DE2807987A1

DE2807987A1 - Stoerunempfindliche stelleinheit mit einem fortschaltmotor fuer uebertragungstechnische pegelregelanlagen

Info

Publication number: DE2807987A1
Application number: DE19782807987
Authority: DE
Inventors: Gyoergy Tihanyi
Original assignee: Siemens Telefongyar Kft
Current assignee: Siemens Telefongyar Kft
Priority date: 1977-08-12
Filing date: 1978-02-22
Publication date: 1979-02-22
Also published as: CS211356B2; GB1598734A; DD133869A5; SE7800529L; HU174989B; PL204446A1; DE2807987C2; PL112880B1; SE427228B; SU710535A3

Description

Meissner & Meissner

PATENTANWALTS BÜRO

BERLIN - MÖNCHEN

PATENTANWÄLTE

DIPL-ING. W. MEISSNER (BLN) DIPL-ING. P. E. MEISSNER (MCHN) DIPL-ING. H.-J. PRESTING (BLN)

TELEFONGYAR

HERBERTSTR. 22, 1000 BERLIN 33

1143 Budapest, Ungarn körut 126-132

Ihr Zeichen ihr Schreiben vom Unsere Zeichen Berlin, den

21326-38/Mjr/gn 22. Februar 1978

"Störunempfindliche Stelleinheit mit einem Fortschaltmotor für übertragungstechnische Pegelregelanlagen¹¹

Die Erfindung betrifft eine Stelleinheit mit Fortschaltmotor, die in übertragungstechnische Pegelregelvorrichtungen eingebaut wird und gegenüber den auftretenden Störungen unempfindlich ist.

In der Empfangsstrecke der übertragungstechnisehen Vorrichtungen mit Luftleitung ist immer eine Pegelregelvorrichtung eingebaut, die die Aufgabe hat, durch verschiedene äußere Störeinflüße, insbesondere durch Witterungserscheinungen, wie Temperaturänderung, Blitz usw. entstandenen Pegeländerungen auszugleichen, so daß der an dem Ausgang der Empfangsstrecke erscheinende Pegel mit guter Annäherung konstant bleibt. Die zu diesem Zwecke dienenden Regelvorrichtungen sind im allgemeinen mit elektromechanischen Stellorganen versehen. Die erwähnten Stelleinheiten weisen die vorteilhafte Eigenschaft auf, daß sie über einen Speicher verfügen, so daß sie auch bei einem eventuell auftretenden Speisespannungsausfall an der Stelle verbleiben, wohin sie beim letzten Stellsignal gelangt waren, bzw. auch beim Ausschalten an der gleichen Stelleverbleiben und sie rufen keine unerwarteten unkontrollierbaren Pegeländerungen in der Linie hervor. An die erwähnten Regelsysteme

- 2 909808/0642

BORO MÖNCHEN:	TELEX:	TELEGRAMM:	TELEFON:	BANKKONTO:	POSTSCHECKKONTO:
ST. ANNASTR. 11	1-86644	INVENTION	BERLIN	BERLIN 31	W. MEISSNER, BLN-W
MXXJ MDNCHEN 22	INVEN d	BERLIN	030/89160 37	BERLINER BANK AG.	122 82 -109
TEL·: 0801223644			030/892 23 82	3695718000

wsrden zahlreiche Forderungen gestellt, so beispielsweise, daß bei zufallartig auftretenden Signalen - Amplitudensignalen, Frequenzsignalen oder in nicht voraussehbaren Zeitpunkten auftretenden Signale im allgemeinen von einem impulsartigen Charakter - der Stromkreis weder regeln noch funktionieren darf. Die auf diese Weise aufgebauten Regelvorrichtungen müssen eine hochgradige Betriebssicherheit aufweisen, da diese in den meisten Fällen ohne Übersicht, von der Wartungsstelle entfernt betrieben werden und unter Berücksichtigung der Fernspeisung, besteht gleichzeitig die Forderung nach einem niedrigen Engergieverbrauch mit einfachem Aufbau.

