Телемеханическая система Советский патент 1986 года по МПК G08C19/12 

Изобретение относится к телемеханике и предназначено для передачи команд телеуправления от телемеханического пункта управления большой группе телемеханических контролируемых пунктов, к которым предъявляются требования малого энергопотребления.

Целью изобретения является повышение быстродействия и упрощение телемеханической системы.

На фиг. 1 изображена структурная схема телемеханической системы; на фиг. 2 - временные диаграммы работы телемеханического пункта управления (ПУ); на фиг. 3 - временные диаграм.мы работы контролируемого телемеханического пункта (КП).

Телемеханическая система содержит телемеханический ПУ

в состав которого

входят генератор 2 импульсов, таймер 3, второй 4 и первый 5 триггеры, первый 6, второй 7, третий 8 и четвертый 9 элементы И, счетчик 10 импульсов, элемент ИЛИ 11, группу 12(,...12 шифраторов, коммутатор 13 адресов контролируемых пунктов, дешифратор 14, второй шифратор 15 (кодер маркера), первый шифратор 16 (кодер команд телеуправления) передатчик 17, каналы связи 18.(...18, п контролируемых телемеханических пунктов (КП) 19, содержаш,их каждый генератор 20 импульсов, триггер 21, элемент ИЛИ 22, источник 23 питания, приемник 24, второй дешифратор 25 (декодер маркера), первый дешифратор 26 (декодер адреса и команды телеуправления), исполнительное устройство 27.

Генератор 2 импульсов предназначен для формирования разделенных во времени тактовых импульсов. Разделение импульсов по времени позволяет избавиться от явления «гонок импульсов во время работы КП. Таймер 3, элементы И 6-8 и элемент ИЛИ 11 предназначены для выбора требуемого для передачи сообщения кода адреса КП в начальный период работы ПУ после поступления команды «пуск. Триггер 4 предназначен для перевода ПУ из исходного в рабочее состояние и обратно. Триггер 5, дешифратор 14 и элемент И 9 предназначены для определения конца рабочего цикла ПУ, счетчик 10 - для ограничения количества передач сообщений с нулевым адресом. Триггер 21 и элемент ИЛИ 22 предназначены для формирования сигнала на длительное включение источника питания КП.

Телемеханическая система работает следующим образом.

В исходном состоянии генератор импульсов 2 находится в обнуленном (выключенном) состоянии. Таймер 3 может находиться в произвольном состоянии. Триггер 4 находится в единичном состоянии, триггер 5 - в нулевом, коммутатор 13 - в исходном, при котором к его выходу подключен его первый вход. Передатчик 17 выключен. Генератор 20 во включенном состоянии. Триггер 21 может находиться в произвольном состоянии.

Перед началом работы оператор при помощи клавиатуры или какое-либо автоматическое устройство заносит в кодер команд телеуправления 16 код команды ТУ, которую необходимо передать на ш КП (). В гп кодеров адресов КП 12... 12 заносятся коды адресов этих m КП, а в остальных

кодерах адресов КП 12о; 12т.ц-12„ находится код нулевого адреса КП. Кодеры могут представлять собой, например, группы ячеек запоминающего устройства. Общее число кодеров адресов КП 12 должно на

, единицу превышать максимальное число п КП в системе. КП с нулевым адресом в системе быть не должно. -

После установки команды ТУ и адресов КП оператор при помощи кнопки или автоматическое устройство формирует единич0 ный импульс «liycK Ui (фиг. 2), устанавливающий триггер 4 в нулевое состояние Uj. Нулевой сигнал U с выхода триггера 4 включает генератор и.мпульсов 2, снимает обнуление со счетчика 10 и ко.ммутатора

C адресов КП 13. Снимается сигнал установки в нуль и с триггера 5, но он остается в нулевом состоянии U}. Генератор импульсов Z начинает формировать на своих четырех выходах сдвинутые во времени относительно друг друга последовательности импуль0 сов и/1, Uj, Ug, UT с периодом повторения Tj. Первая последовательность импульсов и, поступает на элементы И 6 и 7. Н а вторые входы этих элементов И подается сигнал соответственно с инверсного Ut и прямого Ug выходов таймера 3. Таймер 3 подсчиты5 вает промежуток времени Т с момента своего последнего обнуления. Он примерно равен промежутку времени с момента последней передачи команды ТУ КП с нулевым адресом, отличается от него на небольшую пос.. тоянную величину. Если этот промежуток больше некоторого заранее заданного значения Т,, то единичный сигнал Ug имеется на прямом выходе таймера 3. Если этот промежуток времени меньше , единичный сигнал Uj имеется на инверсно.м выходе

5 таймера 3. Промежуток времени Тм равен времени нахождения КП в состоянии с постоянно включенны.м питанием всех частей КП после последнего приема маркера и выбирается исходя из условий конкретного применения системы.

