sind die Relais durchwegs mit großen
Buchstaben bezeichnet; gleich bezeichnete Relais mit ähnlichen Schaltaufgaben;-
insbesondere gleichartige Relais der Relaisketten, sind durch den gleichen großen
Buchstaben beigefügte Zahlen unterschieden; die Kontakte der Relais sind durchweg
mit kleinen Buchstaben bezeichnet. Für die Kontakte eines bestimmten Relais sind
die Buchstaben stets die gleichen, während die Zahl der Kontakte eines Relais durch
Beistriche angezeigt wird. Weitere Kennzeichnungen ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung der Gesamtanordnung ohne Schwierigkeiten. -In der Abb. z sind G1, G2,
G3 usw. die Gebergeräte; beispielsweise Fernsteuerungs-, Fernregel- oder Fernmeßgeber.
Die Übertragung dieser einzelnen Nachrichten und Kommandos kann nach einem beliebigen
Verfahren erfolgen. So können beispielsweise die Meßwerte nach dem Impulszahl- oder
Impulshäufigkeitsfernmeßverfahren übertragen werden, die Kommandos nach einem Impulszahlverfahren.
Am Empfangsort nach Abb. 2 ist jedem Geber ein Empfänger zugeordnet, die entsprechenden
Empfänger sind mit El, E2 üsw. bis Eu bezeichnet. Die Fernübertragungseinrichtungen
für die Kommandos, Meßwerte usw. sind an sich bekannt und brauchen hier nicht näher
beschrieben zu werden. Es sei angenommen, daß die als Start-Stopp=Ver-- teiler dienende
Relaiskette eben durchlaufen sei, wodurch beim Ansprechen des Relais Ra das mit
Abfallverzögerung versehene Relais V3 zum Ansprechen gekommen ist, dessen Verzögerung
größer ist als die des Verzögerungsrelais V, Geraume Zeit nachdem das Relais V1
abgefallen ist durch Öffnung des letzten Kontaktes r.lo wird also der Ruhekontakt
v3 des Verzögerungsrelais V3 wieder geschlossen; wodurch der Durchlauf der Relaiskette
angereizt wird. Infolge des Abfallens des Relais V1 und Schließens des Kontaktes
v31 kommt nämlich das Relais R1 zum sprechen, und zwar gemäß folgendem Stromweg:
Minuspol, Wicklung z, 2 von R1, Ruhekontakt u2Iu, Ruhekontakt v31, Ruhekontakt vlIIu
Reihenschaltung der Ruhekontakte zr1IIIo, r2IIIo zy2IIIo bis zy3IIIo Pluspol der
Spannungsquelle.
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Hat R1 angesprochen, so wird das Relais ZR, erregt, da sein Ansprechstromkreis
nunmehr geschlossen ist: Minuspol, Wicklung i, 2 von ZRl, Arbeitskontaktyllu, Ruhekontakte
r2IIIo biszy3IIIo, Plus.
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Nachdem ZRl seinen Anker angezogen hat, hält es sich selbst. wegen
der Überbrückung des Arbeits--kontaktes yllu durch seinen eigenen Arbeitskontakt
zylIIIu und trennt durch Öffnen des Ruhekontaktes zyIIIo das Relais R1 von Spannung
ab, das jetzt wieder abfällt. Der Durchlauf der Kette geht nun ganz analog weiter.
jedes Relais wird vom vorhergehenden erregt und hält sich so lange, bis es durch
Ansprechen des folgenden Relais von Plus der Spannungsquelle abgetrennt wird. Das
Relais ZR, jedoch als letztes Kettenglied wird nur von R$ erregt, hält sich aber
nicht, sondern fällt ab, wenn der Arbeitskontakt y"lu wieder öffnet.
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Das Verzögerungsrelais V1 wird vom ersten Halteschritt (Ansprechen-
von R1) bis zum Abfallen von R8 durch die Parallelschaltung der Kontakte rilo, y2lo
usw. bis y31a an Spannung gelegt. Durch die Reihenschaltung der Ruhekontakte zylIIIo
bis zy,llIo wird erreicht, daß jedes Kettenrelais nur einmal ansprechen kann. Nach
Durchlauf der Kette ist ein neuer Start erst nach Abfall des Verzögerungsrelais
V3 möglich, und da dessen Verzögerungszeit größer sein soll als die des Relais V1,
so wird der Kontakt vilIu schon geschlossen, bevor der Kontakt vsI schließt und
hierdurch bewirkt, däß ein erneuter Durchlauf der Relaiskette selbsttätig erst dann
wieder angereizt wird; wenn eine geraume Zehnach der Erregung des letzten Relais
vergangen ist. Durch die Bemiessung der Abfallverzögerung des Relais V3. kann bewirkt
werden, daß die Pause im Durchlauf der Relaisketten in gewissen Grenzen verändert
werden kann. Zweckmäßig wird die Stillstandszeit so angenommen, daß die Relaisketten
in beiden Stationen auch dann auf alle Fälle. sicher in die Nullstellung kommen,
wenn sie infolge einer Störung außer Tritt gefallen sein sollten.
