Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zum Übertragen von Information über einen Übertragungskanal, wobei die Information in eine Folge von wenigstens zwei verschiedenen Informationselementen umgesetzt und auf dem Übertragungskanal abwechslungsweise zwei Signale übertragen werden, die sich durch ihre Frequenz und/oder Amplitude voneinander unterscheiden.
Bekannte Anlagen, die gemäss diesem Verfahren arbeiten, benötigen zum Gewährleisten einer einwandfreien Übertragung der Befehle und der Meldungen Sende- und Empfangsvorrichtungen mit relativ umfangreichen Synchronisiervorrichtungen zum Übertragen der binärverschlüsselten Information. Darüber hinaus sind diese Anlagen störanfällig auf Geräusche und Phasenverzerrungen auf dem Übertragungskanal.
Es ist Aufgabe der Erfindung ein Verfahren anzugeben und eine Anlage zu schaffen, welche eine einwandfreie Übertragung der Information gestattet, die einfacher ist als die bisher bekannten Anlagen dieser Art und die gegenüber Störimpulsen, Phasenverzerrungen und Pegelschwankungen weitgehend unempfindlich ist, die mit Sicherheit verhindert, dass falsche Befehle, die durch Übertragungsfehler oder durch Fehler in der Anlage entstanden sind, zur Vollstreckung weitergeleitet werden, und die eine grössere Sicherheit gegenüber Störimpulsen bietet als bisher bekannte Anlagen gestatten.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitpunkte der Umschaltungen von dem einen der beiden Signale auf das andere Signal in Abhängigkeit von den Informationselementen gesteuert wird, so dass die Dauer des einen oder anderen Signals durch die Informationselemente bestimmt wird, und dass auf der Empfangsseite die Zeitpunkte der Wechsel von einem Signal zum anderen ermittelt und auf Grund der Dauer zwischen zwei Wechseln die Information zurückgewonnen wird.
Die erfindungsgemässe Anlage zum Durchführen des Verfahrens, mit einer Sendevorrichtung, die eine Befehlsausgabevorrichtung, einen Kodierer zum Umwandeln der zu übertragenden Information in eine Folge aus mindestens zwei verschiedenen Informationselementen und eine Einrichtung zum Erzeugen von zwei voneinander verschiedenen Signalen aufweist, mit einer Meldeübertragungsvorrichtung zum Schutz der Anlage vor Störspannungen, und mit einer Empfangsvorrichtung, die einen Dekoder zum Umsetzen der beiden empfangenen Signale in die ursprüngliche Information aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sendevorrichtung eine auf die genannte,
aus zwei verschiedenen Informationselementen bestehenden Folge ansprechende Modulatoreinrichtung, zum abwechslungsweisen Senden des einen oder des anderen Signales während einer bestimmten Zeit für das erste Informationselement und während einer längeren Zeit als die genannte bestimmte Zeit für das zweite Informationselement aufweist, dass die Empfangsvorrichtung einen Detektor zum Ermitteln der Wechsel von dem einen zum anderen empfangenen Signal oder umgekehrt und eine Zeit messeinrichtung zum Bestimmen der Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Wechseln der empfangenen Signale und somit zum Erkennen der beiden Informationselemente aufweist.
Die Erfindung ist nachstehend mit Bezug auf die Zeichnung 1 beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 das Blockschema einer Fernwirkanlage, die zum Fernsteuern und Überwachen einer peripheren Stelle dient,
Fig. 2 die graphische Darstellung von Übertragungssignalen, die über einen Übertragungskanal gesendet werden, -
Fig. 3 die graphische Darstellung des zeitlichen Verlaufes von zu übertragenden Zeichen, wobei die Zeichen sich lediglich durch ihre Dauer voneinander unterscheiden,
Fig. 4 das Blockschema der Sendevorrichtung der Fernwirkanlage gemäss der Fig. 1,
Fig. 5 eine mögliche Realisierung der Zeitsteuereinrichtung der Sendevorrichtung gemäss der Fig. 4,
Fig. 6 das Blockschaltbild der Empfangsvorrichtung der Fernwirkanlage gemäss der Fig. 1,
Fig. 7 eine Ausführungsform des Zählers der Empfangsvorrichtung nach der Fig.
6,
Fig. 8 das Blockschema einer Befehlsausgabevorrichtung der Fernwirkanlage gemäss der Fig. 1,
Fig. 9 und 10 das Schaltschema eines Stromwächters der Befehlsausgabevorrichtung gemäss der Fig. 8,
Fig. 11 das Blockschema eines Meldungsübertragers der Fernwirkanlage gemäss der Fig. 1 und
Fig. 12 eine Ausführungsform des Abtasters des Meldungs übertragers nach der Fig. 11.
In der Fig. 1 ist das vereinfachte Blockschema einer Fernwirkanalge dargestellt. Diese Anlage dient zum Übertragen von Befehlen von einer Kommandostelle 1 über einen Übertragungskanal 2 zu einer peripheren Stelle 3, die beispielsweise ein Kraftwerk, eine Energieverteilstation oder ein Pumpwerk sein kann. Weiter dient die Fernwirkanlage zum Übermitteln von Meldungen, Alarmsignalen und Messwerten von der peripheren Stelle 3 zur Kommandostelle 1.
Die Befehle zu steuern der peripheren Stelle 3 werden durch Betätigen von entsprechenden, nicht dargestellten Tasten im Bedienungsfeld 4 erzeugt und an einen Befehlskodierer 5 weitergeleitet. Der Befehlskodierer setzt jeden Befehl beispielsweise in ein Befehlswort zu acht Bit um und gibt diese nunmehr binäre Information parallel an eine Sendevorrichtung 6 weiter. Die Sendevorrichtung sendet anschliessend diese Information seriell über den Übertragungskanal 2 zu einer Empfangsvorrichtung 7 der peripheren Stelle 3. In der Empfangsvorrichtung 7 werden die seriell empfangenen Signale wieder zu entsprechenden Befehlswerten zusammengesetzt und parallel einem Befehlsdekodierer 8 zugeführt, der dann die Befehle über einen Befehlausgeber 9 an die zu steuernde, nicht dargestellte Einrichtung weiterleitet.
Rückmeldungen oder Alarmsignale von zu steuernden Einrichtungen gelangen zu einem Meldungsübertrager 10, der diese Signale einem Meldungskodierer 11 zuführt. Jede Meldung bzw. jedes Alarmsignal wird vom Meldungskodierer 11 in ein Meldewort von beispielsweise acht Bit umgesetzt.
Jedes Meldewort wird parallel einer Sendevorrichtung 12 zugeführt, welches jedes Meldewort auf ähnliche Weise wie die Sendevorrichtung 6 über einen weiteren Übertragungskanal 13 zu einem Empfänger 14 der Komandostelle 1 übermittelt. Die seriell empfangenen Signale werden in der Empfangsvorrichtung 14 wieder zu Meldewörtern zusammengesetzt und einem Meldungsdekodierer 15 zugeführt. Dieser erzeugt auf Grund der ihm zugeleiteten Meldewörter Signale, die einer Anzeigetafel 16 zugeführt werden.
Die in der Fig. 1 dargestellte Wirkanlage kann weitere Vorrichtungen enthalten wie Echtzeitgeber zum Festhalten der Zeit, zu der ein Steuerbefehl ausgeführt oder ein Alarmsignal ausgelöst wurde, Drucker zum Registrieren der Steuervorgänge sowie Messwertumwandler zum Übertragen von Messwerten über die Übertragungsleitung 13 zur Kommandostation 1, wenn keine Steuerbefehle oder Meldungen zu übermitteln sind.
Der Einfachheithalber wurden derartige \?orrichtungen in der Fig. 1 weggelassen.
Die Übertragung von Steuerbefehlen, d.h. Befehlswörter, durch die Sende- und Empfangsvorrichtungen 6,7 sowie der Rückmeldungen, d. h. Meldewörter, durch die Sende- und Empfangsvorrichtungen 12, 14 erfolgt mit Hilfe von nur zwei Übertragungssignalen, die über die Übertragungsleitungen 2 bzw. 13 gesendet werden. Die zwei Übertragungssignale können beispielsweise ein positives und ein negatives Signal oder ein Signal mit einer ersten Frequenz f, und ein Signal mit einer zweiten Frequenz f2 sein, wobei zur gleichen Zeit nur je eines der beiden Übertragungssignale auf die Übertragungsleitung gegeben wird.
Derartige Übertragungssignale, die über die Übertragungsleitung übermittelt werden, sind in der Fig. 2 in den Zeilen b und c in Funktion der Zeit graphisch dargestellt. Die Zeile a der Fig. 2 zeigt ein Meldewort, das beispielsweise aus acht Bit 0, 0,
1, 1, 0, 0, 1, 1 besteht. In der Zeile b sind die positiven und negativen Übertragungssignale und in der Zeile c die Übertragungssignale mit den Frequenzen f1 und f2 dargestellt.
Aus der Fig. 2 ist ersichtlich, dass nicht das positive Über tragungssignal oder das Übertragungssignal mit der Frequenz f1 dem einen oder dem anderen binären Wert zugeordnet ist, sondern dass vielmehr die Übertragungssignale gar nicht die direkten Träger der Information sind. Die Information ist nur in der Dauer der Übertragungssignale enthalten, wobei es gleichgültig ist, welches der beiden Übertragungssignale gerade übertragen wird, weil einzig und allein nur die Zeitpunkte des Wechsels von dem einen zum andern Übertragungssignal die zu übertragende Information enthalten.
Zum Übertragen der Befehls- bzw. Meldeworte wird ein binärer Code benützt, wobei entsprechend der Fig. 3 für den binären Wert 0 eine Umschaltung von dem einen zum anderen Übertragungssignal nach der Zeit T erfolgt und für den binären Wert 1 eine Umschaltung von dem einen zum anderen Übertragungssignal nach der Zeit von beispielsweise
3T erfolgt. Anstelle der binären Übertragung kann auch ein mehrstufiger Code verwendet werden, indem die Umschaltung von dem einen Übertragungssignal zum anderen zum Beispiel für ein Signal Q erst nach einer Zeit von 6T und für ein
Signal B erst nach einer Zeit von 12T erfolgt. Diese beiden
Signale können beispielsweise Quittung und Belegung bedeuten.
Das oben angeführte Verfahren zum Übertragen der Befehls- oder Meldeworte weist den Vorteil auf, dass auf besondere Synchronisiervorrichtungen verzichtet werden kann, da sich die Empfangsvorrichtungen bei jedem Übertragungssignalwechsel selbst synchronisieren können. Laufzeitverzerrungen des Übertragungskanals werden daher eliminiert und beeinflussen die Güte der Übertragung nicht..
Die Fig. 4 zeigt das Blockschema der Sendevorrichtung 6.
