DE3638681A1 - Einrichtung zum fernueberwachen von drehstromweichenantrieben - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine derartige Einrichtung ist aus der E-PS 00 52 759 bekannt. Dort wird über eine Einrichtung bei einem elektronischen Stell­ werk zum Speisen und Fernüberwachen von über vier Leitungen drehstrombetriebenen Weichenantrieben berichtet, bei denen in den Sternpunktverbindungen der Motorwicklungen vom Antrieb ge­ steuerte Endlagekontakte vorgesehen sind, über die die Motor­ wicklungen beim Schließen von Anschaltkontakten an das Dreh­ stromnetz anschaltbar sind. Nach dem Umlaufen des Antriebes und dem Erreichen der jeweils neuen Endlage schließt sich ein über zwei der vier Endlagenkontakte, die drei Motorwicklungen und die vier Drehstromleitungen geführter Überwachungsstromkreis für einen gleichstromgespeisten Weichenüberwacher. Dieser Überwacher ist erregt, wenn die Weiche eine ihrer beiden Endlagen einnimmt, der Stellstrom abgeschaltet und die Überwachungsgleichspannung aufgeschaltet ist. Der Überwacher zum Detektieren der Weichen­ endlage liegt im Überwachungskreis in Reihe mit zwei ge­ sonderten Überwachern zur Kennzeichnung der jeweiligen Lage der Weiche. Die Weichenlageüberwacher reagieren über ihnen zugeordnete Dioden oder über Ausschlußkontakte eines Laufrichtungswählers auf die Überwachungsströme. Die Verwendung von Kontakten eines Laufrichtungswählers im Anschalt- bzw. Kurzschlußkreis der Weichenlageüberwacher anstelle von Dioden soll den Zweck haben, das Funktionsverhalten des Laufrichtungs­ wählers zu überprüfen. Wenn der Laufrichtungswähler jedoch tat­ sächlich infolge einer Störung, d. h. ohne daß ein Stellvorgang eingeleitet wurde, in die jeweils andere Lage wechselt, so wird über den dann aktivierten Weichenlageüberwacher eine falsche, für den Beobachter jedoch nicht als solcher erkennbare Lagekenn­ zeichnung ausgegeben. Abhilfe schafft hier - wie in der E-PS 00 52 759 am Ende der Beschreibung angegeben - eine Anordnung mit den Lageüberwachern zugeordneten Dioden und zwei gesonder­ ten, über Ausschlußkontakte des Laufrichtungswählers geschal­ teten Endlageüberwachern. Dabei dienen die Lageüberwacher der Kennzeichnung des Ist-Zustandes der überwachten Weiche und die Endlageüberwacher zur Kennzeichnung des jeweiligen Soll-Zu­ standes. Durch Vergleich der Ist- und der Soll-Zustandsmel­ dungen läßt sich ein Fehlverhalten des Laufrichtungswählers feststellen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zum Fernüber­ wachen von vieradrig beschriebenen Drehstromweichenantrieben nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 anzugeben, mit der ein Fehlverhalten des die Soll-Lage einer Weiche vorgebenden Lauf­ richtungswählers mit einem Minimum an schaltungstechnischem Aufwand und verfahrensmäßiger Auswertung von Überwachungsmel­ dungen sicher erkannt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Ein besonderer Vorteil der erfin­ dungsgemäßen Einrichtung wird darin gesehen, daß eine nahezu leistungslose Weichenlageüberwachung möglich ist und daß die Überwachungsgleichspannung in voller Größe an dem jeweils aktivierten Weichenlageüberwacher zur Verfügung steht.

Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben. So gestatten die Merkmale des Anspruches 2 beim Auffahren des Antriebes das Auslösen einer Weichenauffahrmeldung über die Melde- und Über­ wachungskreise für die Weichenlagemeldungen, ohne daß es hierzu neben dem dafür erforderlichen Indikator irgendwelcher zusätz­ licher Schaltmittel in der Antriebsschaltung bedarf. Nach den Merkmalen des Anspruches 3 sind die verwendeten Indikatoren in vorteilhafter Weise als stromgesteuerte Prozeßpegelumsetzer auszubilden, über die direkt auf die Eingänge einer nachgeord­ neten Datenverarbeitungseinrichtung eingewirkt werden kann. Ihre Eingänge sind nach den Merkmalen des Anspruches 4 in vor­ teilhafter Weise als Leuchtdioden von Optokopplern auszubilden.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in drei Figuren die Schaltung eines vieradrig betriebenen Drehstromweichenantriebes zusammen mit den Mitteln zum Fernüberwachen des Antriebes. In der Zeichnung sind ein­ zelne Überwachungs- und Meldekreise durch dickere Linien optisch hervorgehoben worden. Die in

Fig. 1 hervorgehobenen Überwachungs- und Meldekreise dienen der Weichenlagekennzeich­ nung in der einen, die in

Fig. 2 hervorgehobenen Überwachungs- und Meldekreise der Weichenlagekennzeichnung in der anderen Lage und die in

Fig. 3 hervorgehobenen Melde- und Überwa­ chungskreise dienen der Kennzeichnung einer Weichenauffahrmeld­ ung.

