CS203127B2 - Method and device for bilateral transmission of impulses - Google Patents

Description

VynUez se týká způsobu a zařízení pro oboustranný přenos.impulsů od více vnějších stanic, spojených s energetickou rozvodnou sítí a nejméně jedné ústřední jednotky.

Zachycování dat, jejichž místa snímání jsou rozdělena po větší ploše, nabývá stále větší význam. Naaříklad v textilním průmyslu se zboží vyrábí a dále zpracovává na mnoha místech továrny. Ecxst.ují například tkalcovny, které mají přes tisíc tkacích strojů nebo přádelny s počtem vřeten daleko nad sto. Tyto stroje jsou často rozděleny v moha prostorech, v několika poschodích, nebo dokonce v několika budovách. P^i tomto počtu jednotlivých výrobních míst je nasnadě, kontrolovat tato místa pomooí samočinných počítačů.

Dosud jsou samočinné počítače, které jsou pro to vhodně, ještěmálo rozšířené. Hlavní důvod pro to je třeba hledat ve vysokých nákladech, které vzniknou při takovémto počtu a rozšíření měřicích míst. Náklady vznikají ne jenom v důsledku velkého počtu snímačů měřených hodnot, ale především v důsledku rozsáhlých přenosových systémů dat.

Zppavidla musí se od každéhojednotlivého místa, resp. výrobního místa, v dalšm textu nazývaného vněěší stanice, vybudovat spojení ke vstupní části, v dalším textu nazývané ústřední jednotka. Jistých zjednodušení lze dosáhnout pomocí multiplexu, avšak i v tomto případě je nutné spojovací vedení od každé v^n^^jší stanice k muHiplexu. Často existuje potřeba, vestavěti takovéto systémy do stávajícího podniku. Za tím účelem se musí položit dostatečně dlouhé kabely a vedení, čímž v^r^i^l^É^;jí přídavné podstatné náklady.

často existuje také potřeba, zprostředkovat informace od ústřední jednotky k vnější stanici, to znamená, že muuí být možný oboustranný přenos. Za určitých okoonootí jsou pro to rovněž potřebná drahá kabelová vedení.

Vynález odstraňuje tyto nedostatky a jeho podstata spočívá v tom, že ve vnějších stanicích přijaté vysokofrekvenční impulsy nastartují počítací ústrojí, která se přepínají taktovacími impulsy a v každém počítacím ústrojí po Sosažení určitého počtu taktovacích impulsů během zadaného časového intervalu se vyšlou informace ústřední jednotkou vnějším stanicím nebo' od vnějších stanic ústřední jednotce.

Vynález se týká'také zařízení pro provádění způsobu a vyznačuje se tím, že sestává z ' taktovacího obvodu spojeného prostřednictvím vedení s čítačem, dále z přijímacího obvodu, zapojeného prostřednictvím kondenzátoru na jednu fázi a nulový vodič energetické rozvodné sítě, přičemž za přiíímacím obvodem je zapojen demoddlltor, za kterým je zapojen povelový přijímač, dále sestává z vysílacího obvodu, na který je ' prostřednictvím'vedení zapojen ígo^^o^ na který je prostřednictvím vedení připojen měřicí snímač.

Výhodnost řešení podle vynálezu spočívá v tom, že se mohou navzájem spooit místně relativně daleko od sebe ležící vnější stanice a ústřední jednotka, přičemž se podle vynálezu pro to použije energetická rozvodná sil. Aby se impulsy pro přenos dat a sílové napětí mohly odlišovat, ' přetvářejí se impulsy pro přenos dat v impulsy, modulované vysokou frekvencí.

Pro vysokou frekvenci se výhodně volí frekvence v pásmech nozi 50 a 200 kH. Mohou však také býti nad nebo pod těmito rozmezími. Zníněný rozsah je ale pro vysokofrekvenční přenos na energetické rozvodné síti průmyslových podniků zejména výhodný. Jednak je zde dostatečně velký odstup od sílové frekvence a jednak jsou impedance vedení pro přenos vysokofrekvenčních impuslů ne příliš velké.

