Система шахтной телесигнализации с дистанционным питанием Советский патент 1986 года по МПК H04B3/50 

1

У|:тро:)с.тяо опгогнтся к шахтным телемеханическим системам с времениым разделением каналов и дистанционным питанием аппаратуры контро- лируемьтх пунктов по двухпроводной линии связи и может быть использовано для передачи информации о состоянии технологического продесса в шахте.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости системы при одновременном сокращении энергозатрат источника дистанционного питания.

На фиг. представлена структурная электрическая схема системы шахтной телесигнализации с дистанционным питанием; на фиг. 2 - эпюры напряжений, поясняющих работу предлагаемой системы.

Система шахтной телесигнализации дистанционн|)1м питанием содержит на пункте управления источник 1 переменного тока, диод 2, распределитель 3, инвертор 4, генератор 5 так товой частоты, первый ключ 6, блок 7 задержки, формирователь 8 импульсов, преобразователь 9 параллель- кода в последовательный, элемент ИЛИ 10, второй ключ 1), двухпроводную линию 12 связи, пороговый блок 13, блоки 14 совпадения, а на каждом контролируемом пункте - диодный мост 15, делитель 16 напряжения распределитель 17, транзисторы 18, резистор 19, первый дискриминатор 20 длительности импульсов, второй дискриминатор 21 длительности импульсов, дешифратор 22, ключ 23, RS-триггер 24, дополнительный делитель 25 напряжения.

Система шахтной телесигнализации с дистанционным питанием работает Следующим образом.

Передача информации с пункта управления на все параллельно подключенные к двухпроводной линии связи контролируемые пункты производится одновременно с подачей питания и тактовых импульсов при помощи источника 1 переменного тока, расположенного на пункте управления (фиг. 1)

Источник 1 переменного тока является управляемым с выходным переменным напряжением прямоугольной формы Он представляет собой источник пос- тоянного напряжения, которое преобразуется в диупо.пярное переменное напряжение и 11о;.1,.четгя в двухпровод

0

5

20

3

5

25

55

30

35

40

45

50

ную пинию 12 связи. Преобразование постоянного напряжения осуществляется по сигналу с выхода ключа 11, при этом наличие импульса на управляющем входе источника 1 переменного тока соответствует импульсу положительной полярности в двухпроводной линии 12 связи, а отсутствие импульса на угЕравляющем входе источника 1 переменного тока - импульсу отрицательной полярности (фиг. 2х, j). Последовательность тактовых импульсов с вьосода ключа 1 поступает на счетный вход распределителя 3 и первый вход преобразователя 9. Так как система имеет общий источник тактовых импульсов, распределитель 3 пункта управления и распределитель 17 каждого контролируемого пункта работают синхронно и синфазно.

Управляющие сигналы, передаваемые с пункта управления на контролируемые пункты, содержат номер контролиру- емого пункта (адрес), с которым предполагается обмен информацией, непосредственно информацию и сигнал циклической синхронизации для повьш1ения общей надежности системы при случайном сбое в работе одного из распределителей. Отличительными признаками управляющих сигналов в двухпроводной линии связи являются увеличение длительности тактового импульса в три раза, при этом сигнал циклической синхронизации передается импульсом положительной полярности, а остальная информация - импульсами отрицательной полярности.

Передаваемые сигналы формируются на пункте управления следующим образом.

Исходной частотой для работы всей системы является последовательность импульсов, формируемая генератором 5 тактовой частоты. При отсутствии передаваемой информации импульсы с выхода генератора 5 проходят элемент ИЛИ 10 и открытый ключ 11 на вход преобразователя 9 и счетный вход распределителя 3.- На определенном такте на вьрсоде п распределителя 3 появляется положи- ,тельное напряжение, которое открывает ключ 6 и через элемент ИПИ 10 и открытый ключ 11 проходит на счетный вход распределителя 3. Распределитель 3 останавливается в положении п, так как осуществляется обрат 3 243

ная связь с выхода п на его счетный вход. Одновременно открывается ключ 6 и пропускает импульсы с генератора 5 на блок 7 задержки, который через время, равное 1,5 периодам исходной s частоты генератора 5, формирует сигнал Сброс в исходное положение распределителя 3. Ключ 6 закрьшается, блок 7 задер:5ски, сигналом с выхода О распределителя 3 переводится в ис- Ю ходное положение и распределитель 3 готов к дальнейшему счету импульсов. Таким образом формируется на выходе ключа П импульс синхронизации, длительность которого в три раза боль- 15 ше исходного импульса тактовой час- тоты фиг. (2 О., 6,ь) .