Die einzelnen Schaltmittel sind in den Fig. 1 bis 3 gleichartig bezeichnet. Im linken Teil der Figuren ist der eigentliche Weichenstell- und -überwachungskreis, im rechten Teil sind die der Überwachung des Antriebs dienenden Mittel dargestellt.

Die Zeichnung zeigt schematisch einen Weichenantrieb A, der über vier Leitungen L 1 bis L 4 gespeist und von einem Stellwerk aus steuer- und überwachbar ist. Der Antrieb weist einen Dreh­ strommotor mit den Wicklungen W 1 bis W 3 auf, die in bekannter Weise über Endlagekontakte AK 1 bis AK 4 verbunden sind. Als Stromversorgungseinrichtung für die Umsteuerung des Antriebes dient ein dreiphasiges Drehstromnetz mit den Phasen RST sowie dem gemeinsamen Nullpunkt N. In die Drehstromleitungen L 1 bis L 3 sind Kontakte WS/1 bis WS/3 eines Steuerschalters geschal­ tet, die zum Aufschalten der Versorgungsspannung auf die Motor­ wicklungen W 1 bis W 3 des Antriebes A vorübergehend geschlossen werden. Die jeweilige Drehrichtung des Antriebes wird durch die Schaltstellung von Kontakten WL/1 bis WL/4 eines Laufrichtungs­ wählers bestimmt. Dieser Laufrichtungswähler bildet mit seinen Kontakten WL/1 bis WL/4 einen Polwendeschalter für die Motor­ wicklungen W 1 und W 3. Er wird vom Stellwerk her vor dem An­ steuern des Steuerschalters zur Vorgabe der jeweiligen Umlauf­ richtung in die jeweils andere Lage umgesteuert und bleibt in dieser Lage, bis der nächste Umsteuerbefehl vorbereitet bzw. ausgegeben wird.

In Fig. 1 ist angenommen, daß der Weichenantrieb eine seiner beiden Endlagen einnimmt. Dabei sind die Motorwicklungen durch die Kontakte WS/1 bis WS/3 vom Netz getrennt. Solange diese Kontakte geöffnet sind, sind weitere Kontakte WS/4 bis WS/6 des Steuerschalters geschlossen. Sie ermöglichen, daß sich Über­ wachungs- und Meldekreise über die vier Speiseleitungen, die drei Motorwicklungen und zwei der vier Endlagekontakte bilden können. In die Melde- und Überwachungskreise sind mehrere stromrichtungsempfindliche Überwacher PPU 1 bis PPU 3 geschaltet, die an ihren Ausgängen Ausgangsdaten H (high) bzw. L (low) auf dafür vorgesehene Eingänge eines in der Zeichnung angedeuteten Mikrocomputers MC schalten. Dieser Mikrocomputer erkennt aus den ihm zugeführten Ausgangsdaten der Überwacher sowie den Ausgangsdaten weiterer, in der Zeichnung nicht dargestellter Überwacher den jeweiligen Zustand der überwachten Weiche. Die Überwacher PPU 1 bis PPU 3 sind in vorteilhafter Weise als Pro­ zeßpegelumsetzer zum Umsetzen des ihnen eingangsseitig zuge­ führten Überwachungsstromes in eine Ausgansgleichspannung eingerichtet, die für die direkte Eingabe in den Mikrocomputer MC geeignet ist. Die Prozeßpegelumsetzer detektierten den Über­ wachungsgleichstrom über eine an ihre beiden Eingangsklemmen angeschlossene Leuchtdiode eines Optokopplers. Diese Optokopp­ ler dienen außer zur Stromrichtungsbewertung auch zur Poten­ tialtrennung zwischen den Melde- und Überwachungskreisen und dem Mikrocomputer.

