Устройство для телеуправления Советский патент 1989 года по МПК G08C19/28 

1

Изобретение относится к области телемеханики и может быть использовано для управления однофазными электропотребителями, например бытовыми электроводонагревателями, по проводам трехфазных четырехпроводных сетей.

Цель изобретения - повышение надежности и помехозащищенности.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства} на фиг.2 - 5 - функциональные схемы блока выбора неповрежденной фазы, блока формирования интервала передачи, блока формирования интервала приема и тактового генератора соответственно; на фиг.6 - временная диаграмма работы блока формирования интервала передачи.

Устройство содержит на передающем полукомплекте блок 1 выбора не- поврежденной фазы, первый, второй и третий блоки 2-4 формирования интервала передачи, элемент И 5, модулятор 6, элемент ИЛИ /, усилитель 8 мощности, передатчик 9, тактовый генератор JO, кодирующий блок 11 и блок 12 питания, на приемном полукомплекте приемник J3,.элемент 14 запрета, блок 15 питания, блок J6 Лормирова- ния интервала приема, демодулятор 17 и декодирующий блок 18, первый 19, второй 20 и третий 21 фазные провода,

Ј 4 Ј 1

314

провод 22 нулевого потенциала, вход 23 устройства, выходы 24 устройства.

Блок 1 выбора неповрежденной фазы содержит первое и второе реле 25 и 26 со своими контактами 27 и 28 соответственно, первый и второй накопительные элементы 29 и 30, первый и второй ограничительные элементы 31 и 32, первый и второй выпрямитель ные мосты 33 и 34 и трансформатор 35

Блок 2-4 формирования интервала передачи содержит первый и второй элементы 36 и 37 нагрузки, ограничитель 38 напряжения, четыре выпрями- тельных элемента 39 - 42, четыре ограничительных элемента 43 - 469 элемент И 47, элемент 48 уставки длительности интервала передачи, первый и второй компараторы 49 и 50.

Блок 16 формирования интервала приема содержит компаратор 51, элемент 52 уставки длительности интервла приема и выпрямительный мост 53.

Тактовый генератор 10 содержит выпрямительный элемент 54, формирователь 55 импульсов, счетчик 56, три дифференцирующие иепочки 57 - 59, ЁЩОК 60 нумерования триггера, элемент ИЛИ 61, триггер 62 и формиро ватель 63 интервала времени.

Устройство работает следующим образом.

Для передачи сигналов телеуправления однофазными потребителями, под- ключенными к проводам 19-22 трехфазной четырехпроводиой сети, используются провода указанной сети. Передача сигналов осуществляется по каналу нулевой последовательности: три фазных провода - нулевой провод. Поскольку в четырехпроводных электрических сетях, питающих однофазные потребители, из-за перегорания, например, предохранителя одной фазы возможен длительный неполнофазный режим и в случае питания передающего полукомплекта от какой-либо одной фазы сети имеется значительная вероятность отказа передающего полу комплекта, для повышения надежности телеуправления блок 12 питания подключен к проводам 19-22 сети через блок выбора неповрежденной фазы . Блок 1 выбора неповрежденной фазы (фиг.2) содержит два реле 25 и 26 напряжения, включенные соответственно в диагонали выпрямительны мостов 33 и 34, которые через ограничивающие элементы 31 и 32 подключены каждый между фазными 19 021 и нулевым 22 проводами электрической сети. Для сглаживания выпрямленного напряжения параллельно обмоткам указанных реле 25 и 26 включены накопительные элементы 29 и 30 соответственно .

Если сеть работает в полнофазном ре7даме реле 25 и 26 находятся, в сработанном состоянии. В этом случае первый вывод первичной обмотки транс форматора 35 блока i 2 питания подключен через нормально разомкнутый первый неподвижный контакт реле 25 к проводу фазы А.

Если напряжение на проводе фазы А сети отсутствует, реле 25 переключает свой контакт 27 и первичная обмотка трансформатора 35 питается через нормально замкнутый второй неподвижный контакт и нормально разомкнутый первый неподвижный контакт реле 76 от фазы В. Если в сети отсутствуют напряжения на проводах фаз А и В одновременно, то трансформатор 35 будет получать питание от провода фазы С через нормально замкнутые вторые неподвижные контакты 27 и 28 реле 25 и 26.