Информация на передачу вводится в преобразователь 9, где она преобразуется и в виде последователь- 20 ного двоичного кода поступает на второй вход формирователя 8. При отсутствии инфор1 ации на передачу или если соответствующий.разряд кода имеет сост ояние О, на выходе 25 формирователя 8 отсутствует напряжение, ключ 11 находится в открытом состоянии. Последовательность тактовых импульсов с выхода злемента ИЛИ 10 без изменений проходит на зо счетный вход распределителя 3, первый вход преобразователя 9 и на управляющий вход источника 1 переменного тока (фиг. 2 Ь,г,)«

Если на выходе преобразователя 35 9 присутствует напряжение, соответствующее логической 1, то на данном такте на выходе формирователя В будет логическая 1. На выходе инвертора 4 напряжение отсутствует, ключ 11 40 закрывается, прекращается подача импульсов на счетный вход распределителя 3 и первый вход преобразоватея 9. Вся схема формирования сигнаов блокируется обратной связью с 45 выхода ключа 11. Дальнейший запуск

осуществляется при помощи импулЬсов с генератора 5, которые подаются на

первый вход формирователя 8. Формирователь 8 через время, равное одно- 50 му периоду частоты генератора 5,

независимо от длительности сигнала с преобразователя 9 прекращает подачу . положительного напряжения на вход инвертора 4. Ключ 1I открывается и 55 пропускает последовательность импульсов с выхода элемента ИЛИ 10., Таким образом сигнал с выхода форми1414

рователя 8 закрывает ключ I1 на время одного периода частоты генерато- ра 5, что соответствует вырезанию одного импульса исходной частоты генератора 5 (фиг. 2х). Последовательность импульсов с выхода ключа 11 является тактовой частотой для. всей системы и одновременно носителем управляющей информации: широкий промежуток между импульсами соответствует логической 1 кода передачи на данном такте, широкий импульс - сигналу циклической синхронизации. В источнике 1 переменного тока данная последовательность импульсов преобразуется в переменно напряжение прямоугольной формы, которое по двухпроводной линии I2 связи подается на все параллельно подключенные к двухпроводной линии 12 связи контролируемые пункты. Поступающая с пункта управления информация передается по циклам, которые отделяются друг от друга импульсом синхронизации. В начале каждого цикла передается код номера контролируемого пункта.

Прием сигналов на каждом контролируемом пункте происходит следующим образом.

Питание контролируемого пункта осуществляется постоянным напряжением с выпрямительной диагонали диодного моста 15 (фиг. 2 н). Сигнальное напряжение снимается с делителя 16 и дополнительного делителя 25, при этом с.делителя 16 снимается

сигнал, соответствующий положительному полупериоду переменного напряжения. Сигнал на прямом выходе КЗ-триггера 24 соответствует положительному полупериоду напряжения в двухпровод- :ной линии 12 связи, а на его инверсном выходе - отрицате-пьному полупериоду (фиг. 2 ц,к). Сигнал с прямого выхода RS-триггера 24 используется в качестве тактовых импульсов и поступает на ключ 23, который находится в закрытом состоянии, дешиф- ратор 22 и первый дискриминатор 20. Распределитель 17 находится в исходном состоянии; Импульсы с инверсного Bbrxo ja RS-триггера 24 поступают на второй дискриминатор 21, на выходе которого появляются сигнальные импульсы при прохождении через второй дискриминатор ,21 широких импульсов (фиг. 2м). При совпадении в дешифраторе 22 поступившей кодовой комбинации адреса контролируемого пункта с заданной дешифратор 22 формирует управляющее напряжение на ключ 23, который открывается и пропускает тактовые импульсы на счетный вход распределителя 17. Распределитель 17 начинает отсчет тактов. Остальные информационные сигналы с выхода второго дискриминатора 2 при на- . личии сигнала совпадения на выходе дешифратора 22 могут быть использованы для целей телеуправления на данном цикле передачи. На других контролируемых пунктах, где код адреса в дешифраторе 22 не совпада- ет с заданным, распределитель 17 остается в исходном положении. Первый .дискриминатор 20 на каждом конт ролируемом пункте продолжает анализ длительности поступающих импульсов и в конце цикла передачи формирует импульсный сигнал, соответствующий синхроимпульсу в двухпроводной ли- НИИ 12 связи (фиг. 2л), который .переводит дешифратор 22 в исходное состояние. На том контролируемом пункте, где код адреса в дешифраторе 22 совпадает, синхроимпульс пере водит в исходное состояние дешифратор 22 и распределитель 17. Ключ 23 закрывается.

Передача информации в обратном направлении с контролируемого пунк- та на пункт управления может осуществляться одновременно с поступлением команд телеуправления на контролируемый пункт. При совпадении кода адреса в дешифраторе 22 рас- пределитель 17 начинает счет тактовых импульсов, открьгоая поочередн сигналом с 1-п выходов п транзисторов 18. При замыкании одного из контактов выпрямительная диагональ диодного моста 15 шунтируется резистором 19 на время одного такта. Сопротивление резистора 19 выбирается значительно меньшим, чем сопротивление делителя 16 и дополнительного делителя 25 и сопротивления нагрузк подключенной к вьтрямительной диагонали диодного моста 15 (питание электронной схемы). Ток, например, отрицательной полуволны источника 1 переменного тока проходит на контролируемом пункте в основном через резистор 19, замкнутый контакт и открытый транзистор 1.8 на минусовую шину диодного моста 15 И на другой провод двухпроводной линии 12 связи. Таким образом, определенной временной позиции соответствует в двухпроводной линии 12 связи импульс ток повьш1енной амплитуды, являющийся импульсом т(У1есигнализации, который на пункте управления регистрируется пороговым блоком 13. Сигнал с выхода порогового блока 13 подается на блоки 14 совпадения, которые распределяют полученную информацию по соответствующим каналам регистрации. Одновременно с преобразователя 9 получают информацию о номере контролируемого пункта, с которым производится обмен информацией. На следующем цикле передачи аналогично происходит прием информации от другого контролируемого пункта. Так как распределители 17 всех остальных контролиру- .емых пунктов находятся в исходном состоянии, транзисторы 18 этих контролируемых пунктов не оказьшают влияния на формирование сигналов с контролируемого пункта, с которым происходит обмен информацией.

