Ueberwachungsanlage mit mehreren, kettenförmig an einer Meldelinie liegenden Meldern

Abstract

 in einer Ueberwachungsantage für Gebäube, Räume und Objekte ist eine Vielzahl von Meldern (F1, F2 bis Fn; ME1, ME2 bis MEn) kettenförmig an einer Zentrale (7) angeschlossen. Jeder der Melder gibt mittels einer elektronischen Schaltung (B1, B2 bis Bn) die Information Über seinen augenblicklichen Zustand (Funktionsbereitschaft, Warnung, Alarm, Störung) an die Zentrale. Die Schaltung (B) bringt folgende Vorteile: Identifikation der Meldernummer und des Melderortes bei Zustandsänderungen; Entdecken und Lokalisieren von Leitungsstörungen (Kurzschluss, Unterbruch); Abschalten des kurzgeschlossenen Leitungsteils von der übrigen Melderlinie; Einsparung von Installationsaufwand; grössere Flexibilität bei der Auswertung der Melderzustände und der Einleitung der entsprechenden Massnahmen; Betrieb von Steuereinrichtungen über die Melderleitung; Ueberwachung der elektronischen Schaltung (B).

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Ueberwachungsanlage mit mehreren kettenförmig an einer Meldelinie liegenden Meldern, die an einer Zentrale mit einer Auswerteeinheit angeschlossen sind, bei denen je ein Serienschalter durch einen Sprung der von der Zentrale erzeugten Abfragespannung auf einen ersten Wert geöffnet wird und der Serienschalter durch einen Sprung der gleichen Abfragespannung auf einen zweiten Wert und nach einer vom Melderzustand bestimmten Zeit zum nächsten Melder oder Steuereinheit durchschaltet.

[0002] Bei der Ueberwachung von Gebäuden, Tunnels, Tiefgaragen, Räumen oder anderen Objekten, die zur erfolgreichen Bekämpfung von Brandausbrüchen, Rauch- und schädlichen Gas-Entwicklungen oder Einbrüchen bzw. Diebstahl optimal funktionieren sollte, besteht die Notwendigkeit, die einzelnen Melder und Sensoren immerwährend auf ihren Zustand zu überprüfen, der bekanntlich eine Aussage über den Melder und Sensor und über seine Umgebung macht. Folgende Zustände können vorliegen: Ruhe (Funktionsbereitschaft), (Vor-)Warnung, Alarm, Störung. Die Störung kann im Melder, in der elektronischen Schaltung oder auf der Meldelinie auftreten und wird getrennt ausgewertet. Die Störung auf der Meldelinie kann Kurzschluss oder Unterbruch sein. Normalerweise wird eine Ueberwachungsanlage auch für grosse Gebäude mit vielen verschiedenen Räumen und Objekten eingesetzt. Hierbei wird eine Vielzahl von Meldern bzw. Sensoren für verschiedene Ueberwachungsaufgaben verwendet. Verschiedene Typen wie Ionisationsmelder, optische Rauchmelder, Wärme-, Strahlungs-, Gas- und Intrusions-Melder (Einbruch) können in einer Ueberwachungsanlage vereinigt sein. Diese unterschiedlichen Typen haben ein unterschiedliches Ansprechverhalten und mussten leider in einem bisherigen System, wie es z.B. in der DE-PS 2.533.382 beschrieben ist, mittels getrennter Auswertung und einem erhöhten Aufwand in die Ueberwachungsanlage integriert werden.

[0003] In der Europäischen Patentschrift 0 042 501 ist ein Verfahren zur Identifizierung von Meldern innerhalb einer Brandmeldeanalge beschrieben. Bei Auftreten einer Störung wird die Abfragerichtung für die betroffene Meldelinie umgekehrt.

[0004] Im CH-Patentgesuch Nr. 2589/82-3 (C 239) wird ebenfalls ein Verfahren zur Identifizierung von Meldern in einer Ueberwachungsanlage beschrieben. Jeder der Melder hat einen Adress-Speicher, der mit der für den Melder charakteristischen Adresse versehen ist.

[0005] Die in der Europäischen Patentschrift und im CH-Patentgesuch beschriebenen Verfahren haben den Nachteil des grossen Aufwandes und der Unmöglichkeit, bestehende Ueberwachungsanlagen umzurüsten._Ferner kann kein Kurzschluss detektiert werden, und die Anlage ist bei einer solchen Störung nicht mehr funktionsfähig.

[0006] Die Erfindung hat die Aufgabe, die Nachteile der bekannten Anlagen zu beseitigen. Insbesondere soll mit der Erfindung der Zweck erreicht werden, dass die Melder oder Sensoren unterschiedlicher Typen in der gleichen Meldelinie betrieben werden können. Hierunter sind folgende Typen zu verstehen: Ionisations-, optischer Rauch-, Wärme-, Strahlungs-, Gas-und Intrusions-Melder bzw. Sensoren. Ferner ist auch an Feuermeldetasten und Steuereinrichtungen gedacht, die an die gleiche Linie angeschlossen sind wie die Melder. Die verschiedenen Meldertypen können bei der Erfindung deshalb ohne Anpassungsprobleme an eine Meldelinie bzw. Zentrale angeschlossen werden, weil jeder Melder oder Sensor den Entscheid über seinen Zustand (Ruhe, Warnung, Alarm, Störung) selbst-trifft. Daher können bereits bestehende Ueberwachungsanlagen ohne grossen Aufwand modernisiert werden. Wenn die elektronische Schaltung im Meldersockel eingebaut ist, bilden die Schaltungen und die Zentrale ein vollständiges Uebertragungssystem. Dies bietet den grossen Vorteil, dass eine Anlage auch dann in Betrieb genommen werden kann, wenn nur ein Teil der Melder eingesetzt ist (sektorenweise Inbetriebsetzung, Umbau, Revision).