Ihr wird jedes Befehlswort parallel über die Eingänge 17 vom Befehlskodierer 5 zugeführt. Die Eingäge 17 sind an einen Parallel/Seriewandler 18 angeschlossen, der die im Befehlswort enthaltene Information schrittweise über eine Leitung 19 an einen Bit-Trenner 20 weiterleitet. Der Bit-Trenner weist beispielsweise vier Ausgänge 21, 22, 23 und 24 auf. Am Ausgang 21 ist ein Signal vorhanden, wenn dem Bit-Trenner 20 über die Leitung 19 eine binäre 0 zugeführt wird. Am Ausgang 22 tritt ein Signal auf, wenn dem Bit-Trenner 20 über die Leitung 19 eine binäre 1 zugeführt wird. Am Ausgang 23 tritt ein Signal auf, wenn dem Bit-Trenner 20 über einen Eingang 25 ein Q-Signal zugeführt wird. Schliesslich tritt am Ausgang 24 des Bit-Trenners 20 ein Signal auf, wenn ihm über einen Ausgang 26 ein B-Signal zugeführt wird.
Die an den Ausgängen 21 bis 24 nicht gleichzeitig auftretenden Signale gelangen zu einer Zeitsteuereinrichtung 27, deren Ausgang 28 an einen elektronischen Umschalter 29 angeschlossen ist. Von einem Taktgeber 30 werden der Zeitsteuereinrichtung 27 Taktimpulse zugeführt. Empfängt die Zeitsteuereinrichtung 27 vom Ausgang 21 des Bit-Trenners 20 ein Signal das wie oben angeführt einer binären 0 entspricht, so gibt die Zeitsteuereinrichtung 27 einen kurzen Umschaltimpuls an den elektronischen Umschalter 29 ab. Dieser elektronische Umschalter 29 schaltet daraufhin beispielsweise die von einem Generator 31 erzeugte Spannung der Frequenz f, auf den Eingang eines Endverstärkers 33, so dass das eine Übertragungssi- gnal über die Ausgangsklemme 34 auf die Übertragungsleitung 2 gelangt.
Nachdem der Zeitsteuereinrichtung 27 vom Taktgeber 30 beispielsweise 16 Taktimpulse zugeführt worden sind, erzeugt die Zeitsteuereinrichtung 27 erzeugt einen Umschaltimpuls, so dass der elektronische Umschalter 29 die von einem Generator 32 erzeugte Spannung der Frequenz f2 dem Eingang des Endverstärkers 33 zuführt, damit das andere Übertragungssignal auf die Übertragungsleitung 2 gelangt.
Wenn das Signal am Ausgang 21 des Bit-Trenners 20 weiterhin bestehen bleibt, weil das nächste zu übertragende Bit ebenfalls eine binäre 0 ist, siehe das in der Zeile ader Fig. 2 angegebene Beispiel eines Befehlswortes, so wird die Zeitsteuereinrichtung 27 wieder nach 16 ihr vom Taktgeber 30 zugeführten Taktimpulsen einen weiteren Umschaltimpuls erzeugen, wodurch der Generator 31 mit dem Eingang des Endverstärkers 33 verbunden wird und das erste Übertragungssignal auf den Übertragungskanal 2 gelangt.
Wenn vom Bit-Trenner 20 ein Signal über den Ausgang 22 zur Zeitsteuereinrichtung 27 gelangt, so erzeugt dieser erst nach Eintreffen von beispielsweise 48 Taktimpulsen vom Taktgeber 30 einen Umschaltimpuls, welcher den elektronischen Umschalter 29 also erst dreimal später als vorangehend beschrieben veranlasst, von dem einen auf das andere Übertragungssignal umzuschalten.
Wird dem Bit-Trenner 20 ein Q-Signal über seinen Eingang 25 zugeführt, so gelangt über den Ausgang 23 des Bit-Trenners 20 ein Signal zur Zeitsteuereinrichtung 27 und veranlasst diese dadurch erst nach dem Eintreffen von beispielsweise 96 Taktimpulsen einen Umschaltimpuls für den elektronischen Umschalter 29 zu erzeugen. Liegt ein B-Signal am Eingang 26 des Bit-Trenners 20 an, so gelangt ein Signal über den Ausgang 24 zur Zeitsteuereinrichtung 27, so dass diese erst nach Eintreffen von beispielsweise 192 Taktimpulsen einen Umschaltimpuls für den elektronischen Umschalter 29 erzeugt.
Da die Übertragungszeit für ein Wort von der Anzahl der binären 0 und der Anzahl der binären 1 abhängig ist, wird die Lesegeschwindigkeit des im Parallel/Seriewandler 18 gespeicherten Wortes durch die in der Zeitsteuereinrichtung 27 erzeugten Umschaltimpulse gesteuert, welche Steuerimpulse dem Schiebetakteingang 35 des Parallel/Seriewandlers 18 über eine Leitung 36 als Schiebeimpulse zugeführt werden. Auf die oben angeführte Weise wird Bit für Bit des Wortes abgelesen und entsprechend seinem Wert tritt an den Ausgängen 21 oder 22 des Bit-Trenners 20 ein Signal auf, das den Zeitpunkt der Umschaltung des elektronischen Umschalters 29 derart steuert, dass beispielsweise die in der Zeile c der Fig. 2 dargestellten Übertragungssignale über den Übertragungskanal 2 zur Empfangsvorrichtung 7 der peripheren Stelle 2 gelangen.
Die Zeitsteuereinrichtung 27 kann zum Beispiel einen 16 Bit-Informationsselektor 37, einen 4-Bit-Zähler 38 und ein NOR-Tor 39 aufweisen, wie das in der Fig. 5 dargestellt ist. Die Eingänge 40 des Informationsselektors 37 sind mit den Ausgängen 21 bis 24 des Bit-Trenners 20 verbunden und dem Eingang 41 des Binärzählers 38 werden die Taktimpulse vom Taktgeber 30 zugeführt. Der Ausgang des Informationsselektors 37 und der Ausgang des Binärzählers 38 sind an das NORtor 39 angeschlossen. Dieses wir nur dann geöffnet, wenn am Ausgang des Binärzählers bei jedem sechzehnten Taktimpuls ein Signal erscheint und gleichzeitig der Zählstand im Informationsselektor 37 der ihm über einen seiner Eingänge eingegebenen Information entspricht und dann über seinen Ausgang ein Signal abgibt.
Das Blockschaltbild der Empfangsvorrichtung 7 ist in der Fig. 6 dargestellt. Die von der Übertragungsleitung 2 übertragenen Übertragungssignale gelangen über eine Eingangsklemme 42 zu einem Empfangsverstärker 43 und zu einem Demodulator 44, welcher die beiden Übertragungssignale unterschiedlicher Frequenz, siehe Zeile c der Fig. 2, in einen
Impulszug gemäss der Zeile d der Fig. 2 umsetzt. Dieser
Impulszug wird anschliessend einem Flankendetektor 45 zugeführt. Wenn der Flankendetektor 45 keine Flanke detektiert erzeugt er ein andauerndes Signal an seinem
Ausgang, das nur dann kurzzeitig unterbrochen wird, wenn er eine Flanke, d.h. einen Wechsel von dem einen Übertragungs signal zum anderen oder umgekehrt, feststellt.
Dieses Flankensignal gelangt einerseits über einen Inverter
46, ein NAND-Tor 47, dessen Funktion weiter unten näher beschrieben ist, und einen weiteren Inverter 48 an den Rück setzeingang 49 eines Zählers 50. Am Rücksetzeingang 49 des
Zählers 50 ist also immer dann ein Signal angelegt, wenn der
Flankendetektor 45 keine Flanke feststellt. Während dieser
Zeit kann der Zähler 50 die ihm von einem Taktgeber 51 zugeführten Taktimpulse zählen. Beim Auftreten einer Flanke wird das Signal am Halteeingang 49 des Zählers 50 kurzzeitig unterbrochen und der Zähler wird auf null zurückgestellt und beginnt von Neuem zu zählen.
Bei einer einfachen Ausführungsform der Empfangsvor richtung 7 weist der Zähler 50 beispielsweise 193 Zählstellen auf. Die Ausgänge der Zählstufen 15, 16 und 17 sind beispiels weise über eine Leitung 52 mit dem ersten Eingang eines
UND-Tores 53 verbunden, dessen Ausgang an den Setzeingang eines Flipflop 54 angeschlossen ist. Die Ausgänge der Zählstu fen 47,48 und 49 sind über eine Leitung 55 mit dem ersten
Eingang eines UND-Tores 56 verbunden, dessen Ausgang an den Setzeingang eines Flipflop 57 angeschlossen ist. Auf ähnliche Weise sind die Ausgänge der Zählstufen 95, 96 und 97 bzw. 191, 192 und 193 über eine Leitung 58 bzw. 61 und je ein
NOR-Tor 59 bzw. 62 mit dem Setzeingang eines Flipflop 60 bzw. 63 verbunden.
Die UND-Tore 53, 56, 59 und 62 sind gesperrt mit Ausnahme, wenn der Zählstand des Zählers 50 den oben angeführten Zählständen, die den entsprechenden
UND-Toren zugeordnet sind, entspricht. Das UNDJTor3 ist beispielsweise offen, nachdem der 15., 16. und 17. Taktimpuls seit dem Auftreten des letzten Flankensignales in den Zähler 50 gelangt ist. Tritt während dieser Zeit ein weiteres Flankensignal auf, so gelangt dasselbe andererseits über eine Leitung 64 und ein ein NOR-Tor 65 an alle zweiten Eingänge der UND-Tore 53, 56, 59 und 62. Da jedoch in diesem Zeitpunkt nur das
UND-Tor 53 geöffnet ist, weil der Zählstand des Zählers 50 einer der Werte 15, 16 oder 17 erreicht hat, so wird das Flipflop
54 als Zeichen dafür, dass einebinäre 0 erkannt wurde, ge setzt.
An einer Anschlussklemme 67 der Empfangsvornchtung
7 wird das Erkennen einer binären aO ebenfalls durch ein
Signal angezeigt. Gleichzeitig mit dem Setzen des Flipflop 54 wird der Zähler 50 auf seinen Ausgangszustand gesetzt und be ginnt von Neuem zu zählen.
Trifft beispielsweise während der Zeit, in der sich der Zähler 50 im Zählzustand 15, 16 oder 17 befindet, kein Flankensignal ein, so zählt der Zähler 50 weiter, bis er einen der Zählstände 47,48 oder 49 erreicht, dann wird das UND Tor 56 geöffnet. Tritt während dieser Zeit ein Plankensignal auf, so wird das Flipflop 57 gesetzt, weil das binäre Zeichen 1 erkannt worden ist. An einer Ausgangsklemme 68 erscheint dann ein Signal. Von der Zählstufe 6 führt eine Leitung 82 zu einem NAND-Tor 69, dessen Ausgang über einen Inverter 70 mit allen Rücksetzeingängen der Flipflop 54, 57, 60 und 63 verbunden ist. Deshalb werden diese Flipflop kurze Zeit nach ihrem Setzen wieder zurückgesetzt.
