Устройство для приема и передачи сигналов контроля от датчиков

 

Изобретение относится к технике передачи информации и может быть использовано в системах телесигнализации и телеконтроля распределительных сетей промышленных предприятий. Цель изобретения - расширение области применения путем передачи различных видов параметров от датчиков с учетом их приоритета. Устройство содержит в каждом передающем блоке первую группу датчиков, вторые группы датчиков, первый коммутатор, вторые коммутаторы, шифратор, формирователь амплитуды сигналов , генератор тока, элемент сравнения, первый, второй и третий счетчики, первый и второй триггеры, первый, второй, третий и четвертый элементы И и генератор тактовых импульсов, в каждом приемном блоке - ключ, датчик тока, дешифратор, формирователь импульса, группу формирователей импульса , элемент НЕ, первый и второй счетчики , первый и второй элементы И, группу элементов И, триггер, распределитель импульсов , блок памяти, генератор импульсов и блок индикации. Устройство осуществляет передачу информации контроля сдатчиков , установленных в распределительных сетях промышленного предприятия. 2 ил. S (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1418793 А1 (51) 4 (л 08 С 19/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4218220/24-24 (22) 30.01.87 (46) 23.08.88. Бюл. № 31 (72) В. К. Канагин, К. Е. Палей и Е. В. Савин (53) 621.398 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 875430, кл. G 08 С 19/28, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА И ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛОВ КОНТРОЛЯ ОТ ДАТ-ЧИКОВ (57) Изобретение относится к технике передачи информации и может быть использовано в системах телесигнализации и телеконтроля распределительных сетей промышленных предприятий. Цель изобретения — расширение области применения путем передачи различных видов параметров от датчиков с учетом их приоритета. Устройство содержит в каждом передающем блоке первую группу датчиков, вторые группы датчиков, первый коммутатор, вторые коммутаторы, шифратор, формирователь амплитуды сигналов, генератор тока, элемент сравнения, первый, второй и третий счетчики, первый и второй триггеры, первый, второй, третий и четвертый элементы И и генератор тактовых импульсов, в каждом приемном блоке— ключ, датчик тока, дешифратор, формирователь импульса, группу формирователей импульса, элемент НЕ, первый и второй счетчики, первый и второй элементы И, группу элементов И, триггер, распределитель импульсов, блок пам яти, генератор им пульсов и блок индикации. Устройство осуществляет передачу информации контроля с датчиков, установленных в распределительных сетях промышленного предприятия. 2 ил.

1418793

Изобретение относится к технике пере,:дачи информации и может быть использова. ;но в системах телесигнализации и телеконт роля распределительных сетей промышлен. ных предприятий.

Цель изобретения — расширение области применения путем передачи различных видов параметров от датчиков с учетом их приоритета.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — временная диаграмма, поясняющая работу устройства.

Устройство содержит в каждом передающем блоке первую группу датчиков 1, — 1„, вторые группы датчиков 2„, — 2,„...2„„— 2„,„; первый коммутатор 3, вторые коммутаторы

4,— 4 ; шифратор 5, формирователь 6 амплитуды сигналов, генератор 7 тока, эле, мент 8 сравнения, первый, второй и третий, счетчики 9 — 11, первый и второй триггеры 12 и 13, первый, второй, третий и четвертый элементы И 14 — 17 и генератор 18 тактовых импульсов, в каждом приемном бло; ке — ключ 19, датчик 20 тока, дешифратор

21, формирователь 22 импульса, группа формирователейй 23, — 23,„им пульса; элемент Н E

24, первый и второй счетчики 25 и 26, первый и второй элементы И 27 и 28, группа элементов И 29, — 29„; триггер 30, распределитель 31 импульсов и блок 32 памяти, генератор 33 импульсов и блок .34 индикации, контрольные точки 35 — 43.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 33 импульсов, генерирующий прямоугольные импульсы частотой f, управляет силовым электронным ключом L9. Ключ на время своего замкнутого состояния подключает активное сопротивление 20 к источнику питания И„. В линии связи возникает ток, протекающий по цепи: И„, датчик 20 тока, ключ 19, генератор тока 7 и формирователь 6 амплитуды сигналов, выполненный в виде резистивной матрицы. Сигнал в линии связи (точка 35) имеет вид импульсов с частотой f, причем величина тока определяется состоянием ключей формирователя 6 амплитуды сигналов. Генератор 7 тока необходим для преобразования напряжения источника И„ в ток, величина которого зависит от сопротивления формирователя 6.