Формула изобретения

Система шахтной телесигнализации с дистанционным питанием, содержащая на пункте управления источник переменного тока, диод, распределитель, инвертор, а на каждом контролируемом пункте - диодный мост, к, первой.,диагонали которого подключена двухпро- водная линия связи, делитель напряжения, первый, вывод которого подключен к вершине диодного моста, соединенного с первым проводом двухпроводной линии связи, а второй вывод - к смежной вершине диодного моста,, распределитель, п транзисторов , эмиттеры которых соединены с вторым выводом делителя напряжения, базы транзисторов соединены с соответствующими выходами распределителя, резистор, один вывод которого соединен через соответствующие реле с коллекторами транзисторов, отличающая- с я тем, что, с целью повьш1ения помехоустойчивости системы при одновременном сокращении энергозатрат источника дистанционного питания, в нее введены на пункте управления последовательно соединенные генератор тактовой частоты, первый ключ и блок задержки, формирователь импульсов, преобразователь параллельного кода в последовательный, после- довательно соединенные элемент ИЛИ и второй ключ, выход которого подключен к управляющему входу источника переменного тока, первому входу преобразователя параллельного кода в последовательный и счетному входу распределителя, пороговый блок, включенный параллельно диоду, анод которого соединен с первым выходом источника переменного тока, а катод- с первым проводом двухпроводной линии связи, второй провод которой соединен с вторым выходом источника переменного тока, блоки совпадения, первые входы которых соединены с выходом порогового блока, а вторые входы .- с соответствующими выходами распределителя, выход генератора тактовой частоты подключен к первому входу элемента ИЛИ и первому входу формирователя импульсов, второй вход первого ключа соединен с последним вькодом распределителя и вторым входом элемента ИЛИ, второй вход блока задержки соединен с выходом О рас- пределителя, а выход - с входом сброса распределителя, выход преобразователя параллельного кода в последовательный, второй вход которого является информационным входом, подключен к второму входу формирователя импульсов, выход которого подключен к входу инвертора, выход которого подключен к второму входу второго ключа, а на каждом контролируемом пункте введены первый и второ дискриминаторы длительности импульсов, ключ, дешифратор, RG-триггер, дополнительный делитель напряжения, первый вывод которого подключен к вершине диодного моста, соединенной с вторым проводом двухпроводной линии связи, а второй вывод - к второму вьгооду делителя напряжения, средняя точка делителя напряжения соединена с R входом RS-триггера, S вход которого соединен со средней точкой дополнительного делителя напряжения, прямой выход RS-триггера подключен к входу первого дискриминатора длительности импульсов,- первому входу ключа и первому входу дешифратора, выход которого подключен к второму входу ключа, выход которого подключен к счетному входу распределителя, а инверсный выход RS-триггера через второй дискриминатор длительности импульсов подключен к второму входу дешифратора, третий вход которого соединен с выходом первого дискриминатора длительности импульсов и входом сброса распределителя , а другой вьгоод резистора соединен с вторым проводом двухпроводной линии связи.

Устройство относится к шахтным телемеханическим системам с временным разделением каналов. Повьшается помехоустойчивость системы при одновременном сокращении энергозатрат источника дистанционного питания. Устройство содержит на пункте управления источник I переменного тока. диод 2, распределитель 3, инвертор 4, генератор 5 тактовой частоты, два ключа 6 и I1, блок 7 задержки, формирователь 8 импульсов, преобразователь 9 параллельного кода в последовательный, элемент ИЛИ 10, двухпроводную линию связи 12, пороговый блок 13, блоки 14 совпадения, а на каждом контролируемом пункте - диодный мост 15 делитель 16 напряжения, распределитель 17, транзисторы 8, резистор I9, дискриминатор 20 и 2 длительности импульсов, дешифратор 22, ключ 23, RS-триггер 24, дополнительный делитель 25 напряжения. Цель достигается введением генератора 5, ключей 6, JI и 23, блока 7, формирователя 8 импульсов, преобразователя 9, элемента ИЛИ 10, дискриминаторов 20 и 21, дешифратора 22, RS-триггера 24 и делителя 25 напряжения. 2 ил. с S W 00 J..Ii.J