Tritt ein weiteres Flankensignal nach einem vorangegangenen auf, wenn der Zähler 50 den Zählstand 95,96 oder 97 bzw.
191, 192 oder 193 erreicht hat, so wird das Flipflop 60 bzw. 63 gesetzt und an der Ausgangsklemme 71 bzw. 72 tritt ein Signal solange auf bis der Zähler den Zählstand 6 erreicht hat.
Die Leitungen 52,55,58 und 61 sind mit den Eingängen eines NOR-Tores 73 verbunden und der Ausgang dieses Tores ist an den ersten Eingang eines NOR-Tores 74 angeschlossen, dessen Ausgang mit dem Setzeingang eines Fehlerflipflops 75 verbunden ist. Der zweite Eingang des NOR-Tores 74 ist an die gleiche Leitung angeschlossen, wie die zweiten Eingänge der UND-Tore 53, 56, 59 und 62. Sobald eines dieser UND-Tore durch ein diesem über eine der Leitungen 52, 55, 58 bzw. 61 zugeführtes Signal geöffnet wird, ist das NOR-Tor 74 gesperrt.
Tritt jedoch ein Flankensignal auf, während der Zeit, da keine der Leitungen 52, 55, 58 oder 61 ein Signal führt, gelangt dieser Flankenimpuls durch das geöffnete NOR-Tor 74 zum Fehlerflipflop 75 und dieses wird gesetzt. Der Ausgang des Fehlerflipflop 75 ist mit einer Ausgangsklemme 76 zum Anschliessen eines Fehlerüberwachungsstromkreises verbunden.
Am Ausgang des Flipflop 57, der mit der Ausgangsklemme 68 verbunden ist, ist der Eingang eines Schieberegisters 79 angeschlossen. Wie weiter oben erwähnt, erscheinen am Ausgang des Flipflop 57 immer dann Signale, wenn eine binäre 1 erkannt worden ist. Diese 1 werden dann in das Schieberegister 79 eingegeben und darin gespeichert. Das Flankensignal wird über einen Inverter 80 invertiert dem Schieberegister 79 als Schiebeimpuls zugeführt, so dass dieses bereit ist, das nächste aufzunehmende binäre Zeichen zu speichern. Ist dieses nächste Zeichen eine binäre 0 , so wird das Flipflop 57 zurückgesetzt und an seinem Ausgang erscheint kein Signal, so dass im Schieberegister 79 kein Signal, d.h. eine binäre 0 , gespeichert wird. Wenn das ganze übertragene Wort, das z.B.
acht Bit umfasst, im Schieberegister gespeichert ist, so kann es über acht Ausgänge 81 parallel an den Befehlsdekodierer 8 weitergegeben werden. Dieses Weitergeben des im Schieberegister 79 gespeicherten Wortes kann beispielsweise durch das Eintreffen eines Q-Signales an der Anschlussklemme 71 erfolgen.
Der Taktgeber 30 der Sendevorrichtung 6 und der Taktgeber 51 der Empfangsvorrichtung 7 erzeugen wenigstens angenähert dieselbe Impulsfrequenz. Das Überwachen des Wechsels von eimem Übertragungssignal zum anderen, d. h. das Auftreten des Flankensignales, wird während drei Zählschritten des Zählers 50 überwacht. Dementsprechend können Abweichungen zwischen den Taktgebem 30 und 51, z.B. für das längste Signal, von nur rund + 0,5 % zugelassen werden.
Um ein einwandfreies Arbeiten der Übertragung zu gewährleisten können weitere Zählstufen, beispielsweise die Zählstufen 14, 15, 16, 17 und 18 mit der Leitung 52 und die Zählstufen 46, 47,48,49 und 50 mit der Leitung 55 usw. verbunden werden.
Auf diese Weise kann das Überwachungsfenster zum Feststellen, ob ein Wechsel von dem einen Übertragungssignal zum anderen auftritt, verbreitert werden.
Ein Blockschaltbild eines derartigen Zählers mit einstellbarer Breite des aÜberwachungsfensters ist in der Fig. 7 dargestellt. Dieser Zähler weist zwei Binärzähler 83 und 84 auf, dessen vier Ausgänge mit den entsprechenden Eingängen je eines Dekodierers 85, 86 mit 16 Ausgängen verbunden ist. Je zwei der Ausgänge des Dekodierers 85, nämlich der 9. und der
15. sind an ein UND-Tor 87, der erste und der 14. Ausgang sind an ein UND-Tor 88, der zweite und der 13. Ausgang sind an ein UND-Tor 89, der dritte und 12. Ausgangs sind an ein UND-Tor 90, der vierte und 11. Ausgang sind an ein UND-Tor 91, der fünfte und 10. Ausgang sind an ein UND-Tor 92 und der sechste und 9. Ausgang sind an ein UND-Tor 93 angeschlossen.
Der Ausgang des UND-Tores 87 ist mit dem Sperreingang 94 des Dekodierers 85 verbunden. Die Ausgänge der UND-Tore 88 bis 92 können wahlweise über ein Rangierfeld 95 mit dem Ausgang des UND-Tores 87 verbunden werden. Über die Eingangsklemme 96 und einen Inverter 97 wird den Rücksetzeingängen der Binärzähler 83 und 84 das Flankensignal als Rücksetzsignal zugeführt, so dass beide Binärzähler auf null gesetzt werden. Über die Eingangsklemme 98 und ein NAND-Tor 99 werden dem Binärzähler 83 die vom Taktgeber 51 erzeugten Taktimpulse zugeführt. Dieser Binär zähler 83, der zuvor auf seine Ausgangsstellung zurückgesetzt worden ist, beginnt zu zählen.
Der Binärzähler 83 und der Dekodierer 85 bilden zusammen einen Feinzähler und der Binärzähler 84 und der Dekodierer 86 bilden zusammen einen Grobzähler. Der vierte Ausgang des Binärzählers 83 ist über einen Inverter 100 mit demZähleingang des Binärzählers 84 verbunden, so dass der Binärzähler 84 erst nach dem Einzählen von acht Taktimpulsen im Binärzähler 83 einen Schritt vorwärts zählt. Die Ausgänge der Dekodierer 85 und 86 geben im inaktiven Zustand ein Signal ab und im aktiven Zustand verschwindet dieses Signal. Beim Dekodierer 86 ist das Verschwinden dieses Signals noch abgängig von dem an den Sperreingang 94 angelegten Sperrsignal, das immer vorhanden ist mit Ausnahme, wenn der Dekodierer 85 sich in den Stellungen null oder 15 befindet. Dies gilt nur, wenn keiner der Ausgänge der weiteren UND-Tore 88 bis 92 mit dem Ausgang des UND-Tores 87 verbunden ist.
Der Grobzähler wird also mit dem 8. am Eingang 98 erscheinenden Taktimpuls auf die Stellung 1 gebracht, aber das Signal an der mit der ersten Zählstufe verbundenen Ausgangsklemme 101 bleibt bestehen, bis der Feinzähler seine 15. Zählstufe erreicht. Dann wird das UND-Tor 87 gesperrt und am Sperreingang 94 des Dekodierers 86 ist kein Sperrsignal mehr vorhanden. Dies bewirkt nun, dass das Signal an der Ausgangsklemme 101 verschwindet. Diese Ausgangsklemme ist gemäss der Fig. 6 über die Leitung 52 mit dem Tor 53, welches das Flipflop 54 setzt, wenn während dieser Zeit ein Flankensignal eintrifft, verbunden. Falls ein Zähler gemäss der Fig. 7 verwendet wird, müssen die Tore 53, 56, 59 und 62 NOR-Tore, Tor 73 ein NAND-Tor sein, und Inverter 66 muss eingefügt werden.
Trifft während der Zeit, in der sich der Dekodierer 85 in den Zählstufen null und 15 befindet, kein Flankensignal ein, so wird der Binärzähler 84 bzw. der Dekodierer 86 nach dem Eintreffen der dritten Achter-Gruppe von Taktimpulsen auf die zweite Zählstufe gebracht. Da aber diese zweite Zählstufe nicht mit einem der genannten NOR-Tore verbunden ist, kann keines der Flipflop 54, 57, 60 oder 63 gesetzt werden, auch dann nicht, wenn der Dekodierer 85 die Zählstufen 0 und 15 ein zweites Mal passiert.
Erst nach dem Eintreffen der fünften Achter-Gruppe von Taktimpulsen wird der Binärzähler 84 bzw. der Dekodierer 86 auf die dritte Zählstufe gebracht, welche ihrerseits über die Ausgangsklemme 102 mit dem NOR-Tor 56 verbunden ist.
Wenn nun der Dekodierer 85 ein drittes Mal die Zählstellungen 15 oder 0 erreicht, verschwindet während dem 47. und 48.
Taktimpuls das Sperrsignal am Sperreingang 94 des Dekodierers 86 und das NOR-Tor 56 ist während dieser Zeit geöffnet, d.h. wenn während dieser Zeit ein Flankensignal eintrifft, wird das Flipflop 57 gesetzt, was ein Zeichen dafür ist, dass eine binäre 1 erkannt worden ist.
Die Zählstufen 6 und 12 des Dekodierers 86 sind mit Ausgangsklemmen 103 bzw. 104 verbunden, welche Ausgangsklemmen mit dem NOR-Tor 59 bzw. 62 zum Setzen der Flipflop 60 bzw. 63 verbunden sind, wenn während der Zeit, in der sich der Dekodierer 85 in den Zählstufen 0 und 15 befindet, ein Flankensignal eintrifft.
Wird durch Anbringen einer Brücke im Rangierfeld 95 der Ausgang des UND-Tores 88 mit dem Ausgang des UND-Tores 87 verbunden, so wird das Sperrsignal am Sperreingang 94 des Dekodierers 86 nicht nur während den Zählstufen 0 und 15 des Dekodierers 85 sondern zusätzlich auch während den Zählstufen 1 und 14, d.h. insgesamt während den Zählstufen 0, 1,14 und 15 verschwinden. Mit anderen Worten heisst dies, dass die Zeit, während der das Eintreffen eines Flankensignales überwacht wird, verdoppelt ist.
Durch zusätzliches Verbinden des Ausganges des UND Tores 89 mit den Ausgängen der UND-Tore 87 und 88 verschwindet das Sperrsignal zusätzlich auch während der Zeit, in der der Dekodierer 86 die Zählstufen 2 und 13 einnimmt.
Die Zeit zum Überwachen des Eintreffens eines Flankensignales ist damit nochmals um die Dauer von zwei Taktimpulsen erhöht worden. Jedes weitere Zuschalten des Ausganges der übrigen UND-Tore 89 bis 93 ergibt eine zusätzliche Erhöhung der Überwachungszeit für das Eintreffen eines Flankensignales.