Vvssiání vysokofrekvenčních impulsů do energetické rozvodné sítě se může provádět mezi dvěma l:bbovoXrýo± í^á^z^e^mi třífázové sítě. Je však účelnější provádět toto vysílání mozi libovolnou fází a mozi' nulovým vodičem, ochranným uzemněním nebo zcela obecně mezi zemí příslušného provozu, která postačuje pro vysokou frekvenci. Pro poslední způsob je vhodná betonová podlaha budovy· To má tu přednoot, že kondenzátory pro fázové po siunUÍ, které jsou zpravidla zapojeny u motoru mezi fázemi, ' vysokou frekvenci nez^rauj Samoořejmě, že ' těmito kondenzátory 'pro fázové posunutí se vysokofrekvenční potenciál ze všech fází rozdělí přibližně rovnomírně. Tento efekt je žádoucí, aby se napájení vysokou frekvencí ' a odběr vysokofrekvenčích impulsů mohl provádět ' na libo volné fázi třřfáizzové sítě, to znamená, že napájení se může provádět mezi určitou fází s nulou, zatím co odběr se může provádět mezi libpyolnou fází a nulou.

Napáájeⁿi mezi libovolnou fází a nulou, při ' kterém je u třffzzové sítě na všech třech fázích vysoká frekvence, má tu přednoot, že vysokonapětový konde-nzátor představuje pevnou bariéru proti vnějšku. Zpravidla jsou tyto vysokonapělové kondenzátory provedeny na sekundární v zapojení do hvězd;/, takže nemůže dooít k přenosu napětí oozi třemi fázemi a uzlem hvězdy. Tím nepřijdou žádné impulsy do vysokonapětové sítě, takže nemůže docházet k rušením v jiných systémech pro zachycování dat, které se v podniku případně nacházeeí. Stejně tak nemohou prostřednictvím vyeoki^i^i^i^í^^:tových přívodů proniknout žádné impulsy přes vysokonapětový transformátor do nízkonapětové sítě. Tím je dán pevně ohraničený rozsah pro ' systém pro zachycování dat, totiž celý sekundární rozsah vysokonapětového transformátoru pro rozvod energie. Pro zachycování, resp. snímání dat u strojů a přístrojů v celém, případně v celých průmyslových podnicích, to je zejména výhodné, nebol tyto průmyslové podniky ooaí vlastní vysokonapětový transformátor a tak je rozsah pro zachycování dat v přís^nném ' průmyslovém podniku předem stanoven.

Samozřejmě, že se mohou v'průmyslových podnicích s několika vysokonapělovými transformátory eoučasně vytvářet další systémy pro snímán, resp. zachycování dat, tyto se ale sdružu;]! v jediné ústředně. ' U systémů se samočinnými poččtači se pracuje s několika kanály, ve kterém se pak od snímacích oíst dat mohou vysílat určité impulsy nebo se z nich mohou odsbbrat. Tento systém ' je také spojen s poččtací jednotkou, která steniýí způsobem z tohoto systému impulsy odebírá, nebo impulsy tomuto systému předává. Tyto ·systémy se vztahují zpravidla však jen na celý přístroj nebo několik . přístrojů uvnitř prostoru jednoho samočinného počítače.

V systému pro snímání dat, jak bylo popsáno v předcházejícím textu, se potřebuj zpravidla taktovací impulsy. Protože podle vynálezu jsou snímací místa dat a ústřední jednotka již spojeny s energetickou rozvodnou sítí a sice z důvodu dodávky energie, je zejména výhodné, použžt sílovou frekvenci jako taktovací frekvenci. · Tím odpadá vysílání zvláštních taktovacích impuslů spojovacího systému.

Zejména výhodné je, zvooit jako taktovací frekvenci vícenásobek sílové frekvence, především, ale takový násobek, který obsahuje činitel tři, aby byly v třífzoových sítích všechny vodiče stejně pouužtelné pro synchronizaci. U trojnásobné sílové frekvence a celočísenném jejím násobku není pak důležité, který pólový vodič se zvooí, pro synchronizaci.

