Alarmübertragungsanlage mit einer Vielzahl von Alarmgebern Es sind Alarmübertragungsanlagen bekannt, bei denen die Alarmauslösung durch Öffnung oder Schliessung eines elektrischen Stromkreises bewirkt wird. Diesen Systemen haftet der Nachteil an, dass bei einem zufälli gen oder in böser Absicht ausgelösten Kurzschluss auf der Leitung, beziehungsweise bei einer Unterbrechung der Übertragungsleitung, keine Alarmauslösung mehr er folgen kann.
Aus diesem Grunde wurde schon versucht, die über tragungsleitungen mit Abschlusswiderständen zu versehen und die Leitung dadurch zu überwachen, dass jede Ruhestromveränderung zur Alarmauslösung führt. Da durch wird erreicht, dass jede Unterbrechung der Lei tung sowie jeder Kurzschluss zwischen den Kabeladern zur Alarmauslösung führt. Diese Anordnung führt jedoch zu Schwierigkeiten, wenn mehrere Alarmgeber in ver zweigter Anordnung installiert sind. In diesem Falle muss jeder Alarmgeber einen Widerstand enthalten. Die Wi derstände sind in der Ruhestromschlaufe in Serie ge schaltet und die Anordnung muss so empfindlich sein, dass bereits bei der Überbrückung eines einzelnen Wi derstandes in der Alarmzentrale Alarm ausgelöst wird.
Bei einer grossen Anzahl von Alarmgebern ist die dabei resultierende Änderung des Gesamtwiderstandes der Ru- hestromschlaufe klein. Da ferner der Isolationswiderstand der Leitungen und die Leitungswiderstände selbst ge wissen temperatur- und feuchtigkeitsbedingten Schwan kungen unterworfen sind, wird die Betriebssicherheit einer derartigen Anlage stark in Frage gestellt.
Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer einfachen Alarmübertragungsanlage, welche diese Mängel nicht aufweist. Dabei wird wiederum das Prinzip einer ge schlossenen Schlaufe angewandt, die man besser noch als geschlossene Kette bezeichnen würde.
Die erfindungsgemässe Alarmübertragungsanlage mit einer Vielzahl von Alarmgebern ist gekennzeichnet durch eine der Anzahl der Alarmgeber entsprechende Anzahl von Mitteln zum Ändern mindestens einer Kenngrösse eines ersteren durch eine Alarmzentrale gelieferten Si gnals, wobei diese Mittel den Alarmgebern zugeordnet sind und mit der Alarmzentrale eine geschlossene Kette bilden, und durch eine in der Alarmzentrale angeordnete Kontrollschaltung zum Feststellen, ob die Form des durch die Alarmzentrale gelieferten Signals mit der Form des am Eingang der Alarmzentrale erscheinenden Signals übereinstimmt und ob diese Kenngrösse des zuletztge- nannten Signals der Anzahl dieser Mittel entspricht,
wobei das Ganze derart angeordnet ist, dass beim Fehlen der genannten Übereinstimmungen ein Alarm ausgelöst wird.
In der beiliegenden Zeichnung sind zwei Ausführungs beispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Die Figuren 1 bis 5 beziehen sich auf das erste Aus führungsbeispiel.
Fig. 1 zeigt das Schaltungsschema einer Umkehrstufe, Fig. 2 zeigt, wie mehrere Umkehrstufen zu einer Kette zusammengeschaltet sind, Fig.3 und 4 zeigen Diagramme der zur Kontrolle der Betriebsbereitschaft der Alarmübertragungsanlage verwendeten Signale, Fig.5 zeigt das Blockschema der Kontrollschaltung zum Prüfen der Übereinstimmung der Phase des am Ein gang der Alarmzentrale erscheinenden Signals mit der Anzahl der Umkehrstufen.
Die Figuren 6 bis 9 dienen zur Erläuterung des zwei ten Ausführungsbeispieles.
Fig. 6 zeigt das Blockschema der Alarmübertragungs- anlage, Fig.7 und 9 zeigen Diagramme der zur Kontrolle der Betriebsbereitschaft der Alarmübertragungsanlage verwendeten Signale.
