Устройство для приема и передачи сигналов

 

8) ; I

Л. В. Петров (72) А втор. изобретения г

Всесоюзный заочный политехнический институт (1I ) Заявитель (54-) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА И ПЕРЕДАЧИ

СИГНАЛОВ

Изобретение относится к телемеханике и предназначено для использования в комплекте многопроводной временной сис- темы ТУ-ТС для установки на контролируемых пунктах.

Известны многопроводные временные системы телемеханики, которые содержат обший диспетчерский пункт (ДП), контролируемые пункты (КП) и многопроводную линию связи (ЛС) между ДП и КП.

По этой линии от ДП на КП передают с временным разделением адресные сигналы избирания и сигналы телеуправления, а от

КП на ДП вЂ” сигналы телесигнализации.

Все сигналы являются импульсными и могут отличаться друг от друга длительностью, полярностью и амплитудой (1 j.

Недостатком этих устройств является отсутствие возможности управления двухm позиционными объектами.

Наиболее близким ло технической суш: ности к предлагаемому является устройство для приема и передачи телесигналов, которое содержит первые усилители, подключенные к линии связи, выходы двух усилителей подключены к соответствуюшим входам первого и второго элементов И, выход, третьего усилителя соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и через второй элемент ИЛИ подключен к первому входу второго элемента НЕ, выход первого элемента ИЛИ через первый элемент НЕ соединен с выходом первого элемента И, первый элемент задержки, выход второго элемента задержки через усилитель и через три параллельных цепи последовательно соединенных резисторов, диодов и контакты датчиков телесигнализации подключен к проводам линии связи, электромагнитное реле и источник питания Е21.

Недостатком известного устройства .является отсутствие возмсвкности телеуправления двухпозиционными объектами, что ограничивает ею функциональные возможностии.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для приема и передачи сигналов, содержащее первый, второй и третий усилители, входы которых подключены к проводам линии связи, выходы первого и второго усилителя подключены к соответствующим входам первого и второго элементов И, выход третьего усили- 10 теля соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и через второй элемент

ИЛИ подключен к первому входу второго элемента НЕ, выход первого элемента ИЛИ через первый элемент НЕ соединен с вы- 15 ходом первого элемента И, первый элемент задержки, выход второго элемента задержки через усилитель и через три параллельных цепи последовательно соединенных резисторов, диодов и контак- 20 ты телесигнализации подключен к проводам линии связи, электромагнитное реле и источник питания, введены R5 -триггер, Т-триггер, третий элемент задержки, элемент ЗАПРЕТ, первый и второй 25 инверторы, выход первого элемента И соединен с R -входом R5 -триггера, через первый элемент задержки — с первым ь -входом R5 -триггера и с

К вЂ” входом Т-триггера и через третий 30 элемент задержки - с первым входом элемента ЗАПРЕТ, выхоцы вторых элементов И и НЕ объединены и подключены к второму входу . 5 R5 -триггера и к второму входу элемента ЗАПРЕТ, выход которого соединен с Т-входом Т-триггера, выход Т-триггера подключен к входу первого инвертора, первый выход которого через обмотку реле соединен с положительной клеммой источника пита- 40 ния, второй выход первого инвертора объединен с выходом второго инвертора и через контакт реле подключен к отрицательной клемме источника питания, выход второго элемента И соединен с входами второго элемента задержки и второго инвертора, выход RS -триггера подключен к второму входу первого элемента ИЛИ и к входам питания вторых элементов И и HE.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — диаграмма его работы; на фиг. 3 — принципиальная схема устройстBG.

Устройство содержит провода линии связи 1-4, усилители 5-7, первый элемент И 8, первый элемент ИЛИ 9, пер45 4 вый элемент HE 10, первый элемент 11 задержки, RS -триггер 12, второй элемент И 13, второй элемент ИЛИ 14, второй элемент НЕ 15, второй элемент

16 задержки, четвертый усилитель 17, резисторы 18, диоды 19, контакты датчиков телесигнализации 20, третий элемент 21 задержки, элемент ЗАПРЕТ 22, Т-триггер 23, первый 24 и второй 25 инверторы, обмотки реле 26, контакты реле 27 и 28.

На диаграмме (фиг. 2) показаны импульсы 29 и 30 на выходе усилителей 5 и 6, импульсы 31 и 32 избирания первой посылки, импульсы 33 телесигнализации, импульс 34 на R — входе RS триггера, импульс 35 на выходе RS- триггера, импульсы 36 и 37 на входе и выходе второго элемента И 13, импульсы

38 и 39 на входе и выходе элемента

ЗАПРЕТ, импульс 40 на выходе Т-триггера, импульс 41 срабатывания реле, 42 импульс на выходе элемента 11 задержки, 43, 44 и 45 импульсы при нарушении работы элемента И 8, элемента 11 задержки и RS -триггера 12.