[0007] Die erfindungsgemässe elektronische Schaltung erlaubt die Uebertragung sämtlicher Signale (Informationssignale von den Meldern zur Zentrale und Steuersignale in umgekehrter Richtung) auf nur einem Leitungspaar. Durch die drastische Reduzierung der drei oder mehr Leitungen (Drähte), wie z.B. beim Stand der Technik noch üblich, auf zwei Leitungen ergibt sich bei der Erfindung eine starke Verringerung der Störanfälligkeit der Leitungen bzw. der ganzen Anlage.

[0008] An die erfindungsgemässe elektronische Schaltung können anstelle von nur einem, auch mehrere Melder bzw. Sensoren angeschlossen werden. Dies ist von Vorteil, wenn mehrere Melder oder Sensoren im gleichen Raum untergebracht sind. Egal, welcher Melder oder Sensor anspricht, nur der Raum wird detektiert. Jeder Melder schaltet gleichzeitig mit seinem Alarmzustand den ihm zugeordneten Alarmindikator (z.B. LED) ein. t

[0009] Die erfindungsgemässe elektronische Schaltung dient auch der Detektion eines Kurzschlusses. in Richtung des nächsten Melders. Die Kurzschluss-Stelle kann genau lokalisiert und die Störung daher schnell und leicht behoben werden. Trotz Kurzschluss bleibt auf der gesamten Melderlinie die volle Arbeitsspannung erhalten. Nur der Teil der Melderlinie, auf der der Kurzschluss besteht, wird abgeschaltet. Dies hat den Vorteil, dass trotz Kurzschluss der Abragezyklus der einzelnen Melder oder Sensoren weiterhin durchgeführt wird und eine Aenderung ihrer Zustände sofort erkannt wird.

[0010] Die den Melderzuständen entsprechenden elektrischen Signale werden in der Zentrale nur in vorbestimmten Zeitbereichen ausgewertet. Die dazwischenliegenden Zeitbereiche werden als "Störungsbänder" definiert. In diese Störungsbänder fallende Signale bewirken dann eine entsprechende Störungsmeldung in der Zentrale.

[0011] Ferner erlaubt die Erfindung, dass diejenigen elektrischen Signale, welche die Zentrale zur Bekämpfung des durch einen oder mehrere Melder erkannten und gemeldeten Alarms aussendet, auf die gleichen Leitungen gegeben werden können. Im Gegensatz hierzu werden beim Stand der Technik diese Signale auf zusätzlichen, separaten Leitungen gesendet. Die Erfindung spart deshalb sehr viel Leitungsmaterial ein.

[0012] Zur Lösung der Aufgabenstellungen ist die Erfindung gemäss dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 konstruiert.

[0013] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine bekannte Ueberwachungsanlage, in der die Erfindung eingesetzt ist; ,

Fig. 2 ein Spannungs- und Stromdiagramm eines Abfragezyklus erster Art;

Fig. 3 ein Spannungs- und Stromdiagramm eines Abfragezyklus zweiter Art;

Fig. 4 eine Ausführung der Erfindung für die Diagramme der Figuren 2 und 3;

Fig. 5 eine Ausführungsvariante der Figur 4;

Fig. 6 eine Schaltung zum Erzeugen einer Steuerfunktion;

Fig. 7 die Erfindung mit mehreren, angeschlossenen Meldern;

Fig. 8 die Anordnung der Erfindung"in einem Verbindungsstück zwischen Meldersockel und Meldereinsatz;

Fig. 9 die Anordnung der Erfindung im Meldereinsatz; und

Fig. 10 die Auswertung der Melderzeiten mit "Störungsbändern".

Fig. 11 die Anordnung zur Erzeugung der Linienspannung, zur Linienumschaltung und zur Stromauswertung.

[0014] Die Figur 1 zeigt die Zentrale 7 einer Ueberwachungsanlage. An die Zentrale sind auf den Melderleitungen 1, 4, 5 die einzelnen Melder mit den Meldersockeln Fl, F2 bis Fn und den Meldereinsätzen ME1, ME2 bis MEn angeschlossen. Die Melder- . einsätze können ausgebildet sein als Ionisations-, Wärme-, Strahlungs-, Gas-, Intrusions-Einsätze und optische Rauchmeldereinsätze. Die Leitungen der kettenförmig angeschlossenen Melder sind an die Klemmen Al und A2 der Zentrale 7 und Auswerteeinheit 71 angeschaltet. Im Beispiel der Figur 1 ist die elektronische Schaltung der Erfindung in jedem der Meldersockel Fl, F2 bis Fn angeordnet. An jedem Sockel ist mindestens ein Meldereinsatz vorgesehen. Um die Figur 1 übersichtlich zu gestalten, sind von der Erfindung nur der Schalter Sl, S2 bis Sn und die elektronischen Schaltugen B1, B2 bis Bn im Sockel gezeichnet.

[0015] Nach der Abfrage eines Melders durch die Zentrale 7 schliesst der Schalter desselben Melders und verbindet die Zentrale mit dem nächsten Melder, der dann abgefragt wird. Auf diese Weise werden sämtliche Melder einzeln und der Reihe nach abgefragt. Die Signale., die den Zustand der Melder darstellen, werden in der Auswerteeinheit 71 ausgewertet. Sobald ein Melder einen aussergewöhnlichen Zustand meldet [wie z.B. nicht funktionsbereit, Warnung, Alarm, Störung des Melders, der elektronischen Schaltung oder der Melderlinie (Kurzschluss, Unterbruch)] , so wird dies akustisch und optisch angezeigt oder schriftlich fixiert und die geeigneten Gegenmassnahmen durch die Zentrale 7 eingeleitet. Da dies allgemein bekannt ist und nicht Gegenstand der Erfindung darstellt, wird hierauf nicht näher eingegangen.