Таким образом, при неполнофазных режимах сети - передающий полукомплект обеспечивает управление потребителями, которые подключены к неповрежденным фазам сети, что значительно повышает надежность управления потребителями. Передающий полукомплект не будет работать только в том случае, если питающая сеть полностью отключена. Но при восстановлении напряжения хотя бы на одной фазе передающий полукомплект начнет выполнять свои функции.

Для повышения помехозащищенности передача сигналов телеуправления осуществляется по каждой фазе в период, когда фазное напряжение проходит через свое нулевое значение, так как эти периоды характеризуются наименьшими уровнями флуктуационных и импульсных помех.

Для организации такой помехозащи- щенной передачи в передающем попу- комплекте имеются три блока 2 -Л формирования интервала передачи, каждый из которых включен между соот ветствующими фазным и нулевым проводами сети.

Блок 2 формирования интервала передачи (фиг.З) содержит элементы 36 и 37 нагрузки, выход которого через ограничитель 38 напряжения соединен со встречно включенными выпрямительными элементами 39 и 40. Выпрямленное однополупериодное напряжение, выделяемое на ограничительных элементах 43 и 46, подается на прямые входы (Ь, с) компараторов 49 и 50 соответственно. Инверсные входы (d, e) этих компараторов подключены к выходам элемента 48 уставки длительности интервала передачи, который подает на инверсные входы компараторов разнополярные сигналы. Сигнал на выходе каждого компаратора появляется в том случае, когда напряжение на инверсном входе больше напряжения прямого входа (фиг.6). Выходные сигналы компараторов 49 и 50 выпрямляются выпрямительными элементами 40 и 41 и подаются на входы второго элемента И 47. Таким образом, на выходе элемента И 47 имеются прямоугольные импульсы напряжения, расположенные в интервале перехода фазного напряжения через нулевое значение и следующие с частотой 100 Гц. Ширина интервала формируется (фиг,6) уровнем выходных напряжений элемента 48 уставки длительности интервала передачи и выбирается в зависимости от длительности передаваемого сигнала и времени распространения его по сети от места установки передающего полукомплекта до самого удаленного приемного полукомплекта.

Выходные сигналы каждого из блоков 2-4 формирования интервала передачи (фиг.1), сдвинуты друг относительно друга на 60 элект.град.у подаются на входы элемента ИЛИ 7, через который шесть раз в период запускают модулятор 6, представляющий собой, например, генератор несущей частоты.

Команды телеуправления поступают на вход 23 устройства с помощью, например, командоаппарата. Кодируются команды телеуправления блоком 11, формируются элементом И 5, усиливаются усилителем 8 мощности до уровня, обеспечивающего их уверенный прием у самого удаленного потребителя, и через передатчик 9 распространяются по всем фазным проводам электрической сети.

Для повышения надежности телеуправления в случае кратковременной потери, например из-за АПВ питающей линии 10 кВ, или в случае, когда приемный полукомплект воспримет возможную помеху как один из сигналов 0 телеуправления, а также если потребитель будет отключен во время передачи команды телеуправления, например, для профилактического осмотра в передающем полукомплекте предусмотрена 5 возможность периодической передачи дублирующих команд телеуправления, соответствующих положению контактов командоаппарата. Для этого в передающем полукомплекте дополнительно 0 введен тактовый генератор 10, назначение которого состоит в том, чтобы периодически дублировать команду телеуправления, например, через каждые 10 - 15 мин.

5 Тактовый генератор 30 (фиг.З) подключен к дополнительной обмотке трансформатора 35 блока 12 питания (фиг.2), Напряжение дополнительной обмотки через выпрямительный элемент 0 54 подается на формирователь 55 импульсов, которые, следуя с частотой сети 50 Гц, подаются на счетный вход счетчика 56. На выходе счетчика 56 сигнал появляется после того, как 5 на его вход поступит определенное количество импульсов, соответствующее числу периодов частоты сети ча заданный интервал дублирования команд телеуправления, например через 0 3000 имп.

Выходной сигнал счетчика 56, пройдя через первую дифференцирующую цепь 57, преобразуется в короткий импульс, который переводит триггер 5 62 в положение, соответствующее на- личшо логической единицы на его выходе.

Выходной сигнал триггера 62 поступает на тактовый вход кодирующего 0 блока 11 фиг.1 и запускает его в соответствии с командой, поступающей на вход 23 устройства.