Mit dem oben beschriebenen Verfahren können binärkodierte Signale auf einwandfreie Weise übertragen werden, wobei auf umfangreiche Synchronisiereinrichtungen verzichtet werden kann, da nach jedem Eintreffen eines Bits zwangsläufig eine Synchronisierung erfolgt, weil nach jedem empfangenen Bit der Zähler der Empfangsvorrichtung wieder auf 0 gesetzt wird.
In der Fig. 8 ist das Prinzipschema des Befehlsdekodierers 8 und der Befehlsausgabevorrichtung 9 der peripheren Stelle 3 dargestellt. Der Befehlsdekodierer 8 empfängt die von der Empfangsvorrichtung 7 empfangenen Befehlsworte zu beispielsweise je ach Bit. Die ersten vier Bit werden den Eingangsklemmen 105, die mit den Eingängen eines Y Dekodieres 106 und den Eingängen eines Y-Komparators 107 verbunden sind, zugeführt. Die zweiten vier Bit werden den Eingangsklemmen 108, die mit den Eingängen eines Z Dekodierers 109 und den Eingängen eines Z-Komparators 110 verbunden sind, zugeführt. Je nach dem Code der vier ersten Bit, wird der Y-Dekodierer 106 eines von an seinen 16 Ausgänge angeschlossenen Relais Y1-Y16 erregen. Je nach dem Code der zweiten vier Bit wird der Z-Dekodierer 106 eines von an seinen 16 Ausgängen angeschlossenen Relais Z1-Z16 erregen.
Gleichzeitig wird die Information der vier ersten Bit in den Y-Komparator 107 und die Information der zweiten vier Bit in den ZKomparator 110 eingegeben.
Die Befehlsausgabevorrichtung 9 besitzt ein Kreuzschienenfeld 111 mit 16 Zeilenleitern 112, 113 und 114, von denen nur drei dargestellt sind, und 16 Spaltenleitern 115, 116 und 117, von denen ebenfalls nur drei dargestellt sind. An jeder der 256 Kreuzungsstellen der Zeilen - und Spaltenleiter ist die Reihenschaltung je eines Ausgaberelais A1-A256 und eines der Arbeitskontakte y 1 I-y 16 XVI der Relais Y1-Y16 angeordnet.
Alle Zeilenleiter 112, 113, und 114 sind über je einen Stromwächter 118, 119 bzw. 120 an eine ein Minuspotential führende Leitung 121 angeschlossen. Jeder Spaltenleiter 115, 116 und 117 kann über je einen Arbeitskontakt z 1', z 2' bzw. z 16' und über Stromwächter 122, 123 und 124 mit einer ein positives Potential führenden Leitung 125 verbunden werden.
Die Innenwiderstände der Stromwächter 118, 119, 120, 122, 123 und 124 sind höher als der Widerstand der Wicklungen der Relais A1-A256 und geben ein Signal an ihrem Ausgang ab, wenn ein geringer Strom durch die Stromwächter fliesst, der noch nicht genügt, um eines der Relais A1-A256 aufzuziehen.
Die Ausgänge der insgesamt 16 Stromwächter 118, 119 und 120 sind mit den Eingängen eines YU-Koders 126 und die Ausgänge der insgesamt 16 Stromwächter 122, 123 und 124 sind mit den Eingängen eines ZU-Koders 127 verbunden.
Weiter ist den Zeilenleitern 112-114 eine über einen Arbeitskontakt s 1 eines Relais S, das am Ausgang des Y-Komparators 107 angeschlossen ist, an ein positives Potential anschliessbare Durchschalteleitung 128 und den Spaltenleitern 115-117 eine über einen Arbeitskontakt u 1 eines Relais U, das am Ausgang des Z-Komparators 110 angeschlossen ist, an ein negatives Potential anschliessbare Durchschalteleitung 129 zugeordnet.
Es ist Aufgabe der Befehlsausgabevorrichtung 9, keinen Befehl an die zu steuernde Anlage weiterzugeben, bevor dieser Befehl nicht als richtig erkannt worden ist. Nachstehend ist die
Arbeitsweise des Befehlsdekodierers 8 zusammen mit der Befehlsausgabevorrichtung 9 beschrieben. Dabei wird von der Annahme ausgegangen, dass gemäss der in den ersten vier Bit enthaltenen Information das Relais Y 1 erregt wird, und dass gemäss der in den zweiten vier Bit enthaltenen Information das Relais Z 2 erregt wird.
Durch das Aufziehen des Relais Y 1 werden sämtliche dem Zeilenleiter 112 zugeordnete Arbeitskontakte y 1 und y 1 I-y 1 XVI geschlossen. Das Aufziehen des Relais Z2 bewirkt, dass die beiden dem Spaltenleiter 116 zugeordneten Arbeitskontakte z2 und z2' geschlossen werden. Dies hat zur Folge, dass folgender Stromkreis geschlossen ist: Von minus, Leitung 121, Stromwächter 118, Zeilenleiter 112, Arbeitskontakt y 1 II, Relais A2, Spaltenleiter 116, Arbeitskontakt z2', Stromwächter 123 und Leitung 125 zu plus. In diesem Stromkreis fliesst ein kleiner Strom, der nicht genügt damit das Ausgaberelais A 2 aufzieht, der aber ausreicht, dass die Stromwächter 118 und 123 je ein Ausgangssignal an den ersten Eingang des YU-Koders 126 bzw. an den zweiten Eingang des ZU Koders 127 abgeben.
Im YU-Koder 126 wird das ihm an seinem ersten Eingang eingegebene Signal in einen vier-Bit-Code umgesetzt und dem Y-Komparator 107 zugeführt. In diesem werden der eben genannte vier-Bit-Code mit demjenigen, der dem Y-Komparator 107 zuvor über die Eingangsklemmen 105 zugeführt worden ist, verglichen. Wenn diese beiden Codes übereinstimmen wird das Relais S erregt und die Durchschalteleitung 128 wird über den Arbeitskontakt s 1 an ein positives Potential gelegt. Weil der Arbeitskontakt y 1 ebenfalls geschlossen ist, gelangt das positive Potential auf den Zeilenleiter 112 und über den geschlossenen Arbeitskontakt y 1 II zum Ausgaberelais A 2.
Im ZU-Koder 127 wird das ihm über seinen zweiten Eingang zugeführte Signal in einen 4-Bit-Code umgesetzt und dem Z-Komparator 110 zugeführt. In diesem wird der eben genannte 4-Bit-Code mit demjenigen, der dem Z-Komparator 110 zuvor über die Eingangsklemmen 108 zugeführt worden ist, verglichen. Stimmen diese beiden Code überein, so wird das Relais U erregt. Dies hat zur Folge, dass die Durchschalteleitung 129 über den Arbeitskontakt u 1 an ein negatives Potential angelegt wird. Da die Durchschalteleitung 129 über die geschlossenen Arbeitskontakte z 2 und z 2' und über den Spaltenleiter 116 mit dem Relais A 2 verbunden ist, kann dieses nunmehr aufziehen und seine nicht dargestellten Schaltkontakte betätigen, wodurch der gewünschte Befehl ausgeführt wird.
Ergibt der Vergleich in einem der Komparatoren 107 oder 110, dass die Code nicht übereinstimmen, so werden die entsprechenden Relais S oder U am Ausgang nicht erregt und an einem zweiten Ausgang 130 bzw. 131 erscheint ein Fehlersignal, das mit Hilfe von nicht dargestellten Mitteln bewirkt, dass der Befehl nochmals repetiert wird. Das Erregen eines fälschlicherweise angesteuerten Ausgaberelais A1-A256 ist nicht möglich, wodurch kein falscher Befehl an die periphere Stelle 3 abgegeben wird.
Da wie eingangs angeführt, die periphere Stelle 3 beispielsweise eine Kraftwerkanlage sein kann, ist es möglich, dass Störimpulse bis zu 1000 V von der Kraftwerkanlage rückwärts, beispielsweise über die Ausgaberelais A auf die Zeilen und/oder Spaltenleiter gelangen. Derartige Störspannungsspitzen haben die bisher üblichen Kopplungsdioden an den Kreuzungsstellen der Zeilen- und Spaltenleiter zerstört. Im oben beschriebenen Kreuzschienenfeld sind diese störanfälligen Dioden durch die Kontakte y 1 I-y 16 XVI ersetzt, wodurch diese Befehlsausgabevorrichtung wesentlich weniger störanfällig ist.
Sollte einer der genannten Kontakte kleben bleiben, so konnte trotzdem kein vorgetäuschter, falscher Befehl an die periphere Stelle 3 abgegeben werden, weil dies durch die Stromwächter festgestellt würde und der Vergleich der Code in den Komparatoren 107 und 110 eine Nichtübereinstimmung ergäbe, wodurch das Durchschalten des vorgetäuschten, falschen Befehls mit Sicherheit vermieden wird.
Die Fig. 9 zeigt das Schaltschema eines der Stromwächter 118, 119 und 120 und die Fig. 10 zeigt das Schaltschema eines der Stromwächter 122, 123 und 124. Der Aufbau dieser beiden Stromwächter ist sehr ähnlich. Die Klemme 132 des Stromwächters, der in der Fig. 9 dargestellt ist, ist mit der ein negatives Potential führenden Leitung 121 verbunden, die Klemme 133 ist an den zugeordneten Zeilenleiter 112, 113 bzw. 114 angeschlossen und die Ausgangsklemme 134 ist mit einem der Eingänge des YU-Koders 126 verbunden. Die Klemme 135 des Stromwächters gemäss der Fig. 10 ist mit der ein positiv Potential führenden Leitung 125 verbunden, die Klemme 136 ist an einen der Arbeitskontakte z 1 '-z 16', entsprechend dem zugeordneten Spaltenleiter 115-117 angeschlossen und die Ausgangsklemme 137 ist mit einem der Eingänge des ZU-Koders 127 verbunden.
Abgesehen davon, dass der eine Stromwächter 2 NPN Transistoren 138 und 139 und der andere 2 PNP-Transistoren 140 und 141 aufweist, ist die Wirkungsweise beider Stromwächter dieselbe. Wenn keine Spannung zwischen den Klemmen 132 und 133 bzw. 135 und 136 vorhanden ist, sind beide Transistoren 138, 139 bzw. 140, 141 nicht leitend und an der Ausgangsklemme 134 bzw. 137 ist kein Signal vorhanden.
Wenn jedoch an der Klemme 133 gegenüber der Klemme 132 eine positive Spannung angelegt wird, werden beide Transistoren 138 und 139 leitend und an der Ausgangsklemme 134 erscheint ein negatives Signal. Wenn an der Klemme 136 gegenüber der Klemme 135 ein negatives Signal auftritt, so sind die beiden Transistoren 140 und 141 leitend und an der Ausgangsklemme 137 erscheint ein positives Signal.