[0016] Die elektronische Schaltung B, die in den Figuren 4, 5,_' 6 gezeichnet ist, kann auch in jedem der Meldereinsätze ME der Figur 1 untergebracht sein. Dies ist z.B. in der Figur 9 dargestellt. Es ist auch daran gedacht worden, die elektronische Schaltung in einem Verbindungsglied V zwischen Meldereinsatz und Sockel F einzubauen, wie dies in Figur 8 dargestellt ist. Wenn alte Ueberwachungsanlagen modernisiert werden sollen, kann dies ohne viel Mühe geschehen, da die Erfindung entweder im Meldersockel, im Meldereinsatz oder im Verbindungsstück V angeordnet werden kann.

[0017] Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren 2 bis 4 erklärt: Die Figur 2 zeigt in ihrem oberen Teil die zweistufige Abfragespannung U. Auf der Abszisse ist die Zeit-t und auf der Ordinate die Spannung U auf den Leitungen 1, 4 eingetragen. Die Steuerspannung 8 innerhalb der Abfragespannung 9 wird im Zusammenhang mit der Figur 6 später erklärt. Der gestrichelt gezeichnete Steuerimpuls 8 wird auch für die Rückstellung eines Melders verwendet, der im Alarmzustand ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass Melder nach ihrem Alarmauslösen einzeln oder unterschieden nach Melderart wieder in ihren normalen Ruhezustand der Funktionsbereitschaft zurückgestellt werden. Diese Abfragespannung der Figur 2 wird von der Zentrale 7 erzeugt und auf die Leitungen bzw. Melderlinie gegebene Die eine Stufe 11 der Spannung U liegt z.B. bei 0 Volt; die andere Stufe liegt z.B. bei 20 Volt. Dieser Spannungsverlauf wird in bestimmten Zeitintervallen auf die Melderlinie gegeben. In einem Intervall von z.B. 1 bis 2 Sek. werden sämtliche Melder abgefragt. Jeder Melder gibt der Reihe nach seinen Zustand an die Zentrale 7 weiter. Dies ist im unteren Teil der Figur 2 gezeigt. Dort ist auf der Abszisse die Zeit t und auf der Ordinate der Strom I der Melderlinie gezeichnet. Man erkennt, dass die Abfragespannung 9 bewirkt, dass im Sockel Fl des Melders nach einer bestimmten Zeit t₁ der Schalter Sl geschlossen wird, und die elektronische Schaltung B1 einen Stromimpuls 10 von bestimmter Amplitude und Dauer erzeugt. Die Zeit t₁ ist nun für die Auswerteeinheit 71 ein Zeichen, dass der Melder Fl und ME1 sich im normalen Ruhezustand der Funktionsbereitschaft befinden.

[0018] Der gleiche Zustand ist beim nächsten Melder F2 und ME2 anzutreffen. Die Zeit t₂ ist gleich t₁. Es sei nun angenommen, dass der dritte Melder sich im Alarmzustand befindet. Sobald der Schalter S2 durchgeschaltet hat, springt die Stromamplitude auf einen hohen Wert (verursacht durch den zusätzlichen Strom des Alarmindikators L₁). Ferner ist die Zeit t₃ (die Zeit vom Anschliessen des dritten Melders bis zum Durchschalten des dritten Schalters zum vierten Melder) wesentlich länger als die anderen "normalen" Zeiten t_l und t₂. Die Auswerteeinheit 71 erkennt diese beiden Kriterien (Stromamplituden und Zeiten) des Alarmzustandes des dritten Melders. Die Zentrale 7 leitet dann die entsprechenden Massnahmen ein. Der vierte Melder soll wieder im normalen Ruhezustand der Funktionsbereitschaft liegen. Dies zeigt sich dadurch an, dass die Zeit t₄ (vom Anschliessen des vierten Melders bis zum Durchschalten des vierten Schalters) im normalen Bereich liegt. Die Melderzustände können auch nur durch ein Kriterium (Stromamplitude oder Zeiten) oder mit unterschiedlichen Stromamplituden, aber gleichen Zeiten an die Auswerteeinheit 71 übertragen werden.

[0019] Im unteren Teil der Figur 2 ist als weiteres Beispiel ein Störungszustand des dritten Melders angenommen. Während die beiden Melder, bestehend aus den Sockeln Fl und Einsatz ME1 sowie Sockel F2 und Einsatz. ME2, sich im Ruhezustand befinden, ist die Zeit t'₃ viel länger. Dies wertet die Auswerteeinheit 71 als Störung des dritten Melders aus. Die Zentrale startet die entsprechenden Massnahmen. Die folgenden Melder haben wieder den normalen Ruhezustand der Funktionsbereitschaft. Zum besseren Unterschied ist dieses zweite Beispiel gestrichelt gezeichnet. Wenn ein Melder im Störungszustand ist, wird der Alarmindikator nicht aktiviert, und der gestrichelte Stromverlauf in Fig. 2 zeigt deshalb keinen Sprung der Stromamplitüde beim Durchschalten von S2. Die Uebertragung eines Alarmzustandes an die Zentrale ist dank der hohen Stromamplitude äusserst zuverlässig. Die Identifikation des alarmierten Melders ist auch sehr nützlich und könnte dadurch erreicht werden, dass man jedem Melder seine eigene Nummer (Adresse) gibt, womit der genaue Ort eines Ereignisses sofort bekannt ist. Die Adresse und der Zustand des Melders könnten also z.B. mit digitalen Methoden an die Zentrale übertragen werden. Ein solches System ist aber sehr aufwendig und störanfällig. Ausserdem ist es schwierig zu installieren, da jedem Melder eine spezielle Nummer zugeordnet werden muss. Bei einem einzigen Fehler funktioniert möglicherweise das System nicht mehr. Im hier beschriebenen Ueberwachungssystem hingegen entfällt die Adressierung der einzelnen Melder und die damit verbundenen Probleme. Die Nummerierung (Identifikation) der Melder erfolgt vielmehr durch Zählen der Stromimpulse (10) durch die Zentrale in jedem Zyklus.