Die Schaltung einer Umkehrstufe ist in Fig. 1 darge stellt. Ist die Spannung am Eingang 11 gross (zum Bei spiel -i-10 V), so ist der NPN-Transistor TR leitend und die Spannung am Ausgang 12 ist klein, nämlich etwa gleich der Sättigungsspannung des Transistors. Ist die Spannung am Eingang 11 klein genug, damit der Tran sistor sperrt, dann ist die Spannung am Ausgang an nähernd gleich dem Potential der Speiseleitung 13 (-i-12 V), also gross. Die Kapazität 15 dient zur Verrin gerung der Flankensteilheit beim Umschalten.
Wie mehrere Umkehrstufen (16 bis 18) zu einer Kette zusammengeschaltet werden, zeigt Fig. 2. Der Alarm zentrale 19 werden an den Ausgängen 20 und 21 die Speisespannungen 0 V und 12V entnommen. Am Aus gang 22 erscheint ein Signal, dessen Spannungsverlauf u1 rechteckförmig ist, gemäss Fig. 3. Dieses Signal gelangt auf den Eingang 23 der ersten Umkehrstufe 16 und be wirkt, dass der Transistor der Umkehrstufe in der Folge der grossen und kleinen Spannungen abwechslungsweise leitet und sperrt. Am Ausgang 24 erscheint demzufolge eine Spannung u-, gemäss Fig. 4.
Die Sannung u2 ist gross, wenn u, klein ist und umgekehrt; u, und u2 weisen umgekehrte Phasen auf.
Die Spannung u= gelangt auf den Eingang 25 der zweiten Umkehrstufe 17. In dieser erfolgt wiederum eine Spannungsumkehr, so dass das Signal u3 am Ausgang 26 wieder gleich wie u, ist.
Durch fortgesetzte Spannungsumkehr erscheint schliesslich am Eingang 27 der Alarmzentrale 19 ein Signal un, das die gleiche Form wie u, aufweist, das jedoch je nach Anzahl der Umkehrstufen in der Kette zeitlich mit u, übereinstimmt oder eine umgekehrte Phase aufweist. Bei einer geraden Anzahl Umkehrstufen ist u" gleich u,, bei einer ungeraden Anzahl weist u" eine um gekehrte Phase auf. In der Alarmzentrale 19 wird nun geprüft, ob die Form der Spannung u" mit u, überein stimmt und ob die Phase der Anzahl der Umkehrstufen entspricht. Ist dies nicht der Fall, so erfolgt eine Alarm auslösung.
Damit infolge der relativ langen Leitungen keine Stö rungen auftreten, soll die Wiederholungsfrequenz und die Flankensteilheit der Signale u, bis un klein gehalten werden. Die Umkehrstufen ihrerseits sind in die verschie denen Alarmgeber eingebaut. Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, die Umkehrstufen, z. B. in Form von minia- turisierten oder intergrierten Schaltungen als kompakte elektronische Bausteine auszuführen. Alarmgeber, die zur Alarmauslösung einen Ruhekontakt besitzen, werden so geschaltet, dass entweder der Eingang oder der Aus gang der Umkehrstufe im Alarmfall unterbrochen wird.
Alarmgeber mit einem Arbeitskontakt schliessen im Alarmfall den Eingang oder den Ausgang der Umkehr stufe kurz.
Alarmgeber, die ihrer Natur entsprechend bereits elektronische Bauteile enthalten, können den Alarm mit Hilfe eines Schalttransistors, der den Ausgang der Um kehrstufe kurzschliesst, auslösen. Das am Ausgang des Alarmgebers notwendige Relais kann daher weggelassen werden. Da für die Speisung des elektronischen Alarm gebers und der Umkehrstufe dieselbe Spannung und Speiseleitung verwendet werden kann, kommt man mit einem Minimum an Kabeladern aus. Bei einem Unter bruch der Speiseleitung erfolgt automatisch eine Alarm auslösung, da die Umkehrstufe nicht mehr weiter arbei tet. Es macht also nichts aus, wenn der Alarmgeber beim Ausfall der Speisespannung von sich aus nicht mehr zur Alarmauslösung befähigt ist.
Das System weist eine gute Sicherheit gegen Sabotage auf. Die Unterbrechung irgend eines Leiters oder ein Kurzschluss zwischen zwei beliebigen Leitern führen sofort zum Alarm. Will man in böswilliger Absicht einen Alarmgeber unwirksam machen, so muss man die zuge hörige Umkehrstufe durch eine analoge Umkehrstufe überbrücken, d.h. man muss in die Zuleitung eine Um kehrstufe einbauen, die mit der Umkehrstufe des Alarm ebers parallel arbeitet. Zu diesem Zweck müssen zuerst die entsprechenden Leiter aufgefunden werden. Dies führt insbesondere bei der Unterscheidung der Leiter zum Ein gang 11 und zum Ausgang 12 der Umkehrstufe (Fig. 1) zu Schwierigkeiten, da die Spannungen auf denselben genau gleich aussehen.