Die Fig. 11 zeigt das Blockschema des Meldungsübertragers 10, welcher die in der peripheren Stelle 3 anfallenden Meldungen übernimmt und zumindest teilweise speichert und dann an den Melungskodierer 11 zum Übertragen der Meldung an die Kommandostelle 1 weiterleitet. Die wichtigste Aufgabe, die der Meldungsübertrager 10 zu erfüllen hat, ist, Störspannungen, die in den zu steuernden Anlagen auftreten können, mit Sicherheit von der Fernwirkanlage fernzuhalten. Der Meldungsübertrager 10 weist eine Matrix 142 mit 16 paarweise angeordneten Zeilenleitern 143, 144; 145,146-147,148 auf, von denen nur drei Paare dargestellt sind, und besitzt 32 Spaltenleiter 149, 15 > 151, von denen ebenfalls nur drei gezeichnet sind.
Jedem Zeilenleiterpaar 143, 144; 145, 146 bzw. 147, 148 ist eine von acht Gruppen zu je 32 ortsfeste Umschaltkontakten von Relais R 1 - R 32, R 33 - R 64 bzw. R 241R 256 zugeordnet. Die beweglichen Umschaltkontakte der ersten Relais R der genannten Gruppen sind mit dem Spaltenleiter 149, die beweglichen Umschaltkontakte jedes zweiten Relais R der genannten Gruppen sind mit dem Spaltenleiter 150 verbunden und schliesslich sind die beweglichen Umschaltkontakte jedes letzten Relais R der genannten Gruppen mit dem Spaltenleiter 151 verbunden.
Jeder zu übertragenden Meldung ist eines der Relais R 1 R 256 zugeordnet, die über an die Anschlussklemmen 152 angeschlossene Leiter erregt werden. Die Relais R und die Matrix 142 bilden eine erste galvanische Trennstelle. Jeder Zeilenleiter 143-148 ist über je ein Filter 153 und einen Optokoppler 154 mit einem der acht Eingänge eines Zustandsspeichers 155 verbunden. Jeder Spaltenleiter 159-151 ist an je einen der 32 Ausgänge eines Abtasters 156 angeschlossen.
Dieser kann von einer Steuereinrichtung 157 über eine 5-fache Steuerleitung 158, wovon nur eine dargestellt ist, wahlweise so beeinflusst werden, dass an einem der 32 Spaltenleiter 149-151 ein Potential angelegt wird, das ausreicht, jene Leuchtdioden in den Optokopplern 154 zu zünden, welchen über die geschlossenen Umschaltkontakte r 1 - r 256 das genannte Potential zugeführt wird. Der Abtaster 156 kann auch automatisch, periodisch abgetastet werden. Die Optokoppler 154 stellen eine zweite galvanische Trennstelle dar, die in Reihe zur ersten Trennstelle geschaltet ist, wodurch allfällig in der zu überwachenden Anlage auftretende Störspannungsspitzen von bis zu 1000 V mit Sicherheit von der Fernwirkanlage ferngehalten werden.
Die Steuereinheit 157 ist über eine 5-fache Steuerleitung 159 mit dem Zustandsspeicher 155 verbunden und sorgt dafür, dass die abgetasteten Zustände bzw. die Meldungen an den für sie reservierten Speicherplätzen gespeichert werden. Über den Mehrfachausgang 160 des Zustandsspeichers 155 werden die gespeicherten Meldungen an den Meldungskodierer weitergeleitet.
Wenn man die zum Eingeben von 256 verschiedenen Doppelinformationen in den Zustandsspeicher 155 nicht die Matrix 142 benützen würde, wären 512 Filter 153 und ebensoviele Optokoppler 154 notwendig. Mit Hilfe der Matrix 142 kann dieser Informationsumfang mit nur 21 Filtern 153 und 21 Optokopplern 154 in den Zustandsspeicher 155 übertragen werden.
Die Fig. 12 zeigt eine einfache Ausführungsform eines Abtasters 156, der zwei Dekodierer 161 und 162 mit je 16 Ausgängen 163 aufweist, von denen jeder mit einem der Spaltenleiter 149-151 verbunden ist. Über vier Eingangsklemmen 164 wird den vier Eingängen der beiden Dekodierer
161 und 162 ein 4-Bit-Signal parallel zugeführt. Über eine weitere Eingangsklemme 165 wird ein fünftes Bit zugeführt.
Der Sperreingang des Dekodierers 161 ist direkt mit der Eingangsklemme 165 und der Sperreingang des Dekodierers
162 ist über einen Inverter 166 mit der Eingangsklemme 165 verbunden. Auf diese Weise kann zur selben Zeit nur einer der insgesamt 32 Ausgänge 163 der beiden Dekodierer 161 und
162 aktiviert werden.
Normalerweise ist bei der oben beschriebenen Femwirk- anlage der Informationsfluss von der Komandostelle 1 zur peripheren Stelle 3 weniger gross als in der umgekehrten Richtung. Dieser Umstand kann zum Erzielen von Einsparungen dazu benützt werden, indem die Sendevorrichtung 6 und die Empfangsvorrichtung 7 beispielsweise so aufgebaut werden, dass sie die Information nur mit einer Geschwindigkeit von 50 Baud übertragen. Die Sendevorrichtung 12 und die Empfangsvorrichtung 14 werden vorzugsweise so ausgeführt, dass sie die Meldungen mit einer Geschwindigkeit von 1200 Baud zu übertragen vermögen.
PATENTANSPRÜCHE
I. Verfahren zum Übertragen von Information über einen Übertragungskanal, wobei die Information in eine Folge von wenigstens zwei verschiedenen Informationselementen umgesetzt und auf dem Übertragungskanal abwechslungsweise zwei Signale übertragen werden, die sich durch ihre Frequenz und/oder Amplitude voneinander unterscheiden, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitpunkte der Umschaltungen von dem einen der beiden Signale auf das andere Signal in Abhängigkeit von den Informationselementen gesteuert wird, so dass die Dauer des einen oder anderen Signals durch die Informationselemente bestimmt wird, und dass auf der Empfangsseite die Zeitpunkte der Wechsel von einem Signal zum anderen ermittelt und auf Grund der Dauer zwischen zwei Wechseln die Information zurückgewonnen wird.
II. Anlage zum Durchführen des Verfahrens nach Patentanspruch I, mit einer Sendevorrichtung, die eine Befehlsausgabevorrichtung, einen Kodierer zum Umwandeln der zu übertragenden Information in eine Folge aus mindestens zwei verschiedenen Informationselementen und eine Einrichtung zum Erzeugen von zwei voneinander verschiedenen Signalen aufweist, mit einer Meldeübertragungsvorrichtung zum Schutz der Anlage vor Störspannungen, und mit einer Empfangsvorrichtung, die einen Dekoder zum Umsetzen der beiden empfangenen Signale in die ursprüngliche Information aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendevorrichtung (6) eine auf die genannte, aus zwei verschiedenen Informationselementen bestehenden Folge ansprechende Modulatoreinrichtung (20, 27,
29), abwechslungsweisen Senden des einen oder des anderen Signales während einer bestimmten Zeit für das erste Informationselement und während einer längeren Zeit als die genannte bestimmte Zeit für das zweite Informationselement aufweist, dass die Empfangsvorrichtung (7) einen Detektor (45) zum Ermitteln der Wechsel von dem einen zum anderen empfangenen Signal oder umgekehrt und eine Zeitmesseinrichtung (50) zum Bestimmen der Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Wechseln der empfangenen Signale und somit zum Erkennen der beiden Informationselemente aufweist.
UNTERANSPRÜCHE
1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitmessung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Wechseln der auf der Empfangsseite empfangenen Signale mit Hilfe einer Zähleinrichtung erfolgt, die bei jedem Wechsel der Signale auf Null zurückgesetzt wird.
2. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftreten eines Wechsels zwischen dem einen der empfangenen Signale und dem anderen Signal nur während einstellbaren Beobachtungszeiten überwacht wird, während welchen Zeiten ein Wechsel möglich ist.
3. Anlage nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulationseinrichtung der Sendevorrichtung einen Bit-Trenner (20) mit mindestens zwei Ausgängen (21,22) zum getrennten Zuführen der Bits zu einer Zeitsteuereinrichtung (27) aufweist, und dass an die Zeitsteuereinrichtung ein elektronischer Umschalter (29) zum Aussenden von je einem von in zwei Generatoren (31, 32) erzeugten niederfrequenten Signalen (fl, f2) angeschlossen ist.
4. Analge nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitsteuereinrichtung (27) einen an den Bit-Trenner (20) angeschlossenen Informations-Selektor (37), einen an einen Taktgeber (30) angeschlossenen Binärzähler (38) zum Abtasten des Informationsselektors und eine Torschaltung (39) zum Steuern des elektronischen Umschalters in Abhängigkeit der im Informations-Selektor abgetasteten Information aufweist.
5. Anlage nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsvorrichtung (7) Mittel (43, 44) zum Regenerieren der empfangenen Impulse oder zum Erzeugen von Impulsen aus den empfangenen Übertragungssignalen aufweist, dass die Zeitmesseinrichtung einen durch den Detektor (45) steuerbaren Zähler (50) zum Zählen der von einem Taktgeber (51) erzeugten Impulse seit dem letzten Ansprechen des Detektors besitzt, und dass der Zähler zumindest zwei Ausgänge (52, 55) umfasst, über die er Signale an Torschaltungen (53, 56) abgibt, wenn er die diesen Ausgängen zugeordneten Zählstufen erreicht hat.
6. Anlage nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an jeder der genannten Torschaltungen (53, 56) je ein Speicher (54, 57) zum kurzzeitigen Speichern des erkannten Signals angeschlossen ist, und dass Mitte1(73, 74, 75) zum Erkennen von fehlerhaften Signalen vorgesehen sind.
7. Anlage nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zähler (50) einen Feinzähler (83, 85) zum Zählen aller in dem vom Taktgeber (51) zugeführten Taktimpulse und einen Grobzähler (84, 86) zum Zählen von Impulsgruppen, die zum Beispiel je 8 Impulse aufweisen, umfasst, dass der Grobzähler mindestens zwei Ausgänge (101, 102) aufweist, dass die erste und letzte Zählstufe des Feinzählers an ein Tor angeschlossen sind, dessen Ausgang zum Aktivieren des Grobzählers,
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The invention relates to a method and a system for transmitting information via a transmission channel, the information being converted into a sequence of at least two different information elements and two signals being transmitted alternately on the transmission channel, which differ from one another in terms of their frequency and / or amplitude.
Known systems that work according to this method require transmitting and receiving devices with relatively extensive synchronization devices for transmitting the binary-encrypted information in order to ensure a perfect transmission of the commands and the messages. In addition, these systems are susceptible to noise and phase distortion on the transmission channel.