[0020] Zur Vervollständigung der Erklärung der Figur 2 wird noch darauf hingewiesen, dass die zeitlichen Abstände zwischen den einzelnen Stromimpulsen 10 so geordnet sein können, dass die kürzeste Zeit dem normalen Ruhezustand (Funktionsbereitschaft) enstspricht, eine mittlere Zeit für Alarm, und die längste Zeit für Störung vorgesehen ist. Die Zeit für die Warnung kann entweder gleich lang sein wie die Zeit der Störung oder aber unterschiedlich sein. Es ist auch ohne weiteres möglich, dass die kürzeste Zeit dem Alarmzustand entspricht, eine mittlere Zeit für den normalen Ruhezustand (Funktionsbereitschaft) und die längste Zeit für die-Störung vorgesehen ist. Auch in diesem Fall ist die Zeit für die Warnung entweder gleich derjenigen für die Störung oder aber unterschiedlich. Alle diese Kombinationsmöglichkeiten können von Fall zu Fall vorgesehen sein.

[0021] Die Schaltung B der Erfindung ist in der Figur 4 gezeichnet. Die Abfragespannung U der Zentrale 7 liegt an den Klemmen der Leitungen 1 und 4. Der Meldereinsatz ME ist in der Mitte der Figur 4 mit der Schaltung verbunden. Einem Zustand des Meldereinsatzes entspricht ein bestimmter Spannungs- oder Stromwert an seinen Klemmen la, 4a. Wenn der Meldereinsatz ME mit der Schaltung verbunden ist, ist der Schalter W geschlossen. Bei entferntem Melder ist der Schalter geöffnet.

[0022] Zur Erklärung der Funktionsweise diser Schaltung sei angenommen, dass sich der normale Betriebszustand eingepegelt hat. Während der stromlosen Zeit 11 des Abfragezyklus speist Kondensator Cl die gesamte Schaltung inklusive Meldereinsatz. Die Kollektor-Basis-Strecke von Tll ist vorwärtsgepolt und ein Strom über R7 erzeugt eine stabile Spannung an Zenerdiode D7. Transistor T3 wirkt mit R8 als Konstantstromquelle, deren Strom über R9, R12 und T5, gespiegelt wird. An Klemme 4a steht somit ein begrenzter Strom zur Speisung des Meldereinsatzes ME zur Verfügung. Die Transistoren Tl, T2, T4, T6, T7, T8, T9, T10, T15, T17, T18 sind nicht leitend und C6 ist entladen. R22 sperrt die Schalter T9, T10 während dieser Zeit.

[0023] Wenn nun die Linienspannung an Klemme 4 auf den Abfragewert 9 ansteigt, wird Punkt "z" via die integrale Diode in T10 auf denselben Wert angehoben. Dabei wird zunächst die Spannung an C6 über R15, T17, T18 auf die Zenerspannung D7 steigen. Der Widerstandsteiler R13-R17 ist so dimensioniert, dass sich C2 auflädt bis D3 und T8 leiten, und zwar erfolgt dies verschieden schnell, je nach der Spannung am Meldereinsatz ME, respektive an Klemme 4a. Für eine grosse Spannung an 4a, entsprechend dem Melder-Ruhezustand, beträgt die Ladezeit T_R, aber bei fehlendem Melder z.B., fliesst kein Strom über

[0024] R13 (Schalter W geöffnet) und die Ladezeit für C2 ist relativ lang, entsprechend T_S. Für einen mittleren Spannungswert an 4a, entsprechend einem Melder im Alarmzustand, ergibt sich eine mittlere Ladezeit T_A, wobei T_R < T_A < T_S. Wenn T8 einschaltet, leitet auch T7 und der Strompuls 10, bestimmt durch C3, R20 wird von der Auswerteeinheit 71 der Zentrale registriert. R21 hält T7, T8 im leitenden Zustand und dient auch zur Entladung von C3, wenn die Linienspannung später wieder auf Null geht. Die Gates von T9, T10 werden von T8 so angesteuert, dass diese beiden FET's zum nächsten Melder (Klemme 5) weiterschalten sobald die Kippstufe T7, T8 leitet. Es ist klar, dass die Kolben von T9, T10 vertauscht sind, je nachdem ob Klemme 4 oder 5 als Eingang resp. Ausgang dient. Die Kapazität C6 hält die Spannung über R14-R17 aufrecht während den kurzzeitigen Steuerpulsspannungseinbrüchen.

[0025] Das Netzwerk Dl, D2, T6, R18, R19 prüft den nachfolgenden Leitungsabschnitt (Klemmen 1 und 5) auf Kurzschluss. T6 wirkt wie ein Emitterfolger, der den fraglichen Abschnitt etwa auf die Spannung am Basispannungsteiler R18, R19 auflädt. Falls ein Kurzschluss besteht, bleibt T6 dauernd leitend und hält die Spannung zwischen R16, R17 so gering, dass C2 nicht auf die Einschaltspannung von T8 aufgeladen werden kann. Im Falle eines Kurzschlusses entsteht also kein Strompuls 10. Im Kurzschlussfall bleiben die beiden FET's T9 und T10 geöffnet und trennen die Leitung zum nächsten Melder und damit den Kurschluss von der Zentrale 7 ab. In diesem Fall erhält die Auswerteeinheit 71 eine längere Zeit keinen Stromimpuls. Die Zentrale schaltet nun den nächsten Abfragezyklus auf die Leitungen 1 und 5 um. Die Abfragerichtung der Melder wird umgekehrt. Wesentlich ist, dass trotz Kurzschluss die Melder ungestört abgefragt werden.