Ключами формирователя 6 аплитуды сигналов управляет шифратор 5, который имеет

m+ 1 входов (по числу контролируемых параметров). Определенной комбинации логических сигналов на входе шифратора соответствует определенное эквивалентное сопротивление формирователя 6 амплитуды сигналов. Следовательно, определенному параметру контролируемого оборудования соответствует определенная амплитуда импульсов в линии связи (точка 35). Входы шифратора 5 с 1 по m — это входы от датS

2Ü

45 зо

35 чиков, контролирующих состояние электрооборудования типа «Включено — выключено» (вторые группы датчиков). В качестве датчиков 2 этих параметров служат блокконтакты коммутационных аппаратов. Таком образом, датчики 2 контролируют включенное или выключенное состояние электрооборудования, срабатывание защит и др.

Вход m шифратора — это вход от датчиков, контролирующих состояние изоляции электрооборудования (первая группа датчиков).

В качестве датчиков, контролирующих недопустимое снижение изоляции, служат датчики 4, которые содержат трансформаторы тока и напряжения нулевой последовательности, низкочастотные фильтры и логические элементы, формирующие сигнал на выходе датчика только в случае определенных фазовых соотношений между током и напряжением. Количество датчиков 1 по каждому параметру и датчиков 2 соответствует количеству охваченного для контроля электрооборудования на данной подстанции. Датчики

1 и 2 подключаются соответственно к коммутаторам 3 и 4. Так как контроль за состоянйем изоляции оборудования является наиболее важным из всех контролируемых параметров, устройство выполнено с приоритетом контроля за состоянием изоляции путем различного подключения коммутаторов 3 и

4 к шифратору 5.

Передающий блок работает следующим образом.

Второй счетчик 10 с емкостью счета, равной удвоенному количеству контролируемого оборудования (т.е. 2п), считает импульсы линии связи частотой генератора f. Импульс переполнения второго счетчика 10 через четвертый элемент И 17 поступает на первый вход третьего счетчика 11 с емкостью счета и. Условием поступления этого импульса является отсутствие сигнала о снижении изоляции, т.е. отсутствие сигнала на выходе коммутатора 3, а значит, наличие сигнала на инверсном выходе триггера 13. Счетчик 11 управляет коммутаторами 4 таким образом, что сигналы с датчиков 2 коммутируют на входы шифратора последовательно с частотой импульсов переполнения второго счетчика 10. Таким образом, на входах шифратора на время заполнения второго счетчика 10t =2п/f имеется информация о всех контролируемых параметрах конкретного оборудования. «Обегание» всего оборудования происходит за время, равное времени заполнения третьего счетчика 11 импульсами переполнения второго счетчика

10. Шифратор имеет вход стробирования или вход разрешения нашифрацию, которым управляет первый триггер 12. Сигнал стробирования формируется при совпадении кодовых комбинаций счетчиков 10 и 11 через первый вход первого триггера 12 и снимается

1418793

3 при поступлении на его второй вход импульса переполнения от второго счетчика 10.

Следовательно, время включения в линию связи эквивалентного сопротивления формирователя 6 амплитуды сигналов зависит от номера контролируемого оборудования и его максимальной величины t„ =n(f) для последнего п-го оборудования. Таким образом, если принять время t=2n/f за время цикла обегания конкретного оборудования, то количество импульсов за этот период в линии связи частотой f говорот о номере контролируемого оборудования, а их амплитуда — о конкретном параметре (или комбинации параметров) данного оборудования. Следовательно, формирование серии импульсов определенной амплитуды в линии связи происходит за первую половину цикла облегания, т.е. за t = n/1.

Работа передающего блока рассмотрена при отсутствии сигнала о недопустимом снижении изоляции оборудования. Если такой сигнал появился на каком-то конкретном оборудовании, то вступает в действие схема приоритета. Коммутатор 3, производящий «обегание» оборудования по параметру «Изоляция» (параметр m) и аналогичный коммутаторам 4, управляется первым счетчиком 9 с емкостью счета и (по количеству оборудования) . В качестве счетных используются импульсы тактового генератора 18 с частотой следования много выше, чем частота генератора ЗЗ (т.е. f, » f ). Более высокой частота генератора 18 выбрана для обеспечения оперативности контроля по данному параметру. Импульсы на первый счетчик 9 от генератора 18 поступают на первый элемент И 14, который управляется триггером

12. При появлении сигнала о снижении изоляции второй триггер 13 запрещает прохождение счетных импульсов на первый счетчик 9, и на выходе последнего появляется кодовая комбинация, соответствующая номеру оборудования, где нарушена изоляция.

