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Die Erfindung bezieht sich auf eine Meldeanlage mit einer großen Anzahl
von in einer oder mehreren Schleifen angeordneten Meldern, bei der die Betriebsbereitschaft
mit Hilfe eines zwischen Geber und Empfänger fließenden Prüfstroms überwacht ist.
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Vor allem bei Feuermelde- und Raumschutzanlagen sind qualifizierte
Meldeleitungen erforderlich, über die nur in seltenen Ausnahmefällen Meldungen übertragen
werden. Normalerweise liegen sie brach, und durch den Betrieb selbst lassen sich
deshalb Störungen nicht erkennen. Trotzdem müssen sie im Alarmfall ordnungsgemäß
und zuverlässig arbeiten. Es ist also Vorsorge zu treffen, daß jede eine Meldeübertragung
beeinträchtigende oder gar gefährdende Störung sogleich erkannt und gemeldet wird.
Eine derartige- Leitungsüberwachung erfolgte bisher meist mittels eines konstanten
Gleichstroms, der im Ruhezustand über die Meldeleitung fließt und eine bestimmte
Ruhestromstärke aufweist. In den bisherigen Anlagen bedeuteten dann eine Stromschwächung
oder Stromverstärkung eine Alarmmeldung, während Stromausfall »Drahtbruch« und ein
erheblich über dem auch bei Stromverstärkung normalerweise auftretenden Meldestrom
liegender Stromwert »Leitungskurzschluß« anzeigen. Die Auswertegeräte dieser ruhestromüberwachten
Leitungen müssen demnach vier unterschiedliche Stromstärkekriterien deutlich voneinander
unterscheiden können. Dies setzt aber eine verhältnismäßig gute Meldeleitung und
eine konstante Spannungsquelle voraus, da jede Änderung des Leitungszustandes bzw.
der Versorgungsspannungi wie z. B. eine Stromableitung infolge einer Leitungsbeschädigung
oder Spannungsänderungen infolge Alterns der Spannungsquellen von einem der vier
zu unterscheidenden Stromstärkekriterien zu einem anderen führen und so den Sollzustand,
beispielsweise den Ruhezustand, in eine Alarm- oder sonstige Fehlmeldung verfälschen
kann.
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Es sind auch Meldeanlagen bekannt, in denen die Leitungen sternförmig
verlegt sind und in denen diese Leitungen durch eine Prüfeinrichtung überwacht werden,
die bei einer Störung auf einer der Sternleitungen automatisch an die gestörte Sternleitung
angeschlossen wird. Zur Anschaltung dieser Prüfeinrichtung an die zu überprüfende
Leitung ist aber bei der bekannten Meldeanlage noch eine zusätzliche Steuereinrichtung
erforderlich. Auch wird diePrüfeinrichtungimmererst dann angeschaltet, wenn eine
der Sternleitungen gestört ist. Dies wird und kann aber in vielen Fällen erst dann
festgestellt werden, wenn beispielsweise gerade eine Alarmmeldung übermittelt werden
soll. Gerade diese Meldung kann dann aber nicht rechtzeitig übermittelt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die diesen bekannten ruhestromüberwachten
Meldeeinrichtungen eigenen Mängel zu beseitigen und eine sichere übertragung und
Erkennungsmöglichkeit für die vier möglichen Kriterien einer Meldeeinrichtung zu
schaffen, insbesondere auch dann, wenn in die Meldeleitung Verstärker bzw. weitere
Verbraucher miteingeschleift sind. Dies wird bei einer solchen ständig auf ihre
Betriebsbereitschaft vermittels eines Prüfstromes zwischen Geber und Empfänger überwachten
Meldeleitung dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß mit jeder zu überwachenden Meldeschleife
eine Prüfeinrichtung fest verbunden ist und von einem Taktgeber gesteuerte Schalter
in sich schnell wiederholender Folge die Stromamplitude verändernde Steuermittel
derart betätigen, daß bei nicht gestörter Leitung in Abhängigkeit von der Stellung
einer Alarmtaste mindestens zwei zeitlich aufeinanderfolgende, in ihrer Amplitude
unterschiedliche Stromwerte und bei gestörter Leitung (Leitungsbruch, Kurzschluß)
Stromwerte gleicher Amplituden über die Meldeleitung fließen, die im Empfänger mittels
Schaltmitteln zur Anzeige des Betriebs- bzw. Störungszustandes der Meldeleitung
auswertbar sind.
