УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРИ ПОМОЩИ КОДА, СОСЕДНИЕ СИГНАЛЫ КОТОРОГО ИМЕЮТ РАЗЛИЧНЫЕ КАЧЕСТВЕННЫЕ ПРИЗНАКИ Советский патент 1942 года по МПК H01H47/60 

В основной авт. св. №60266 описано устройство для дистанционного управления при помощи специального кода, в которой соседние сигналы одной комбинации обязательно имеют различные качественные признаки.

Устройство, служащее для посылки такого кода, имеет комплекты наборных реле передачи и приема, из которых первые осуществляют предварительный набор кода управляемого объекта. При срабатывании реле приема на борные реле передачи поочередно сбрасываются с блокировки. Наборные реле приема используются как для деблокировки рале передачи, так и для подготовки приемных реле других качеств для приема очередных сигналов передаваемого кода.

Описываемое устройство является развитием устройства по авт. св. №60266, имеющим преимущества в отношении уменьшения числа рабочих элементов и повышения надежности и быстродействия системы.

В устройстве по изобретению наборным реле приема присваиваются функции наборных реле передачи. Для возможности осуществления этой задачи используются двухобмоточные реле, получающие возбуждение от пусковых целей самоблокирующиеся через свои вторые обмотки. При передаче кода происходит последовательное сбрасывание реле с блокировки.

В качестве линейных реле могут быть применены или трехпозиционные поляризованные реле, или же обычные поляризованные, реле (двухпозиционные) с добавлением нейтральных.

Описываемое устройство (называемое автором СК-1, т.е. сменнокачественная кодовая система телеуправления - первый вариант) основано на следующем построении кода.

В условиях проводной связи наиболее удобными и надежными качествами тока для кодирования являются качества полярные.

Однако непосредственное применение их для системы, основанной на сменнокачественных кодах, встречает некоторые трудности. Основных полярных качеств существует только две - "плюс" и "минус". В то же время сменнокачественное кодирование практически неприемлемо при числе качеств К<3, так как при этом никогда не удается получить более двух сменнокачественных комбинаций, независимо от числа членов кода. Так, например, используя "плюс" и "минус", мы всегда сможем получить лишь две комбинации:

Здесь увеличение числе членов комбинаций никак не отзовется на количестве последних.

Таким образом, для сменнокачественного кодирования необходимо к двум основным полярным качествам добавить еще третье.

Простым выходом из положения является применение отсутствия тока в виде третьего качества. "Качество" это в дальнейшем будет называться "нулевым". Для того чтобы надежность системы при этом не понизилась, необходимо отбросить все комбинации, содержащие непостоянное число "нулей", отличающееся от какой-то заранее принятой контрольной цифры.

Комбинирование при этом будет фактически осуществляться перестановкой "нулей" внутри серии передаваемых импульсов, причем для соблюдения условий сменнокачественности эти "нули" ни в коем случае нельзя располагать рядом (на соседних местах). По той же причине "нули" не могут быть поставлены и на крайние места в коде (так как код всегда будет начинаться с "нуля" и оканчиваться также "нулем", т.е. прекращением посылки импульсов).

Так, имея восьмичленный код и используя в нем для перестановок два "нулевых" члена, фактически получим лишь десять комбинаций, отвечающих всем заданным условиям (табл. 1).

Число этих комбинаций можно увеличить, увеличивая число членов кода. Так, при 9 членах количество комбинаций возрастет до 15, при 10 - до 21 и т.д. В некоторых случаях выгодным оказывается и увеличение числа "нулевых" членов, однако это может дать эффект лишь тогда, когда общее число членов кода достаточно велико. В общем виде количество комбинаций, получаемых путем перестановок "нулевых" членов, выражается формулой:

где m_o - число комбинаций;

n - число членов кода (общее);

α - постоянное число нулевых членов.

Что касается "токовых" членов кода, то они будут представлять собой чередующиеся посылки "плюсов" и "минусов". При этом благодаря наличию третьего качества, т.е. "нуля", серии импульсов, ограниченные "нулевыми" членами, делаются совершенно не зависимыми друг от друга. Так, если в комбинации №7 (табл. 1) первая серия (члены №1 и 2) оканчивается на "плюс", то это совсем не обязывает начинать вторую серию (члены №4, 5 и 6) с "минуса", так как сменнокачественность уже обеспечивается промежуточным членом №3, имеющим "нулевое" качество. Таким образом, любую ив серий токовых импульсов, входящих в код, можно передать либо в виде комбинации , либо в "негативном" виде, т.е.

