УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРИ ПОМОЩИ КОДА, СОСЕДНИЕ СИГНАЛЫ КОТОРОГО ИМЕЮТ РАЗЛИЧНЫЕ КАЧЕСТВЕННЫЕ ПРИЗНАКИ Советский патент 1941 года по МПК G08C19/16 

Как известно из общей теории селекции, в комбинационных и кодовых системах телеуправления приказы передаются посылкой комбинаций импульсов тока, имеющих различные «качества»: продолжительность, полярность и т.д.

Общее число получаемых комбинаций (кодов) определяется из формулы:

m=Kⁿ,

где:

m - число комбинаций,

K - число различных качеств тока,

n - число членов комбинаций.

В так называемых комбинационных системах отдельные члены комбинаций передаются параллельно во времени, для чего используется одновременно столько независимых каналов связи, сколько членов содержит передаваемая комбинация. Эти системы обычно сравнительно просты и надежны, но недостатком их является необходимость наличия не менее двух каналов связи между распорядительным и исполнительным пунктами. В кодовых системах отдельные члены комбинаций передаются последовательно во времени по одному и тому же каналу связи. Для этого обычно используют так называемые распределители, т.е. синхронно и синфазно работающие коммутаторы, поочередно переключающие канал связи (с обоих его концов) на одноименные передающие и принимающие цепи, соответствующие отдельным членам комбинаций. Распределители выполняются или в виде электромеханических вращающихся коммутаторов, или в виде релейных схем, поочередно переключающих соответствующие цепи (так называемые релейные счетные схемы или релейные распределители). К сожалению, все виды распределителей обладают рядом весьма принципиальных недостатков, уменьшающих надежность систем и вызывающих необходимость введения в схемы различного рода защитных устройств и приспособлений. Здесь не место перечислению этих недостатков, так как они достаточно хорошо известны из теории селекции; можно указать лишь на опасность рассинхронизации распределителей, влекущую за собой ложный набор принимаемой комбинации. Обычно набор комбинаций при приеме фиксируется так называемыми наборными реле. Срабатывание наборных реле ставится при этом в зависимость от двух факторов: во-первых, оно должно зависеть от линейного блока (дешифратора качества), определяющего качество пришедшего импульса, и во-вторых, от распределителя, определяющего номер данного импульса, т.е. номер соответствующего члена комбинации. Поясним оказанное выше примером. Пусть речь идет об устройстве, рассчитанном на прием комбинаций, состоящих из пяти членов, каждый из которых в свою очередь может иметь один из трех качественных признаков - (a, b или с). Очевидно, что для каждого члена комбинации придется иметь в приемной схеме три наборных реле (по числу качеств), общее же количество этих реле будет равно 3×5=15. Пусть эти реле, соответственно фиксируемым качеством и номером членов комбинаций, обозначены номенклатурами 1a, 1b, 1с, 2а, 2b, 2с и т.д. Очевидно, что срабатывание линейного реле, воспринимающего, например, качества а, должно подготовлять цепь всех наборных реле, фиксирующих это качество, т.е. реле 1а, 2а, 3а, 4а и 5а. Выбор реле, соответствующего именно данному члену комбинации, осуществляется распределителем. Так, при приеме 2-го члена, к подготовленной линейным реле а цепи окажется подключенным наборное реле 2а, при приеме 3-го члена - реле 3a и т.д.

Совершенно очевидно, что участие распределителя является здесь необходимым, так как в, противном случае, например, при параллельном подключении всех наборных реле, фиксирующих качество а, одновременно со срабатыванием реле 2а сработали бы также и одноименные реле, относящиеся к другим членам, т.е. реле 1а, 3а, 4а и 5а. Никаких взаимоисключающих зависимостей между наборными реле при обычном построении комбинаций применять нельзя, так как качества соседних членов могут повторяться. Так нельзя исключить срабатывание реле 3а, базируясь на срабатывании реле 1a, потому что в результате приема некоторых комбинаций (например, «ВААСС» или «АААСВ») оба эти реле должны будут возбуждаться.

Таким образом, единственным выходом для кодовых систем, использующих обычное построение комбинаций, является применение распределителей, вращающихся или релейных.

Иное положение будет в случае использования не всех возможных (при данных значениях K и n) комбинаций, а лишь тех из них, которые являются сменно-качественными.

Сменно-качественные комбинации отличаются тем, что соседние члены в них обладают различными качественными признаками. Так, например, комбинация «АВАСА» или «АСВАВ» являются сменно-качественными, комбинации же, приводившиеся выше (ВААСС, АААСВ), не могут уже быть к ним отнесены. Количество сменно-качественных комбинаций всегда будет меньше общего числа всех возможных комбинаций, и может быть определено из формулы:

m_cR=K(K-1)^n-1,

где:

m_cR - число сменно-качественных комбинаций.