O/

Сначала рассмотрим случаи, когда , т.е. это означает, что питание большой части узлов КП (приемника, декодеров) осуществляется периодически, на сравнительно короткое время. Благодаря нали5 чию единичного сигнала Ug на прямом выходе таймера 3, импульсы U, с выхода генератора импульсов 2 проходят через элемент И т . Каждый импульс Uio с выхода элемен

та И 7 увеличивает состояние счетчика 10 на единицу. Если число М импульсов УЮ, поступивших на вход счетчика 10, и меньше некоторого заранее заданного числа . (М Млакс), то на выходе счетчика 10 имеется нулевое состояние Un. Число Ммакй определяется числом передач команд ТУ с периодом Tj, которые можно передать за время одного полного цикла нахождения КП в состоянии периодического включения-выключения питания. Если М , выходе счетчика 10 имеется единичное состояние Uu. Пока на выходе счетчика 10 имеется нулевое состояние Uu, импульсы Us с генератора импульсов 2 не проходят через элемент И 8. На его выходе имеется нулевое напряжение Uiz. Так как на выходе элемента И 6 также имеется нулевое напряжение Utj, то нулевое напряжение UH будет иметься и на выходе элемента ИЛИ 11. Это напряжение не меняет состояний триггера 5 и коммутаторов адреса КП 13. К выходу коммутатора адресов КП 13 при этом подключен кодер нулевого адреса КП 12о. С выхода коммутатора адресов КП13 код нулевого адреса поступает на передатчик 17 и на дешифратор КП 14. Если на входе дешифратора 14 имеется код нулевого адреса КП, то на его выходе единичное состояние Ui5. Если на входе дешифратора 14 имеется код ненулевого адреса КП, то на его выходе нулевое состояние Uij- Единичный сигнал Ui5 разрешает прохождение им- пульсов Ug с выхода генератора импульсов 2 через элемент И 9, а нулевое состояние Uj триггера 5 запрешает. На выходе элемента И 9 имеется при этом ну девой сигнал (фиг. 2), не меняюший состояние триггера 4 и счетчика времени 3.

Импульс Uy с выхода генератора импульсов 2 включает передатчик 17, передаюший поочередно код маркера, нулевой код адреса КП и код команды ТУ, поступающие на передатчик соответственно с кодера jviapKepa 15, коммутатора адресов КП 13, кодера команд ТУ 16. Маркер (синхрослово) необходим для синхронизации приемной части телемеханической системы с ее передаюшей частью. Он обеспечивает фиксацию временных границ конечной последовательности сооб- шения. Сообщение UJT (фиг. 2, 3) длительностью с выхода передатчика 17 через канал связи 18 поступает на контролируемые телемеханические пункты 19, на вход приемников 24. Приемник 24 в момент прихода сообшения может находиться как во включенном, так и в выключенном состоянии. Переход из одного состояния в другое осуществляется следуюшим образом. Генератор 20 импульсов формирует периодические импульсы и и длительностью 2- с пе- риодом повторения Tj через элемент ИЛИ 22 (фиг. 3), включающие источник питания 23, напряжение питания Uao с которого пос