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Anstatt der bisher notwendigen, vier unterschiedlichen Strom- bzw.
Spannungswerte braucht die Meldeeinrichtung gemäß der Erfindung nunmehr nur noch
zwischen zwei Stromwerten zu unterscheiden. Hierdurch wird der für eine eindeutige
Trennung der Stromwerte verfügbare Sicherheitsabstand wesentlich erhöht und damit
die Sicherheit gegen Störungen der gesamten Meldeeinrichtung erheblich verbessert,
da sowohl für die Leitungsüberwachung als auch für die Meldungen »Ruhe« oder »Alarm«
Elemente der digitalen Schaltungstechnik verwendbar sind. In einer weiteren Ausgestaltung
der Erfindung schaltet ein im Geber angeordneter Zeitschalter einen Belastungswiderstand
an die von einer Gleichstromquelle gespeisten Meldeleitung an. Auch ist durch einen
Alarmschalter bei nicht gestörter Meldeleitung die Reihenfolge der zwei aufeinanderfolgenden,
unterschiedlichen Stromwerte gegeneinander vertauschbar, wobei Synchronisationsmittel
die Erkennbarkeit der Reihenfolge sicherstellen. Vorteilhaft ist weiterhin, sobald
mehrere Geber und Empfänger über die gleiche Meldeleitung miteinander verbunden
sind, ihnen zugeordnete Meldungen mittels eines Zeitmultiplexverfahrens zeitlich
nacheinander zu übertragen, insbesondere dann, wenn zur Erkennung von Störeingriffen
von einer Geberstelle verschlüsselte Meldungen an eine Empfangsstelle übertragen
werden und in dieser eine Vergleichseinrichtung ansteuern, die bei fehlerhafter
übertragung einer Meldung den »Stör«-Eingriff erkennt und einen »Stör«-Alarmgeber
betätigt. Im Geber kann obendrein eine Auswahleinrichtung vorgesehen sein, die einem
Codierer eine von mehreren gleichwertigen, verschlüsselten Meldungen auswählt, so
daß Störeingriffe in eine solche Meldeeinrichtung, ohne daß sie angezeigt werden,
praktisch ausgeschlossen sind.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus zwei aus der Vielfalt
der möglichen Ausführungsformen ausgewählten und durch ihre Schaltungsanordnungen
dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigt F i g. 1 eine einfache prinzipielle
Meldeeinrichtung, deren Meldeleitung gegen Störeingriffe nicht geschützt ist, F
i g. 2 eine Meldeeinrichtung mit einer auch gegen Störeingriffe abgesicherten Meldeleitung
und F i g. 3 bei der abgesicherten Meldeleitung gemäß F i g. 2 mögliche Impulsdiagramme
D 5 bis D 14.
Durch Einlegen eines Schalters 100 (F i g.1) werden ein
Synchronmotor 101 an die Netzwechselspannung und gleichzeitig die übrigen
Schaltelemente der Meldeeinrichtung an die Batterie 102 angeschlossen. Der
Synchronmotor 101 im Empfänger E1 treibt die in ihrer Abwicklung dargestellte Nockenwalze
103 an, die ihrerseits mit ihren Nocken über Kontakte 104 bis 107 Relais 1, 3_,
4_ und _5 betätigt. Die Umlaufzeit t der Nockenwalze betrage beispielsweise 60 ursec.
Wird dann nach einer Zeit t1 von beispielsweise 10 ursec der Schalter
104 für eine Zeit t2 von beispielsweise
40 msec geschlossen
und eine Prüfspannung an die Leitung L 1 gelegt, so fließen über diese Leitung unterschiedliche
Ströme, deren zeitlicher Verlauf und deren Stärke vom Zustand der Meldeleitung L
1 und von der Stellung einer Alarmtaste 108
im Geber G1 abhängen. Die
unterschiedlichen Stromwerte sind in vier Diagrammen D 1 bis D 4
gezeigt.