Vícenásobný systém sestává zpravidla z několika systémů vedení. Prvnímu systému vedení se vyssiají například všechny informace vnějších stanic a o^e^ebí^e^cjí se od ústřední jednotky. Na druhém systému vedení se předávají adresy od ústřední jednotky vnějším stanicím. Třetí systém vedení přenáší taktovací impulsy atd. Toto oddělení je výhodné, aby se například nemohly zaměnnt informační impuusy, adresovací impulsy a taktovací impulsy.

V tomto vynálezu je však jen jeden systém vedení, totiž energetická rozvodná sil. Aby ale přesto byly možné přenosy na různých kanálech, může se pracovat s rozdílrými frekvencemi. NaaPíklad pro přenos informací mohLa by se zvooit frekvence 100 kHz a pro adresovací 130 kHz. Výhodné však je, pracovat na způsob časového muutiplexu. Toto bude popsáno později.

Způsob podle vynálezu a odp^vídaící zařízení jsou vhodné, ale ne jen výlučně, pro jejich pouuití v textilním prům^Tu, který byl v předchozích odstavcích uveden jako zejména vhodná oblast · pomuití. Může se také pouužt v jirých podnncích a průmyslových odvětvích, kde se na četných měňicích místech maaí kontrolovat data a přenášet informace a tato měřicí místa jsou spojena s rozvodnou sítí pro rozvod energie. '

Vynniez bude v dalším textu blíže vysvětlen na příkladu pouužťí, znázorněném na připojených výlkresech.

Na obr. 1 je schemaaicky znázorněna rozvodná sil se spot^i?el^i^<^i, které jsou na ni napojeny. - .

Na ob]?. 2 je znázorněn první impulsový diagram

Na obir. 3 je znázorněn druhý impulsový diagram.

Na obr. 4 je znázorněno principiální schéma tříázzové sítě s vysíljči-přijímaji, které jsou na ni napojeny.

Na obir. 5 je znázorněno blokové schéma obvodových orgánů a jejich zjpoUení, které jsou uspořádány ve v^í^í^iší stanici. .

Na obr. 1 je znázorněna energetická rozvodná sil 2, na kterou jsou připojeny stroje, případně přístroje, které jsou v dalším textu nazývané vn^ší stanice 11 . £2, 13. ... 21 , 22» 23. Dále ee e mrneecickuurozvodouu ítíU pojenaasstřdníU eddootaB 1Q.

V technice přenosu dat se například při takzvaném způsobu s časovým muutipeexem pracuje s taktovací! impulsy. Tyto taktovací impulsy se musí pro synchronizaci rosád^t prostřednictvím rozvodného systému pro taktovací impuusy. U tohoto vynálezu se provádí synchronizace energetickou rozvodnou sítí 2, sloužící pro rozvod energie, takže zvláštní rozvodný systém není potřebný. ·

Časový průběh přenosu dat je následující. Od ústřední jednotky 10 je vyslán startovací impuls na energetickou rozvodnou sil 2. Aby rušivá napětí nemohla v rozvodné síti simulovat startovací imppls, je výhodné, jestliže se startovací impuls zakóduje. ' Obr. 2 ukazuje .takovýto kódovaný startovací impuls jako příklad. Sestává ze čtyř impulsových míst, které jsou obsazeny bučí aktivními impulsy L nebo impulsovými mezerami 0. Tento startovací' ’impuls postupuje po energetické rozvodné síti 2 k vnějším stanicím 11. ..., 21 ..., které se nacházeeí v kontrolovaném provozu. V těchto vnějších stanicích jsou umístěny poččtací ústrojí známého druhu, jako například kruhové čítače nebo posuvné registry, které po dojjtí startovacího impulsu začínají pooítat od určité počáteční hodnoty, a sice v taktu sílové frekvence nebo jejího násobku. '