Wenn zudem in den Umkehrstufen teilweise NPN- und teilweise PNP-Transistoren verwen det werden, so liefert auch die Stromrichtung in den bei den Leitern keinen Anhaltspunkt für deren Unterschei dung.
Fig.5 zeigt das Blockschema eines Ausführungsbei spiels der Kontrollschaltung, welche feststellt, ob die Form der Spannung u" am Eingang 29 mit der Form der Spannung u, am Ausgang 28 übereinstimmt und ob die Phase der Spannung u" der Anzahl der Umkehrstufen entspricht.
Der Multivibrator 30 erzeugt die Spannung u,, welche sich an dessen Ausgang S einstellt. Die Spannung gelangt über den Verstärker 31 an den Ausgang 28, von wo sie der ersten Umkehrstufe zugeführt wird. Am Ausgang S des Multivibrators 30 erscheint die Spannung u, mit um gekehrter Phase.
Nach Durchlaufen der Alarmkette erscheint das Si gnal u. am Eingang 29 und wird durch den Verstärker 32 verstärkt und regeneriert. Das Signal gelangt hierauf als Steuerspannung auf die Eingänge J1 und K2 der beiden Flipflop 33 und 34. Der Inverter 35 stellt aus u. das Signal ü. mit umgekehrter Phase her, welches auf die Steuereingänge K1 und J2 der Flipflop 33 und 34 ge langt.
Der momentane Zustand am Ausgang Q1 des Flipflops 33 ist abhängig vom Zustand an den Steuerein gängen J1 und KI im Zeitpunkt, wo die Spannung T1 vom grossen zum kleinen Wert springt. War zu diesem Zeitpunkt (oder unmittelbar davor) die Spannung J1 gross und K1 klein, so wird die Spannung<B>01</B> gross. War hingegen die Spannung J1 klein und K1 gross, so wird die Spannung Q1 klein. Das Flipflop 34 verhält sich analog, wobei hier die Zustände an den Eingängen J2, K2 und das Triggersignal am Eingang T2 massge- bend sind.
Das Flipflop 34 wird durch die negative Flanke von u, getriggert. Das Flipflop 33 wird durch die negative Flanke der Spannung ü, mit umgekehrter Phase getrig- gert, also im Zeitpunkt der positiven Flanke von u.,. Ist nun un genau gleich wie u,, was bei einer geraden Anzahl Umkehrstufen der Fall ist, so wird die Spannung K2 unmittelbar vor dem Triggerzeitpunkt des Flipflops 34 gross und J2 klein sein. Deshalb wird die Spannung Q2 ständig klein sein.
Ferner wird die Spannung J1 unmit telbar vor dem Triggerzeitpunkt des Flipflops 33 klein und K1 gross sein. Deshalb wird die Spannung Q1 eben falls ständig klein sein. Die Spannung der beiden Ein gänge des Oder-Gatters 36 ist somit klein, also auch des sen Ausgangsspannung, und das Alarmrelais 37 ist ab gefallen.
Wenn hingegen u. nicht mehr mit u, übereinstimmt (Alarmfall), so werden sich zu den massgebenden Zeit punkten an den Eingängen J1, KI, J2 und K2 der beiden Flipflops 33 und 34 andere Spannungsniveaus einstellen, so dass mindestens ein Flipflop kippt. Die Spannung Q1 oder Q2 oder beide werden gross, die Ausgangsspannung des Gatters 36 wird gross und das Alarmrelais zieht an.
Weis u" eine umgekehrte Phase auf (ungerade Anzahl Umkehrstufen), so wird die Spannung K2 unmittelbar vor dem Triggerzeitpunkt des Flipflops 34 klein und die Spannung J2 gross sein. Die Spannung Q2 wird ständig gross sein, hingegen wird die Ausgangsspannung Q2 mit umgekehrter Phase ständig klein sein. Ferner wird die Spannung J1 unmittelbar vor dem Triggerzeitpunkt des Flipflops 33 gross und die Spannung KI klein sein. Des halb wird die Spannung Q1 ständig gross und Q1 stän dig klein sein.