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Bei nichtgestörter Leitung L 1 zieht ein Relais 2 über seine Wicklung
2A sofort an, da durch einen Kondensator 109 zunächst die gleichdimensionierte,
aber entgegengesetzt in die Leitung eingeschleifte Wicklung 2B des Relais 2_ überbrückt
ist. Ist die Alarmtaste 108 nicht gedrückt, dann schaltet das Relais 2_ mit
seinem Kontakt 21 den Widerstand 110
an die Leitung L 1 an, und es
fließt sofort ein großer Strom, wie in Diagramm D 1 dargestellt. Nach einer Zeit
t 3 «t2) von beispielsweise 20 msec ist der Kondensator 109 geladen, so daß
nun der Strom durch die Wicklung 2B fließt, sich die Wirkungen dieser beiden Wicklungen
2A und 2B gegenseitig aufheben und -der Kontakt 21 abfällt. Es fließt nunmehr ein
erheblich kleinerer Strom durch die Leitung L 1, was ebenfalls aus dem Diagramm
D 1 ersichtlich ist.
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Ist dagegen die Alarmtaste 108 gedrückt, so fließt anfänglich ein
sehr kleiner Strom (Diagramm D 2), da das Relais 2_ über seine Wicklung 2A sofort
wieder anspricht, aber sein Kontakt 21 wegen der gedrückten Alarmtaste 108 den Widerstand
110 nicht anschaltet. Erst nach dem Aufladen des Kondensators 109 nach der Zeit
t3 fließt auch jetzt ein Strom durch die Wicklung 2B, wodurch der Kontakt 21 in
seine Ruhelage zurückkehrt und damit den Widerstand 110 anschaltet, so daß
nun, wie aus dem Diagramm D 2 ersichtlich, ein hoher Strom fließt. Besteht längs
der Leitung L 1 ein Kurzschluß, so fließt ständig ein gleichmäßig hoher Strom, wie
Diagramm D 3 zeigt, während bei einer Leitungsunterbrechung der Strom ausfällt,
wie in Diagramm D 4 dargestellt ist.
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Da das Relais 1 jeweils nur bei den hohen Stromwerten anspricht, wird
die zeitliche Aufeinanderfolge, je nachdem ob ein Stromverlauf gemäß Diagramm D
1 bzw. D 2 vorliegt, durch die Relais 3_ bzw. 4_ gespeichert. über die durch die
Nockenwalze 103 betätigten Kontakte 105 bzw. 106 und die Relaiskontakte
11 bzw. 12 sprechen bei einer Stromfolge gemäß Diagramm D 1 das Relais 3_ bzw. bei
einer Stromfolge gemäß Diagramm D 2 das Relais 4 an. Beide Relais
halten sich über ihre Kontakte 31 bzw. 41 selbst. Nach Abschalten des Walzenkontakts
104
nach der Zeit t2 spricht schließlich über den Walzenkontakt
107 das Relais 5 an. Es unterbricht mit seinem Kontakt 51 den Selbsthaltekreis
der Speicherrelais 3_ bzw. 4, die jedoch zeitlich verzögert abfallen; außerdem legt
das Relais 5 mit seinem Kontakt 52 die Kontakte 32, 42 bzw. 32, 43 der Relais 3_
und 4 an Spannung. Je nachdem, welche der vier Stromfolgen gemäß der Diagramme
D 1 bis D 4 beim letzten Umgang geschaltet wurde, haben die Kontakte
32, 42, 43 umgeschlagen bzw. ihre Lage nicht verändert.