První viější.stanice může ihned po startovacím impulsu vyslat svou informaci do rozvodného systému. Informace přitom sestává výhodně nikoliv z jediného impulsu, nýbrž ze skupiny impuulů, nebol od každé viější stanice je vyžadovaná ponejvíce více než-li jedna informace (obr. 3) Tím se mohou všechny přenášené informace přenášet v taktu .sílové frekvence nebo předem daném jejj^m násobkem. Jakmile první vněěší stanice vyslala . svou informaci, může zapoočtat přenos informací druhé vněěší stanice. Poččtací ústrojí druhé vněěší stanice je třeba odpoovdajícím způsobem zakódovvt. Tak se tedy krok ' za krokem, to je jedna vněěší stanice za druhou, spojují s ústřední jednotkou £0 pro přenos informací. Kři kódování · počítacích ústrojích vnějších stanic je třeba dbát na to, aby dvě vněěší stanice nebyly kódovány na stejný časový interval, nebol potom by byly jejich informace současně vysílány na energetickou rozvodnou sil 2, případně z ní přiíínány.

Jestliže během časového intervalu, kdy například je · vn^ší stanice 21 spojená s · rozvodnou sítí, se nemají přenášet·žádné informace, může se od ústřední jednotky 10 vyslat povelový impuus, nebo skupina povelových Impulsů na energetickou rozvodnou sil 2. Tento povelový impuls dojde potom jen do vněěší stanice 21. nebol další poočtací zařízení jsou kódována na jiný časový interval. V důsledku toho se mohou informace přenášet v obou sm^ě^r^ch, to je od ústřední jednotky 10·k vnějším stanicím a obráceně.

Obr.·3 ukazuje například skupinu impulsů 25 pro viěěší stanici n. Přitom se v prvních čtyřech impulsových místech 26 vysílá informace od vněěší stanice do rozvodné sítě 2. Impulsová místa v oblasti 27 jsou neobsazená a připravená, aby se případně převzal povel z energetické rozvodné sítě 2. Nesed^ící impulsová místa intervalu 28 slouží opět pro přenos informace od vněěší stanice n do energetické rozvodné sítě 2. Naznačeny · jsou dále časový interval 24 pro předcházející vněěší stanici η - 1 a časový interval 29 pro následnicí stanici η + 1.

Doba, po kterou jsou ve větším podniku vysílány všechny ·informace, mohla by·být za jistých okolnnotí velmi dlouhá. Zejména výhodné tudíž je, nepracovat se základní sílovou frekvencí, nýbrž s jejím násobkem. Zejména výhodné je· přitom dále, jestliže tento násobek obsahuje činitel tři, aby se ve třífázové síti nemuuel dávat návod, který pólový vodič se má skutečně pro synchronizaci sílové frekvence pouužt. U trojnásobku sílové frekvence a při jejím celočísenném násobku není tudíž důležžté, který pólový vodič se zvolí pro synchronizaci.

Obr. 4 ukazuje schemmticky energetickou rozvodnou sil 18 se třemi fázovými vodiči L,, Lg, Lj a nulovým vodičem N. V tomto příkladu je vnější stanice 20 spojena prostřřednictvím kondenzátoru 19·s fázovým vodičem Lj a s nulovým vodičem N. Vnější stanice je známým způsobem vytvořena tak, že vysílač vysílá informace jako kódované impulsy do rozvodné sítě a přijímač, ·kódované impulsy přijímá a převádí je v odppovíajjcí spínací povely. Ústřední jednotka 10 je vytvořena odpoovdaaícím, resp. analogicým způsobem, aby se kromě vytváření· a ’ přenosu taktovacích impulsů jednak převáděli informace, přicházzeící od vnějších stanic, v odppovíaaící data, tato aby se zapammtovávala a případně vytiskla a jednak aby se převáděli povely, vysílaně vnějším stanicím, v odp^^ídaicí kódované impulsy a tyto aby se předávaly rozvodné · síti 2.