Ясно, что при приеме сменно качественных комбинаций никогда не встретятся с необходимостью фиксирования одного и того же качества для любой пары соседних членов любой комбинации. Благодаря этому, необходимую последовательность работы наборных реле можно обеспечить за счет простейших схемных взаимозависимостей между ними.

Предлагаемое устройство относится именно к таким устройствам. Согласно изобретению, в передаточном пункте предусмотрены комплекты наборных реле передачи и приема, из которых первые служат для предварительного набора кода управляемого объекта и при передаче кода поочередно, при срабатывании соответствующих реле приема, сбрасываются с блокировки, вторые же, кроме деблокировки наборных реле передачи, имеют назначением подготовку приемных реле других качеств для приема очередных сигналов передаваемого кода.

Изобретение предусматривает также форму выполнения устройства, в которой на приемном пункте имеется аналогичный комплект приемных реле, повторяющих работу наборных реле приема передаточного пункта и снабженных, кроме того, контактами для выбора объекта, соответствующего передаваемому коду. При искажении качественного признака сигнала или при неправильном срабатывании по другим причинам в устройстве согласно изобретению, применены реле, по одному на передаточном и приемном пунктах, получающие питание через контакты линейных реле и служащие для деблокировки одновременно всех реле передачи и приема.

На фиг. 1 изображена схема блока наборных реле приема, на фиг. 2 - схема соединения контактов реле приемного пункта для выбора цепей исполнения, на фиг. 3 - схема блока наборных реле передачи, на фиг. 4 - схема включения контактов наборных реле передачи, служащих для посылки в линию сменно-качественных кодов.

Часть устройства, расположенная на приемном пункте, состоит из блока линейных реле и наборных реле приема (фиг. 1), снабженных, кроме показанных на фиг. 1, контактами, включенными по схеме, изображенной на фиг. 2. Передающая часть устройства содержит, кроме того, блок наборных реле передачи (фиг. 3), часть контактов которых, служащая для передачи кодовых комбинаций, включена по схеме фиг. 4.

Блок приемных реле по схеме, показанный на фиг. 1, рассчитан на: прием четырехчленных сменно-качественных комбинаций, составляемых по трем качествам А, В и С. Первичный прием сигналов осуществляется тремя линейными реле ЛА, ЛВ и ЛС, реагирующими на соответствующие качества (на фиг. 1 показаны только контакты этих реле). Соответственно принятому качеству и номеру данного члена комбинации должны уже срабатывать наборные реле АН, ВН и СН, из контактов которых составляется дешифраторная схема (фиг. 2). Фиг. 1 показывает, что цепь каждого наборного реле подготавливается верхними контактами наборных реле предыдущего каскада; не используются для подготовки цепей лишь контакты наборных реле, отнесенных к тому же качеству. Так, день 3АН подготавливается контактами 2ВН и 2СН, но в эту цепь ни в коем случае не должен входить контакт реле 2АН; подробным же образом построены и цепи остальных наборных реле.

Невозможность срабатывания младших по номеру наборных реле одновременно со срабатыванием старших, например, невозможность срабатывания 1АН одновременно со срабатыванием 3АН достигнута взаимоисключающим соединением подготовительных контактов. Поэтому одновременно с подготовкой цепи возбуждения какого-либо наборного реле обрываются цепи возбуждения всех младших т»о номеру наборных реле, относящихся к тому же качеству.

Чтобы дать лучшее представление о принципе действия устройства по схеме, приведенной на фиг. 1, ниже рассмотрен конкретный случай его работы, а именно случай приема комбинации АСВА, которая фиксируется срабатыванием наборных реле 1АН, 2СН, 3ВН и 4АН.

При приеме первого члена этой комбинации сработает линейное реле ЛА, которое замкнет свой верхний контакт в общей цепи наборных реле качества А (реле 1АН, 2АН, 3АН и 4АН). Таким образом, замкнется цепь наборного реле 1АН; цепи реле 2АН, 3АН, 4АН останутся разомкнутыми, так как они пропущены через верхние контакты наборных реле ВН, СН, пока что находящихся без тока. Реле 1АН сработает и встанет на самоблокировку через собственный верхний контакт и нижние контакты реле 1ВН и 1СН. Кроме того, после, срабатывания 1АН переключатся движки тройников последнего в цепях, управляемых контактами линейных реле ЛВ и ЛС, что в свою очередь вызовет отключение от этих цепей обмоток реле 1ВН и 1СН и подключение обмоток 2ВН и 2СН. Тем самым одновременно с фиксированием первого члена комбинации автоматически подготовятся цепи, которые будут участвовать в фиксировании второго члена, который может иметь качество В или С, но ни в коем случае не А.

