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Schaltunasanordnung zur übertragung von C Signalen über einen gemeinsamen
übertragungskanal in Fernüberwachungsanlagen Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung
zum übertragen von Signalen von einer oder mehreren gleichartigen Stationen über
einen gemeinsamen übertragungskanal zu einer überwachungsstation in Fernüberwachungsanlagen.
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Solche Stationen sind vor allem beim Nachrichten-Weitverkehr, aber
auch beispielsweise bei der Enerffi a eversorg gung zu finden. Es steht dabei ein
gemeinsainer übertragungskanal als Vierdraht- oder Zweidrahtverbindung zur Verfügung,
über den die Meldunaen einer oder mehrerer Stationen zur überwachun-sstation übertragen
werden. Dabei genügt es in vielen Fällen, daß die überwachten Stationen nur eine
Meldun abgeben können, die allgemein eine 9 C
Störung der dort befindlichen
Geräte ausdrückt. Eine solche Fernüberwachungsanlage ist darauf angewiesen, daß
der Signalablauf immer betriebsfähig ist und daß eine Unterbrechung des Kanals sofort
bemerkt wird. Ebenso wichtig ist es, erkennen zu können, ob eine der überwachten
Stationen beispielsweise durch Ausfall des Fernüberwachungssenders sendeunfähig
geworden ist.
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Zur Erfüllung dieser Forderungen sind Verfahren bekannt, die mit diskreten
Frequenzen im Dauertenverfahren Signale von den überwachten Stationen zur überwachungsstation
übertragen, wobei jeder überwachten Station eine feste Frequenz zugeordnet ist und
wobei eine Meldungsabgabe zur überwachungss' tation dadurch erfolgt, daß dieses
Dauersigonal abge-ZD schaltet wird.
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Nachteilig ist hierbei, daß zur Fernüberwachung einer bestimmten Anzahl
von Stationen ein übertragungskanal mit entsprechend breitem übertragungsband zur
Verfügung stehen muß. Die Mindestbreite -4 f je Station ist
dabei durch den zugelassenen Filteraufwand und durch den Aufwand für die Frequenzstabilisierung
der Generatoren bestimmt. Oftmals sollen mehr Stationen überwacht werden als Frequenzen
innerhalb des bereitgestellten (Fernsprech-)Kanals untergebracht werden können.
In diesem Fall ist ein Frequenzkennverfahren überhaupt nicht möglich.
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Auch ist ein Verfahren bekannt, bei dem eine Zentrale am Anfang des
eine Linie bildenden Signalkanals eine Station nach der anderen durch eine Reihe
von Impulsen aufruft und ihr damit Sendeerlaubnis erteilt.
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Es ist weiterhin eine Schaltungsanordnung bekannt, bei der in jeder
Station ein Anrufzähler vorgesehen ist. Alle Anrufzähler werden durch auf dem gemeinsamen
Signalkanal auftretende gleichartige Anrufzeichen schrittweise weitergestellt, wobei
der auf einen der Station zugeordneten Schritt eingestellte Anrufzähler einen Nachrichtensender
abfragt und der Nachrichtensender die Aussendung eines weiteren Anrufzeichens veranlaßt,
sofern nicht eine eigentliche Nachrichtensendung erforderlich ist.
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Nachteilig bei den beiden Verfahren ist, daß die zu überwachenden
Stationen nacheinander auf ihren Betriebszustand bzw. auf den dort anstehenden Nachrichtengehalt
abgefragt werden. Besonders bei Anlagen mit einer Vielzahl von zu überwachenden
Stationen ist der Zeitbedarf für eine solche Abfrage sämtlicher Stationen verhältnismäßig
groß.
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Bei einer bekannten aus Kippstufen aufgebauten Verteilerschaltung
zur Fernübertragung von Meßwerten oder ähnlichen Informationen (deutsche Auslegeschrift
1164 281) wird diese, von einem Startimpuls ausgelöst, durch Taktimpulse
weitergeschaltet und nach dem zweiten Umlauf selbst stillgesetzt, wobei diese Wirkung
durch eine der letzten Kippstufe des Verteilers nachgeschaltete weitere Kippstulfe
erreicht wird.