It is the object of the invention to specify a method and to create a system which allows proper transmission of information, which is simpler than the previously known systems of this type and which is largely insensitive to interference pulses, phase distortions and level fluctuations, which reliably prevents Incorrect commands, which have arisen due to transmission errors or errors in the system, are passed on for enforcement, and which allow greater security against interference pulses than previously known systems.
The method according to the invention is characterized in that the times of the switchover from one of the two signals to the other signal is controlled as a function of the information elements, so that the duration of one or the other signal is determined by the information elements, and that on the receiving side the times of the change from one signal to the other are determined and the information is recovered based on the duration between two changes.
The system according to the invention for carrying out the method, with a transmission device which has a command output device, an encoder for converting the information to be transmitted into a sequence of at least two different information elements and a device for generating two mutually different signals, with a message transmission device for protecting the System against interference voltages, and with a receiving device which has a decoder for converting the two received signals into the original information, is characterized in that the transmitting device has a
consisting of two different information elements sequence responsive modulator device, for alternately transmitting one or the other signal during a certain time for the first information element and for a longer time than the specified time for the second information element that the receiving device has a detector for determining the Change from one to the other received signal or vice versa and has a time measuring device for determining the time between two successive changes in the received signals and thus for recognizing the two information elements.
The invention is explained in more detail below with reference to drawing 1, for example. Show it:
1 shows the block diagram of a telecontrol system which is used for remote control and monitoring of a peripheral point,
Fig. 2 the graphic representation of transmission signals that are sent over a transmission channel,
3 shows the graphical representation of the time course of characters to be transmitted, the characters differing from one another only in their duration,
4 shows the block diagram of the transmission device of the telecontrol system according to FIG. 1,
FIG. 5 shows a possible implementation of the time control device of the transmission device according to FIG. 4,
6 shows the block diagram of the receiving device of the telecontrol system according to FIG. 1,
7 shows an embodiment of the counter of the receiving device according to FIG.
6,
8 shows the block diagram of a command output device of the telecontrol system according to FIG. 1,
9 and 10 show the circuit diagram of a current monitor of the command output device according to FIG. 8,
11 shows the block diagram of a message transmitter of the telecontrol system according to FIGS. 1 and
FIG. 12 shows an embodiment of the scanner of the message transmitter according to FIG. 11.
In Fig. 1, the simplified block diagram of a telecontrol system is shown. This system is used to transmit commands from a command post 1 via a transmission channel 2 to a peripheral point 3, which can be, for example, a power plant, an energy distribution station or a pumping station. The telecontrol system also serves to transmit messages, alarm signals and measured values from the peripheral point 3 to the command point 1.
The commands to control the peripheral location 3 are generated by actuating corresponding keys (not shown) in the control panel 4 and forwarded to a command encoder 5. The command coder converts each command, for example, into an eight-bit command word and forwards this binary information in parallel to a transmitting device 6. The transmitting device then sends this information serially via the transmission channel 2 to a receiving device 7 of the peripheral point 3. In the receiving device 7, the serially received signals are reassembled into corresponding command values and fed in parallel to a command decoder 8, which then sends the commands via a command issuer 9 the device to be controlled, not shown, forwards.
Feedback or alarm signals from devices to be controlled reach a message transmitter 10, which feeds these signals to a message encoder 11. Each message or each alarm signal is converted by the message encoder 11 into a message word of, for example, eight bits.
Each message word is fed in parallel to a transmission device 12, which transmits each message word in a manner similar to that of the transmission device 6 via a further transmission channel 13 to a receiver 14 of the command station 1. The serially received signals are reassembled into message words in the receiving device 14 and fed to a message decoder 15. On the basis of the message words sent to it, this generates signals which are fed to a display board 16.
The active system shown in Fig. 1 can contain further devices such as real-time transmitters for recording the time at which a control command was executed or an alarm signal was triggered, printer for registering the control processes and transducers for transmitting measured values via the transmission line 13 to the command station 1, if no control commands or messages are to be transmitted.
For the sake of simplicity, such devices have been omitted from FIG. 1.
The transmission of control commands, i.e. Command words by the transmitting and receiving devices 6, 7 and the feedback, d. H. Message words through the transmitting and receiving devices 12, 14 takes place with the aid of only two transmission signals which are sent over the transmission lines 2 and 13, respectively. The two transmission signals can be, for example, a positive and a negative signal or a signal with a first frequency f and a signal with a second frequency f2, only one of the two transmission signals being put on the transmission line at the same time.
Such transmission signals, which are transmitted via the transmission line, are shown graphically in FIG. 2 in lines b and c as a function of time. Line a of Fig. 2 shows a message word that consists, for example, of eight bits 0, 0,
1, 1, 0, 0, 1, 1. Line b shows the positive and negative transmission signals and line c shows the transmission signals with frequencies f1 and f2.
From FIG. 2 it can be seen that the positive transmission signal or the transmission signal with the frequency f1 is not assigned to one or the other binary value, but rather that the transmission signals are not the direct carriers of the information at all. The information is only contained in the duration of the transmission signals, it does not matter which of the two transmission signals is being transmitted, because only the times of the change from one transmission signal to the other contain the information to be transmitted.
A binary code is used to transmit the command or message words, with a switchover from one to the other transmission signal after time T for the binary value 0 and a switchover from one to the other for the binary value 1, as shown in FIG other transmission signal after the time of for example
3T takes place. Instead of the binary transmission, a multi-stage code can also be used by switching from one transmission signal to the other, for example for a signal Q only after a time of 6T and for a
Signal B only occurs after a time of 12T. These two
Signals can mean, for example, acknowledgment and assignment.
The above-mentioned method for transmitting the command or message words has the advantage that special synchronization devices can be dispensed with, since the receiving devices can synchronize themselves with each change of transmission signal. Runtime distortions of the transmission channel are therefore eliminated and do not affect the quality of the transmission.
4 shows the block diagram of the transmission device 6.
Each command word is fed to it in parallel via the inputs 17 from the command encoder 5. The inputs 17 are connected to a parallel / series converter 18, which forwards the information contained in the command word step by step via a line 19 to a bit separator 20. The bit separator has four outputs 21, 22, 23 and 24, for example. A signal is present at output 21 when a binary 0 is fed to bit separator 20 via line 19. A signal occurs at output 22 when a binary 1 is fed to bit separator 20 via line 19. A signal occurs at the output 23 when the bit separator 20 is supplied with a Q signal via an input 25. Finally, a signal occurs at the output 24 of the bit separator 20 when a B signal is fed to it via an output 26.
The signals that do not occur simultaneously at the outputs 21 to 24 reach a time control device 27, the output 28 of which is connected to an electronic switch 29. Clock pulses are supplied from a clock generator 30 to the time control device 27. If the time control device 27 receives a signal from the output 21 of the bit separator 20 which, as stated above, corresponds to a binary 0, the time control device 27 emits a short switchover pulse to the electronic switch 29. This electronic changeover switch 29 then switches, for example, the voltage of frequency f generated by a generator 31 to the input of an output amplifier 33, so that one transmission signal reaches the transmission line 2 via the output terminal 34.
After 16 clock pulses, for example, have been supplied to the time control device 27 by the clock generator 30, the time control device 27 generates a switching pulse so that the electronic switch 29 feeds the voltage of the frequency f2 generated by a generator 32 to the input of the output amplifier 33 so that the other transmission signal is applied the transmission line 2 arrives.
If the signal at the output 21 of the bit separator 20 remains because the next bit to be transmitted is also a binary 0, see the example of a command word given in line ader FIG Clock pulses supplied by the clock generator 30 generate a further switching pulse, whereby the generator 31 is connected to the input of the output amplifier 33 and the first transmission signal arrives at the transmission channel 2.
When a signal from the bit separator 20 arrives at the timing device 27 via the output 22, it only generates a switchover pulse after the arrival of, for example, 48 clock pulses from the clock generator 30, which then only triggers the electronic switch 29 three times later than described above from the one to switch to the other transmission signal.
If a Q signal is fed to the bit separator 20 via its input 25, a signal is sent to the time control device 27 via the output 23 of the bit separator 20 and this only causes a switching pulse for the electronic switch after the arrival of, for example, 96 clock pulses 29 to generate. If a B signal is present at the input 26 of the bit separator 20, a signal arrives at the output 24 to the time control device 27, so that it only generates a switchover pulse for the electronic switch 29 after 192 clock pulses, for example, have arrived.
Since the transmission time for a word depends on the number of binary 0s and the number of binary 1s, the reading speed of the word stored in the parallel / series converter 18 is controlled by the switching pulses generated in the time control device 27, which control pulses are sent to the shift clock input 35 of the parallel / Series converter 18 are fed via a line 36 as shift pulses. In the above-mentioned manner, the word is read bit by bit and, depending on its value, a signal occurs at the outputs 21 or 22 of the bit separator 20 that controls the time at which the electronic switch 29 is switched so that, for example, that in the line The transmission signals shown in FIG. 2 pass via the transmission channel 2 to the receiving device 7 of the peripheral location 2.
The time control device 27 can have, for example, a 16-bit information selector 37, a 4-bit counter 38 and a NOR gate 39, as shown in FIG. 5. The inputs 40 of the information selector 37 are connected to the outputs 21 to 24 of the bit separator 20, and the clock pulses from the clock generator 30 are fed to the input 41 of the binary counter 38. The output of the information selector 37 and the output of the binary counter 38 are connected to the NOR gate 39. This is only opened when a signal appears at the output of the binary counter with every sixteenth clock pulse and at the same time the count in the information selector 37 corresponds to the information entered via one of its inputs and then emits a signal via its output.
The block diagram of the receiving device 7 is shown in FIG. The transmission signals transmitted by the transmission line 2 pass via an input terminal 42 to a receiving amplifier 43 and to a demodulator 44, which the two transmission signals of different frequencies, see line c of FIG
Pulse train according to line d of FIG. This
Pulse train is then fed to an edge detector 45. If the edge detector 45 does not detect an edge, it generates a continuous signal on its
Output that is only briefly interrupted when there is an edge, i.e. detects a change from one transmission signal to the other or vice versa.
This edge signal arrives on the one hand via an inverter
46, a NAND gate 47, the function of which is described in more detail below, and a further inverter 48 to the reset input 49 of a counter 50. At the reset input 49 of the
Counter 50 is always applied a signal when the
Edge detector 45 detects no edge. During this
Time the counter 50 can count the clock pulses supplied to it by a clock generator 51. When an edge occurs, the signal at the hold input 49 of the counter 50 is briefly interrupted and the counter is reset to zero and starts counting again.
In a simple embodiment of the receiving device 7, the counter 50 has, for example, 193 counting positions. The outputs of the counting stages 15, 16 and 17 are example, via a line 52 to the first input of a
AND gate 53, the output of which is connected to the set input of a flip-flop 54. The outputs of the counting stages 47, 48 and 49 are connected to the first via a line 55
The input of an AND gate 56, the output of which is connected to the set input of a flip-flop 57. In a similar manner, the outputs of the counting stages 95, 96 and 97 or 191, 192 and 193 are via a line 58 or 61 and are each on
NOR gate 59 or 62 connected to the set input of a flip-flop 60 or 63.