Одновременно второй триггер 13 через четвертый элемент И 17 запрещает прохождение импульса переполнения второго счетчика

10 на третий счетчик 11, а через третий элемент И 16 первый же импульс переполнения производит параллельную запись кодовой комбинации первого счетчика 9 в третий счетчик 11. Этот же импульс через элемент

И 15 подключает сигнал о наличии нарушенной изоляции к последнему входу шифратора 5 (вход m+ l шифратора) . При совпадении кодовых комбинаций второго и третьего счетчиков 10 и 11 (в которых теперь записан номер оборудования с нарушенной изоляцией) формируется сигнал строоирования шифратора. В дальнейшем принцип действия схемы аналогичен описанному. К линии связи подключается эквивалентное сопротивление, соответствующее параметру

«Изоляция». Схема приоритета работает до тех пор, пока не исчезнет сигнал о нарушении изоляции (т.е. пока не произойдет отключение поврежденного оборудования) .

В приемном блоке к датчику тока (точка

35) 20 подключен дешифратор 21, представляющий собой многоуровневый компаратор с количеством уровней срабатывания. гп+1.

Первый выход дешифратора — это уровень минимальной амплитуды импульсов B точке

35. Он соответствует такому состоянию формирователя 6 амплитуды сигналов передаюnumего блока, при котором на входах шифратора 5 отсутствуют сигналы датчиков и, таким образом, контролируется само наличие подключения к оборудованию конкретной подстанции (контроль целостности линии связи). Остальные выходы дешифратора с

1 по m соответствуют определенному параметру оборудования или комбинации параметров. определяемых датчиками 1 и 2 передающего блока.

Приемный блок работает следующим образом.

Первый счетчик 25 с емкостью счета 2п считает импульсы генератора 53 импульсов, т.е. время его заполнения равно времени цикла «обегания» (по аналогии с вторым счетчиком 10 передающего блока). Первый счетчик 25 подключен к распределителю 31 импульсов, который формирует на своих выходах четыре последовательности импульсов «38, 39, 40, 41» во второй половине цикла «обегания». На фиг. 2 показаны эпюры им пульсов. Э пюра «36» показывает. импульсы генератора 33. где t =2n,, f — цикл

«обегания» или время заполнения счетчиков

10 и 25, промежуток времени 0 — t, =пав первая половина цикла «обегания», в течение которой в точке 35 линии связи формируется серия импульсов определенной амплитуjû (информация о контролируемом оборудовании) . На эпюре «37» показан пример такой серии для оборудования под номером пять (серия из пяти импульсов определенной амплитуды). На соответствующих выходах дешифратора 21 формируется такая же серия импульсов. Из этих серий импульсов формирователи 22 и 23 импульса формируют сигналы длительностью более

t, = и/f. Это необходимо для обработки полученной информации приемным блоком во вторую половину цикла «ооегания», т.е. в промежуток времени t, — t . Таким образом, формирователи 22 и 23 импульса являются элеме» тами кратковременной памяти. Для последующей обработки информации используются импульсы управления распределителя 31 импульсов. Причем импульс

«38» разрешает прохождение информации о параметрах контролируемого оборудования (выходы 1...ITI дешифратора) на первую группу входов через блок 32 памяти, группу

1418793

5 элементов И 29. Импульс «39» записывает эту информацию в блок памяти через второй элемент И 28. Причем импульс записи формируется только по окончанию действия кратковременной памяти на формирователе

22 импульса. Этим обуславливается требование к длительности импульса «40», дли.тельность которого должна быть больше t,, ; но меньше t > t ) t Серия импульсов с первого выхода дешифратора через первый элемент 27. которым управляет триггер

30, проходит на второй счетчик 26. С выхода счетчика 27 кодовая комбинация, соответствующая номеру контролируемого оборудования, импульсов «39» также записывается в блок 31 памяти. Инвертор 24 необ15

; .ходим для улучшения помехозащищенности, так как при наличии помехи в линии связи записи контролируемой информации в блоке 32 памяти не произойдет. Импульс, «40» устанавливает счетчик 26 в исходное состояние. а импульс «41» устанавливает 20

; в нулевое состояние триггер 30 и через него, первый счетчик 25. Триггер 30 служит для синхронизации работы передающего и приемного блоков, а также для увеличения IIoмехозашишенности устройства. Требование к длительности импульса «43» формирователей 23 менее жесткое, чем к импульсу «42»

t, ) t,> t . Таким образом, в г1ервую половину цикла «обегания» (0--1, ) приемным блоком формируется информация в линии связи о контролируемом оборудовании, а 30 во вторую половину этого цикла (т,— t ) идет ее обработка приемным блоком. Выход блока 32 памяти всех приемных блоков устройства подключены к блоку 34 индикации.