Это открывает широкие возможности для вторичного кодирования, в котором серии будут играть роль членов кода, а комбинации, которыми они передаются, - роль "качеств". В частности, в нашем случае мы будем иметь два "качества" - позитив, т.е. , и негатив, т.е.

Условимся сокращенно обозначать первое из них буквой П, а второе - буквой Н. Тогда при наличии трех серий мы получим восемь вторичных комбинаций, приведенных в табл. 2.

Совершенно очевидно, что число вторичных комбинаций будет зависеть ос двух величие: от числа качественных различий между сериями (в нашем случае оно равно двум) и от числа самих серий, равного а+1. Таким образом, общее выражение для числа вторичных комбинаций m₂ будет:

В эту формулу совершенно не входит число токовых импульсов в отдельных сериях и, следовательно, как количество, так и характер вторичных комбинаций остаются неизменными при любых перестановках "нулевых" членов, показанных в табл. 1.

Это дело возможность использовать первичные ("нулевые") и вторичные комбинации для совершенно самостоятельных ступеней 1 избирания. Так, в системе СК-1 на первичных комбинациях выбирается группа, причем одновременно при помощи одной из вторичных комбинаций выбирается и нужный объект. Описываемый вариант системы рассчитан на применение двух "нулевых" членов в коде, и, таким образом, число основных серий всегда будет равно трем, а число вторичных комбинаций - восьми. Следовательно, каждая группа всегда будет включать в себя 8 объектов (максимально). Это последнее число в случае надобности легко может быть увеличено вдвое (до 16) путем включения в код третьего "нулевого" члена (даже без изменения суммарного числа членов). Однако практически более выгодным оказывается увеличение числа групп (при сохранении постоянной внутригрупповой емкости), так как при этом сохраняется равномерность нагрузки основных избирательных реле.

Для увеличения числа групп следует, не изменяя величины а (числа "нулевых" членов), увеличить число n., т.е. общее число членов кода.

Число групп (для а=2) определится при этом следующим образом:

Приложенная к настоящему описанию генеральная схема системы СК-1 приведена для случая n=8, и, таким образом, рассчитана на 10 групп по 8 объектов в каждой, т.е. на 80 объектов. Изменение емкости производится чрезвычайно просто, путем изменения числа n (табл. 3).

Выше налагались способы выбора группы и объекта, применяемые в системе СК-1. Теперь необходимо познакомиться с методом выбора команды, посылаемой денному объекту.

Большинство встречающихся на практике объектов управления имеет две позиции и требует передачи двух команд (например, "включить" и "отключи»"). Эти команды передаются при помощи двух дополнительных импульсов, посылаемых в конце передачи, после прохождения избирательной части кода. Эти дополнительные импульсы образуют две сменнокачественные комбинации, определяющие команду:

Для того чтобы обеспечить независимость командных комбинаций от знака последних членов избирательной части кода, в передачу вводится "разделительный нуль", располагаемый между избирательной и командной частями кода.

Таким образом, код в системе CK-1 в целом имеет следующее построение: сначала идет избирательная часть, включающая в себя n членов (в сом числе два "нулевых"), затем командная, состоящая из двух членов. Эти основные части кода разделяются между собой (n+1) - м членом ("разделительный нуль"), и, таким образом, полное число членов в коде всегда равняется.

где N - общее число членов;

n - число членов избирательной чести (выбор группы и объекта).

Предположим, что мы хотим включить второй объект во второй группе, т.е. объект №10. Первой, подготовительной операцией явится перевод ключа управления 10УК в правое положение. При этом, во-первых, подготовится цепь набора команды "включить" для объекта №10 и, во-вторых, в схеме местной сигнализации распорядительного пункта включится "лампочка несоответствия" объекта №10 (10HC), загорающаяся при всяком несоответствии между положениями ключа и исполнительного реле, контролирующего данный объект (реле 10И). Вторая пусковая операция состоит в нажатии индивидуальной пусковой кнопки объекта №10 (10ПК). При нажатии 10ПК должны прийти в действие реле, участвующие в передаче, и, в первую очередь, пусковые реле, определяющие данный объект. Срабатывает пусковое реле второй группы 2ПТ в пусковое реле объекта) №2 (2П0). Первое из этих реле срабатывает непосредственно после нажатия 10ПК, но лишь в том случае, если будет замкнута цепь зависимости, общая для всех реле ПГ. Сработав, реле 2ПГ самоблокируется и: 1) замыкает свой верхний контакт, что вызывает срабатывание реле 2П0, цепь которого была подготовлена кнопкой; 2) подготовит набор группового кода второй группы, которому соответствует расположение нулевых членов на третьем и пятом местах. Посылка нулевых членов определяется "нулевым наборным реле" НН, в данном случае - реле НН и НН, где числитель указывает номер реле при передаче, а знаменатель - при приеме (и 3) создает возбуждение "общего повторителя пусковых реле" ПП, в цепь которого входят верхние контакты всех ПГ.