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Für den Fall der Stromfolge in Diagramm D 1 spricht das für die Zeit
(t 1-I- t 2) von beispielsweise 50 msec ebenfalls abfallverzögerte
Relais _9 an. Seine Verzögerung ist so gewählt, daß es für den ganzen nächsten Walzenumlauf
angezogen ist, so daß bei unversehrter Leitung L 1 und ohne Alarmdurchgabe über
seinen Kontakt 91 eine Lampe 111, die »Ruhe« bedeutet, aufleuchtet und dadurch die
Betriebsbereitschaft der Meldeeinrichtung anzeigt. Ist dagegen die Alarmtaste
108 gedrückt, so wird statt dessen eine Stromfolge gemäß Diagramm D 2 übertragen,
und es spricht das Relais 4 an, und damit verändern seine Kontakte 42 und 43 ihre
Lage, so daß das Relais ¢ anspricht und sich über seinen Kontakt 61 ebenfalls selbst
hält. Der Kontakt 62 bringt einen Wecker 112
zum Ansprechen, und gleichzeitig
leuchtet eine Lampe 113 auf, die »Alarm« bedeutet. Bei einer Stromfolge gemäß Diagramm
D 3 schlagen die Kontakte 32 und 43 um und bringen das Relais 8_ zum Ansprechen,
das sich über seinen Selbsthaltekontakt 81 hält. Mit seinem Kontakt 82 schaltet
es einen Wecker 116 und die Lampe 117 ein, wodurch »Kurzschluß« gemeldet wird. Ziehen
weder Relais 3_ noch Relais 4 an, so daß ihre Kontakte 32 und 42 in. Ruhe bleiben,
so wird das Relais 7_ erregt, das sich über seinen Kontakt 71 ebenfalls selbst hält
und über den Kontakt 72 einen Wecker 114 und die Lampe 115 anschaltet, wodurch »Drahtbruch«
angezeigt wird Nach Kenntnisnahme einer dieser vier Meldezustände kann durch Drücken
einer Ruhetaste 118 jede der gespeicherten Meldungen gelöscht werden; gleichzeitig
fallen auch die Relais _6, _7, _8 ab, da ihre Selbsthaltekreise unterbrochen sind.
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In F i g. 2 ist ein Blockschaltbild einer Meldeeinrichtung für eine
durch verschlüsselte Stromfolgen gegen Störeingriffe abgesicherte Meldeleitung L2
dargestellt, wie sie beispielsweise für Polizeit-Notruf verwendbar ist. Auch diese
Meldeeinrichtung besteht neben der Meldeleitung L2 aus einem Geber G2 mit einem
Alarmkontakt 132 und einem Empfänger E2. Ein Taktgeber 129 im Geber G2 erzeugt den
in F i g. 3 unter D 5 dargestellten Zeittakt. Mit diesem Zeittakt wird ein Schrittschaltwerk
130 gesteuert, das in dem gewählten Ausführungsbeispiel sechs Ausgänge besitzt,
die nacheinander ein von der gewählten Codierung abhängiges Potential erhalten,
wie in F i g. 3 unter D 6 bis D 11 gezeigt ist. Jedes dieser Impulsdiagramme
D 6 bis D 11 liegt an einem der sechs Ausgänge des Schrittschaltwerks
130 an. Sobald das Schrittschaltwerk mit seinem sechsten Schritt den letzten
Ausgang anschaltet, wirkt es auf den Taktgeber 129 zurück, um diesen letzten Impuls
zugunsten der stromlosen Zwischenzeit zu verkürzen (s. F i g. 3, D 5, letzter
Impuls). Durch diesen gegenüber den anderen Impulsen verkürzten Impuls erfolgt im
weiteren Verlauf die Synchronisation zwischen Geber G2 und Empfänger E2.
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Jeder der Ausgänge des Schrittschaltwerks 130
wirkt auf ein
Gatter in einem Codierer 131. Am Ausgang dieses Codierers entsteht so eine zeitliche
Folge stromloser und stromführender Schritte, die abhängig ist von der Stellung
des Alarmkontaktes 132
und dem durch Rangierung im Codierer 131 festgelegten
Code. Der Codierer ermöglicht die Festlegung mehrerer gleichwertiger Codes, unter
denen durch einen Codeumschalter 119 ausgewählt werden kann. Ein Wechsel von einem
Code zum anderen kann jeweils nur am Ende eines Zyklus erfolgen, weswegen der Codeumschalter
119 mit dem letzten Ausgang des Schrittschaltwerks 130 verbunden ist. Eine der am
Ausgang des Codierers 131 mögliche Signalfolge ist in F i g. 3 unter D 12 gezeigt.
Bei dieser Signalfolge ist unter der Voraussetzung, daß der Alarmkontakt 132 geschlossen
ist, dem Diagramm D 6 der Zustand stromlos, dem Diagramm D 7 der Zustand stromführend,
dem Diagramm D 8 wieder
der Zustand stromlos usw. zugeordnet. Das
sich auf diese Art .ergebende Ausgangssignal (F i g. 3, D 12) des Codierers
131 wird einem Meldeumsetzer 120
zugeführt und dort in den eigentlichen
übertragungscode übergeführt, der in F i g. 3 unter D 13 gezeigt ist. Der Zustand
»stromlos« am Eingang des Meldeumsetzers 120 ergibt am Ausgang die Folge »stromführend
- stromlos«, während der Zustand stromführend am Ausgang die Folge »stromlos - stromführend«
ergibt (F i g. 3, D 13).