[0026] Beim Sprung der Linienspannung vom Nullwert 11 auf den Abfragewert 9 wird C4 an der rechten Seite via D6 um denselben Sprung negativ angehoben, wobei also die Basis von-T11 so stark negativ wird, dass T11 sperrt. C4 entlädt sich nun über den Stromkreis R7, D7, R23 und über R10, T15. Solange T11 sperrt, kann Cl nicht nachladen (Verzögerungszeit Tv). Während dieser Zeit hingegen leitet T15 und der Kollektorstrom von T15 fliesst via D5 über D7 falls ME im Ruhezustand ist (hohe Spannung an 4a) und sonst über T4, D4, ME und T4, R6, R5. Falls die Spannung an ME mittel ist (Alarmzustand), wird T2 über R6, R5 einschalten und Tl leitet, d.h. der Alarmindikator Ll blitzt auf und zeigt den Alarmzustand optisch direkt beim Melder an. Zwischen den Anschlussklemmen 1 und 6 kann auch eine abgesetzte Anzeige angeschlossen werden. Die erforderliche Spannung wird über der Zenerdiode D8 gebildet. Diese externe Anzeige leuchtet synchron mit Ll. Wenn ME im Störzustand ist, reicht die Spannung an R5, R6 nicht aus um Tl zu aktivieren, d.h. Ll leuchtet nicht im Störungsfall. Das gestrichelte Relais Y zeigt an, dass auch externe Verbraucher vom Ll-Puls geschaltet werden können. Der Strom für Ll kommt teilweise von der Leitung über D9, R2 und teilweise vom Speicher Cl über D10, Rl. Der Anteil über R2 ist der grosse Stromanstieg nach t₂ (Fig. 2) und wird von der Zentrale 71 als Alarmkriterium sicher erfasst. Der Spannungsteiler R3, R4 sperrt die Stromentnahme aus dem Speicher Cl sobald dessen Spannung zu weit absinkt. Da Cl die Speise-Spannungsquelle darstellt, darf er sich nicht zu weit entladen. Es ist klar, dass Tl nicht mehr leitet sobald C4 soweit entladen ist, dass T15 sperrt. Zu diesem Zeitpunkt geht T11 in Leitung und Cl wird nachgeladen über D9, R2, Rl, Tll. Der Abfragezyklus ist komplett, wenn die Leitungsspahnung wieder auf den Nullwert 11 absinkt.

[0027] Die Figur 3 zeigt einen Abfragezyklus zweiter Art, der mit der Schaltung der Figur 4 ebenfalls durchgeführt wird. Im oberen Teil der Figur 3 sind die Zeit t auf der Abszisse und die Abfragespannung U der Leitungen 1, 4 bzw. 5 auf der ordinate eingetragen. Der obere Teil der Figur 3 zeigt die Abfragespannung 9, an der sich eine erhöhte Spannung 13 anschliesst. Die erhöhte Spannung 13 ist als Unterstützung des Kondensators Cl der Figur 4 gedacht. Wenn sehr viele Melder an einer Melderlinie angeschlossen sind und abgefragt werden, so entladen sich die Kondensatoren Cl der letzten Melder MEn, MEn-1 relativ stark. Mit Hilfe der Spannung 13 können alle Kondensatoren Cl wieder genügend aufgeladen werden. In diesem Fall muss die-Schaltung (Fig. 4) so dimensioniert sein resp. die Abfragespannung 9 so gewählt sein, dass zwar die Zeiten t_i gebildet werden und die FET-Schalter weiterschalten, aber das Nachladen der Speicherkondensatoren erst durch die erhöhte Spannung 13 aktiviert wird. Ausserdem wird die Leuchtdiode L₁ eines Melders, der sich im Alarmzustand befindet, erst nach der Abfragespannung 9 aufleuchten. Hierdurch werden Störungen und Fehlinformationen vermieden, die wegen der durch das Aufleuchten der Leuchtdiode während des Abfragezyklusses verursachten Stromerhöhung entstehen könnten. Tatsächlich leuchten jetzt alle Leuchtdioden zu einem Zeitpunkt, wo sonst nur kleine Ströme fliessen. Dies ergibt eine sehr hohe Sicherheit für die gesamte Ueberwachungsanlage. Das Steuersignal 8 wird im Zusammenhang mit der Figur 6 später erklärt. Der gestrichelt gezeichnete Steuerimpuls 8 wird auch für die Rückstellung eines Melders verwendet, der im Alarmzustand ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass Melder nach ihrem Alarmauslösen einzeln oder unterschieden nach Melderart wieder in ihren normalen Ruhezustand der Funktionsbereitschaft zurückgestellt werden.

[0028] Im unteren Teil der Figur 3 sind die Stromimpulse 10 der einzelnen Melder sowie der durch die erhöhte Spannung bedingte Strom gezeichnet. Auf der Abszisse sind die Zeit t und auf der Ordinate der Strom I der Melderlinie dargestellt. Der Abfragezyklus zeigt, dass sich die ersten beiden Melder wieder im Ruhezustand befinden, da die Zeiten t₁ und t₂ ihrer Stromimpulse 10 im normalen Bereich liegen. Der dritte Melder befindet sich im Alarmzustand, da die Zeit t₃ seines Stromimpulses länger ist als die beiden anderen Zeiten. Nach dem Abfragezyklus leuchtet die Leuchtdiode L₁ dieses Melders auf. Dies ist durch eine erhöhte Stromamplitude 12 dargestellt. Der Kondensator C₁ (Figur 4) lädt sich ebenfalls - genügend auf und kann die Stromversorgung dieses Melders voll übernehmen. Das Laden des Kondensators ist um die Zeit Tv verzögert, damit der durch die Leuchtiode L₁ verursachte Stromverlauf als Alarmkriterium durch die Auswerteeinheit 71 sicher erfasst werden kann. Dies ist im unteren Teil der Figur 3 gezeigt. Nach einer gewissen Zeit kommt der nächste Abfragezyklus.

[0029] Die Figur 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Schalters S. Dieses Beispiel wird in den unteren rechten Teil der Schaltung B der Figur 4 an den Stellen X, Z, 4 und 5 eingesetzt. Die JFET-Schaltung der Figur 5 ersetzt die zwei FET's T9 und T10 der Figur 4. Der Kondensator C5 speichert die Gatevorspannung zur sicheren Sperrung des JFET's T12 während der spannungslosen Zeit 11 und die Widerstände R24, R25, R39 stellen den korrekten Gleichspannungspegel am Gat-e des JFET's ein. Die Dioden Dll, D13 erfüllen die gleiche Funktion wie die integralen Dioden der Schalt-FET's T9 und T10 in Fig. 4.