The AND gates 53, 56, 59 and 62 are blocked with the exception of when the count of the counter 50 exceeds the above-mentioned counts, which correspond to the
AND gates are assigned. The UNDJTor3 is open, for example, after the 15th, 16th and 17th clock pulse has entered counter 50 since the last edge signal occurred. If a further edge signal occurs during this time, it is passed on the other hand via a line 64 and a NOR gate 65 to all the second inputs of the AND gates 53, 56, 59 and 62
AND gate 53 is open because the count of counter 50 has reached one of the values 15, 16 or 17, the flip-flop is activated
54 as a sign that a binary 0 was recognized.
At a connection terminal 67 of the receiving device
7 the recognition of a binary aO is also supported by a
Signal displayed. Simultaneously with the setting of the flip-flop 54, the counter 50 is set to its initial state and begins to count again.
If, for example, no edge signal arrives while the counter 50 is in the counting state 15, 16 or 17, the counter 50 continues to count until it reaches one of the counts 47, 48 or 49, then the AND gate 56 open. If a barrier signal occurs during this time, the flip-flop 57 is set because the binary character 1 has been recognized. A signal then appears at an output terminal 68. A line 82 leads from the counter stage 6 to a NAND gate 69, the output of which is connected to all reset inputs of the flip-flops 54, 57, 60 and 63 via an inverter 70. This is why these flip-flops are reset a short time after they have been set.
If another edge signal occurs after a previous one, when the counter 50 has the count 95, 96 or 97 or
191, 192 or 193, the flip-flop 60 or 63 is set and a signal occurs at the output terminal 71 or 72 until the counter has reached the count 6.
Lines 52, 55, 58 and 61 are connected to the inputs of a NOR gate 73 and the output of this gate is connected to the first input of a NOR gate 74, the output of which is connected to the set input of an error flip-flop 75. The second input of the NOR gate 74 is connected to the same line as the second inputs of the AND gates 53, 56, 59 and 62. As soon as one of these AND gates through this via one of the lines 52, 55, 58 or .61 is opened, the NOR gate 74 is blocked.
However, if an edge signal occurs during the time when none of the lines 52, 55, 58 or 61 is carrying a signal, this edge pulse passes through the open NOR gate 74 to the error flip-flop 75 and this is set. The output of the error flip-flop 75 is connected to an output terminal 76 for connecting an error monitoring circuit.
The input of a shift register 79 is connected to the output of the flip-flop 57, which is connected to the output terminal 68. As mentioned above, signals always appear at the output of flip-flop 57 when a binary 1 has been detected. These 1s are then input to the shift register 79 and stored therein. The edge signal is inverted via an inverter 80 and fed to the shift register 79 as a shift pulse so that it is ready to store the next binary character to be recorded. If this next character is a binary 0, the flip-flop 57 is reset and no signal appears at its output, so that no signal, i.e. no signal, appears in the shift register 79. a binary 0, is stored. If the whole transmitted word, e.g.
comprises eight bits, is stored in the shift register, it can be passed on in parallel to the command decoder 8 via eight outputs 81. This forwarding of the word stored in the shift register 79 can take place, for example, when a Q signal arrives at the connection terminal 71.
The clock generator 30 of the transmitting device 6 and the clock generator 51 of the receiving device 7 generate at least approximately the same pulse frequency. Monitoring the change from one transmission signal to another, i.e. H. the occurrence of the edge signal is monitored during three counting steps of the counter 50. Accordingly, deviations between clocks 30 and 51, e.g. for the longest signal, of only around + 0.5%.
To ensure that the transmission works properly, additional counting stages, for example counting stages 14, 15, 16, 17 and 18, can be connected to line 52 and counting stages 46, 47, 48, 49 and 50 to line 55, etc.
In this way, the monitoring window for determining whether there is a change from one transmission signal to the other can be widened.
A block diagram of such a counter with an adjustable width of the monitoring window is shown in FIG. This counter has two binary counters 83 and 84, the four outputs of which are connected to the corresponding inputs of a decoder 85, 86 with 16 outputs. Two of the outputs of the decoder 85, namely the 9th and the
15. are to an AND gate 87, the first and the 14th output are to an AND gate 88, the second and the 13th output are to an AND gate 89, the third and 12th outputs are to an AND Gate 90, the fourth and 11th outputs are connected to an AND gate 91, the fifth and 10th outputs are connected to an AND gate 92 and the sixth and 9th outputs are connected to an AND gate 93.
The output of the AND gate 87 is connected to the blocking input 94 of the decoder 85. The outputs of AND gates 88 to 92 can optionally be connected to the output of AND gate 87 via a jumper field 95. The edge signal is supplied as a reset signal to the reset inputs of the binary counters 83 and 84 via the input terminal 96 and an inverter 97, so that both binary counters are set to zero. The clock pulses generated by the clock generator 51 are fed to the binary counter 83 via the input terminal 98 and a NAND gate 99. This binary counter 83, which has previously been reset to its initial position, begins to count.
The binary counter 83 and the decoder 85 together form a fine counter and the binary counter 84 and the decoder 86 together form a coarse counter. The fourth output of the binary counter 83 is connected to the counting input of the binary counter 84 via an inverter 100, so that the binary counter 84 only counts up one step after eight clock pulses have been counted in the binary counter 83. The outputs of the decoders 85 and 86 emit a signal in the inactive state and this signal disappears in the active state. In the case of the decoder 86, the disappearance of this signal is still dependent on the blocking signal applied to the blocking input 94, which signal is always present with the exception when the decoder 85 is in the zero or 15 positions. This only applies if none of the outputs of the further AND gates 88 to 92 is connected to the output of the AND gate 87.
The coarse counter is brought to position 1 with the 8th clock pulse appearing at input 98, but the signal at the output terminal 101 connected to the first counting stage remains until the fine counter reaches its 15th counting stage. Then the AND gate 87 is blocked and there is no longer a blocking signal at the blocking input 94 of the decoder 86. This now causes the signal at the output terminal 101 to disappear. According to FIG. 6, this output terminal is connected via line 52 to gate 53, which sets flip-flop 54 if an edge signal is received during this time. If a counter according to FIG. 7 is used, the gates 53, 56, 59 and 62 must be NOR gates, gate 73 a NAND gate, and inverter 66 must be inserted.
If no edge signal arrives during the time in which the decoder 85 is in counting levels zero and 15, the binary counter 84 or decoder 86 is brought to the second counting level after the arrival of the third group of eight clock pulses. However, since this second counting stage is not connected to one of the aforementioned NOR gates, none of the flip-flops 54, 57, 60 or 63 can be set, not even if the decoder 85 passes the counting stages 0 and 15 a second time.
Only after the arrival of the fifth group of eight clock pulses is the binary counter 84 or the decoder 86 brought to the third counting stage, which in turn is connected to the NOR gate 56 via the output terminal 102.
If now the decoder 85 reaches the counting positions 15 or 0 a third time, disappears during the 47th and 48th.
Clock pulse the lock signal at the lock input 94 of the decoder 86 and the NOR gate 56 is open during this time, i. if an edge signal arrives during this time, the flip-flop 57 is set, which is an indication that a binary 1 has been recognized.
The counting stages 6 and 12 of the decoder 86 are connected to output terminals 103 and 104, which output terminals are connected to the NOR gate 59 and 62 for setting the flip-flop 60 and 63, if during the time in which the decoder 85 is in counting levels 0 and 15, an edge signal arrives.
If the output of the AND gate 88 is connected to the output of the AND gate 87 by attaching a bridge in the jumper field 95, the blocking signal at the blocking input 94 of the decoder 86 is not only activated during the counting stages 0 and 15 of the decoder 85 but also during counting levels 1 and 14, ie disappear altogether during counting levels 0, 1.14 and 15. In other words, this means that the time during which the arrival of an edge signal is monitored is doubled.
By additionally connecting the output of the AND gate 89 with the outputs of the AND gates 87 and 88, the blocking signal also disappears during the time in which the decoder 86 takes the counting stages 2 and 13.
The time for monitoring the arrival of an edge signal has thus been increased again by the duration of two clock pulses. Each further connection of the output of the other AND gates 89 to 93 results in an additional increase in the monitoring time for the arrival of an edge signal.
With the method described above, binary-coded signals can be transmitted in a flawless manner, and extensive synchronization devices can be dispensed with, since synchronization inevitably takes place after each arrival of a bit, because the counter of the receiving device is reset to 0 after each bit received.
8 shows the basic diagram of the command decoder 8 and the command output device 9 of the peripheral location 3. The command decoder 8 receives the command words received by the receiving device 7, for example eight bits each. The first four bits are fed to the input terminals 105, which are connected to the inputs of a Y decoder 106 and the inputs of a Y comparator 107. The second four bits are fed to the input terminals 108, which are connected to the inputs of a Z decoder 109 and the inputs of a Z comparator 110. Depending on the code of the first four bits, the Y decoder 106 will energize one of the relays Y1-Y16 connected to its 16 outputs. Depending on the code of the second four bits, the Z decoder 106 will energize one of the relays Z1-Z16 connected to its 16 outputs.
At the same time, the information from the first four bits is input into the Y comparator 107 and the information from the second four bits into the Z comparator 110.
The command output device 9 has a crossbar field 111 with 16 row conductors 112, 113 and 114, of which only three are shown, and 16 column conductors 115, 116 and 117, of which only three are also shown. The series connection of an output relay A1-A256 and one of the normally open contacts y 1 I-y 16 XVI of the relays Y1-Y16 are arranged at each of the 256 crossing points of the row and column conductors.
All row conductors 112, 113 and 114 are each connected to a line 121 carrying a negative potential via a current monitor 118, 119 and 120, respectively. Each column conductor 115, 116 and 117 can be connected via a normally open contact z 1 ', z 2' or z 16 'and via current monitors 122, 123 and 124 to a line 125 carrying a positive potential.
The internal resistances of the current monitors 118, 119, 120, 122, 123 and 124 are higher than the resistance of the windings of the relays A1-A256 and emit a signal at their output when a low current flows through the current monitor, which is not yet sufficient to open one of the relays A1-A256.
The outputs of a total of 16 current monitors 118, 119 and 120 are connected to the inputs of a YU encoder 126, and the outputs of a total of 16 current monitors 122, 123 and 124 are connected to the inputs of a ZU encoder 127.
Furthermore, the row conductors 112-114 are connected to a positive potential via a normally open contact s 1 of a relay S, which is connected to the output of the Y-comparator 107, and the column conductors 115-117 are connected to a normally open contact u 1 of a relay U , which is connected to the output of the Z-comparator 110, assigned to a through-connection line 129 which can be connected to a negative potential.