Схемное выполнение контроля приори тетного параметра позволяет выявить снижение изоляции электрооборудования па ранней стадии, т.е. когда замыкание на землю имеет неустойчивый характер, что позволяет делать подсчет одиночных замыканий. Задержка отображения результатов контроля зависит от частоты тактового генератора и числа контролируемого оборудования конкретной подстанции. В данном случае при частоте тактового генератора 45

f = 30 КГц максимальная задержка приоритетного параметра 7, 10 мс, а остальных — 500 мс.

Устройство может быпгь использовано на всех крупных промышленных предприятиях.

Формула изобретения

Устройство для приема II перЕдачи си.палов контроля от датчиков, содержашес в каждом передающем блоке первую:, руину датчиков. выходы которых подкл о ень к входам первой группы входoB первого комму. татора, первый счетчик, выходы которого подключены к входам второй группы входов первого коммутатора, вторзй счетчик, последний выход которого подключен к первому входу первого триггера, генератор тактовых импульсов, линия связи, в каждом приемном блоке — первый счетчик, формирователь импульса и триггер, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения путем передачи различных видов параметров от датчиков с учетом их приоритета, в него введены в каждый передающий блок — вторые грхгппы датчиков, вторые коммутаторы, шифратор, формирователь амплитуды сигналов, генератор тока, элемент сравнения, третий счетчик, второй триггер, первый, второй, третий и четвертый элементы И, выход генератора тактовых импульсов подклк)чен к первому входу первого элемента И, выход которого подключен к входу первого счетчика, выходы которого подключены к входам группы входов третьего счетчика, выходы датчиков вторых групп подключены к входам первых групп входов вторых коммутаторов соответственно, выходы второго счетчика подключены к входам первой группы входов элемента сравнения, выходы третьего счетчика подключены к входам вторых групп входов вторых коммутаторов и к входам второй группы входов элемента сравнения. выход которого подключен к второму входу первого триггера, выход которого подключен к входу стробирования шифратора, выходы вторых коммутаторов подключены к информационным входам шифратора, кроме последнего, выход которого подключен к первому входу формирователя амплитуды сигнала, выход которого через генератор тока объединен с входом второго счетчика и подключен -к входу линии связи, второй вход формирователя амплитуды сигнала подключе к шине нулевого потенциала, выход первого коммутатора подключен к входу второго триггера, прямой выход которого подключен к первым входам второго и третьего элементов И, инверсный выход второго триггера подключен к второму входу первого элеменга И и к первому входу четвертого элемента И, выход которого подключен к первому входу третьего счетчика, последнии выход второго счетчика подключен к вторым входам второго, третьего и четвертого элементов И, выход второго элемента

И подключ H к послед н му информационному входу шифра-ора, выход третьего элемента И подключен к третьему входу третьего счетчика, в каждь|й приемный блок-ключ, дат шк тока, дешифратор, группа формирователей импульса, элемент НЕ, второй счетчик, первый и второй элементы И, группа элемеHTÎB И, распределитель импульсов, б. ок памяти, генератор импульсов и блок индика,:ги. I, первый вывод датчика токз и

14

7 вход дешифратора объединены и подключены к выходу ключа, первый выход дешифратора подключен к первым входам триггера и первого элемента И и через формирователь импульса и элемент НЕ к первому входу второго элемента И, выход которого подключен к входу блока памяти, остальные выходы дешифратора, кроме первого, через соответствующие формирователи импульса группы подключены к первым входам элементов И группы элементов И, выходы которых подключены к входам первой группы входов блока памяти, выход триггера подключен к второму входу первого элемента

И и к первому входу первого счетчика, выходы которого подключены к входам распределителя импульсов, первый выход которого подключен к вторым входам элемен18793

8 тов И группы элементов И, второй, третий и четвертый выходы распределителя им пульсов подключены к второму входу второго элемента И, к первому входу второго счетчика и к второму входу триггера соответственно, выход первого элемента И подключен к второму входу второго счетчика, выходы которого подключены к входам второй группы входов блока памяти, первый вход ключа подключен к выводу линии связи, вторые выводы датчиков тока каждого приемного блока объединены и являются входом питания устройства, вторые входы ключей и первых счетчиков каждого приемного блока объединены и подключены к выходу генератора импульсов, выход блока памяти каждого приемного блока подключен к соответствующему входу блока индикации.

Фиг. У

1418793

Составитель И. Кузнецов

Редактор С. Г1атругпева Техред И. Верес Корректор A. Обруча р

Заказ 4160j50 Тираж 558 Подписное

ВНИИГ1И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва. Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4