Die beiden Eingangsspannungen des Oder- Gatters 36 sind somit klein, also auch dessen Ausgangs spannung. Der Schalter 38 ist in diesem Falle auf den Ausgang dieses Gatters 36 zu schalten, damit das Alarm relais nicht angezogen ist. Die Stellung des Schalters 38 ist also davon abhängig, ob die Kette eine gerade oder eine ungerade Anzahl Umkehrstufen enthält.
Im Alarmfall weist bei einer ungeraden Anzahl Um kehr stufen die Spannung u" nicht mehr eine umgekehrte Phase auf. Mindestens ein Flipflop wird kippen, die Spannung Z il oder Q2 oder beide werden gross, die Ausgangsspannung des Gatters 36 wird gross und das Alarmrelais 37 zieht an.
Die Alarmzentrale des zweiten Ausführungsbeispieles gemäss Fig. 6 enthält einen Multivibrator 39 als Impuls generator, einen Frequenzteiler 40, einen Komparator 41 und ein Alarmrelais 42. Die Alarmkette besteht aus den Flipflop-Schaltungen FF, bis FF", welche den n Alarm gebern AG, bis AG" zugeordnet sind.
Der Multivibrator 39 liefert die Rechteckspannung u, (Fig. 7), die als Triggersignal für das Flipflop FF, dient und dieses beim Eintreffen der negativen Flanken zum Kippen bringt. Die Ausgangsspannung, die ihrerseits als Triggerspannung für FF, verwendet wird, ist in Fig. 8 dargestellt. Sie weist gegenüber u, nur noch die halbe Frequenz auf.
In FF.@ findet eine weitere Frequenzhalbie- rung statt, so dass ein Signal gemäss Fig. 9 entsteht. Das Signal am Ausgang des n-ten Flipflops FF", bzw. am Eingang der Alarmzentrale, besitzt die Frequenz f/2", wenn das Signal u., die Frequenz f besass.
Der Frequenzteiler 40 erhält als Eingangssignal die Spannung u, und nimmt eine Frequenzteilung um den Faktor 2" vor, so dass an dessen Ausgang dasselbe Si gnal wie am Ausgang des Flipflops FF" entsteht. Die bei den Signale werden durch den Komparator 41 auf ihre Übereinstimmung geprüft. Beim Fehlen dieser überein stimmung gibt der Komparator 41 eine Spannung ab, die das Alarmrelais 42 betätigt.
Die Alarmauslösung durch einen Alarmgeber erfolgt so, dass das zugeordnete Flipflop mit Hilfe eines Kon taktes oder eines Schalttransistors blockiert wird. Am Ausgang des Flipflops entsteht dann kein Rechtecksi- gnal mehr.
Bei einem Unterbruch des Kabels in der Kette, bei einem Kurzschluss zwischen den Kabeladern oder bei einer Überbrückung eines Flipflops erscheint am Eingang der Alarmzentrale kein Rechtecksignal oder ein Recht ecksignal mit der falschen Frequenz. In allen diesen Fäl len erfolgt somit eine Alarmauslösung, da die Eingangs signale des Komparators 41 nicht übereinstimmen.
Darüber hinaus sind aber auch kompliziertere Alarm übertragungsanlagen denkbar, in welchen das Signal u, ein binäres Signal mit mehreren Bits ist. Dieses Signal wird beim ersten Alarmgeber in ein anderes binäres Signal umgewandelt, d.h. die Reihenfolge der Bits wird nach einem bestimmten Code verändert. Beim zweiten Alarmgeber wird analog verfahren und so fort. In der Alarmzentrale besteht dann eine Kontrollschaltung, die das binäre Signal des letzten Alarmgebers auf seine Richtigkeit prüft.
Es ist auch möglich, in den Alarmgebern eine Vor richtung zum Ändern der Amplitude oder der Breite der von der Alarmzentrale gelieferten Impulse des Signals u, anzuordnen, wobei die Amplitude oder die Breite der Impulse des Ausgangssignals u" von der Zahl der Alarm- geber abhängig ist. In der Alarmzentrale ist eine Kon- trollschaltung vorhanden, welche die Form und die Am plitude oder die Breite der Impulse des Signals u" auf seine Richtigkeit prüft.