Die obenbeschriebenen Forderungen können anhand der gegenwärtig bekannten Vorrichtungen keineswegs befriedigend gelöst werden, d.h. es besteht nicht die Möglichkeit alle Forderungen zusammen zu erfassen. Die bekannten Stelleinheiten enthalten im allgemeinen Antriebe mit mehrphasigen Servomotoren, die den beträchtlichen Nachteil mit sich bringen, daß sie einerseits ständige Energieverbraucher darstellen, anderseits besondere Mittelfrequenz-Speiseeinheiten beanspruchen, da bei den geringen Motorabmessungen das befriedigende Stellmoment nur auf diese Weise erzeugt werden kann*. Die Mittelfrequenzspeisung ergibt eine seperat© Störquelle ₉ da im Laufe des Schaltvorganges, bei den Sehalttransisnten auch die Oberharmonischen des Mittelfrequenssignals erscheinen, die als Störungen von den Eingangsleitungen ausgestrahlt werden. Der Vorteil der Stelleinheiten, die Stellorgane mit Servomotor aufweisen, besteht darin» daß diese gegenüber &®n Störungen impulsartigen Charakters weniger ©mpf&nCL&sh siad_P wobei·der Servo-Motor - wie ein über einen Speieher verfügende Element - sicherzustellen imstande ist, daß dies® R©g©l©inh©it auch beim Abschalten der Speissspanmang ihr® St@12.OQg sieht verändert.

3"

9 09808/OS42

In Pegelregeleinheiten von übertragungstechnischen Vorrichtungen werden Stelleinheiten mit Fortschaltmotorantrieb nicht angewendet, obwohl diese Lösung auf der Hand liegen würde. Die Fortschaltmotorantriebe sind Jedoch gegenüber Störungen impulsartigen Charakters äußerst empfindlich und eine Regelvorrichtung die ein derartiges Stellorgan aufweist, würde sich bei einer Störung auf eine ganz und gar unkontrollierbare Stelle einstellen. Die Fortschaltmotorantriebe führen aufgrund der Störimpulsenserie von unkontrollierbarer Anzahl, Amplitude und zeitlicher Länge Schritte von unkontrollierbarer Anzahl und Richtung aus, wobei der auf diese Weise entstandene Eingriff eine unzulässige St-örung beim Empfang hervorruft.

Um die Störungen beseitigen zu können, wurden zahlreiche Versuche durchgeführt, die jedoch ohne Erfolg blieben, da weder die Größe, noch die Frequenz und die Impulsenlänge, noch die Wiederholungszeit im voraus bestimmt werden konnten und so bot die Anwendung der konventionellen Filter keine befriedigende Lösung an.

ti i.1⁹ ■■*'-$■:, v*'' '~^: Es sind Lösungen bekannt, (DE-AS 2 312 170) bei der die Störbeseitigung durch die Reihenschaltung eines monostabilen Multivibrators und eines UND-Gatters gelöst wird. Diese Lösung ist aber zur Beseitigung zufallsartiger Störungen nicht geeignet, da dadurch ausschließlich die Störwirkung von Impulsen mit bestimmter Länge, deren Widerholungszeit eine bestimmte Wiederholungszeit überschreitet, eliminiert werden können.

Der Erfindung wurde die Aufgabe gestellt eine Stelleinheit mit Fortschaltmotor zu entwickeln, die gegenüber den impulsartigen Störungen - unabhängig von dem Typ und der Amplitudengröße des Impulses - unempfindlich ist, wobei die Impulsfolge periodisch oder aperiodisch sein kann und die Wiederholungszeit der Impulse beliebig fest ist, und die gleich-

- 4 -909808/0642

zeitig auch bei Störsignalen einwandfrei funktioniert.

Die Erfindung !bezieht sich daher auf eine Stelleinheit mit Fortschaltmotor für übertragungstechnische Pegelregelvorrichtungen, bei der an die Ausgänge einer Auswertschaltung die Steuereingänge einer Wendeschaltung angeschlossen sind, vor den anderen Eingang der Wendeschaltung der Ausgang eines gesteuerten Impulsgenerators angeschlossen ist und der Ausgang der Wendeschaltung über Leistungsschalter mit der Erregerspule des Fortschaltmotors verbunden ist.