5

5

0 о 5

тупает на приемник 24, декодер маркера 25, декодер адреса и команды ТУ 26. На остальные составные части КП питание с источника питания 23 подается постоянно. Если сообщение поступило в приемник 24 во время нахождения его в выключенном состоянии, то изменений на КП не происходит. Если сообщение UIT поступило во время нахождения приемника 24 во включенном состоянии, то декодер маркера 25 обнаруживает в принятом сообщении Uzi маркер. Импульс Uaa с выхода декодера маркера 25 кратковременно обнуляет (возвращает в исходное состояние), генератор импульсов 20 и устанавливает в единичное состояние триггер 21. Единичное напряжение Uzj с выхода триггера 21 через элемент ИЛИ 22 формирует продолжительный дублирующий сигнал Ujj на включение источника питания 23. Каждый принятый декодером маркера 25 маркер Ujj вновь кратковременно обнуляет генератор импульсов 20 и устанавливает в единичное состояние Uz3 триггер 21. Возвращение в нулевое состояние триггера 21 и выключение источника питания 23 происходит через достаточно продолжительный промежуток времени Т импульсом Uzi, с второго выхода генератора импульсов 20. Длительность г импульсов Ujs с генератора импульсов 20 на включение источника питания 23 должна быть достаточна для приема за время их длительности хотя бы одного полного сообщения длительностью 1 за время Тз. Для этого требуется выполнение неравенств:

La tj+Ti; Мманс

Передача сообщений с нулевым адресом КП продолжается до тех пор, пока число М импульсов UIQ, поступивщих на вход счетчика 10 через элемент И 7, не достигнет числа М„акс(М Ммакс). В ЭТОМ случае на выходе счетчика 10 устанавливается единичное состояние Uii, разрешающее прохождение импульсов Us через элемент И 8 (Uu на фиг. 2) и элемент ИЛИ 11 на счетный вход коммутатора адресов КП 13 и на вход установки в единичное состояние триггера 5. Этот импульс Ur подключает к выходу коммутатора адресов КП 13 следующий кодер адреса КП 12, на выходе которого имеется уже ненулевой код адреса КП. Установленный импульсом Uj/, в единичное состояние триггер 5 разрешает прохождение импульса Ue с генератора 2 импульсов через элемент И 9, но на вход дешифратора 14 с выхода коммутатора адресов КП 13 поступает уже ненулевой код КП, и нулевой сигнал Uj5 с выхода дешифратора 14 запрещает прохождение импульсов Ue через элемент И 9. Нулевое напряжение U на его выходе не изменяет состояние триггера 4 и таймера 3.

Импульсы Ujr с выхода генератора 2 импульсов включают передатчик 17, поочередно передающий код маркера, ненулевой код адреса КП и код команды ТУ. Сообщение Uj7 с выхода передатчика 17 через линию связи 18 поступает на контролируемый телемеханический пункт КП 19. Так как напряжение Уго источника питания 23 подано на приемник 24, декодер адреса и команды ТУ 26, декодер маркера 25, то при приеме маркера сигнал Uza с выхода декодера маркера 25 разрешает работу декодера адреса и команды ТУ 26. Поступивший на вход декодера адреса и команды ТУ 26 сигнал Uai с выхода приемника 24 декодируется в декодере 26, и в случае совпадения переданного адреса КП с адресом КП, принявшим сообшение, декодированная команда поступает в исполнительное устройство 27.

Передача ш сообщений с ненулевыми адресами КП продолжается до тех пор, пока на выход коммутатора адресов КП 13 не будет подключен (т4-1) кодер адреса КП 12т+, в который код адреса КП перед началом работы не заносился, и в котором находится код нулевого адреса КП. На выходе шифратора 14 появляется единичный сигнал Ui5i разрешающий прохождение и.м- пульса и6 с генератора импульсов 2 через элемент И 8. Находящийся в единичном состоянии триггер 5 единичным сигналом УЗ со своего выхода также разрешает прохождение импульсов через элемент И 9. Импульс выхода элемента И 9 кратковременно обнуляет счетчик времени 3 и устанавливает в единичное состояние триггер 4. Установленный в единичное состояние триггер 4 обнуляет счетчик 10, коммутатор адресов КП 13, генератор импульсов 2 и .триггер 5. После этого таймер 3 начинает счет времени Tj, являющегося промежутком времени с момента последней передачи сообщения. Пункт управления возвращается в исходное состояние.

Рассмотрим теперь случай, когда Т2,Тм(. Единичный сигнал Uta находится на инверсном выходе таймера 3. И.мпульс LU с выхода генератора импульсов 2 проходит через элемент И 6, элемент ИЛИ 11 и поступает на счетный вход коммутатора адресов КП 13, подключая на его выход кодер адреса КП 12j. Передатчик 17 начинает передавать сообщение U с ненулевым адресом. Отсутствие передач сообщений с нулевыми адресами вызвано тем, что при выполнении условия Тг Тм приемник и декодеры на контролируемых пунктах КП находятся постоянно во включенном состоянии. В случае дешифрации в принятом приемником 24 сообщении адреса и команды ТУ дещифратором адреса и командьг ТУ 26 на соответствующем КП 19 поступает исполнительная команда на исполнительное устройство 27 этого КП.