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Mit einer solchen Verteilerschaltung kann eine Weiterschaltung der
Abtastung, d. h. eine schrittweise Abfrage von Stationen durch Taktimpulse
von einer Zentrale aus vorgenommen werden, wobei als Sicherstellung für die durch
die Abfrage ausgelösten Antworten eine Doppelübertragung verwendet wird. Bei einer
solchen Schaltungsanordnung zum übertragen von Signalen von einer oder mehreren
Olleichartigen Stationen über einen gemeinsamen übertragungskanal zu einer überwachungsstation
müssen in jeder abzufragenden Station Weiterschaltketten und Selektionsglieder enthalten
sein, welche aus den von der Zentralc
her empfangenen Weiterschaltimpulsen
denjeni,gen Schritt erkennen lassen, bei dem die zugehörige Station ihre Antwort
zu senden hat. Die Selektionsglieder nehmen dabei eine Kontrolle bzw. Bewertung
der eintreffenden Weiterschaltimpulse vor, urn Falschmeldungen durch Störimpulse
zu verhindern, die in dem gemeinsamen übertragungskanal besonders bei der Verwendung
von Funkverbindungen häufig auftreten können.
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eilig ist bei einer solchen Schaltungsanord-"'Zacht -.
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nun- einmal der große Aufwand an Schaltungsmitteln in den abzufraaenden
Stationen, der durch die Notwendigkeit von Weiterschaltketten und Selektionsgliedern
bedingt ist, und zum anderen der größere Zeitaufwand für die überiragung einer Meldung
durch das Prinzip der Doppelübertragung.
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Auch ist eine Schaltun 'gsanordnung bekannt (deutsche Auslegesehrift
1198 252), bei der ein Impulsgenerator, ein UND-Gatter, ein Binärzähler und
ein Koinzidenzietzwerl,- so zusanlinengeschaltet sind, daß der Be-inn und die Fortseizuno,
eines oder mehrerer Arbeitsabläufe durch übertragung von Inforationen bewirkbar
ist und daß insbesondere durch ein bestimmtes Potential markiert-. Leitungen selbsttätig
gesucht und erkannt werden können sowie die Adresse einer Inforn. ation binär kodierbar
und die 'Jewünschte Leitung durchschaltbar ist. Diese Zusaminenschaltun- der aenannten
Funktionseinheiten bil-det einen geschlossenen Steuerkreis, der einen taktmäßigen
Abfragevorgano, von Leitungen stillsetzt, wenn eine dieser Leitun-en durch ein bestimmtes
Potential markiert ist.
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Nachteilig bei der Verwendung einer solchen Schaltungsanordnung zum
übertragen von Störtingsineldun-en von einer oder mehreren gleichartigen Stationen
über einen gemeinsamen übertragungskanal zu einer überwachungsstation wäre der unnötiae
Aufwand an Schaltungsmitteln für die Stillsetzüng der Abfrage, da für eine solche
übertragung keine Leitungen durchgeschaltet zu werden brauchen.
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Zweck der Erfindung ist es, die genannten 1"Tachteile zu vermeiden
und insbesondere mit -erin-en Anforderungen an die Frequenzkonstanz der Generatoren
lind mit einem verhältnismäßig schmalen Frequenzband des übertragungskanals auszukomnien.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung
zum übertragen von Signalen von einer oder mehreren aleicharti-en Stationen zu eiiier
Überwachun-sstation über einen gemeinsamen übertragungskanal züi schaffen, der als
Vierdraht-oder Zweidrahtverbindung zur Verfügung steht und dessen Zustand sowie
derjenige der sendenden Stationen mitüberwacht wird.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß in der überwachungsstation
ein Taktgenerator sowohl mit einem Frequenzteiler als auch mit dem ersten Eingana
eines UND-Gatters verbunden ist. Der Ausgang des Frequenzteilers ist sowohl mit
dem Eingang einer Zählkette als auch mit dem zweiten Eingang des UND-Gatters verbunden.
