Fernmessanlage. Bei Fernmessanlagen tritt häufig der Fall auf, dass Messgrössen mehrerer Geberstationen nach einer oder mehreren Empfängerstatio nen übertragen werden müssen. In diesen Fällen benutzt man zweckmässig Übertra gungsanlagen, bei denen die Messgrössen durch Stromimpulse gemeldet werden.
Gemäss der vorliegenden-Erfindung wird die Aufgabe in der Weise gelöst, dass ausser Geber- und Empfängereinrichtungen für die Messwerte eine Einrichtung für die Aussen dung von Kommandoimpulsen vorgesehen ist, wobei jeweils durch Impulse eines be stimmten zeitlichen Abstandes zusammen gehörige Sender- und Empfängereinrichtun gen in Betrieb gesetzt werden, welche die Übertragung der Messwerte in hierauf folgen den, für alle Übertragungen gleichen Zeit intervallen bewirken.
Die Kommandoimpulse können dabei von einer beliebigen Stelle der Anlage ausgehen, etwa von einer beliebigen Sendestation oder von einer beliebigen Emp fängerstation, oder auch von einer Station, die weder Geber- noch Empfängerinstru mente besitzt, aber sich aus andern Gründen zur Kommandogabe eignet. Die Kommando impulse können ausserdem entweder von Hand oder mechanisch erzeugt werden; es können auch mehrere Kommandostellen vor handen sein, von denen jeweils nur eine in Tätigkeit ist, während die andern inzwischen zweckmässigerweise verriegelt werden.
Dadurch, dass die Inbetriebsetzung zusam mengehöriger Geber- und Empfängerinstru mente ebenso wie die Übertragung der Mess- werte selbst mit Hilfe von Impulsen ge schieht, erreicht, dass nunmehr in der An lage nur eine einzige Übertragungsleitung, oder genauer gesagt, eine einzige Übertra- gungsstromart nötig ist, in der Kommando--, wie Messimpulse gegeben werden.
Diese Stromart kann zum Beispiel eine bestimmte Rufstromfrequenz sein, die auf einer simul tan besprochenen Fernsprechader gegeben wird, oder zum Beispiel auch eine bestimmte Modulätionsfrequenz einer Hochfrequenzträ- gerwelle für leitungsgerichtete oder drahtlose Übertragung, wobei andere Modulationsfre- quenzen derselben Trägerwelle für andere Zwecke benutzt werden können,
oder sie kann selbstverständlich auch eine unmodu- lierte Hochfrequenzwelle sein.
Die Erfindung kann selbstverständlich bei beliebiger Schaltung der Übertragungs- leitungen angewandt werden, das heisst un abhängig davon, ob die Stationen nur längs einer Leitung verteilt sind, oder ob Verzwei gungspunkte (Stichleitungen) vorhanden sind.
In Abb. 1 und 2 ist eine Empfänger- und eine Geberstation als Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar ist die Einrichtung zur Erzeugung der Kommandoimpulse auf der Empfängerstation (Abb. 1) angeordnet. Diese Abbildungen sind als Teil einer grösseren Fernmessanlage mit drei oder mehr Stationen zu verstehen. Die andern Stationen sind in der Zeichnung nicht mit dargestellt, da die zwei gezeichneten alles grundsätzlich Wich tige enthalten.
Die Empfangsstation (Abb. 1) weist fol gende Teile auf: Eine Schaltwalze 1, die Empfangsinstrumente 2, 3 und 4, das Sende relais 5 und das Empfangsrelais 6.
In der Sendestation (Abb. 9) sind mit 8 die Schaltwalze, mit 9 ein Senderelais und mit 10 ein Empfangsrelais bezeichnet. 11, 12, 13 sind Geberinstrumente, 14, 15, 16 Hilfs relais.
Für die Schaltwalzen ist in den Abbil dungen eine Darstellungsweise gewählt,' bei der die Umfänge abgewickelt gezeichnet sind, um die Reihenfolge der- Kontakte bes ser übersehen zu können.
Zunächst seien die auf der Geberseite (Abb. 2) liegenden Geberinstrumente. 11, 12, 1.3 beschrieben. Sie besitzen je ein Messwerk 1'ü, das ganz beliebiger Art sein kann und das -auf seiner Achse einen Zeiger 18 (mit doppeltem Pfeil bezeichnet) trägt, der sich, entsprechend der Messgrösse, auf irgend einem Punkt innerhalb des Winkelbereiches a sei ner Skala. einstellt. Vor diesem Zeiger 18 befindet sich ein Hilfszeiger 19, der in der Pfeilrichtung gedreht wird.
