Устройство для приема и передачи сигналов контроля от датчиков Советский патент 1988 года по МПК G08C19/28 

00

п со

Изобретение относится к технике передачи информации и может быть использовано в системах телесигнализации и телеконт- I роля распределительных сетей промышлен- I ных предприятий.

I 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. I Устройство содержит в каждом передаю- : щем блоке первую группу датчиков 1,-Ц, вторые группы датчиков 2, -2,ч ...2,-2„„; первый коммутатор 3, вторые коммутаторы 4, -4т1); шифратор 5, формирователь 6 ам- : плитуды сигналов, генератор 7 тока, эле- ; мент 8 сравнения, первый, второй и третий I счетчики 9-11, первый и второй триггеры I 12 и 13, первый, второй, третий и четвер- I тый элементы И 14-17 и генератор 18 так- i товых импульсов, в каждом приемном бло- I ке - ключ 19, датчик 20 тока, дешифратор ; 21, формирователь 22 импульса, группа формирователей 23,-23 им пульса; элемент НЕ 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 Ип в ток, величина которого зависит от сопротивления формирователя 6. Ключами формирователя 6 аплитуды сигналов управляет шифратор 5, который имеет m-f 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 щифратора 5 с 1 по ш - это входы от дат

0

5

0

0

5

O

Ь

чиков, контролирующих состояние электрооборудования типа «Включено-выключено (вторые группы датчиков). В качестве датчиков 2 этих параметров служат блок- контакты 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 состоянием 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 п. 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 таки.м образом, что сигналы с датчиков 2 коммутируют на входы шифратора последовательно с частотой импульсов переполнения второго счетчика 10. Таким образом, на входах щифратора на время заполнения второго счетчика 10t 2n/f имеется инфор.мация 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 на шифрацию, которы.м управляет первый триггер 12. Сигнал стробирования формируется при совпадении кодовых комбинаций счетчиков 10 и 11 через первый вход первого триггера 12 и снимается

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/f.

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. Ко.ммутатор 3, производящий «обе- гание оборудования по параметру «Изоляция (параметр т) и аналогичный комму- татора.м 4, управляется первы.м счетчиком 9 с е.мкостью счета п (по количеству оборудования). В качестве счетных используются импульсы тактового генератора 18 с частотой следования много выше, чем частота генератора 33 (т.е. f fr). 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 триггеро.м 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. Одновре.менно второй триггер 13 через четвертый элемент И 17 запрещает прохождение и.мпульса 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 И. Этот же импульс через элемент И 15 подключает сигнал о наличии нарущен- ной изоляции к -последнему входу шифратора 5 (вход т+1 ш ифратора). При совпадении кодовых комбинаций второго и третьего счетчиков 10 и 11 (в которых теперь записан номер оборудования с нарушенной изоляцией) формируется сигнал стробиро- вапия шифратора. В дальнейшем принцип действия схемы аналогичен описанному. К линии связи подключается эквивалентное сопротивление, соответствующее параметру

0

«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 подключел дешифратор 21, представляющий собой многоуровневый компаратор с количеством уровней срабатывания, m-f 1. Первый выход дешифратора - это уровень минимальной амплитуды импульсов в точке 35. Он соответствует такому состоянию формирователя б амплитуды сигналов передаю- пдего блока, при котором на входах шифратора 5 отсутствуют сигналы датчиков и, таким образом, контролируется само наличие

5 подключения к оборудованию конкретной подстанции (контроль целостности линии связи). Остальные выходы дешифратора с 1 по ш соответствуют определенному параметру оборудования или комбинации пара,. метров, определяемых датчиками 1 и 2 передающего блока.

Приемный блок работает следующи.м образом.

Первый счетчик 25 с е.мкостью счета 2п считает импульсы генератора 53 импульсов,

5 т.е. вре.мя 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

Q выходах четыре последовательности импульсов «38, 39, 40. 41 во второй половине цикла «обегания. На фиг. 2 показаны эпюры импульсов. Эпюра «36 показывает, импульсы генератора 33. где 1г. 2п/ - цикл «обегания или вре.мя заполнения счетчиков

5 10 и 25, промежуток времени О-t, n/f - первая половина цикла «обегания, в течение которой в точке 35 линии связи фор.ми- руется серия импульсов определенной а.м- плитуды (инфор.мация о контролируе.мо.м оборудовании). Па эпюре «37 показан при- .мер такой серии для оборудования под номером пять (серия из пяти импульсов определенной амплитуды). Па -соответствующих выходах дешифратора 21 формируется такая же серия имгл-льсов. Из этих серий и.м5 пульсов формирователи 22 и 23 импульса формируют сигналы длительностью более t, n/f. Это необходимо для обработки полученной инфор.мации приемны.м блоком во вторую половину цикла «обегания, т.е. в промежуток времени t,-t. Таким обра0 зом, фор.мирователи 22 и 23 импульса являются элемеитал и кратковременной памяти. Для последующей обработки информации используются и.мпульсы управления распределителя 31 импульсов. Причем импульс