Samozřejmě, že se mohou zvolit jiné způsoby vazby vysílače a přijímače vnější stanice 20 na rozvodnou síť £8, například induktivní sériové napájení, přičemž s výhodou se provede napájení, resp. dodávání impulsů do sítě mezi pravým nebo uměle vytvořeným uzlem třívodičové sítě a nulovým vodičem, nebo ochranným uzemněním nebo zemí podniku, která vyhovuje vysoké frekvenci.

Obr. 5 ukazuje blokové schéma spínacích orgánů, upravených ve vnější stanici 20 a jejich vzájemné spojení.

Vnější stanice 20 je spojena s energetickou rozvodnou sítí 18 vedeními 29. 30. 31. přičemž mezi vedení 29 a 31 je zapojen kondenzátor 19 pro oddělení síťové frekvence od vysokofrekvenčních impulsů.

Pro vysílací část 37 a přijímací část 32 je společně uspořádán taktovací obvod 35. který je prostřednictvím vedení 29. 30 připojen přímo na jeden z fázových vodičů, například vodič Lj a nulový vodič N sítě £8. Kondenzátor 19 vytváří pro síťovou frekvenci bariéru, zatím co pro vysokofrekvenční impulsy představuje nepatrný odpor.

Taktovací obvod 35 řídí prostřednictvím vedení 42 čítač £6, a vybudí jej, jakmile obdrží od přijímací části 32 prostřednictvím vedení 43 řídicí impuls. Jakmile čítač 36 provedl předem zadaný počet počítacích kroků, vyšle prostřednictvím vedení 44 zpět povelový impuls přijímací části 32. načež tato přijímací část 32 vede potom přicházející impulsy prostřednictvím vedení 40 na demodulátor 33. odkud jdou prostřednictvím vedení 41 na povelový přijímač 34. který provede povel, vyjádřený přijatým impulsem.

Má-li býti naproti tomu hlášeno od vnější stanice 20 veličina, která byla dodána měřicím snímačem 39. přičemž tato veličina se má hlásit ústřední jednotce £0, pak se tato veličina přivede nejdříve prostřednictvím vedení 47 modulátoru 38 a v tomto se převede ve sled impulsů. Tento sled impulsů se přivede vysílací části 37 prostřednictvím vedení 46 a prostřednictvím vedení £0, 31 . resp. 29 síťovému napětí, resp. superponuje se síťovému napětí. Za tím účelem byla čítačem 36 prostřednictvím vedení 45 zapnuta vysílací část 37.

Claims (3)

1. Způsob pro oboustranný přenos impulsů od více vnějších stanic, spojených s energetickou rozvodnou sítí a nejméně jedné ústřední jednotky, přičemž v ústřední jednotce vytvářené vysokofrekvenční impulsy se vysílají do energetické rozvodné sítě a touto se vedou až к vnějším stanicím, vyznačující se tím, že vnějších stanicích přijaté vysokofrekvenční impulsy nastartují počítací ústrojí, která se přepínají taktovacími impulsy a v každém počítacím ústrojí po dosažení určitého počtu taktovacích impulsů během zadaného časového intervalu se vyšlou informace ústřední jednotkou vnějším stanicím nebo od vnějších stanic ústřední jednotce.

2. Zařízení pro provádění způsobu podle bodu 1, vyznačující se tím, že sestává z taktovacího obvodu (35) spojeného prostřednictvím vedení (42) s čítačem (36), dále z přijímací části (32), zapojené prostřednictvím kondenzátorů (19) na jednu fázi, resp. fázový vodič (L3) a nulový vodič (N) energetické rozvodné sítě (18), přičemž za přijímací část (32) je zapojen demodulátor (33), za kterým je zapojen povelový přijímač (34) a z vysílací části (37), na kterou je prostřednictvím vedení (46) zapojen modulátor (38), na který je prostřednictvím vedení (47) zapojen měřicí snímač (39).

3. Zařízení pro provádění způsobu podle bodu 2, vyznačující se tím, že taktovací obvod (35) je přímo připojen na energetickou rozvodnou síť (18).