[0030] Figur 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung welche auch dazu benützt werden kann, dass in der gleichen Meldelinie (Leitungen 1, 4, 5 der Figur 1) wie die Melder wahlweise Steuereinheiten eingebaut werden können, die Steuerfunktionen zur Ergreifung von Gegenmassnahmen bei Alarm oder Störung ausführen. Es sei betont, dass nur soviel Steuereinheiten gegen Melder ausgetauscht werden, wie dies die Organisation der Ueberwachungsanlage verlangt. Wegen der freizügigen Austauschbarkeit zwischen Melder und Steuereinheit, können bestehende Ueberwachungsanlagen für geänderte Ueberwachungsbedingungen mühelos neu organisiert werden. Ueber die Leitungen l, 4 bzw. 5 werden also nicht nur die Meldesignale von den Meldern zur Zentrale 7, sondern auch die Steuersignale 8 (Figuren 2 und 3) von der Zentrale 7 zu den Steuereinheiten der Figur 6 gegeben.

[0031] Eine bevorzugte Ausführungsform der Schaltung zum Empfang der Steuerpulse 8 (Fig. 2 und 3) ist in Fig. 6 dargestellt. Diese Empfängerschaltung wird an den Punkten "+1" und "z" mit der Schaltung nach Fig. 4 verbunden. Der Ausgang der Empfängerschaltung wird vorzugsweise mit der Klemme 4a in Fig. 4 verbunden. Wenn ein Steuerpuls 8 empfangen wurde, leitet der Ausgangstransistor des Empfängers und verursacht dann ein langes Zeitintervall T_s des angesteuerten Sockels. Damit erhält die Zentrale eine Quittung, dass der Steuerpuls korrekt empfangen wurde. Offenkundig dient also die Schaltung der Fig. 6 im beschriebenen Beispiel zur gezielten Rückstellung von alarmierten Meldereinsätzen ME. Selbstverständlich kann die Empfangsschaltung auch zur Auslösung verschiedenster Funktionen herbeigezogen werden, insbesondere auch zur Ansteuerung von Relais-zwecks Bekämpfung von Gefahrensitua- tion.en. Beim Stand der Technik werden für Steuerfunktionen separate Leitungen benützt. Das hier beschriebene Ueberwachungssystem spart somit wesentlich an Installationsmaterial.

[0032] Zum Verständnis der Funktionsweise der Empfangsschaltung (Fig. 6) sei angenommen, dass der Speicherkondensator C14 über D12 und R59, R60 auf seine normale Betriebsspannung aufgeladen sei. Die momentane Spannung an "z" sei Null, entsprechend dem Niveau 11 im Abfragezyklus (Fig. 2, 3). Der Transistor T33 leitet wegen der Basisansteuerung über R56, R58, während T34 über R61 gesperrt ist. Somit sind auch T35 und T36 nicht leitend. Der Kondensator Cll hat sich über R51, R52 soweit entladen, dass T31 sperrt. Solange Null-Spannung an "z" liegt, sperrt auch T32. C12 ist via R55 entladen und an C13 liegt eine vom Spannungsteiler R56, R58 bestimmte Spannung.

[0033] Sobald die Abfragespannung (9) an diesem Melder liegt, lädt sich Cll über R51 auf, und T31 wird nach einiger Verzögerungszeit leitend..Während dieser Verzögerungszeit bleibt T32 gesperrt. Die Spannung an C12 steigt rasch an, wobei sich C13 auch rasch auf einen hohen Teil dieser Spannung auflädt. Wenn nun ein Steuerpuls 8 an "z" auftritt, wirkt T32 als Emitterfolger und die Spannung an C12 sinkt rasch auf die Spannung des Steuerpulses ab, während sich die Spannung an C13 wegen der hohen Widerstände R56, R58 nur langsam ändern kann. Demzufolge wird die Spannung am Knoten R56, R58, C13 soweit positiv, dass T33 sperrt. Sobald aber T33 sperrt, wird die Kippstufe T34, T35 via T34 von R60, R61 aus leitend gemacht. Demzufolge schaltet auch der Ausgangstransistor T36 durch. Das Zeitglied R62, C16 dient im wesentlichen zur Aufrechterhaltung der Speisespannung über der Kippstufe auch während der Dauer des Steuerpulses, wo die Spannung am Punkt "z" auf Null absinken kann. Die Elemente R63-R66,,C15 heben die Störsicherheit an. Es ist klar, dass der Steuerpuls die Kippstufe nur dann einschalten kann, solange T31 sperrt, d.h. der Steuerpuls muss während der Verzögerungszeit, gebildet durch Cll, R51, R52, anstehen. Zu allen anderen Zeiten bleibt der Steuerpuls unwirksam. Dies ist äusserst wichtig, damit einzelne Melder selektiv von der Zentrale aus angesteuert werden können.

[0034] Vollständigkeitshalber sei erwähnt, dass durch geringfügige Modifikation der Schaltung (Fig. 6), z.B. mehrere rasch aufeinanderfolgende Steuerpulse empfangen und gezählt werden können, um z.B. verschiedene Funktionen, je nach der Anzahl der Steuerpulse, wahlweise auszuvösen. Ebenso können auch andere in der Fernwirktechnik gebräuchliche Merkmale der Steuerpulse (z.B. Breite, Höhe, Frequenz) zur differenzierten Auslösung von Steuerfunktionen benützt werden.