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Dieses Ausgangssignal des Meldeumsetzers 120 gelangt über die Meldeleitung
L 2 zum Empfänger E2, dessen Eingang ein Meldeempfänger 121 bildet. Er hat die Aufgabe,
zwischen einer symmetrischen Leitung und einer unsymmetrischen Empfangsschaltung
-zu trennen und Störungen auf der Meldeleitung, nämlich »Drahtbruch« oder »Kurzschluß«,
sofort zu ermitteln. Bei Ermittlung einer Leitungsstörung beginnt beispielsweise
eine Lampe 128 zu flackern, während bei nicht gestörter Meldeleitung das Eingangssignal;
das dem Diagramm D 13 der F i g. 3 entspricht, auf das in F i g. 3 unter D 12 dargestellte
Diagramm zurückgeführt wird und in dieser Form vom Meldeempfänger an einen Decodierer
124 weitergegeben wird. Außerdem gibt der Meldeempfänger 121 das Eingangssignal
an einen Taktgeber 122 weiter, um diesen mit jeder übertragenen Flanke zu synchronisieren.
Auf diese Weise läuft der Taktgeber 122 synchron mit dem Taktgeber 129 des Gebers
G2 und erzeugt ebenso wie letzterer ein Ausgangssignal. gemäß Diagramm D 5 in F
i g. 3. Dieses Signal D 5 wird einem Synchronisierteil 125 zugeführt, der das Ende
eines jeden Zyklus ermittelt, das durch den verkürzten sechsten Impuls angezeigt
ist. Das Synchronisierwerk 125 gibt am Ende eines jeden solchen Zyklus einen Synchronisierungsimpuls,
wie er im Diagramm D 14 der F i g. 3 gezeigt ist, an ein Schrittschaltwerk 123 weiter
und stellt dieses jedesmal wieder in seine Ausgangsstellung ein. Gesteuert wird
dieses Schrittschaltwerk 123 aber unmittelbar von dem Taktgeber 122. Die Ausgangsimpulse
dieses Schrittschaltwerks 123 im Empfänger E2 entsprechen denen des Schrittschaltwerks
130 des Gebers G2. Sie werden dem Decodierer 124 zugeführt, während vom Meldeempfänger
121 das entsprechend dem Diagramm D 12 der F i g. 3. weiterverarbeitete Empfangssignal
an den Decodierer 124 weitergegeben wird.
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Im Decodierer 124 des Empfängers E2. werden die vom Codierer 131 des
Gebers verschlüsselten Kriterien »Ruhe« oder »Alarm« wieder entschlüsselt, und zwar
wird dies dadurch erreicht, daß im Decodierer 124 das dem Diagramm D 12 der F i
g. 3 entsprechende Eingangssignal mit den durch eine entsprechende Rangierung in
ihm eingespeicherten Codierungen dieser Kriterien verglichen wird. Bei einer Übereinstimmung
mit der für das Kriterium »Alarm« eingespeicherten. Codierung ertönt nach Ablauf
des Zyklus beispielsweise ein akustischer Signalgeber 126. Stimmt dagegen das Eingangssignal
mit einer der für das Kriterium »Ruhe« eingespeicherten Codierungen überein, so
erfolgt keine weitere Anzeige. Hat der Decodierer 124 nach Beendigung eines Zyklus
keine Übereinstimmung mit einer Codierung für das Kriterium »Alarm« bzw. »Ruhe«
festgestellt, aber ein Eingangssignal erhalten, wodurch sichergestellt ist, daß
die Meldeleitung L 2 ungestört ist, so leuchtet beispielsweise eine Lampe 127 auf.
Hierdurch ist dann angezeigt, daß in die Meldeeinrichtung, beispielsweise zum Zwecke
der Sabotage, ein Eingriff vorgenommen wurde.
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Bei Verwendung eines Zeitmultiplexverfabrens. können über die Meldeleitung
L2 zeitlich nacheinander mehrere derartige verschlüsselte Codierungen von verschiedenen
Gebern an eine oder mehrere Empfangsstellen übertragen werden.