Прием второго члена этой комбинации будет характеризоваться срабатыванием линейного реле ЛС. При этом, как показывает фиг. 1, окажется замкнутой цепь наборного реле 2СН; плюс, верхний контакт ЛС, нижние контакты тройников реле 4АН, 4ВН, 3АН, 3ВН, 2АН и 2ВН, верхний контакт сработавшего ранее реле 1АН, обмотка 2СН, минус.

Реле 2СН сработает, самоблокируется и переключит свои контакты, входящие в цепи, управляемые линейными реле ЛА, ЛВ, тем самым схема подготовится к приему третьего члена комбинации.

По окончании передачи второго члена реле ЛС отпустит свой якорь, а так как третий член имеет качество В, то его передача вызовет срабатывание реле ЛВ. Замыкание верхнего контакта ЛВ вызовет на этот раз образование следующей цепи: плюс, верхний контакт ЛВ, нижние контакты тройников 4АН, 4СН, 3АН, 3СН и 2АН, верхний контакт находящегося на самоблокировке реле 2СН, обмотка 3ВН, минус. Поэтому третий член будет зафиксирован срабатыванием наборного реле 3ВН; срабатыванием младших по номерам реле 2ВН и 1ВН предотвращается разомкнутыми нижними контактами 2СН и 1АН.

При приеме последнего, четвертого, члена, имеющего качество А, сработает линейное реле ЛА, которое при этом замкнет цепь наборного реле 4АН. Цепь эта была уже заранее подготовлена верхним контактом 3ВН. На этом заканчивается набор и расшифровка комбинации; после срабатывания последнего наборного реле 4АН замкнется соответствующая данной комбинации исполнительная цепь (фиг. 2), проведенная через верхние контакты 1АН, 2СН, 3ВН и 4АН.

Как видно из всего изложенного, работа устройства по схеме, изображенной на фиг. 1, основана не на подборе временных или параметрических данных, а исключительно лишь на чисто схемных зависимостях. Последнее обеспечивает надежную и устойчивую работу вне всякой зависимости от темпа передачи членов комбинаций; требуется лишь соблюдение одного условия, а именно: продолжительность посылки каждого члена должна быть достаточной для срабатывания двух реле - одного линейного и одного наборного. Практически продолжительность посылки одного члена можно принять равной, например, 50 миллисек. В эту цифру должна быть включена также и продолжительность интервала между соседними посылками. Поскольку величина интервала не играет никакой роли для работы устройства по схеме фиг. 1, ее можно сократить до минимума, доведя до 3-5 миллисек.

На предлагаемом принципе можно построить устройство телеуправления, с одной стороны, имеющее значительную емкость, а с другой - весьма быстродействующее. Например, если устройство построено для восмичленных сменно-качественных комбинаций при числе качеств, равном трем (постоянный ток двух направлений и переменный ток), то число приказов будет равно:

Время передачи будет равно:

T=tn,

где t - продолжительность посылки одного члена комбинации

При t=50 миллисек.:

T=50.8=400 миллисек.

Таким образом, несмотря на большую емкость устройства, время передачи любого приказа будет составлять всего лишь 0,4 сек. Составление и посылка сменно-качественных комбинаций в предлагаемом устройстве осуществляется следующим образом. Передача комбинаций может быть осуществлена любым из известных способов, но в случае систем двустороннего действия рационально использовать для передачи тот же принцип, который используется и при приеме.

В данном случае подготавливаемая к посылке комбинация предварительно набирается искусственным возбуждением при помощи цепей х наборных реле передачи (фиг. 3). Передача запускается второй операцией - возбуждением пускового реле П (фиг. 4). На фигуре показаны только контакты этого реле, так как схема его возбуждения не имеет принципиального значения. Переключившийся тройник П в линейной цепи переключит линейный провод вместе со входящими в его цепь блоками линейных реле ЛА, ЛВ, ЛС на цепочку передачи, составленную из контактов наборных реле. Если к передаче подготовлена комбинация САВС, т.е. возбуждены передающие наборные реле 1ПС, 2ПА, 3ПВ и 4ПС, то при срабатывании реле П линейный провод через верхний контакт 1ПС окажется соединенным с генератором качества С и начнется передача первого члена комбинаций, имеющего качество С. При этом как на передающем, так и на принимающем пунктах сработают линейные реле ЛС, и вслед за ними наборные реле приема 1СН (фиг. 1).

На передающем пункте срабатывание 1СН вызовет сброс с блокировки реле 1ПС, так как обмотка последнего окажется зашунтированной накоротко верхним контактом 1СН.

Чтобы при этом не происходило короткого замыкания, батареи, предусмотрены сопротивления R. Перелет контакта 1ПС, входящего в цепочку передачи, вызовет кратковременное размыкание линейной цепи.