Сработав, реле ПП своим тройником переключит рабочий провод линии (ЛР) на цепь передачи, разомкнутую на верхнем контакте реле В, находящегося без тока. Таким образом, линейная цепь останется пока оборванной. Далее, реле ПП своими верхними контактами включит реле НН, определяющее подачу разделительного "нуля", и подаст "плюс" на обмотки реле 2НТ, 5НТ и 9НТ, цепи которых уже были подготовлены верхними контактами НН, НН и НН. Срабатывание 9НТ вызывает возбуждение наборных реле токовых импульсов (ПН, МН), цепь возбуждения которых окончательно замыкается верхним контактом 9НТ.

Реле Л и ПЛ на всех пунктах отпустят свои якоря, так как цепь передачи разомкнута и, кроме того, срабатывают «замедленные на отпускание реле М (также на всех пунктах), включенные через нижние контакты тройников ПЛ.

Реле КЛ, включенные через верхние контакты ПЛ, лишатся тока, но якорей своих не отпустят; их замедление должно перекрывать нормальный интервал перед посылкой кода.

Срабатывание реле М на всех пунктах вызовет включение цепей самоблокировки наборных реле и подачу питания на их рабочие цепи (управляемые контактами Л, ПЛ и МЛ). Благодаря этому на распорядительном пункте все возбужденные для передачи кода наборные реле самоблокируются при помощи своих рабочих обмоток. Кроме этого, произойдет срабатывание наборных реле, фиксирующих крайние "нули" начала. При передаче таким реле является В, а при приеме - В, и, следовательно, первое из них срабатывает не передающем в данный момент распорядительном пункте, а второе - не исполнительном.

Следует заметить, что реле В на распорядительном пункте срабатывает лишь в том случае, если действительно сработало перед этим реле "делителя цепочки" ДЦ, верхний контакт которого входит в цепь В.

Реле ДЦ не является обязательным и выполняет лишь вспомогательные функции: делит цепочки на несколько параллельных ветвей (в данном случае на две). Однако поскольку контакты ДЦ входят в цепочки приема и передачи, то случайное несрабатывание этого реле могло бы вызвать недоразумения. Защитой против них служит верхний контакт ДЦ в цепи В.

Что касается самого ДЦ, то оно выключается как простой повторитель всех наборных реле того каскада, на котором желательно провести разделение цепочки. В данном варианте схемы реле ДЦ включается верхними контактами наборных реле ПН, МН, НН и, следовательно, срабатывает сразу же вслед за возбудившимся реле НН. Когда реле ДЦ и В на распорядительном пункте сработают, то в линию будет отправлен первый член кода, так как линейный провод ЛР окажется соединенным с ПЛБ ("плюсом" линейной батареи) через верхние контакты ПП и В, нижние контакты В и КОК, верхние контакты ДЦ ПН. При этом на обоих пунктах срабатывают линейные реле Л и их повторители ПЛ. В результате на исполнительном пункте образуется цепь для срабатывания первого наборного реле приема (плюсового) ПН: "плюс" батареи, верхний контакт М, нижний контакт ПП, верхний контакт ПЛ, нижний контакт В, верхний контакт - В (сработавшего на ИП во время предварительного интервала), правая позиция контакта Л, нижний контакт ДЦ, нижние контакты МН, НН, МН, НН, МН, НН, МН, НН, МН, НН, МН, обмотка ПН, "минус" батареи.

Реле ПН срабатывает и блокируется (через сопротивление Р) при помощи своего верхнего контакта. На распорядительном пункте, на котором находится под током реле ПП, образуется цепь сбросе (шунтирования) для реле ПН "минус" батареи, верхний контакт N, верхний контакт ПП, верхний контакт ПЛ, верхний контакт В, нижний контакт В, правая позиция контакта Л, верхний контакт ДЦ, нижний контакт МН, верхний контакт НН, обмотка реле ПН.