In der angenommenen Endlage des Antriebs liegt das aus einer Gleichspannungsquelle von 60 V= stammende Pluspotential über WS/4, L 3, W 2, AK 2, W 1, L 2, WL/1, L 1, WS/5 und WL/5 am Plus- Eingang des Weichenlageüberwachers PPU 1. Das Minuspotential der Gleichspannungsüberwachungsquelle liegt über L 4, AK 3, W 3, L 1, WL/3, L 2, WS/6 am Minus-Eingang des Lageüberwachers PPU 1 an. Als Folge des dabei fließenden Überwachungsgleichstromes gibt der Weichenlageüberwacher PPU 1 an seinem Ausgang ein entspre­ chendes Ausgangsdatum H an den Mikrocomputer weiter, der aus diesem Eingangsdatum erkennt, daß der Antrieb eine ganz be­ stimmte Endlage eingenommen hat, z. B. die, in der die zugehö­ rige Weiche über ihren rechten Strang zu befahren ist.

In Fig. 2 ist angenommen, daß der Antrieb A seine andere Endlage einnimmt, in dem die zugehörige Weiche über ihren linken Strang befahrbar ist. Die Kontakte des Laufrichtungs­ wählers nehmen dabei die in Fig. 2 dargestellte Lage ein, weil der Laufrichtungswähler vor dem Umlauf des Antriebes umgesteuert wurde. Auch die Endlagekontakte AK 1 bis AK 4 haben ihre Schaltstellung gewechselt. Bei der dargestellten Lage des Antriebes wird das positive Potential der Gleichspannungs­ überwachungsquelle über WS/4, L 3, W 2, AK 1, W 3, L 1, WL/2, WS/5 und WL/6 dem Pluseingang des Weichenlageüberwaches PPU 2 zuge­ führt. Das negative Potential der Gleichspannungsüberwachungs­ quelle liegt über L 4, AK 4, W 2, L 2, WL/4 und WS/6 am Minusein­ gang des Weichenlageüberwachers PPU 2. Dieser Weichenlageüber­ wacher schaltet über seinen Ausgang ein Ausgangsdatum der Wertigkeit H auf einen zugehörigen Eingang des Mikrocomputers MC, der hieraus die jeweilige Endlage des Antriebs und damit die zugehörige Weichenlage erkennt.

Der Vergleich der in den Fig. 1 und 2 für unterschiedliche Antriebsendlagen hervorgehobenen Überwachungs- und Meldekreise zeigt, daß sich beim Wechsel der Antriebskontakte an den An­ triebsanschlüssen 1 und 2 die Polarität der Überwachungsgleich­ spannung umkehrt. Diese Phasenumkehr führt bei der aus der E-PS bekannten Einrichtung zu in unterschiedlichen Richtungen fließ­ enden Überwachungsströmen, die über die Dioden jeweils den einen oder anderen Weichenlageüberwacher beeinflussen, und diesem den jeweiligen Ist-Zustand des Antriebs anzeigen. Dieser Ist-Zustand des Antriebes ist dort mit dem gesondert detektier­ baren Soll-Zustand des Antriebes zu vergleichen. Bei der er­ findungsgemäßen Einrichtung wird dadurch, daß die Überwachungs- und Meldekreise über den Polwendeschalter geführt sind, erreicht, daß die Phasenlage der von den Weichenlageüberwachern zu detektierenden Potentiale - ordnungsgerechtes Funktionsver­ halten des Laufrichtungswählers vorausgesetzt - in beiden An­ triebsendlagen erhalten bleibt. Vertauschen die Endlagekontakte AK 1 und AK 4 in Fig. 2 bezogen auf die Darstellung von Fig. 1 die Phasenlage der Spannungen an den Anschlußklemmen 1 und 2 des Antriebes, so sorgen die Kontakte WL/2 und WL/4 des Pol­ wendeschalters dafür, daß auf den zu den Weichenlageüberwachern führenden Zuleitungen wieder die gleiche Phasenlage der Über­ wachungsgleichspannung anliegt wie in Fig. 1.

Durch die Reihenschaltung der Endlagekontakte mit den Kontakten des Polwendeschalters wird die Meldung über den Ist-Zustand des Antriebs (Potential auf den Leitungen L 1 und L 2) mit der Mel­ dung über den Soll-Zustand des Antriebs (Lage der Kontake des Polwendeschalters) nach einer UND-Bedingung verknüpft. Gelangt der Laufrichtungswähler zur Unzeit in seine jeweils andere Schaltstellung, so kehrt sich die Polarität der den beiden Eingängen des jeweils aktivierten Weichenlageüberwachers zuge­ führten Überwachungsgleichspannung um, d. h. an seinem Plusein­ gang liegt Minuspotential und an seinem Minuseingang liegt Pluspotential. Beide Weichenlageüberwacher führen dann an ihrem Ausgang L-Potential und unterrichten damit den nachgeordneten Mikrocomputer von dem eingetretenen Störfall.