Устройство работает следующим образом.

При работе в режиме телесигнализации для избирания КП используют параллельно-последовательный код. Он образуется двумя последовательными посылками коротких импульсов избирания, каждая посылка содержит одну из комбинаций параллельно-последовательного кода на все сочетания информационных проводов ЛС.

Поэтому в каждой адресной посылке импульсы избирания передаются одновременно или по одному, или по двум, или по трем проводам ЛС. На временной диаграмме (фиг. 2) показана комбинация импульсов избирания„соответствующая сочетаниям 1 10 и 1 1 О, т. е. импульсы избирания и первой. и второй посылок передаются только по проводам 1 и 2 линии связи.

Из проводов ЛС положительные импульсы избирания поступают на входы эмиттерных повторителей 5-7 (в конкретном случае, рассматриваемом для примера в данной заявке, — только на входы повторителей 5 и 6), На выходе повторителя 5 формируются положительные импульсы 29, на выходе повтбрителя 6 — импульсы 30. На фиг. 2 показаны импульсы избирания первой посылки

31 и второй посылки 32 на выходах повторителей, здесь также показаны импульS 9725 сы 33 телесигнализации, формируемые в устройстве после приема импульсов избирания.

С вью;ода повторителей 5 и 6 положительные импульсы 31 первой посылки по- S ступают на вход приемника первой посыл- ки, который содержит элементы 8-12, и на вход приемника второй посылки, в котором использованы элементы 13-15. В приемниках импульсы 31 поступают на входы первого элемента И 8 и второго элемента И 13.

В зависимости от адреса, присвоенного данному КП, элементы И 8 и И 13 могут иметь три, два (как в рассматри- ваемом конкретном случае) или один вход.

В исходном состоянии потенциалы на выходах элементов И 8 и И 13 равны нулю. При поступлении на входы И 8 им- 0 пульсов 3 1 пе рвой посылки на выходе элемента формируется также положительный импульс 34, который подается на

Я -вход триггера 12. Приемник второй посылки от приема импульсов первой посылки защищен.

В исходном состоянии на инверсном выходе триггера 12 напряжение равно нулю. Задним, отрицательным фронтом импульса 34 триггер переключается. На ин- З0 версном выходе триггера формируется положительный импульс 35, который используется для питания вторых .элементов И 13 и HE 15 в приемнике второй посылки, а также для защиты криемника первой посылки от приема импульсов избирания второй посылки.

Импульсы 32 избирания второй посылки поступают на входы приемников первой и второй посылок. Приемник пер- 40 вой посылки от приема импульсов 32 за. шишен. В приемнике второй посылки импульсы 32 поступают на входы второго элемента И 13, на выходе которого при этом формируется положительный импульс 36.

Он подается на второй 5 -вход триггера 12, задним фронтом импульса 36 триггер вновь переключается, возвращаясь в исходное состояние и заканчивая формирование импульса 35.

Задним фронтом и.лпульса 36 запускается второй элемент 16 задержки, который формирует положительный импульс

37. Через усилитель 17 этоi импульс подается на параллельные цепи, состоящие из последовательно включенных развязывающих резисторов 18, диодов 19 и контактов датчиков телесигнализации

45 d

20 для передачи импульсов ТС в провода 1-3 линии связи.

При работе в режиме телеуправления или телеуправления и телесигнализации для избирания КП используют также параллельно-последовательный код, образованный двумя последовательными посылками. Импульсы первой посылки попрежнему короткие (фиг. 2, 31-1), но в отличие от импульсов при телесигнализации имп льсы второй посылки 32-1, 32-2 удлиненные и используются также для передачи cm налов телеуправления.

Для различения во второй посылке коротких импульсов 32 (которые после избирания КЛ должны вызывать только телесигнализ акцию) и длинных импульсов

32-1 и 32-2 телеуправления применены элемент ЗАПРЕТ 22 и третий элемент задержки 21. В исходном состоянии на управляющем входе элемента ЗАПРЕТ

22, соединечном с выходом элемента

И 13, напряжение равно нулю. На выходе элемента 21 и входе элемента ЗАПРЕТ в исходном состоянии ..меется положительное напряжение 38 и поэтому на выходе элемента ЗАПРЕТ напряжение

39 равно нулю.

В режиме телесигнализации элемент

ЗАПРЕТ не пропускает импульсы телеуправления на Т-триггер 23. После приема элементом И 8 импульсов первой посылки задним фронтом импульса

34 запускается третий элемент 21 временной задержки, который формирует отрицательный импульс 38. Он подается на запрещающий вход элемента ЗАПРЕТ 22 и запрещает прохождение на выход элемента 22 короткого импульса избирания

32 второй посылки. Длительность импульса 38 несколько (на 0,5... 1 мс) превышает сук.марную длительность паузы между импульсами и второго короткого импульса 32.