An einen Ausder Zählkette ist eine dem übertragungskanal "an, en isprechende Sendeeinrichtung
angeschlossen, während weitere Ausgänge der Zählkette zu den Spaltenein-än-en einer
Dekodierungsmatrix führen. Die Zeileneingange dieser Dekodierungsmatrix sind an
einem Ausgang einer zweiten Zählkette angeschlossen, während der Einaanc, dieser
Zählkette mit dem Ausgang des UND-Gatters verbunden ist. Der dritte Eingang des
UND-Gatters ist an den Ausgang einer dem übertragungskanal entsprechende Empfangseinrichtung
angeschlossen. Die Ausgänge der Dekodierungsmatrix führen zu Anzeigeelementen für
die Meldungen der überwachten Stationen. In jeder überwachten Station ist ein Taktgenerator
mit dem Eingang einer Zählkette und der Ausgang dieser Zählkette mit dem Ein-an-
einer dem übertragaunaskanal entsprechenden Sendeeinrichtung verbunden. Der Aus-an-
einer '# c 7
dem übertragungskanal entsprechenden Empfangseinrichtuno, ist
mit einem Arretiereingan- der Zählkette verbunden. Weiterhin ist innerhalb des Funktionsweaes
von der Ernpfangseinrichtung über die Zählkette zur Sendeeinrichtung ein Sperrgatter
vor-Cleschen, an dessen Steueranschluß die Meldungsein-,abe erfolgt. Bei einer Vierdralitverbindung
ist die Sendeeinrichtun- der über#j,7,-ch-,-ilicsstation und sind die Empfanaseinrichtunaen
aller Überwachten Stationen mit dem übertragungskanal der einen und die übrigen
Sende- bzw. Enipfangseinrichtungen mit dem Über'ragungskanal der anderen Richtung
verbunden.
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Bei einer Zweidrahtverbindunc sind alle Sende-C, und Empfangseinrichtungen
mi', dem einen über-C tra-unaskanal verbunden.
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An einem Ausführungsbeispiel soll die Erfindung näher erläutert werden.
In den Zeichnungen zeigt F i g. 1 eine Schaltungsanordnung zur Fernüberwachung
von acht Stationen, wobei nur die erst-. darolestellt ist, niit einer Vierdrahtverbindliii-F
i g. 2 den zeitlichen Verlauf der Signale bei einer Vierdrahtverbindung a)
im übertragungskanal von der überwachungsstation zu acht überwachten Stationen,
b) in der Plückrichtung, wobei drei Stationen Meldung geben, F i g.
i den zeitlichen Verlaui der Signale ;in übertra-,dnorskanal bei einer Zi.TieidrahLverbiiiduna,
wobei 'C tD --
keine der acht Stationen Meldun- aibt.
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Gemäß F i g. 1. ist in der Überwachungsstation ein Taktgenerator
1 sowohl mit einem binären Frequenzteiler 2 als auch mit dem ersten Eingang
eines UND-Gatters 3 verbunden. Der Ausgang des Frequenzteilers 2 ist sowohl
mit dem Ein-an- einer binären Zähl-e el kette 4 mit vier Gliedern als auch
mit demzweiten Eingang des UND-Gatters 3 verbunden. Diezwei Ausgänge
, C -, C, der einzelnen Glieder der Zählkette 4 sind zu einem Aus-ano, »Neun,
bis Sechzehn« verknüpft, welcher zum Einaanc, eines Impulsmodulators als Sendeeinrichtung
5 führt. Die Ausgänge »Eins« bis »Acht« der Zählkette 4 sind mit den Spalteneingängen
einer mit Dioden bestückten Dekodierungsmatrix 6 verbunden. Die Zeileneingänge
dieser Dekodierungsinatrix 6 sind an den Ausgan- »Vier bis Acht« einer zweiten
Zählkette 7 angeschlossen, die aus drei binären Elementen aufgebaut ist.
Der Eingang dieser Zählkette 7 ist mit dem Ausgang des UND-Gatters
3
verbunden. Der dritte Eingang des UND-Gatters 3 ist an den Ausgang
eines Impulsdemodulators als Empfangseinrichtung 8 angeschlossen. Die Ausgänge
der Dekodierungsmatrix 6 führen zu acht Anzeigeelementen 9 für die
Meldungen der überwachten Stationen A
bis H. In jeder überwachten Station
ist ein Takt-or -ana einer binären, drei-"enerator 10 mit dem Einc C, gliedrigen
Zählkette 11 und deren Ausgang mit dem Eingang eines Sperrgatters 12 verbunden.