Последнее окажется зашунтированным накоротко и отпустит свой якорь.

В линейной цепи переключение тройника ПН вызовет переход по второму члену кода - "нулевому"; линия через нижние контакты ПН и МН окажется соединенной с разомкнутым нижним контактом 2НТ, и, следовательно, останется без тока.

Реле Л и ПЛ (обоих пунктов) снова отпустят свои якоря.

В схему реле КЛ и М ("реле контроля темпа передачи") это вызовет очередное выключение реле КЛ (получавших подпитывание через верхние контакты ПЛ) и подачу подпитывания на обмотки М.

Кроме того, на исполнительном пункте через нижние контакты ПЛ и МЛ сработает наборное реле НН, а не распорядительном пункте зашунтируется находившееся на блокировке реле НН (с моменте срабатывания В наборные реле передающего держатся лишь на блокировке, так как нижним контактом В снимается питание с цепей возбуждения). Последнее отпустит свой якорь и выключит реле 2НТ, которое также отпустит якорь.

Как только замкнутся нижние контакты 2НТ, линейный провод ЛР окажется соединенным о тройником реле ПН, верхний контакт которого подключен к ПЛБ.

Таким образом, линия снова окажется под током, и снова срабатывают реле Л и ПЛ. Не исполнительном пункте при этом срабатывает наборное реле третьего члена (приема) ПН, а на распорядительном сбросится с блокировки ПН.

Кроме того, на обоих пунктах опять получит питание реле КЛ, а реле М выключается, но якорей не отпустят. После отпускания якоря ПН линия (со стороны распорядительного пункта) окажется через верхний контакт НН соединенной с МЛБ, и направление тока в ней изменится не обратное. На обоих пунктах контакты реле Л займут левые позиции, и срабатывают "минусовые повторители" линейных реле, т.е. реле МЛ.

Реле КЛ будет продолжать получать подпитывание на этот раз через верхние контакты МЛ, а цепи реле М также окажутся замкнутыми, так как реле ПЛ отпустят свои якоря.

Что касается цепей наборных реле, то на этот раз на исполнительном пункте срабатывает реле МН, а не распорядительном заиунтируется реле МН.

Сброс последнего вызовет переключение линейной цепи на нижний контакт реле 5НТ, в данный момент разомкнутый. Таким образом, начнется передаче пятого члена кода, имеющего "нулевое" качество. Передача дальнейших членов кода (я их прием) будет происходить подобно вышеописанному.

К моменту прохождения девятого члена ("разделительного нуля") на исполнительном пункте окажутся под током следующие наборные реле: ПН, НН, ПН, МН, НН, МН, ПН, МН, НН.

Кроме того, после приема седьмого члена и срабатывания реле ПН на исполнительном пункте срабатывает реле ДЦ, шунтирующее "использованную" часть приемных цепочек в цепях возбуждения реле ПН, МН и НН. На распорядительном пункте реле ДЦ (которое там было возбуждено с самого начала),наоборот, отпустит свой якорь после шунтирования и сброса реле НН, т.е. после прохождения пятого члене. Таким обрезом, подача шестого члена кода в линию будет происходить уже со второй половины цепочки, через нижний контакт ДЦ.

Этим ограничивается число последовательно соединенных контактов в цепях передачи и повышается надежность последних ( В случае большого"числа импульсов, а, следовательно, и контактов можно разделить цепочку не большее число частей при помощи нескольких ДЦ.).

После того как на исполнительном пункте сработало реле НН (в результате приема десятого "нулевого" члена кода), в дешифраторе выбора группы замкнется цепь для группового реле второй группы 2Г: "плюс" батареи, нижний контакт ПП, верхний контакт НН, нижний контакт КН, верхний контакт НН, нижний контакт НН, нижний контакт НН, верхний контакт НН, нижние контакты НН и НН, обмотка реле 2Г, "минус" батареи.