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Die Umschaltung des Empfängers wird beim Eintreffen des ersten Nullimpulses
vorgenommen, wobei folgender Stromkreis zustande kommt: Plus, Ruhekontakt e2, Ruhekontakt
uali, Ruhekontakt ql, Ruhekontakt ei, Ruhekontakt xr$IIo, Wicklungen z, 2 der Relais
U" und Ub, Minus.
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Die Relais -U" und Ub sprechen an; wobei sie erstens
ihre
Wicklungen 4,5 durch den Arbeitskontakt ublI0 zur
Erreichung einer Abfallverzögerung
kurzschließen und zweitens die Empfangsstromkreise für die Fernmeß-, Fernsteuerungs-
oder Fernmeldeempfänger EI bis En vorbereiten. Drittens wird durch Umlegen
des Kontaktes uQII der Kontakt e1 über Ruhekontakt ql direkt an Plus gelegt, und
viertens wird durch Schließen des Arbeitskontaktes ubI der synchrone Durchlauf der
Auswahlrelaiskette R1, ZR, usw. bis ZR, wie auch das Ansprechen des
Relais U2 durch den Arbeitskontakt ublIu vorbereitet.
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Wird nun von der Gegenstation aus der erste Plusimpuls auf die Leitung
gegeben, so wird der Anker des Relais P1 entsprechend der Darstellung im Schaltbild
nach rechts umgelegt und folgender Stromkreis geschlossen: Plus, Ruhekontakt qI,
Kontakt p1, Arbeitskontakt ubI, Wicklung Z, 2 des Relais R1, Reihenschaltung der
Ruhekontakte zylIlu, zr2IIu Y3110 bis zyBIIu Minus. Parallel zu R1' wird auch U2
erregt, das sich nach einmaligem Ansprechen über seine Wicklung . 4, 5, Arbeitskontakt
zs2Ilh Wechselkontakt asdIII hält. Ebenso hält sich Relais Ri über folgenden Stromkreis:
Minus, Wicklung 4, 5, Arbeitskontakt rill u, Reihenschaltung der Ruhekontakte zYIIIIo,
r2IIIo bis zrgIlIo, Parallelschaltung der Arbeitskontakte acbIII und z@211u, Plus.
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Relais R1 bereitet durch seinen Arbeitskontakt rlIIIu das Relais ZR,
vor, das dann, wenn der Kontakt P, nach links gelegt wird, d. h. der Leitungsstrom
unterbrochen oder ein Minusimpuls gegeben wird, anspricht und durch seine Ruhekontakte
zrlIIlo und zrlIIu die Halte- und Ansprechstromkreise des Rl- Relais unterbricht.
Die Weiterschaltung der Empfängerkette geht weiterhin so vor sich, daß durch jeden
Plusimpuls, der von der Steuerstelle auf die Leitung gegeben wird, im Empfänger
ein R-Relais und durch jeden Null-oder Minusimpuls ein ZR-Relais erregt wird. Hierbei
bereitet jedes Relais den Ansprechstromkreis des folgenden vor und trennt die Ansprech-
und Haltestromkreise aller vorhergehenden Relais auf. Die Reihenschaltung der Ruhekontakte
zylIIu bis zysllu ermöglicht, daß jedes Kettenrelais nur einmal ansprechen, also
immer nur einen Halbschritt ausführen kann. Durch die Reihenschaltung der Ruhekontakte
2YIIIIo bis zY81IIo wird erreicht, daß immer nur das zuletzt angesprochene Relais
sich selbst halten kann.
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Wie schon zu Anfang erwähnt, ist für jedes Stromzeichen einer zu übertragenden
Nachricht die Lage der Minusimpulse innerhalb der Impulsserie charakteristisch.
Trifft nun ein Minusimpuls, der beispielsweise von einem Fernmeßgeber nach dem Impulshäufigkeitsverfahren
oder einer Fernsteuerungseinrichtung nach einem Impulsverfahren ausgesandt sein
mag, im Empfänger ein, so wird nicht nur der Kontakt p1, sondern auch der Kontakt
P2 umgelegt. Fällt nun ein Minusimpuls z. B. auf den zweiten Halbschritt, so wird
folgender Stromkreis geschlossen: Plus, Arbeitskontakt p2, Arbeitskontakt ecal,
Arbeitskontakt Y@I, Ruhekontakt Y.Iu, Wicklung x, 2 des Empfangsrelais El, Minus.
Das Relais EI spricht also an und gibt den Impuls an die eigentliche Empfangseinrichtung
des jeweiligen Nachrichtengerätes weiter und fällt beim Weiterschreiten der Kette
wieder ab. Durch die Reihenschaltung eines Arbeitskontaktes und des Ruhekontaktes
des übernächsten Relais wird erreicht, daß der Ansprechstromkreis der Empfangsrelais
EI bis En nur während des zugehörigen Halbschrittes geschlossen werden
kann.