Однако после замыкания нижнего контакта 1ПС линейный провод Л₁ снова получит питание, на этот раз через верхний контакт реле 2ПА, соединенный с генераторам качества А. Поэтому в линию будет передан второй член комбинации. Дальнейшие процессы протекают подобно вышеописанному.

Срабатывание линейных реле ЛА повлечет возбуждение наборных реле 2АН, причем на передающем пункте реле 2ПА окажется сброшенным с блокировки. После этого в результате соответствующих переключений в передающей цепочке, линия через верхний, контакт 3ПВ окажется соединенной с генератором качества В, и на обоих пунктах сработают реле ЛВ, 3ВН. Благодаря сбросу с блокировки реле 3ПВ, в линию через верхний контакт 4ПС поступит качество С, соответствующее последнему члену данной комбинации, когда сработает реле ЛС и 4СН, передающее реле 4ПС сбросится с блокировки, после чего линейная цепь окажется обесточенной. Сбросом реле П заканчивается передача, и вся схема приводится к исходному положению. Способ сброса реле П не имеет принципиального значения; в частности, сброс этот можно осуществлять контактами наборных реле последнего члена комбинации.

Описанное выше устройство для передачи сменно-качественных комбинаций обладает многими достоинствами; некоторые из них заслуживают особого упоминания.

Во-первых, устройство обеспечивает высокую надежность передачи за счет самопроверки схемы во время передачи комбинаций. Если во время передачи качества А последнее исказится и будет воспринято приемным блоком в виде другого качества, например качества В, то вместо соответствующего качеству А наборного реле АН срабатывает реле ВН, вследствие чего передающее реле ПА не будет сброшено с блокировки. Дальнейшая передача набора прекратится, так как линия через верхний контакт реле ПА, не сброшенного с блокировки, окажется наглухо присоединенной к генератору качества А. Выключение схемы производится в этом случае вспомогательным медленнодействующим реле В (фиг. 3), нормально включенным в цепь тока через последовательно соединенные нижние контакты линейных реле. В случае правильного прохождения передачи реле В не успевает отпускать свой якорь, так как его выдержка времени слегка превышает нормальное время передачи.

Во-вторых, существенным достоинством описываемого устройства является чисто схемная зависимость между минимальным временем, не-обходимым для срабатывания линейных и наборных реле, и фактической продолжительностью передачи каждого члена любой комбинации. Действительно, как показывают схемы, посылка каждого члена продолжается до тех пор, пока не будет сброшено с блокировки соответствующее наборное реле. Сбросу этого реле обязательно должно предшествовать срабатывание приемного наборного реле АН, ВН или СН, так как только после замыкания его верхнего контакта обмотка передающего реле окажется зашунтированной. В момент, когда закорачивается обмотка передающего реле, на приемном пункте также должно успеть сработать соответствующее наборное реле приема. Фактически время посылки сигнала получится несколько большим, чем это нужно для срабатывания наборных реле, так как в него войдет также и время отпускания передающих реле. Эта величина перекрывает возможные расхождения во времени срабатывания наборных реле, вследствие чего схема работает весьма надежно и устойчиво при любой регулировке входящих в нее реле.

В заключение следует упомянуть о том, что устройства для телеуправления, построенные на описанном выше принципе, могут работать на любых качествах тока и, следовательно, по любым каналам связи, в том числе и по высокочастотным. Следует лишь иметь в виду, что построение сменно-качественных кодов невозможно при числе качеств меньше трех. Что касается надежности тех или иных качеств тока, то в применении к предлагаемому устройству этот вопрос теряет свою остроту вследствие самопроверки передачи.

1. Устройство для дистанционного управления при помощи кода, соседние сигналы которого имеют различные качественные признаки, с применением блоков линейных реле, обладающих избирательными свойствами, отличающееся тем, что в передающем пункте предусмотрены комплекты наборных реле передачи и приема, из которых первые служат для предварительного набора кода управляемого объекта и при передаче кода поочередно, при срабатывании соответствующих реле приема, сбрасываются с блокировки, вторые же, кроме деблокировки наборных реле передачи, имеют назначением подготовку приемных реле других качеств для приема очередных сигналов передаваемого кода.

2. Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что на приемном пункте предусмотрен аналогичный комплект приемных реле, повторяющих работу наборных реле приема на передающем пункте и снабженных, кроме того, контактами для выбора объекта управления, соответствующего передаваемому коду.

3. Форма выполнения по п.п. 1 и 2, отличающаяся тем, что для возвращения устройства в исходное положение при искажении качественного признака сигнала или при неправильном срабатывании по другим причинам предусмотрены замедленные реле В по одному на передающем и приемном пунктах, получающие питание через контакты линейных реле и служащие для деблокировки одновременно всех реле передачи и приема.