[0035] Die Figur 7 zeigt die Anordnung, dass mehrere Meldereinsätze ME1, ME2 bis MEn prallel an die Klemmen la und 4a (Fig. 4) eines Meldersockels Fl oder F2 bis Fn angeschlossen sind, der wiederum kettenförmig an der Zentrale 7 mit ihrer Auswerteeinheit 71 liegt. Im Meldersockel F ist die elektronische Schaltung B der Figur 4 mit oder ohne Kombination der Figur 5 angeordnet, was durch die Schalter Sl, S2, Sn angedeutet ist. Die Wirkungsweise ist dieselbe wie bei der Anordnung der Figur 1. Selbstverständlich sind die Zustände der parallel an die Klemmen la und 4a angeschlossenen Meldereinsätze ME jetzt nicht mehr einzeln bekannt. Weil die Meldereinsätze in den Zuständen Ruhe, Warnung, Alarm und Störung aber stark verschiedene Impedanzen über ihre Klemmen la und 4a schalten, , detektiert der Sockel F praktisch den Melderzustand mit der niedrigsten Impedanz. Dieser Zustand wird dann über die Schaltung B im Sockel F an die Zentrale übermittelt. Die Figur 7 soll die Vielfältigkeit in der Anordnung der Melder darlegen.

[0036] Die Figur 8 zeigt die Anordnung der elektronischen Schaltung B von Figur 4 in einem Verbindungsstück V zwischen dem Meldereinsatz ME und dem Meldersockel F. Dies ist besonders für solche Ueberwachungsanlagen notwendig, die unter Beibehaltung der alten Sockel und Leitungsführung modernisiert werden sollen.

[0037] Die Figur 9 zeigt die Anordnung der elektronischen Schaltung B von Figur 4 im Meldereinsatz ME, der am Meldersockel F angeordnet ist. Diese Melder können ohne weiteres in bereits bestehende Ueberwachungsanlagen eingesetzt werden.

[0038] In Figur 10 ist dargestellt, wie der in der Auswerteeihheit 71 benützte Bereich für die Melderzeiten in "Gut"- und "Schlecht"-Bereiche unterteilt wird. Bei t = 0 in Fig. 10 werde eine Schaltung B an Spannung gelegt. Nach einer bestimmten Zeit T resp. T ' wird der Strompuls 10 erzeugt. Fällt die erfasste Melder T_n resp. T_n' (entsprechend t₁, t₂₁ t₃, t₄, t'₃ der Figuren 2 und 3) in einen Gut-Bereich (TR, TA, TS), so wird je nach dem auf Funktionsbereitschaft, Warnung, Alarm oder Störung des Melders entschieden. Fällt eine Melderzeit ausser Toleranz, d.h. in einen der verbotenen Schlecht-Bereiche (TF1, TF2, TF3, TF4), so kann selektiv auf eine Störung in der elektronischen Schaltung B (z.B. Komponenten-ausser Toleranz) oder auf einen Störeinfluss auf die Melderlinie 1, 4, 5 (z.B. elektromagnetische Störungen) geschlossen werden. Die Auswerteeinheit 71 enthält einen nicht dargestellten Mikroprozessor, der die Zeiten t₁, _t2, t₃, t'₃, t₄ der Zustände der Melder und Verbindungen mit den programmgespeicherten "Gut"- und "Schlecht"-Zeit-Bereichen vergleicht. Nicht nur die Melder der Figuren 1, 7, 8, 9 und die Steuereinheit der Figur 6, sondern auch die elektronische Schaltung B der Figuren 4 und 5 und sämtliche Leitungen zwischen den Meldern, Steuereinheiten und der Zentrale 7 werden dauernd überwacht. die Uebertragungssicherheit wird dadurch wesentlich verbessert.

[0039] _Fig. 11 zeigt eine einfache Ausführung der Zentrale 7 mit der Auswerteeinheit 71. Dabei übernimmt der Mikroprozessor alle notwendigen Steuer- und Ueberwachungsfunktionen. Die Figur ist aufgeteilt in eine Schaltung für die Spannungs-Steuerung 73 und die Stromauswertung 72 sowie eine Linien-Umschalteinrichtung 74. Die Linienspannung wird über den Programmier-Eingang des Spannungsreglers-IC's (z.B. LM 304) ausgeführt. Wird der Transistor T41 über den Prozessor-Ausgang _I angesteuert, ist U_Linie = 0. Ist weder T41 noch T40 angesteuert, bzw. in leitendem Zustand, wird durch R70 die Spannung 13 (Fig. 3) eingestellt. Bei durch H angesteuertem Transistor T40 werden R70 und R71 prallel geschaltet. Es wird die Abfragespannung 9 (Fig. 3) erzeugt.

[0040] Die Strommessung erfolgt in bekannter Art, über einen mittels R72 bis R76 als Komparator geschalteten Operationsverstärker OP1 dessen Ausgang Up mit einem Eingang des Mikroprozessors verbunden ist. Dieser Prozessor kann nun die Zeiten t_l, t₂ etc. messen und sie einem der in Fig. 10 dargestellten "Zeitfenster" (T_R, T_A , T_S, T_F1 bis T_F4) zuordnen und so bestimmen, in welchem Zustand sich jeder einzelne Schalter bzw. jeder Melder, befindet.

[0041] Im rechten oberen Teil der Fig. 11 ist noch eine Umschaltvorrichtung gezeigt, die dazu dient, mit Hilfe eines Relais, die Meldelinie entweder von vorne Al oder von hinten A2 abzufragen. Dies ist dann sehr nützlich, wenn auf der Linie ein Kurzschluss oder ein Unterbruch eingetreten ist.