Реле 2Г сработает и своими верхними контактами подключит к объектному дешифратору исполнительные реле второй группы (9-16И). Объектный дешифратор составляется из контактов наборных реле, определяющих "качества" членов вторичных комбинаций. Первым членом первой серии всегда является первый член кода, а первым членом третьей серии - восьмой член кода. Соответственно этому "качество" серий в дешифраторной пирамиде определяется для первой серии контактами ПН и МН, а для третьей серии - контактами и . Что касается второй серии, то ее "качество" определяется контактами ПН, МН первой, второй, третьей или, в случае выбора, четвертой группы, контактами ПН, МН - для пятой, шестой и седьмой групп, контактами ПН, МН - для восьмой и девятой групп и, наконец, контактами ПН, МН - для десятой группы. Так как в нашем случае сработало групповое реле 2Г, то в цепь пирамиды окажутся введенными контакты ПИ, МН. Так как под током находятся реле ПН, ПН и МН, то в объектном дешифраторе подготовится цепь №2, к которой через верхний контакт 2Г подключено в данный момент исполнительное реле 10И (объект №10 является вторым объектом второй группы).

Однако подготовленная таким образом цепь будет еще пока что разомкнута, так как питание подается на дешифраторную схему через верхние контакты реле В и ВВ (или ВО), пока что находящиеся без токе.

После того как вслед за девятым членом кода будет отправлена командная часть передачи, на исполнительном пункте срабатывают наборные реле ПН и МН, а на распорядительном пункте сбросятся с блокировки реле ПН и МН.

После этого в.линии наступит "конечный интервал", так как в передающих цепочках не останется уже ни одного замкнутого верхнего контакта, вследствие чего линия будет лишена питания. Отпадание якорей ПН и МН на распорядительном пункте подготовит цепь "концевого нулевого реле" В, которое и сработает сразу же после замыкания нижних контактов ПЛ и МЛ. Срабатывание В вызовет сброс с блокировки пусковых реле 2ПГ и 2ПО, которые отпустят свои якоря. Что же касается реле ПП, то оно пока что останется под током по цепи самоблокировки, проходящей черев собственный верхний контакт ПИ и верхний контакт М.

На исполнительном пункте отпускание якорей ПЛ и МЛ вызовет срабатывание реле В, являющегося "концевым" реле при приеме. При этом образуется следующая цепь: "плюс" батареи, верхний контакт М, нижний контакт ПП, нижние контакты ПЛ и МЛ, верхний контакт КЛ, нижний контакт КН, верхний контакт ДЦ, нижний контакт ПН, верхний контакт МН, обмотка В, нижний контакт ПП, "минус" батареи.

Как только замкнется верхний контакт В, срабатывает общее командное "реле включения" ВВ, цепь которого уже была подготовлена верхними контактами АН и МН, входящими в "дешифратор команд". Срабатывание ВВ, в свою очередь, вызовет окончательное замыкание объектных дешифраторных цепей, на которые будет подан "плюс" батарей через нижний контакт реле ВО, верхний контакт ВВ, нижний контакт ПП, верхний контакт В и нижний контакт КН.

Рассмотрим процесс возвращения устройств распорядительного и исполнительного пунктов в исходное, спокойное положение. После того как передача импульсов с распорядительного пункта прекратилась, цепь реле КЛ на обоих пунктах оказалась оборванной надолго. Результатом этого явится отпускание якоря КЛ (по истечении времени его замедления) и выключение целей реле М (обривающихся на разомкнувшихся верхних контактах КЛ). После истечения времени замедления М последние также отпустят свои якоря, причем на распорядительном пункте сбросятся с блокировки реле ПП, В и В, а на исполнительной - все наборные реле (ПН, МН и НН), групповое реле 2Г вспомогательные реле В и В, а также находившееся под током общее реле включения ВВ.

Кроме того, переключится тройник реле М в линейной цепи, благодаря чему рабочий провод линии ЛР снова окажется соединенным с цепь питания контроля (МЛБ). Так как на распорядительном пункте переключившийся тройник ПП отсоединил провод ЛР от цепей передачи и замкнул его с обратным проводом ЛО, то в линейной цепи снова появится контрольный ток. При этом на всех пунктах сработают реле Л, ПЛ и КЛ, и все устройство придет в исходное, спокойное положение.

В описываемом устройстве предусмотрена защита против неверного приема и записания передачи при обрыве линии, одновременно передача с нескольких пунктов и прекращение питания исполнительного пункта.

Устройство для дистанционного управления при помощи кода, соседние сигналы которого имеют различные качественные признаки, по авт. св. №60266, отличающееся тем, что, с целью присвоения функций наборных реле передачи наборным реле приема, в качестве последних применены двухобмоточные реле, возбуждаемые при помощи пусковых цепей и самоблокирующиеся через вторые обмотки, а затем последовательно сбрасываемые с блокировки при передаче кода.