Diese Drehung wird bewirkt durch den Synchronmotor 20, in dessen Zuleitung ein Kontakt 21 liegt, der nach jeder vollen Umdrehung der Motorachse die Zuleitung unterbricht, so dass er für eine neue Umdrehung überbrückt werden muss. Während der Zeiger 19 sich in der Pfeilrich tung dreht, macht er zuerst mit dem Zeiger 18 Kontakt. Dadurch wird die linke Spule des Senderelais 9 erregt, so dass in der Fern leitung 26 der Übertragungsstrom zu fliessen beginnt. Hat der Zeiger 19 den Ausschlags winkel des Zeigers 18 durchlaufen, so berührt er am Nullpunkt der Skala wieder einen Kontakt, wodurch die rechte Spule des Sen- derrelais 9 erregt wird, so dass der Übertra gungsstrom wieder unterbrochen wird.
Die Länge des Impulses entspricht also dem übertragenen Messwert. Die Empfänger instrumente 2, 3, 4 in Abb. 1 setzen diese 14Zessimpulse wieder in Zeigerstellungen um. Die Einrichtung der Empfängerinstrumente ist in der Zeichnung im einzelnen nicht dar gestellt, da Empfangsinstrumente zur An zeige von Messwerten, die durch einen Strom impuls von dem Messwert entsprechender Dauer übertragen werden, an sich bekannt sind.
Die Kommandoimpulse werden in analo ger Weise erzeugt. Es dienen dazu die Schaltwalzenkontakte 22 und 23 auf der Schaltwalze 1 in Verbindung mit dem Sende relais 5. Die Walze 1 dreht sich, von dem Synchronmotor 24 angetrieben, mit konstan ter Geschwindigkeit und sendet mittelst des Senderelais 5 zwei Impulse in die Leitung. deren zeitlicher Abstand durch den Abstand der Kontakte auf der Schaltwalze und durch die Geschwindigkeit des Synchronmotors ge geben ist. Dieser zeitliche Abstand ist nun einer bestimmten Geberstation zugeordnet.
die bei der späteren Drehung der Schaltwalze 1 angeschlossenen Empfangsinstrumente \? 3, .I sind zur Aufnahme der Xessimpulse der betreffenden Geberstation bestimmt.
In dieser Weise können also verschiedene @@!'alzen, die im Prinzip alle wie Walze 1 gebaut sind. aber bei denen der Abstand der Kontakte 22 und 23 verschieden gewählt ist, jeweils eine Geberstation zur- Aussendung ihrer Messiinpulse veranlassen. Aus dem oben Gesagten dürfte ersichtlich sein, dass auch Anlagen mit mehreren Empfänger stationen betrieben werden können. In die sem Falle sprechen die übrigen Empfänger stationen auf sämtliche Kommandoimpulse an, die den Geberstationen zugeordnet sind, so class die Messimpulse an allen Empfänger stationen aufgenommen werden.
Selbstver ständlich können in dieser Weise auch ein zelne Messwerte nur an einer; andere Mess- werte nur an einer oder mehreren andern Stationen zur Anzeige gebracht werden, was für die Betriebsüberwachung in Kraftwerks betrieben -unter Umständen erwünscht sein kann.
Die Wirkungsweise der in Abb. 1 und 2 dargestellten Fernmessanlage ist folgende: Auf der Empfängerstation treibt der Syn chronmotor 24 die Schaltwalze 1 an, der Kontakt 22 verbindet kurzzeitig zwei auf ihr schleifende Bürsten und schaltet dadurch das Relais 5, so dass die Fernleitung einen Impuls erhält. Nach einer der Geberstation der Abb. 2 zugeordneten Zeit wird mittelst des Kontaktes 23 ein zweiter Impuls in die Fernleitung 25 geschickt. Die Walze 1 dreht sich ohne Unterbrechung weiter; wir be trachten zunächst die Wirkungen, die die Kommandoimpulse auf der Senderstation hervorrufen.
Die Impulse treffen auf der Fernleitung 26 ein und erregen das Relais 10. Der Arbeitskontakt schliesst einen Strom kreis, in dem das Relais 14 liegt. Dieses überbrückt einen Kontakt 27, der in der Zuleitung zum Synchronmotor 28 liegt und von seiner Achse bei jeder Umdrehung je weils in der gezeichneten Lage der Schalt walze geöffnet wird. Infolge des ersten Im pulses fängt also die Schaltwalze 8 an sich zu drehen. Nach Aufhören des Impulses fällt das Relais 1.0 ab und bereitet über sei nen Ruhekontakt einen Stromkreis vor, der ebenfalls über die Schaltwalze 8 und über die linke Spule des Relais 15 führt.
Es wird geschlossen durch das Kontaktsegment 29 auf der Schaltwalze und der Anker von Re lais 15 infolgedessen umgelegt. Dadurcb wird ein neuer Stromkreis vorbereitet, der über den Arbeitskontakt von Relais 10 den Kontakt 30 der Schaltwalze und die linke Spule von Relais 16 führt und der geschlos sen wird, wenn zur Zeit, wo das Kontakt segment 30 auf der Schaltwalze seine Bür sten berührt, ein neuer Impuls auf der Fern leitung eintrifft und das Relais 10 erregt. Der Kontakt von Relais 16 bereitet dann Stromkreise vor, die durch die Kontakte 31. 32, 33 geschlossen werden und die Kontakte 21 der Synchronmotoren 20 der Geberinstru mente 11, 12, 13 überbrücken.