Кроме того, выходной сигнал триггера, 57 преобразуется второй диффе- 5 ренцирующей цепью 58 (фиг.5) в короткий импульс, который запускает формирователь 56 интервала времени передачи. Интервал времени передачи определяется временем надежного распознавания команды телеуправления приемным полукомплектом в условиях существования помех и составляет, например.2-3 с,,.

После обработки заданного интервала времени передачи на выходе формирователя 63 появляется сигнал, который, пройдя через-третью дифференцирующую цепь 59, поступает на JQ один из входов элемента ИЛИ 61 и подается на вход Сброс триггера 62. В этом случае триггер 62 опрокидывается и его выходной сигнал становится равным нулю, что соответствует 15 запрету работы кодирующего блока 11 и прекращению передачи команды телеуправления в сеть.

Счетчик 56 нулируется выходным сигналом второй дифференцирующей 20 цепи 58 после срабатывания триггера 6 в описанном порядке и начинает отсчет следующего интервала дублирования команд телеуправления.

Тактовый генератор 10 (фиг.5) 25 содержит также блок 60 нумерования триггера 62, назначение которого состоит в том, чтобы при подаче питания триггер 62 установился в нулевое по- ложение.30

Таким образом, передающий полукомплект для повышения надежности периодически через заданный интервал передает в сеть по каналу нулевой последовательности закодированные 35 команды телеуправления, поступающие на вход 23 устройства, причем для повышения помехозащищенности передача команд телеуправления осуществляется в момент перехода фазного напря- 40 жения через нулевое значение, что обеспечивается использованием блоков 2-4 формирования интервала передачи.

Приемный полукомплект (фиг.1) подключен к сети через приемник 13. 45

Для повышения помехозащищенности, а следовательноs надежности телеуправления, выходной сигнал приемника 13 подается на демодулятор 17 через элемент Запрет 14, управляющий вход JQ которого соединен с выходом блока 16 формирования интервала приема,

Блок формирования интервала приема (фиг.А) состоит из двухполупериод- ного выпрямительного моста 53, подключенного к дополнительной обмотке трансформатора блока 15 питания (фиг. 1) Выходное напряжение выпрямительного моста 53 (фиг.4) подается на прямой вход компаратора 51.

Инверсный вход компаратора 51 подключен к элементу 52 уставки длительности интервала приема, выходной сигнал которого совпадает по знаку выходным сигналом выпрямительного моста 53 и может регулироваться для изменения длительности интервала приема. Выходной сигнал компаратора 51 формируется, когда сигнал инверсного входа превышает уровень сигнала прямого входа. Таким образом, выходной сигнал приемника 13 (фиг.1) поступает на демодулятор 17 в те интервалы времени, когда имеется сигнал на выходе компаратора 51 блока 16 формирования интервала приема, т.е. в момент перехода фазного напряжения через нулевое значение, характеризующееся наименьшими помехами,

Наличие запрета на работу демодулятора в остальную часть, периода снижает вероятность того, что помеха возникшая в сети в период отсутствия сигналов телеуправления, которые передаются для повышения надежности и помехозащищенности также в момент перехода напряжения через нулевое значение, за счет инерционности фильтров демодулятора 17 может быть воспринята декодирующим блоком 18 как сигнал телеуправления, что может привести к ложному срабатыванию исполнительных блоков, подключенных к выходам 24 устройства.

Фор мула изобретени

1. Устройство для телеуправления, содержащее на передающем полукомплекте первый блок формирования интервала передачи, кодирующий блок, информационный вход которого является информационным входом устройства, выход кодирующего блока подключен к первому входу элемента И, усилитель мощности, выход которого подключен к входу передатчика, первый выход которого .подключен к первому фазному проводу устройства, модулятор и блок питания, на приемном полукомплекте - приемник, информационный вход которого подключен к первому фазному проводу устройства, блок питания, выход которого подключен к входу питания блока формирования интервала приема, демодулятор, и декодирующий