Das wesentliche der Erfindung besteht darin, daß die Ausgänge der Auswertschaltung an die Eingänge eines ODER-Gatters angeschlossen sind, wobei der Ausgang des ODER-Gatters einerseits mit dem Eingang einer Verzögerungsschaltung, anderseits mit dem Steuereingang eines gesteuerten Rechtecksignal Generators mit ungleicher Periode verbunden ist, während der negierte Signalausgang der Verzögerungseinheit mit dem einen Eingang eines NICHT-ODER-Gatters und der andere Eingang des NICHT-ODER-Gatters mit dem Ausgang des Rechtecksignal-Generators verbunden ist.

Die erfindungsgemäße Stelleinheit mit Fortschaltmotor kann auch auf der Weise ausgestaltet werden, daß zwischen der Wendeschaltung und dem Leistungsschalter ein Durchlass-Gattersystem eingefügt wird, dessen freigebender Eingang sich dem Ausgang des Rechtecksignal-Generators anschließt.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird die Verzögerungsschaltung vorzugsweise so ausgestaltet, daß diese aus einem Verzögerer mit RC-Glied und einem nachgeschalteten Inverter besteht.

Die erfindungsgemäße Lösung wird anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:

Figur 1 das Blockschema der erfindungsgemäßen störunempfindlichen Stelleinheit mit Fortschaltmotor,

ORIGINAL INSPECTED

Figur 2 die in der erfindungsgemäßen Stelleinheit entstehenden Signalformen.

Wie aus der Figur 1 ersichtlich ist, ist der Signaleingang J der Stelleinheit mit dem Eingang der Auswertschaltung 1 übereinstimmend. Das Signal, dessen Größe die Anzahl der Schritte des Fortschaltmotors 17 bzw. den durch das Stellorgan einzustellenden geregelten Wert bestimmt, kommt an dem Signaleingang J an. In der Auswertschaltung 1 wird das an dem Signaleingang J ankommende Signal mit einem Grundsignal verglichen und gibt in Abhängigkeit des Ergebnisses des Vergleichs ein Signal entweder der Rechtslenkungsleitung 15 oder der Linkslenkungsleitung 16 ab, wonach auf Wirkung des abgegebenen Signals der Fortschaltmotor 17 die erforderliche Anzahl von Schritten nach rechts bzw. nach links ausführt. Die Rechtslenkungsleitung 15 und die Linkslenkungsleitung 16 schliessen sich den Steuereingängen der Wendeschaltung 7 an

909808/0642

Dem Signaleingang der WendeSchaltung 7 ist der Ausgang eines gesteuerten Impulsgenerators 6 angeschlossen. Die Ausgänge der Wendeschaltung 7 schliessen sich über das Durchlass-Gattersystem 8 den Leistungsschaltern 9 an, wo-"bei die erwähnten Leistungsschalter 9 die Erregerspulen IO des Fortschaltsmotors 17 betätigen,, Die Rechtslenkungsleitung 15 und die Linkslenkungsleitung 16 schliessen sich auch einem ODER-Gatter 5 an, wobei der Ausgang des ODER-Gatters einerseits dem Steuereingang des Rechtecksignal

jQ Generators 2 mit ungleicher Periode und anderseits dem Eingang einer Verzögerungsschaltung 3 angeschlossen ist· Vorzugsweise besteht die Verzögerungsschaltung 3 aus einem Widerstand 11, einem Kondensator 12 _? sowie einem Inverter 13· Der negierte Eingang der Verzögerungssehaltung 3 schliess.t sich dem einen Eingang eines NICHT-ODER-Gatters 4 an, während dem anderen Eingang des NICHT-ODER-Gatters 4 der Ausgang des Rechteöksignal-Generators 2 mit ungleichmässiger Periode angeschlossen ist_a Der Ausgang des Rechtecksignal-Generators 2 ist daneben auch mit dem freigebenden Eingang des Durchlass-Gattersystems 8 verbunden.

Der Ausgang des NICHT-ODER-Gatters schliesst sich dem Steuereingang des Impulsgenerators 6 an„

Der Rechtecksignal-Generators 2 liefert die Signale "d" der Figur 2 und kann im wesentlichen in die aus den " Zeit dauern ti und t2 bestehenden Perioden zerlegt werden; an dem Ausgang wird nur solange ein Signal erscheinen, bis an dem Steuereingang ein Signal vorhanden ist| im Moment des Auslöschens des Steuersignals am Eingang hört das Signal auch auf, wie dies übrigens auch, in der Figur 2 d er*= sichtlichist·

Das bedeutet, dass wenn dae Signal wieder erscheint, der Rechtecksignal-Generator 2 seine Tätigkeit wiederMolt von

9Q98Q8/-0642

vom anfängt. Der Impulsgenerator 6 erzeugt solange die zum Betrieb des Fortschaltmotors 17 erforderlichen Fortschaltimpulse, bis an dem Steuereingang ein Signal vorhanden ist.