5 «38 разрешает прохождение информации о пара.метрах контролируе.мого оборудования (выходы 1...ГП дешифратора) на первую группу входов через блок 32 памяти, группу

элементов И 29. Импульс «39 записывает эту информацию в блок памяти через вто- :рой элемент И 28. Причем импульс записи .формируется только по окончанию действия :кратковременной памяти на формирователе ;22 импульса. Этим обуславливается требо- лзание к длительности импульса «40, дли- :тельность которого должна быть больше t,, i но меньше ti tg t. Серия импульсов с ; первого выхода дешифратора через первый элемент 27, которым управляет триггер 30, проходит на второй счетчик 26. С выхо- : да счетчика 27 кодовая комбинация, соответ- ствующая номеру контролируемого обору- ; дования, импульсов «39 также записыва- ется в блок 31 памяти. Инвертор 24 необ- I ходи.м для у,.чучше)1ия помехозашип еннос- I ти, так как при наличии помехи в линии свя- I зи записи контролируемой информации в I блоке 32 памяти не произойдет. Импульс ; «40 устанавливает счетчик 26 в исходное : состояние, а импульс «41 устанавливает : в нулевое состояние триггер 30 и через него i первый счетчик 25. Триггер 30 служит для ; синхронизации работы передающего и приемного блоков, а также для увеличения по- мехозагцищенности устройства. Требование к длительности импульса «43 формирователей 23 менее жесткое, чем к импульсу «42 tg tg t. Таким образом, в йервую половину цикла «обегания (О--ti) ipiievinbiM блоком формируется информация в линии связи о контролируемом оборудовании, а во вторую половину этого цикла (i-, - tz) идет ее обработка приемным блоком. Выход блока 32 памяти всех приемных блоков устройства подключены к блоку 34 индикации.

Схемное выполнение контроля приоритетного параметра позволяет выявить снижение изоляции электрооборудования на 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 f 30 КГц максимальная задержка приоритетного параметра Tj ;s 10 мс, а остальных - -л 500 мс.

Устройство может быть ис1юльзовано на всех крупных промышленных предприятиях.

Формула изобретения

Устройство для приема и передачи сигналов контроля от датчиков, содержащее 8 каждом передающем блоке первую ifjyiiny датчиков, выходы которых подк.чючещ, к входа.м первой группы входов первого комму

,. 0 5

5

татора, первый счетчик, выходы которого подключены к входам второй группы входов первого коммутатора, второй счетчик, последний выход KOToptiro 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 группы 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 подключен 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 счетчи-ка 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 подк тючены к информационным входам шифратора, кроме последнего, выход которого подключен к первому входу формирователя амплитуды сигнала, выход которого через генератор

5 тока объединен с входом второго счетчика и подключен -к входу линии связи, второй вход формирователя амплитуды сигнала подключен к шине нулевого потенциала, выход первого коммутатора подключен к вхо0 ду второго триггера, прямой выход которого подключен к первым входам второго и третьего элементов И, инверсный выход второго триггера подключен к второму входу первого элемента И и к первому входу четвертого элемента И, выход которого подключен к первому входу третьего счетчика, последний выход второго счетчика подключен к вторым входам второго, третьего и четвертого элементов И, выход второго элемента И подключен к последнему информационQ ному входу шифратора, выход третьего элемента И подк.почеп к третьему входу третьего счетчика, в каждый приемный блок-ключ, датчик тока, дешифратор, группа формирователей импульса, элемент НЕ, второй счет- Р5

0

5

чик, пер.выи и второй элементы И, группа элементов И, распределитель импульсов, блок памяти, генератор импульсов и блок индикап.ии, первый вывод датчика тока и

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 Инк первому входу первого счетчика, вы10

тов и группы элементов И, второй, третий и четвертый выходы распределителя импульсов 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 геходы которого подключены к входам рас- . нератора импульсов, выход блока памяти пределителя импульсов, первый выход ко-каждого приемного блока подключен к соторого подключен к вторым входам элемен-ответствующему входу блока индикации.

тов и группы элементов И, второй, третий и четвертый выходы распределителя импульсов 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 ге

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

л 1

Фиг.

3§

37

38

te

t

t

Фиг. 2