В оежиме телеуправления после приема элементом И 8 импульсов первой посылки формируется импульс 31-1, задним фронтом которого, кроме триггера

12, также запускается третий элемент

21 задержки. Он формирует отрицательный импульс 38-1 и на время сушествования этого импульса элемент ЗАПРЕТ закрывается, Но после окончания импульса 38-1 элемент ЗАПРЕТ открывается.

Поэтому большая часть длительного второго импульса избирания 36-1 пройдет на выход элемента ЗАПРЕТ 22, формируя импульс 39-1.

7 9725

Передним положительным фронтом импульса 39-1 переключается Т-триггер

23, формируя на выходе положительный импульс 40. Этот импульс подается на вход первого инвертора 24 и открывает его. Одновременно на вход второго инвертора 25 подается импульс 36-1 с выхода элемента И 13 и инвертор 25 также открывается. В реле 26, которое включено последовательно с инверторами

24 и 25, нарастает ток 41 и репе срабатывает. Контактом 28 включается телеуправляемый объект, контакт 27 шунтирует инвертор 25 и производит самоблокировку реле 26. Поэтому после окон- чания импульса телеуправления 32-1 и импульса 39-1 и закрывания второго инвертора 25 реле остается включенным.

B режиме телеуправления для выключения реле 25 и выключения телеуправ- 20 ляемого объекта необходимо вторично подать длинный импульс второй посылки, в нашем случае 32-2. Тогда на выходе элемента И 13 формируется импульс

36-2, который на выходе элемента ЗАП-

PET 22 вызывает импульс 39-2. Передним положительным фронтом этого импульса триггер 23 переключается в исходное состояние, прекращая формирование импульса 40. Поэтому инвертор 24 закрывается36 и выключает реле 26. Следовательно, для ! двухпозиционного телеуправления (включения и выключения) .телеуправляемого объекта необходимо дважды подать сигналы

ТУ в виде удлиненных импульсов избира- И ния второй посылки.

В режиме телеуправления после приема импульсов 31-1 первой посылки и импульсов 32-1 и 32-2 второй посылки на выходе элемента И 13 формируются 4Q импульсы 36-1 и 36-2. Задним фронтом этих импульсов запускается, как и в режиме телесигнализации, второй элемент

l6 временной задержки и формирует импульсы 37-1 и 37-2, которые могут использоваться для телесигнализации.

B предлагаемом устройстве предусмотрены несколько различных зашит от приема ложных сообщений.

Приемник первой посылки защищен от приема избыточных, а поэтому ложных для данного КП адресных комбинаций первой посылки (для КП с адресом 100 ложными будут комбинации 110, 101, 111, для нашего примера с адресом 110 лож$5 ной является комбинация 111 и т. д.).

Для за.циты применены первые элементы

ИЛИ 9 и НЕ 10, выход которого соеди

45 нен с выходом первого элемента И 8, в исходное состояние элемент HE 10 закрыт.

В зависимости от адреса данного КП с выходами повторителей 5, 6 и 7 соединяют три, два один вход элемента И 8.

Неиспользованные выходы повторителей соединяют со входами элемента ИЛИ 9, выход которого соединен с входом элемента HE 10.

При приеме истинной для данного КП адресной комбинации импульсы избирания поступают только на входы элемента И 8, формируя на его выходе положительный импульс. На входы элемента ИЛИ 9 в этом случае импульсы не приходят.

На приеме ложной комбинации часть импульсов избирания в соответствии с адресом данного КП поступает на входы элемента И 8. Избыточные положительные импульсы поступают на входы элемента

ИЛИ 9 и далее на вход элемента НЕ 10, открывая его. Поэтому на объединенных выходах И 8 и HE 10 напряжение остается нулевым, ложный импульс на выходе

И 8 не формируется.

Приемник первой посылки после приема импульсов первой посылки защищен от приема импульсов второй посылки.

После приема импульсов первой посылки и опрокидывания триггера 12 с выхода триггера подается положительный импульс

35 на вход элемента ИЛИ 9. Импульс проходит на вход элемента НЕ 10 и открывает его, запрещая прохождение через И 9 любых импульсов.

Приемник второй посылки защищен от приема импульсов первой посылки, так как питание на элементы И 13 и HE 15 подается от триггера 12 только после приема импульсов первой посылки.

Приемник второй посылки защищен от приема избыточных ложных адресных комбинаций импульсов второй посылки, для чего применены вторые элементы ИЛИ 14 и HE 15. Они работают аналогично элементам ИЛИ 9 и HE 10 в приемнике первой посылки.