Neben den beiden Weichenlageüberwachner PPU 1 und PPU 2 ist ein weiterer Überwacher PPU 3 vorgesehen, der als Weichenauffahrmel­ der dient. Der Minuseingang des Weichenauffahrmelders ist auf den Mittelleiter L 4 des Drehstromnetzes geführt, während sein Pluseingang an die Drehstromleitung L 2 angeschlossen ist. Wird die Weiche aufgefahren, so soll der Weichenauffahrmelder an­ sprechen und eine entsprechende Meldung an den Mikrocomputer ausgeben. Ein solcher Fall ist in Fig. 3 angenommen. Der dar­ gestellte Meldekreis ergibt sich, wenn die Weiche aus der in Fig. 1 angenommenen Lage heraus aufgefahren wird. Dabei haben die Endlagekontakte AK 1 und AK 3 des Antriebes gewechselt. Das Pluspotential der Gleichspannungsüberwachungsquelle liegt über WS/4, L 3, W 2, AK 1, W 3, L 1, WL/3, L 2 und WS/6 am Pluseingang des Weichenauffahrmelders PPU 3. Der Minuseingang des Melders ist über L 4 direkt mit dem Minuspol der Gleichspannungsüberwa­ chungsquelle verbunden. Würde die Weiche aus der anderen End­ lage aufgefahren, so würde das an der Klemme 3 des Antriebs anliegende Pluspotential über AK 2, W 1, L 2, WL/4, und WS/6 dem Weichenauffahrmelder zugeführt werden und damit die Störung kennzeichnen.

Der nicht näher dargestellte Mikrocomputer kann beispielsweise ein Stellrechner eines elektronischen Stellwerkes oder der Ab­ laufsteuerrechner einer Rangieranlage sein. Dabei kann es sich bei dem Mikrocomputer jeweils um einen Einzelrechner oder einen Rechner eines Rechnersystems handeln.

Claims (4)

1. Einrichtung zum Fernüberwachen von vieradrig betriebenen Drehstromweichenantrieben mit in den Sternpunktverbindungen der Motorwicklungen angeordneten, vom Antrieb gesteuerten Endlage­ kontakten, über die sich nach dem Umlaufen des Antriebes und dem Erreichen der jeweils neuen Endlage ein über die vier Lei­ tungen und die drei Wicklungen des Antriebsmotors geführter Überwachungskreis für zwei Indikatoren zum Detektieren der einen bzw. anderen Endlage des Weichenantriebes schließt, die über einander über Ausschlußkontakte eines die Soll-Lage des Antriebes vorgebenden Laufrichtungswählers parallelgeschaltete und außerhalb der Stellphase geschlossene Schalter aktivierbar sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die Indikatoren (PPU 1, PPU 2) stromrichtungsempfindlich aus­ gebildet und an diejenigen beiden Drehstromleitungen (L 1, L 2) angeschlossen sind, die im Antrieb (A) über je einen Endlage­ kontakt (AK 3, AK 4) auf den Mittelleiter (L 4) des Drehstrom­ netzes geführt sind,
daß diese beiden Drehstromleitungen (L 1, L 2) zwischen den An­ schlüssen der Indikatoren (PPU 1, PPU 2) und den Motorwicklungen (W 1 bis W 3) durch einen aus Kontakten (WL/1 bis WL/4) des Laufrichtungswählers gebildeten Polwendeschalter verbunden sind und daß der Mittelleiter (L 4) an den einen (-) und die dritte Drehstromleitung (L 3) über einen außerhalb der Stellphase ge­ schlossenen Schalter (WS/4) an den anderen Pol (+) einer Gleichspannungs-Überwachungsquelle (60 V=) angeschlossen sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein weiterer Indikator (PPU 3) vorgesehen ist, dessen einer Eingang auf den Mittelleiter (L 4) geführt und dessen anderer Eingang an diejenige Drehstromleitung (L 2) ange­ schlossen ist, die über den Polwendeschalter (WL/1 bis WL/4) und eine Antriebswicklung (W 3 bzw. W 1) mit denjenigen Endlage­ kontakten (AK 1, AK 3 bzw. AK 2, AK 4) verbunden ist, welche beim Auffahren des Antriebs (A) aus der jeweiligen Endlage wechseln.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die stromrichtungsempfind­ lichen Indikatoren (PPU 1, PPU 2, PPU 3) durch Pegelumsetzer dar­ gestellt sind zum Umsetzen der jeweils anliegenden Eingangs­ gleichspannung in eine geeignete Ausgangsgleichspannung für die Eingabe der Indikatormeldungen in einen die Indikatormeldungen bewertenden Mikrocomputer (MC).

4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die stromrichtungsempfind­ lichen Indikatoren (PPU 1, PPU 2, PPU 3) eingangsseitig durch die Leuchtdioden von Optokopplern dargestellt sind.