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Die Auswahlrelaiskette des Empfängers wirkt also wie ein Verteiler,
der die zeitlich gegeneinander verschobenen Minusimpulse den entsprechend diesen
Zeitpunkten des Kettendurchlaufs zugeordneten Empfangsrelais EI bis
En zuführt.
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Die Anordnung kann nun auch so ausgebildet werden, daß die einzelnen
von dem Empfangsrelais EI
bis Eu aufgenommenen Einzelimpulse zunächst in bekannter
Weise gespeichert werden und erst dann zur Betätigung eines Arbeitsganges verwendet
werden, wenn der synchrone Lauf der Verteilerketten in beiden Stationen überprüft
worden ist. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist auf eine derartige Sicherstellung
verzichtet, da sich die Verteilerketten sowohl bei jedem Schritt synchronisieren
als auch während ihrer Ruhezeit, so daß ein hohes Maß an Übertragungssicherheit
ohnehin gewährleistet ist. Die Überprüfung des synchronen Durchlaufs könnte durch
das letzte Relais der Relaiskette vorgenommen werden, wobei festzustellen wäre,
beispielsweise wiederum durch einen Impuls negativer Stromrichtung, ob dieser auf
den letzten Halbschritt gefallen ist. Durch die Kontakte des letzten Relais wäre
dann ein besonderes Prüfrelais zu steuern.
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Der erneute Durchlauf der Relaiskette kann auch davon abhängig gemacht
werden, daß nach Durchlauf der Relaisketten in beiden Stationen von der als Empfangsstation
beschriebenen Station ein besonderer Impuls nach der Geberstation gesandt wird.
Nur in diesem Falle wird nach Durchlauf der Relaiskette in der Empfangsstation durch
ein hierfür besonders vorgesehenes Umschaltrelais U2 in der Geberstation diese für
den Empfang des Synchronlaufmeldeimpulses umgeschaltet. Durch Schließen des Arbeitskontaktes
zyßl0 im Sender wird das Relais U2 zum Ansprechen gebracht, das sich über seine
Wicklung 4, 5 und den Arbeitskontakt u211 hält, wohingegen der Ruhekontakt v31 in
diesem Falle fortgelassen sein kann. Außerdem wird das dauernd angesprochene Relais
E, durch Umlegen der Wechselkontakte u21110 und 2621o in die Leitungsschleife eingefügt,
über die nach Abfallen von ZR$ im Sender sofort wieder. Ruhestrom fließt, da während
des Kettendurchlaufs der Kontakt v21 geschlossen wurde. E, bleibt also zunächst
angesprochen. Spricht nun im Empfänger das die Gleichstellung meldende Relais Q
an, das beispielsweise am Ende des Durchlaufs des Verteilers in der Empfangsstelle
erregt wird, so wird durch den Ruhekontakt qIII der Leitungsruliestrom unterbrochen
und nebenher ein nochmaliges Ansprechen der Umschaltrelais U" und Ub durch den Ruhekontakt
qI unterbunden. Durch das Auftrennen der Leitungsschleife fällt in der als Sendestelle
bezeichneten Station das Relais E" ab, das durch einen Ruhekontakt e9 bzw. weitere
Kontakte ähnlich den Kontakten des Relais V3 den Wiederanlauf der Relaisketten veranlaßt
und das nach Ausführung dieser Arbeitsvorgänge wieder anspricht, worauf beide Verteiler
erneut zum Durchlauf gebracht werden.
Man sieht also, daß der Wiederanlauf
der Relaisketten entweder von der Geberstelle aus gesteuert werden kann oder aber,
wie zuletzt beschrieben, von der Empfängerstelle aus, und zwar' dadurch; daß ein
besonderes Gleichschrittüberwachungsrelais EQ in der Geberstelle vorgesehen wird,
das von der Empfängerstelle aus am Ende des Durchlaufs zu einem vorübergehenden
Stellungswechsel gebracht wird. Die Verteilerrelaisketten laufen sehr rasch durch
und synchronisieren sich bei jedem Schritt. Außerdem werden die Verteiler in jedem
Fälle nach einem Durchlauf angehalten so lange, bis auf alle Fälle beide wieder
in ihre Ruhestellung gelangt sind. Der Durchlauf der Verteiler geschieht, wie bereits
erwähnt, so schnell, daß das kürzeste von einer Fernsteuerungs- oder Fernmeßeinrichtung
ausgesandte Stromzeichen mindestens einmal übertragen wird. An Stelle der mechanischen
Relais können auch Elektronen- oder Ionenrelais Verwendung finden, die sich gegenseitig
so steuern, wie es für die mechanischen Relais dargestellt ist. Hierdurch kann die
Übertragungsgeschwindigkeit der Geh-Steh-Verteiler noch weiter erhöht werden.