Nach dem Erlöschen des Signals an dem Steuereingang könnte höchstens ein Fehlerimpuls erscheinen. Die an dem Signaleingang der Wende schaltung 7 eintreffenden Fortschaltimpulse werden in der Abhängigkeit der an den Steuereingängen ankommenden Signale verteilt, dementsprechend führt der Fortschaltmotor 17 eine Drehbewegung nach rechts oder nach links aus.

Wie es zum Beispiel aus Figur 2 zu entnehmen ist, ist an der Rechtslenkungsleitung 15 das Signal "a" vorhanden, das einen verhältnismässig langandauernden logischen Pegel L darstellt. Selbstverständlich ist in diesem Fall an der Linkslenkungsleitung 16 das Signal "b" vorhanden, was praktisch die Abwesenheit des Signals anzeigt /logischer Pegel ist Full gleich/. Durch das erwähnte Signal "a¹¹ r'wird einerseits die Funktion der Wendeschaltung 7 bestimmt, anderseits gelangt das Signal über das ODER-Gatter 5 an den Steuereingang des Rechtecksignal-Generators 2 und an den Steuereingang der Verzögerungsschaltung 3. Auf Wirkung dieses Steuersignals erscheint an dem Ausgang des Rechtecksignal-Generators 2, in der Abhängigkeit der Regenerationszeit des Generators, binnen Kurzem ein logischer Pegel L, wie dies auch auf dem Signal "et" zu sehen ist. An dem Eingang der Verzögerungsschaltung 3 ist das Signal ¹¹C¹¹ vorhanden_f wobei an dem Ausgang nach einer Zeitperiode ti t ~ da der Ausgang invertiert ist - der logische Pegel O erscheint /siehe Signal el in Figur 2/· Als Folge wird an dem Ausgang des NICHT-ODER .Gatters 4 das Signal "e" erscheinen, wo der logische Pegel L erst beim Beginn der Zeitdauer t2 erscheint. Während der bis zu diesem Zeitpunkt abgelaufenen Zeitperiode kann die Schutzschaltung entscheiden, ob das er-

909808/0642

scheinende Signal tatsächlich ein Betätigungssignal oder ein Störsignal sei» Dies findet auf der Weise statt, dass wenn sich um eine impulsartige Störung handelt, der Rechtecksignal-Generator 2 zum wiederholten Male in Gang gesetzt wird, kommt jedoch nie zur Ausgabe eines wertvollen Signals, d· h. die Zeitdauer ti wird nie erreicht, so werden an dem Ausgang des Impulsgenerators 6 Signale nicht abgegeben.

Die Verzögerungszeit t der Verzögerungsschaltung 3 muss langer sein, als die längste der Regenerationszeiten der in der Vorrichtung vorhandenen Gatterschaltungen und des Rechtecksignal-Generators 2, dagegen muss axe kurzer sein, als die längere Periode ti des Recht eck signal- Generators 2· Die an dem Ausgang des NICHT-ODER Gatters 4 erscheinenden logischen Pegel L von der Dauer t2 steuern den Impulsgenerator 6, Diese Steuersignale sind in Figur 2 mit "e" bezeichnet. Daraus ist es ersichtlich, dass auch ein dritter falscher Impuls hier entstehen kann, der einen Plusschritt hervorruft.