блок, выходы которого являются выходами устройства, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и помехрзащищенности в него введены второй, третий фазные и нулевой провода, на передающем полукомплекте - блок выбора неповрежденной фазы, второй и третий блоки формирования интервала передачи, элемент ИЛИ, и тактовый генератор, первый, второй, третий входы питания и четвертый вход нулевого потенциала блока выбора неповрежденной фазы подключены к первому, второму, тре- тьему фазным и нулевому проводам устройства соответственно, выход блока выбора неповрежденной фазы подключен к входу питания блока питания, входы питания первого, второго и третьего блоков формирования интервала передачи подключены к первому, второму и третьему фазлым.проводам устройства соответственно, входы Нулевого потенциала первого, второго и третьего блоков формирования интервала передачи объединены и подключены к нулевому проводу устройства, второй, третий и четвертый выходы перепервое и второе реле, первый и второй накопительные элементы, первый и второй ограничительные элементы, трансформатор, первый и второй выводы обмотки первого реле и первый и второй выводы первого накопительного элемента объединены и подключены к первому и второму выводам первого выпрямительного моста соответственно, первый и второй выводы обмотки второго реле и первый и второй выводы второго накопительного элемента объединены и подключены к первому и второму выводам второго выпрямитель ното моста соответственно, третьи выводы первого и второго выпрямительных мостов подключены к первым выводам первого и второго ограничитель- 1ных элементов соответственно, второй вывод первого ограничительного элемента и первый неподвижный контакт первого реле объединены и являются первым входом питания блока, второй вывод второго ограничительного элемента и первый неподвижный контакт второго реле объединены и являются вторым входом питания блока, первый вывод первичной обмотки транс

Изобретение относится к телемеханике и может быть использовано для управления однофазными электропотребителями по проводам трехфазных четырехпроводных сетей. Целью изобретения является повышение надежности и помехозащищенности. Устройство содержит на передающем полукомплекте блок выбора неповрежденной фазы, три блока формирования интервала передачи, элемент И, модулятор, элемент ИЛИ, усилитель мощности, передатчик, тактовый генератор, кодирующий блок, блок питания, на приемном полукомплекте приемник, элемент запрета, блок питания, блок формирования интервала приема, демодулятор, декодирующий блок. Устройство осуществляет передачу команд телеуправления однофазным потребителем по проводам трехфазных четырехпроводных сетей, причем такая передача осуществляется в момент перехода фазного напряжения через свое нулевое значение. 6 ил.

датчика подключены к второму, тре-1 тьему фазным и к нулевому проводам устройства соответственно, выходы первого, второго и третьего блоков формирования интервала передачи под- ключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, выход которого подключен через модулятор к второму входу элемента И, выход которого.подключен к входу усилителя мощности, выход тактового генератора подключен к тактовому входу кодирующего блока, на приемном полукомплекте - элемент запрета, выход которого подключен к входу демодулятора, выход которого подключен к входу декодирующего блока, вход питания и вход нулевого потенциала блока питания подключены к первому йазному и к нулевому проводам устройства соответственно, выход блока формирования интервала приема подключен к управляющему входу элемента запрета, вход нулевого потенциала приемника подключен к нулевому проводу устройства, выход приемника подключен к информационному входу элемента запрета.

форматора подключен к подвижному контакту первого реле, второй неподвижный контакт первого реле и подвижный контакт второго реле объединены, второй неподвижный контакт вто5

0

5

0

5

рого реле является третьим входом питания блока, четвертые выводы выпрямительных мостов и второй вывод первичной обмотки трансформатора объединены и являются входом нулевого потенциала блока, выводы вторичной обмотки трансформатора являются выходом блока.

подключены к инвертирующим входам первого и второго компараторов соответственно, вторые выводы всех ограничи- тельных элементов объединены и подключены к тине нулевого потенциала,

4, Устройство по П Л , о т л и - чающееся тем, что блок форQ мирования интервала.приема содержит выпрямительный мост, компаратор и элемент уставки длительности интервала приема, первый и второй выводы выпрямительного моста являются вхо5 дом питания блока, третий вывод выпрямительного моста подключен к шине нулевого потенциала, четвертый вывод выпрямительного моста подключен к прямому входу компаратора, выход

0 элемента уставки длительности интер- вала приема подключен к обратному входу компаратора, выход которого является выходом блока.

Фш,1

ЧМ |

о

30 Ь

A в

с /f

p

38

Ч

S9

Ј4

ы

#

35

mm

/2

Jr|

Фие.1

&

к

/

.4/

fe-w

IIS

Фие.З

51

ФиеЛ