После передачи сообщения всем КП, адреса которых записаны в кодерах адресов КП 12jL-12пь при появлении на выходе коммутатора адресов КП 13 кода нулевого адреса КП с кодера адреса КП 12тп1-1 пункт управления возвращается в исходное состояние.

Технико-экономическая эффективность предлагаемой системы по сравнению с известными заключается в сокращении сум.марного времени телепередачи команды телеуправления несколькими КП от момента поступления входного сигнала «Пуск на вход устройства телемеханики на приемном пункте. Все сообщения в системе имеют одинаковый формат и структуру, что упрощает конструкцию телемеханической системы, особенно при наличии в ее составе устройств для ретрансляции и регенерации передаваемого сообщения. Кроме того, в данной системе отсутствует передатчик на КП и приемник на ПУ.

Формула изобретения Теле.механическая система, содержащая

5

5

0

на пункте управления первый щифратор, коммутатор, дещифратор и передатчик, выход которого соединен с каналом связи, а на каждом контролируемом пункте - приемник, источник питания и соединенные

Q последовательно первый дешифратор и исполнительное устройство, первый вход приемника соединен с каналом связи, отличающаяся тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения системы, в нее на пункте управления введены генератор и.м- пульсов, таймер, триггеры, счетчик импульсов, элементы И, второй шифратор и элемент ИЛИ, группа шифраторов, первый выход генератора импульсов соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выходы которых соединены с первыми входами соответственно элемента ИЛИ и счетчика импульсов, выход счетчика и.мпульсов и второй выход генератора импульсов соединены с соответствующими входами третьего элемента И, выход которого соединен

5 с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с первыми входами первого триггера и коммутатора, выходы коммутатора соединены с входами дешифратора и с первыми входами передатчика, выход дешифратора, третий выход генератора импульсов и выход первого триггера соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами четвертого элемента И, выход которого соединен с первым входом второго триггера и с входом таймера, первый и второй выходы которого соединены с вторы.ми входами соответственно первого и второго элементов И, выход второго триггера соединен с вторыми входами счетчика импульсов.

0

5

коммутатора и первого триггера и с входом генератора импульсов, четвертый выход которого соединеп с вторым входом передатчика, выходы первого и второго шифраторов соединены соответственно с третьими и четвертыми входами передатчика, выходы группы шифраторов соединены с соответствующими третьими входами коммутатора, второй вход второго триггера соединен с входом «Пуск, на каждом контролируемом пункте введены генератор импульсов, триггер, элемент ИЛИ и второй дешифратор, выход приемника соединен с первыми входами первого и второго дешифраторов, выход источника питания соединен с вторыми входами приемника, первого и второго дешифраторов, выход второго дешифратора соединен с третьим входом первого дешифратора, первым входом триггера и входом генератора импульсов, первый и второй выходы генератора импульсов соединены соответственно с первым входом элемента ИЛИ и вторым входом триггера, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом источника питания.

/ Пункт управления

Изобретение относится к телемеханике и предназначено для передачи команд телеуправления от телемеханического пункта управления большой группе контролируемых пунктов, к которым предъявляется требование малого энергопотребления. Изобретение позволяет повысить быстродействие и упростить телемеханическую систему. Сущность изобретения состоит в автоматической периодической передаче, при необходимости, перед началом телеуправления такого сообщения, которое за сравнительно короткий срок позволяет на длительное время включить питание на всех контролируемых пунктах, на которых при отсутствии такого сообщения питание основных частей пункта осуществляется периодически, на короткий срок, и в автоматической последующей передаче команды телеуправления на те контролируемые пункты, адреса которых введены на пункте управления. 3 ил. i СО ю ел 4

Фиг. i

Фие.З

Состинитель В. Федотов

Редактор К. Во.ющукТехред И. ВересКорректор Л. Пилипенко

Заказ 4415/49Тираж 515Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

И3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4