An dem Ausgang des Impulsgenerators 6 erscheinen die dem Steuereingang entsprechenden Signal; ein solches ist z.B. das in Figur 2 dargestellte Signal "f" · Das Signal des gesteuerten Impulsgenerators 6 geht durch die Wendeschaltung 7, das Durchlass-Gattersystem 8 und die Leistungsschalter 9 hindurch, welche die zur Betätigung des Fortschaltmotors 17 erforderlichen Iieistungssignale auf die Erregerwicklungen übertragen. Sollte das Steuersignal - wie z, B, das Signal, "a" in Figur 2 - langer sein, als die Zeitdauer n^#/tl+t2/, wird das Steuersignal auch einen fehlerhaften Fortschaltimpuls erzeugen. Dem Durchlass-Gattersystem 8 wird die Aufgabe zugeteilt den fehlerhaften Schritt zu eliminieren; wie es aus Figur 2 ersichtlich ist, enthält das an dem Ausgang des Durch lass- Gattersystems 8 erscheinende Signal "g" den fehlerhaf-

909808/0642

ten Schritt nicht, wodurch der Fehlerschritt des Fortschaltmo-'tors verhindert wird.

Aus''den Obenerwähnten geht es hervor, dass innerhalb der erfindungsgemässen Schaltung kein fehlerhafter Schritt vor sich geht, trotzdem, dass an dem Eingang eine impulsartige Störung erscheint. Diese' Tatsache konnte durch Versuche bewiesen werden, da es nicht gelungen ist einen, in einen Fehlschritt resultierenden Impuls zu erzeugen; in Extremfällen, als mit der Periode des Pilotsignals vergleichbare Schwingungen hergestellt würden, fand maximal - 1 Fehlschritt statt, obwohl die Periodenzeit der Schwingung so lang war, dass diese eine mit der Zeit ti vergleichbare Grosse aufwies. In der Praxis kann dieser'Fehlschritt dem Null gleich betrachtet werden, da die ' Stelleinheit den gesamten Regelbereich mit 300 Schritten des Fortschaltmotors umfasst.

Unter Zuhilfenahme der erfindungsgemässen Stelleinheit mit Fortschaltmotor können sämtliche, an die übertragungstechnischen Pegelregelvorrichtungen gestellten Forderungen befriedigt werden; die Vorrichtung beansprucht nämlich keine besondere Speisung, sie kann aus der einfachen Gleichspannung-Speiseeinheit der Schaltung her betrieben werden, sie ist gegenüber impulsartigen.Störungen unempfindlich und kann mit einem kleindimensionierten Motor in Betrieb gehalten werden. Die Vorrichtung verfügt über einen Speicher, da nach erfolgten Schritten der Fort schaltmotor auch nach Abschalten des Stromkreises in ihrer Position verbleibt. Bei einer integrierten Ausführung ist die Lebensdauer praktisch unbegrenzt; die fehlerlose Funktion ermöglicht die Anwendung an Stellen ohne Übersicht, die Herstellung ist einfach* und billig.

809808/0642

Claims

Patentansprüche;

( 1.yStörunempfindliche Stelleinheit mit einem Fortschaltinoxor für übertragungstechnische Pegelregelanlagen, bei der die Ausgänge einer Auswertschaltung an die Steuereingänge einer Wendeschaltung angeschlossen sind und sich dem Signaleingang der Wendeschaltung der Ausgang eines gesteuerten Impulsgenerators anschließt, und bei der die Wendeschaltung über_jnindestens einen Leistungsschalter an die Erregerwicklungen des Fortschaltmotors angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der Auswertschaltung (1) auch an die Eingänge eines ODER-Gatters (5) angeschlossen sind, wobei der Ausgang des ODER-Gatters (5) einerseits mit dem Eingang einer Verzögerungsschaltung (3) anderseits mit dem Steuereingang eines gesteuerten, Rechtecksignal-Generators (2) mit ungleichmäßiger Periode verbunden ist, und daß der negierte Signalausgang der Verzögerungsschaltung (3) mit dem einen Eingang eines NICHT-ODER-Gatters (4) verbunden ist, wobei der Ausgang des NICHT-ODER-Gatters (4) an den Steuereingang des gesteuerten Impulsgenerators (6) angeschlossen ist.
2. Stelleinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Wendeschaltung (7) und den Leistungsschaltern (9) ein Durchlass-Gattersystem (8) eingefügt ist, dessen freigebender Eingang mit dem Ausgang des Rechtecksignal-Generators (2) verbunden ist.
3. Stelleinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsschaltung (3) aus einem RC-Verzögerungsstromkreis, bestehend aus einem Widerstand (11) und einem Kondensator (12), sowie aus einem Inverter (13) aufgebaut ist.

909808/0642

ORIGINAL INSPECTED