Der Steuereingang des Sperrgatters 12 ist mit einem Meldungsübergabeanschluß
13 verbunden, während der Ausa -
gang des Sperrgatters 12 zu dem Eingang
eines Im C
pulsri,.odulators als Sendeeinrichtung 14 führt.
Der Ausgang eines Impulsmodulators als Empfangseinrichtung 15 ist mit einem
Arretiereingang der Zählkette 11 verbunden.
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Die Sendeeinrichtung 5 der überwachungsstation und die Empfangseinrichtung
15 der überwachten Station sind mit dem übertragungskanal 16 der einen
Richtung und die Sendeeinrichtung 14 der überwachten Station und die Empfangseinrichtung
8 der überwachungsstation sind mit dem Übertragungskanal 17
der anderen
Richtung verbunden.
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Die Wirkungsweise ist folgende: In der Überwachungsstation wird die
Zählkette 4 von dem Taktgenerator 1 über den Frequenzteiler 2 laufend zyklisch
weitergeschaltet. Während der Zählschritte »Neun bis Sechzehn« wird Signal an den
Eingang der Sendeeinrichtung 5 gelegt und damit der in F i g. 2 a
"ezei" (Y gte Langimpuls über den Kanal 16 zu allen überwachten Stationen
übertragen. In den überwachten Stationen wird über die Empfangseinrichtung
15 dieser Impuls an den Arretiereingang der Zählkette 11
C
C
aele-t und diese solan-e in der Grundstellung festgehalten. Nach Ende dieses
Sendeimpulses der überwachungsstation beginnt in allen überwachten Stationen, vom
Taktgenerator 10 gesteuert, die Zählkette 11 zu zählen, und zwar mit
der gleichen Schrittfrequenz wie die Zählkette 4 in der überwachungsstation. Sofern
keine Meldungseingabe vorliegt, wird auf der n-ten Station ein, und zwar der n-te
Schritt der Zählkette 1.1 der Sendeeinrichtung 14 aufgegeben und über den
Kanal 17 zur überwachungsstation Übertragen. Liegt an dem Meldungsübergabeanschluß
13 ein Meldebefehl vor, so verhindert das Sperrgatter 12 die beschriebene
Ansteuerung der Sendeeinrichtun- 1-4. In der überwachungsstation schaltet die Zählkette
4 synchron mit der Zählkette 11 aller überwachten Stationen weiter. Trifft über
die Empfangseinrichtung 8 ein Empfangsimpuls des Kanals 17 ein, so
wird zu dessen Erkennung mit Hilfe des UND-Gatters 3 eine Koinzidenz zwischen
empfangenem Impuls und Sollimpuls der überwachungsstelle gebildet, und diese Koinzidenzdauer
wird mit der direkten Pulsfrequenz des Generators 1 ausgezählt. Weist der
empfangene Impuls die Mindestlänge von vier Generatorimpulsen auf, so verhindert
die Zählkette 7 mit ihrem Ausgang »Vier bis Acht« an der Dekodierungsmatrix
6 die Ausgabe einer Meldung an die Anzeigeelemente 9. Die Stationsnummer
entnimmt die Dekodierungsmatrix 6 dabei den Ausgängen »Eins bis Acht« der
Zählkette 4.
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Fehlt in der überwachungsstation der Sendeimpuls einer der überwachten
Station, indem von dort eine Meldung übertragen werden soll oder indem sie sendeunfähig
geworden ist, so verhindert die in der Grundstellung verbleibende Zählkette
7 die Ausgabe der betreffenden Meldung nicht mehr, und die Dekodierungsmatrix
betätigt das Anzeigeelement dieser Station.
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Der Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnuno, liegt darin,
daß durch die verhältnismäßig kurze Arbeitsperiode der Generatoren in den meldenden
Stationen an diese Generatoren keine besonders hohen Forderungen bezüglich der Frequenzkonstanz
gestellt werden und daß der Meldungsablauf nicht durch im übertragungskanal auftretende
Störimpulse beeinträchtigt werden kann, da einerseits der Arretierimpuls sehr viel
länger als zu erwartende Störimpulse ist und andererseits die Stationen ihre Meldungen
durch eine eigene zeitliche Staffelung aussenden.