It is the task of the command output device 9 not to pass on any command to the system to be controlled before this command has not been recognized as correct. Below is the
Operation of the command decoder 8 together with the command output device 9 is described. It is assumed that relay Y 1 is excited according to the information contained in the first four bits, and that relay Z 2 is excited in accordance with the information contained in the second four bits.
By pulling up the relay Y 1, all of the normally open contacts y 1 and y 1 I-y 1 XVI assigned to the line conductor 112 are closed. Pulling up the relay Z2 has the effect that the two normally open contacts z2 and z2 'assigned to the column conductor 116 are closed. As a result, the following circuit is closed: From minus, line 121, current monitor 118, row conductor 112, normally open contact y 1 II, relay A2, column conductor 116, normally open contact z2 ', current monitor 123 and line 125 to plus. A small current flows in this circuit, which is not sufficient for the output relay A 2 to open, but which is sufficient for the current monitors 118 and 123 each to send an output signal to the first input of the YU encoder 126 and the second input of the ZU encoder 127 submit.
In the YU coder 126, the signal entered at its first input is converted into a four-bit code and fed to the Y comparator 107. In this, the four-bit code just mentioned is compared with that which was previously fed to the Y comparator 107 via the input terminals 105. If these two codes match, the relay S is energized and the switching line 128 is connected to a positive potential via the normally open contact s 1. Because the normally open contact y 1 is also closed, the positive potential reaches the row conductor 112 and via the closed normally open contact y 1 II to the output relay A 2.
In the ZU encoder 127 the signal supplied to it via its second input is converted into a 4-bit code and supplied to the Z comparator 110. In this, the 4-bit code just mentioned is compared with that which was previously fed to the Z comparator 110 via the input terminals 108. If these two codes match, the relay U is energized. This has the consequence that the switching line 129 is applied to a negative potential via the normally open contact u 1. Since the switching line 129 is connected to the relay A 2 via the closed working contacts z 2 and z 2 'and via the column conductor 116, the relay A 2 can now open and operate its switching contacts, not shown, whereby the desired command is executed.
If the comparison in one of the comparators 107 or 110 shows that the codes do not match, the corresponding relays S or U are not energized at the output and an error signal appears at a second output 130 or 131, which is caused by means not shown that the command is repeated again. It is not possible to energize an incorrectly activated output relay A1-A256, which means that no incorrect command is issued to peripheral point 3.
Since, as mentioned above, the peripheral point 3 can be a power plant, for example, it is possible that interference pulses of up to 1000 V from the power plant backwards, for example via the output relay A, reach the row and / or column conductor. Such interference voltage peaks have destroyed the coupling diodes customary up to now at the crossing points of the row and column conductors. In the crossbar field described above, these failure-prone diodes are replaced by the contacts y 1 I-y 16 XVI, which means that this command output device is much less prone to failure.
Should one of the mentioned contacts stick, no fake, wrong command could be given to the peripheral location 3, because this would be detected by the current monitor and the comparison of the code in the comparators 107 and 110 would result in a mismatch, which would cause the feigned, false command is definitely avoided.
FIG. 9 shows the circuit diagram of one of the current monitors 118, 119 and 120 and FIG. 10 shows the circuit diagram of one of the current monitors 122, 123 and 124. The structure of these two current monitors is very similar. Terminal 132 of the current monitor shown in FIG. 9 is connected to line 121 carrying a negative potential, terminal 133 is connected to the associated row conductor 112, 113 or 114, and output terminal 134 is connected to one of the inputs of the YU encoder 126 is connected. The terminal 135 of the current monitor according to FIG. 10 is connected to the line 125 carrying a positive potential, the terminal 136 is connected to one of the normally open contacts z 1 '-z 16', corresponding to the assigned column conductor 115-117, and the output terminal 137 is connected to one of the inputs of the ZU encoder 127.
Apart from the fact that one of the current monitors has 2 NPN transistors 138 and 139 and the other has 2 PNP transistors 140 and 141, the mode of operation of both current monitors is the same. If there is no voltage between terminals 132 and 133 or 135 and 136, both transistors 138, 139 or 140, 141 are not conductive and there is no signal at output terminal 134 or 137.
However, if a positive voltage is applied to terminal 133 with respect to terminal 132, both transistors 138 and 139 become conductive and a negative signal appears at output terminal 134. If a negative signal occurs at terminal 136 with respect to terminal 135, the two transistors 140 and 141 are conductive and a positive signal appears at output terminal 137.
11 shows the block diagram of the message transmitter 10, which takes over the messages occurring in the peripheral location 3 and at least partially stores them and then forwards them to the message encoder 11 to transmit the message to the command center 1. The most important task that the message transmitter 10 has to fulfill is to keep interference voltages that can occur in the systems to be controlled away from the telecontrol system with safety. The message transmitter 10 has a matrix 142 with 16 row conductors 143, 144 arranged in pairs; 145,146-147,148, of which only three pairs are shown, and has 32 column conductors 149, 15> 151, of which only three are also shown.
Each row conductor pair 143, 144; 145, 146 or 147, 148 is assigned one of eight groups of 32 stationary changeover contacts of relays R 1 - R 32, R 33 - R 64 or R 241R 256. The movable changeover contacts of the first relays R of the named groups are connected to the column conductor 149, the movable changeover contacts of every second relay R of the named groups are connected to the column conductor 150 and finally the movable changeover contacts of each last relay R of the named groups are connected to the column conductor 151 .
Each message to be transmitted is assigned one of the relays R 1 R 256, which are excited via conductors connected to the connection terminals 152. The relays R and the matrix 142 form a first galvanic separation point. Each row conductor 143-148 is connected to one of the eight inputs of a state memory 155 via a filter 153 and an optocoupler 154. Each column conductor 159-151 is connected to one of the 32 outputs of a scanner 156.
This can be influenced by a control device 157 via a 5-fold control line 158, only one of which is shown, so that a potential is applied to one of the 32 column conductors 149-151 that is sufficient to ignite those light-emitting diodes in the optocouplers 154 , to which the mentioned potential is fed via the closed changeover contacts r 1 -r 256. The scanner 156 can also be scanned automatically, periodically. The optocouplers 154 represent a second galvanic separation point, which is connected in series with the first separation point, whereby any interference voltage peaks of up to 1000 V occurring in the system to be monitored are reliably kept away from the remote control system.
The control unit 157 is connected to the status memory 155 via a five-fold control line 159 and ensures that the scanned statuses or the messages are stored in the memory locations reserved for them. The stored messages are forwarded to the message encoder via the multiple output 160 of the status memory 155.
If the matrix 142 were not used to input 256 different double information items into the state memory 155, 512 filters 153 and the same number of optocouplers 154 would be necessary. With the aid of the matrix 142, this amount of information can be transferred to the status memory 155 with only 21 filters 153 and 21 optocouplers 154.
FIG. 12 shows a simple embodiment of a scanner 156 which has two decoders 161 and 162 with 16 outputs 163 each, each of which is connected to one of the column conductors 149-151. The four inputs of the two decoders are connected via four input terminals 164
161 and 162 are supplied with a 4-bit signal in parallel. A fifth bit is fed in via a further input terminal 165.
The blocking input of the decoder 161 is directly connected to the input terminal 165 and the blocking input of the decoder
162 is connected to input terminal 165 via an inverter 166. In this way, only one of the total of 32 outputs 163 of the two decoders 161 and
162 are activated.
Normally, in the remote control system described above, the flow of information from the command station 1 to the peripheral point 3 is less than in the opposite direction. This fact can be used to achieve savings in that the transmitting device 6 and the receiving device 7 are set up, for example, in such a way that they only transmit the information at a speed of 50 baud. The transmitting device 12 and the receiving device 14 are preferably designed in such a way that they are able to transmit the messages at a speed of 1200 baud.
PATENT CLAIMS
I. A method for transmitting information over a transmission channel, the information being converted into a sequence of at least two different information elements and alternately two signals being transmitted on the transmission channel which differ from one another by their frequency and / or amplitude, characterized in that the Timing of the switchover from one of the two signals to the other signal is controlled depending on the information elements, so that the duration of one or the other signal is determined by the information elements, and that on the receiving side, the times of the change from one signal to the other determined and based on the duration between two changes the information is recovered.
II. System for carrying out the method according to claim I, with a transmission device which has a command output device, an encoder for converting the information to be transmitted into a sequence of at least two different information elements and a device for generating two mutually different signals, with a message transmission device to protect the system from interference voltages, and with a receiving device which has a decoder for converting the two received signals into the original information, characterized in that the transmitting device (6) has a modulator device (6) responsive to the said sequence consisting of two different information elements ( 20, 27,
29), alternately sending one or the other signal during a specific time for the first information element and for a longer time than said specific time for the second information element, the receiving device (7) has a detector (45) for detecting the change from the one received signal to the other or vice versa and has a time measuring device (50) for determining the time between two successive changes in the received signals and thus for recognizing the two information elements.
SUBCLAIMS
1. The method according to claim I, characterized in that the time measurement between two successive changes in the signals received on the receiving side is carried out with the aid of a counter which is reset to zero with each change of the signals.
2. The method according to dependent claim 1, characterized in that the occurrence of a change between one of the received signals and the other signal is monitored only during adjustable observation times, during which times a change is possible.
3. System according to claim II, characterized in that the modulation device of the transmitting device has a bit separator (20) with at least two outputs (21,22) for the separate supply of the bits to a time control device (27), and that to the time control device electronic switch (29) for sending out one of each of two generators (31, 32) generated low-frequency signals (fl, f2) is connected.
4. Plant according to dependent claim 3, characterized in that the time control device (27) has an information selector (37) connected to the bit separator (20), a binary counter (38) connected to a clock (30) for scanning the information selector and a gate circuit (39) for controlling the electronic changeover switch as a function of the information scanned in the information selector.
5. System according to claim II, characterized in that the receiving device (7) has means (43, 44) for regenerating the received pulses or for generating pulses from the received transmission signals, that the time measuring device has a counter controllable by the detector (45) (50) for counting the pulses generated by a clock generator (51) since the last response of the detector, and that the counter comprises at least two outputs (52, 55) via which it sends signals to gate circuits (53, 56) when it has reached the counting levels assigned to these outputs.
6. System according to dependent claim 5, characterized in that a memory (54, 57) is connected to each of said gate circuits (53, 56) for briefly storing the detected signal, and that Mitte1 (73, 74, 75) for detection of faulty signals are provided.
7. Installation according to dependent claim 6, characterized in that the counter (50) has a fine counter (83, 85) for counting all the clock pulses supplied by the clock generator (51) and a coarse counter (84, 86) for counting groups of pulses that are used for Example each have 8 pulses, includes that the coarse counter has at least two outputs (101, 102), that the first and last counting stage of the fine counter are connected to a gate, the output of which is used to activate the coarse counter,
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