Diese Geber instrumente senden ihre Impulse gerade dann, wenn auf der Empfangsstation (Abb. 1) durch die Kontaktsegmente 34, 35, 36 die Empfangsinstrumente 2, 3. 4 angeschlo,- sen sind. Nacli der Übertragung der Impulse erregt der Kontakt 37 die beiden rechten Spulen der Relais 15 und 16, so dass deren Anker wieder umgelegt werden und für die nächste Übertragung bereitstehen.
Wenn der zweite Kommandoimpuls nicht im richtigen zeitlichen Abstand vom ersten eintrifft, wenn also die 3#lessR,erte einer andern Station über tragen werden sollen, wird der Anker von Relais 16 nicht umgelegt. so dass die Kon takte 31, 32, 33 keine Stromkreise schliessen find also die Gebermotoren 20 nicht anlaufen.
Bei grösseren Fernmessanlagen werden den einzelnen Stationen zweckmässig mehrstellige Rufnummern zugeordnet und zu diesem Zwecke drei oder mehr Kommandoimpulse gegeben, bei denen der zeitliche Abstand zwi schen dem ersten und zweiten Impuls die erste Ziffer, der Abstand zwischen dem zwei ten .und dem dritten Impuls die zweite Ziffer usw. bedeutet. Die Empfängerschaltwalzen 1 (Abb. 1) erhalten dann an Stelle der zwei Segmente 22, 23, drei Segmente, im übrigen bleibt die Einrichtung unverändert wie in Abb. 1.
Die Senderschaltwalzen 8 (Abb. \?) erhalten ebenfalls ein zusätzliches Segment, also vier Segmente an Stelle von dreien (29. 30, 31), ferner wird noch ein weiteres Relais 16 nötig; im übrigen bleibt auch Abb. 2 un verändert. Der Vorteil dieser Art von Im pulsabstufung besteht darin, dass die Ruf zeichen bei grossen Stationszahlen geringer sind, als wenn nur mit zwei Impulsen ge arbeitet wird.
Ist die Fernleitung eine Fernsprech- oder Telegraphenader, so ist es vorteilhaft, an jeder Station Zwischenrelais einzubauen, die von den ankommenden Impulsen erregt wer den und deren Kontakte die Impulse aus einer örtlichen Stromquelle heraus weiter geben. Einerseits erreicht man damit, dass ein Relais nicht auf Signale aus verschie denen Entfernungen anzusprechen braucht, anderseits kann man die Relaiskontakte be quem dazu mitbenutzen, um örtliche Strom kreise zu steuern.
Durch diese Zwischenrelais erhält man auch eine besonders einfache Möglichkeit, von einer Sendestation aus Impulse nach bei den Richtungen der Leitung auszusenden, was bei mehreren Empfängerstationen unter Timständen nötig ist. Die Relais werden zu diesem Zweck mit Sekundärwicklungen ver sehen.
Abb. 3 zeigt die Schaltung für die Zwi schenrelais. 38 und 39 sind die ankommende und abgehende Leitung, die in der Station in den Primärwicklungen 40 und 41 der Zwi schenrelais enden. Die Kontakte 42 und 43 liegen jeweils in der andern Fernleitung als die Primärwicklungen und die Kontakte 44 und 45 parallel zueinander. Die Sekundär wicklungen 46 und 47 sind in Reihe geschal tet. Wenn also auf der Leitung 38 ein Im puls ankommt, wird die Relaiswicklung 40 erregt, so dass die Anker 42. und 44 angezo gen werden. Der Anker 42 legt die ab gehende Leitung 39 an die örtliche Strom quelle, so dass also das ankommende Signal weitergegeben wird. Der Anker 44 schliesst einen Empfangsstromkreis.
Es ist dies der selbe Stromkreis, der in Abb. 1 durch Relais 6 geschlossen wird. Ebenso bewirkt ein auf Leitung 39 ankommendes Signal die Erre- gung der Relaiswicklung 41 mittelst des Re laisankers 43 die Weitergabe und mittelst des Ankers 45 die Schliessung des Empfangs stromkreises. Ausserdem können mit den Sekundärwicklungen, die in dem Sendestrom kreis liegen, von der Station aus Signale nach beiden Richtungen gegeben werden.
Bei einer Erregung der Sekundärwicklungen 44, 45 werden zwar auch die im Empfangsstrom kreis liegenden Kontakte 44, 45 mit betätigt, jedoch kann dies zu keiner Fehlschaltung führen, da durch die beschriebenen Kom mandoimpulse die richtige Zuordnung von Sender- und Empfangsinstrumenten sicher gestellt ist.