Схема устройства рассчитана на последовательный прием сначала импульсов избирания первой посылки, установленной для данного КП, затем второй установленной для данного КП посылки. Однако при работе устройства возможен случай; когда некоторая вторая посылка импульсов избирания оказывается истинной для приемника первой посылки и принята им как первая посылка. Тогда на выходе первого

9 элемента И 8 формируется ложный импульс 43, задним фронтом которого переключается триггер 12.. Он разрешает работу приемника второй посылки, который принимает в качестве второй посылки некоторую первую посылку импульсов, предназначенную для другого КП и оказавшуюся истинной для данного КП. В результате нарушаются все временные соотношения, установленные в системе ТУ-TC, lO и происходит сбой ее работы.

Для защиты устройства от последствий приема приемником первой посылки, ложных для дайного КП импульсов второй посылки, применен первый элемент 15

11 задержки. Он запускается задним фронтом выходного импульса элемента

И 8 и формирует положительный импульс. длительность которого несколько (на

0,5...1 мс) больше суммарной длитель- щ ности паузы. между импульсами избирания и длительности коротких импульсов второй посылки,.но несколько (на 0,5...

1 мс) меньше длительности интервала, вьщеленного для передачи импульса ТС ЗЗ!5

Выход первого элемента 11 временной задержки соединеч с первым 5 -входом триггера 12.

При нормальной работе устройства и последовательном приеме им импульсов

31 первой посылки, а затем импульсов

32 второй посылки триггер 12 переключается задними фронтами этих импульсов.

К моменту окончания импульса 42, формируемого элементом 11 задержки, триг35 гер уже установлен в исходное состояние, при котором отрицательный перепад создаваемый элементом ll на первом

5 -входе, на триггер не действует.

При нарушении работы устройства и приеме приемником первой посылки импульсов второй посылки на выходе элемента И 8 формируется ложный импульс

43. Задним фронтом этого импу..ьса оппрокидывается триггер 12, формируя им45 пульс 45, и запускается элемент 11 задержки, формируя импульс 44. Задний фронт этого импульса подается на первый

5 -вход триггера и переключает; триг гер в исходное положение до прихода ближайшего импульса первой посылки

31-1. Поэтому питание на приемник второй посылки не подается и он не принимает никакие импульсы.

Импульсы с выхода элемента 11 задер-55 жки подается также на установочный R— вход триггера 23. Передний положительный фронт этого импульса гарантирует

45 правильную исходную установку триггера

23

3 и наличие нулевого потенциала на выходе триггера в исходном состоян;ш.

Таким образом, предлагаемое устройство для приема сигналов ТУ и передачи сигналов ТС, предназначенное для работы в комплекте многопроводной временной системы телемеханики, обеспечивает как телесигнализацию, так и двухпозиционное телеуправление, т. е. заключение и выключение телеуправляемого объекта.

Формула изобретения

I ..

Устройство для приема и передачи сигналов, содержащее первый, второй и третий усилители, входы которых подключены к проводам линий связи, выходы первого и второго усилителя подключены к соответствующим входам первого и второго элементов И, выход третьего усилителя соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и через второй элемент ИЛИ подключен к первому входу второго элемента НЕ, выход первого элемента ИЛИ через первый элемент HE соединен с выходом первого элемента И, первый элемент задержки, выход второго элемента задержки через усилитель и через три параллельных цепи последовательно соединенных резисторов, диодов и контакты датчиков телесигнализации подключен к проводам линии связи, электромагнитное реле и источник питания, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены Я5-триггер, Т-триггер, третий элемент задержки, элемент запрета, первый и второй инверторь, выход первого элемента И соединен с

-входом RS -триггера, через первый элемент задержки — с первым S -входом

R5 -триггера и с R -входом Т-триггера и через третий элемент задержки— с первым входом элемента ЗАПРЕТ, выходы вторых элементов И и HE объединены и подключены к второму входу 5

РЬ -триггера и к второму входу элемен» та ЗАПРЕТ, выход которого соединен с

Т-входом Т-триггера, выход Т-триггера подключен к входу первого инвертора, первый выход которого через обмотку реле соединен с положительной клеммой источника питания, второй выход первого инвертора объединен с вь xo;;oм второго инвертора и через контакт реле подключен к отрицательной клемме источника питания, выход второго элемента П соединен

12

11 с входами второго элемента задержки и второго инвертора, выход g5 триггера подключен к второму входу первого элемента ИЛИ и к входам питания вторых элементов И и HE.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ильин В. А. Телеконтроль и телеуправление. М., "Энергия", 1969, с. 288.

S 2. Авторское свидетельство СССР

% 752441, кл. G О8 С 19/16, 1978 (прототип).