Ansprüche

l. Ueberwachungsanlage mit mehreren, kettenförmig an einer Meldelinie liegenden Meldern, die an einer Zentrale (7) mit einer Auswerteeinheit (71) angeschlossen sind, bei denen je ein Serienschalter (S) durch einen Sprung, der von der Zentrale (7) erzeugten Abfragespannung auf einen ersten Wert (11) geöffnet wird, und der Serienschalter durch einen Sprung der gleichen Abfragespannung auf einen zweiten Wert (9) und nach einer vom Melderzustand bestimmten Zeit (t) zum nächsten Melder oder Steuereinheit durchschaltet, dadurch gekennzeichnet, -dass ein elektronischer Schaltungsteil (B) vorgesehen ist, der elektrische Signale (10) mit den Melderzustand charakterisierenden zeitlichen Abständen (t_l, t_2' t_3' t₄) erzeugt und zur Auswerteeinheit (71) gibt, die zur Ueberwachung des elektronischen Schaltungsteils (B) die elektrischen Signale (10) nur in bestimmten Zeitbereichen (TR, TA, TS) auswertet.

2. Ueberwachungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektronische Schaltungsteil (B) von der Zentralen-nahen über Leitungen (1, 4) oder von der Zentralen-fernen Seite über Leitungen (1, 5) her ansteuerbar ist.

3. Ueberwachungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Schaltungsteil (B) mindestens drei Zustände (z.B. Ruhe, Alarm, Störung) des Melders in Form der elektrischen Signale (10) an die Auswerteeinheit (71) der Zentrale (7) gibt.

4. Ueberwachungsanlage nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der elektronische Schaltungsteil (B) einen weiteren Zustand (z.B. Warnung mit gleicher Zeit (t'₃) wie der Zustand "Störung" zur Auswerteeinheit (71) überträgt.

5. Ueberwachungsanlage nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der elektronische Schaltungsteil (B) einen weiteren Zustand (z.B. Warnung) mit einer, von den anderen Zuständen verschiedenen Zeit zur Auswerteeinheit (71) überträgt.

6. Ueberwachungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektronische Schaltungsteil (B) die Melderzustände in Form von Amplituden der elektrischen Signale (10) und der zeitlichen Abstände (t₁, t₂, t₃, t₄) zur Auswerteeinheit (71) überträgt.

7. Ueberwachungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nur eine Zeit möglich ist und der elektronische Schaltungsteil (B) die Melderzustände in Form von Amplituden der elektrischen Signale (10) zur Auswerteeinheit (71) überträgt.

7a. Ueberwachungsanlage nach Ansprüchen 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der elektronische Schaltungsteil (B) die Melderzustände in Form von Pulsbreiten überträgt. ,

8. Ueberwachungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der auf die Abfragespannung (9) ansprechende Melder seinen Alarmindikator (L₁) nur bei einer bestimmt Aenderung der Spannung auf der Melderlinie (1, 4, 5) einschaltet.

9. Ueberwachungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die durch den Alarmindikator (L₁) verursachte Stromerhöhung (12) nur in einem bestimmten Zeitbereich beim Anlegen eines weiteren Wertes (13) der Melderlinien-Abfragespannung auf die Zentrale (7) zur Auswertung gelangt.

10. Ueberwachungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der elektronische Schaltungsteil (B) einen Stromkreis (T_11' C₄, R₂₃) enthält, der im Alarmzustand des Meldereinsatzes (MEl, ME2, MEn) die Leuchtdauer des Alarmindikators (L₁) und die Stromerhöhung auf der Melderlinie (1, 4, 5) zeitlich vom Ladungsbeginn des für die Stromversorgung des Meldereinsatzes und Schaltungsteils vorgesehenen Kondensators (C₁) durch die Zeit (Tv) trennt.

ll. Ueberwachungsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Verzögerung (_Tv) des Aufladens vom Speicherkondensator (C₁) nur dann erfolgt, wenn der Alarmindikator (L₁) nicht leuchtet.

12. Ueberwachungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der elektronische Schaltungsteil (B) einen Detektions-Stromkreis (R₁₈, R₁₉, D₁, D₂, T6) enthält; welcher einen Kurzschluss auf der Leitung zum nächsten elektronischen Schaltungsteil feststellt und die Durchschaltung des Serienschalters (S) verhindert.

13. Ueberwachungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektronischer Schaltungsteil (B) für mehrere Melder vorgesehen ist.

14. Ueberwachungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Serienschalter (S) des elektronischen Schaltungsteils (B) als ein oder zwei Feldeffekt-Transistoren (T₉, T₁₀, T₁₁) ausgebildet ist.

15. Ueberwachungsanlage nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrale (7) wäh- ^rend der aktiven Phase (^t_l, t₂, t₃) des elektronischen Schaltungsteils (B) und vor dem Durchschalten des Serienschalters (S) einen Steuerimpuls (8) aussendet, der vom elektronischen Schaltungsteil als Befehl für die Ansteuerung eines Relais (Z) erkannt wird, welches Relais Gegenmassnahmen bei Alarm oder Störung einleitet.

16. Ueberwachungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrale (7) wäh- ^rend der aktiven Phase (t_l, t₂, t₃) des elektronischen Schaltungsteils (B) und vor dem Durchschalten des Serienschalters (S) einen Steuerimpuls (8) aussendet, der den Melder in einen der diskreten Melderzustände versetzt.

17. Ueberwachungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrale (7) während der aktiven Phase (t_l, t₂, t₃) des elektronischen Schaltungsteils (B) und vor dem Durchschalten des Serienschalters (S) einen Steuerimpuls (8) aussendet, der den Alarmzustand des Melders zurückstellt.

17a. Ueberwachungsanlage nach Ansprüchen 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, die aufgrund einer vorprogrammierten Folge von Steuerimpulsen differenzierte Steuerfunktionen bei der Abfrage der Melder ME1 bis MEn auslösen.

18. Ueberwachungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der elektronische Schaltungsteil (B) im Meldersockel (F) oder in einem Verbindungsstück (V) eingebaut ist.

19. Ueberwachungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einschalten einer Leuchtdiode (L₁) und/oder eines Relais (Y) für die Gegenmassnahmen im Falle einer Alarm- oder Störungsmeldung ein Stromkreis (T₁, D₈; L₁) zwischen den beiden Speiseleitungen (1, 4) angeordnet ist.

Zeichnung