DE2926419A1 - DEVICE FOR RECORDING ELECTRICAL SIGNALS MADE VISIBLE ON A MOVING CARRIER - Google Patents
DEVICE FOR RECORDING ELECTRICAL SIGNALS MADE VISIBLE ON A MOVING CARRIERInfo
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Description
29. Juni 1979June 29, 1979
THOMSON - CSFTHOMSON - CSF
173, Bd. Haussmann173, vol. Haussmann
75008 PARIS / Frankreich75008 PARIS / France
Unser Zeichen: T 3267Our reference: T 3267
Vorrichtung zur Aufzeichnung elektrischer Signale, die auf einem bewegten Träger sichtbar gemacht sind'Device for recording electrical signals that are made visible on a moving carrier '
Die Erfindung betrifft das technische Gebiet der Aufzeichnungsvorrichtungen zufälliger Störungen, die in industriellen Systemen auftreten können, besonders in elektrischen Stromverteilernetzen. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to the technical field of recording devices random disturbances that can occur in industrial systems, especially in electrical power distribution networks. In particular, the invention relates to a device according to the preamble of claim 1.
Besonders bei elektrischen Stromverteilernetzen hat die Wartung eine fundamentale Bedeutung, und jeder Zwischenfall, z.B. eine Schwankung der elektrischen Spannung, wie eine überspannung oder Unterspannung, die bis zur vollständigen Unterbrechung der Stromverteilung führen kann, macht es erforderlich, daß eine vollständige Analyse des Phänomens später durchgeführt werden kann, um die Ursachen der Störung ausfindig zu machen und vorbeugende Maßnahmen zu treffen.In the case of electrical power distribution networks in particular, maintenance is of fundamental importance, and every incident E.g. a fluctuation in the electrical voltage, such as overvoltage or undervoltage, which can be reached to full Interruption of power distribution makes it necessary to conduct a full analysis of the phenomenon can be carried out later to identify the cause of the malfunction and take preventive measures.
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Diese Ursachen sind sehr verschieden und können mit zufälligen Schäden der Verteilerleitungen oder der diesen zugeordneten Elemente in Verbindung stehen (Abschalter, Trennschalter); sie können durch unerwünschte Kontakte oder Kurzschlüsse verursacht werden, die kurzzeitig in bestimmten Teilen der Leitungen auftreten. Wenn es sich um Freileitungen handelt, die gewöhnlich von Masten getragen werden, so liegt eine häufige Ursache von Störungen in atmosphärischen elektrischen Entladungen, z.B. Blitzschlag.These causes are very different and can include accidental damage to the distribution lines or the same associated elements are connected (switch, disconnector); They can be through unwanted contacts or Short circuits are caused, which occur briefly in certain parts of the lines. When it comes to overhead lines which are usually carried by masts, a common cause of disturbances lies in atmospheric electrical Discharge, e.g. lightning strike.
In allen Fällen fordert die Beherrschung derartiger Störungen, die nicht vorherseht· -r sind, eine dauernde überwachung und die Möglichkeit, jedes Phänomen später zu untersuchen. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit für den Einsatz von Aufzeichnungseinrichtungen. In solchen Aufzeichnungseinrichtungen wird 'gewöhnlich ein Informationsträger verwendet, "der in Form eines bewegbaren Bandes oder Streifens ausgebildet ist und auf dem die zu überwachenden Größen aufgezeichnet werden, und zwar in Form von entweder direkt oder nach entsprechender Verarbeitung sichtbaren Signalen. In den meisten Fällen ist das Trägermaterial Papier, das für eine direkte visuelle Untersuchung leicht zugänglich ist, leicht später mit weiteren Beschriftungen versehen werden kann und für eine Archivierung in Form von Akten geeignet ist.In all cases, the control of such disturbances, which cannot be foreseen, requires constant monitoring and the ability to study each phenomenon later. Hence the need for the use of Recording facilities. In such recording devices Usually an information carrier is used which is in the form of a movable belt or strip and on which the variables to be monitored are recorded, either directly or visible signals after appropriate processing. In most cases, the base material is paper, which is suitable for a direct visual examination is easily accessible, can easily be provided with further labels later and is suitable for archiving in the form of files.
Die Aufzeichnung erfolgt gewöhnlich durch Tinte oder - seltener - durch photographische Einrichtungen, wobei dann möglicherweise eine Weiterverarbeitung nötig ist.The recording is usually carried out by ink or, more rarely, by photographic equipment, in which case further processing may be necessary.
Die fortlaufende Aufzeichnung von zu überwachenden Größen führt jedoch zu einem unerwünscht hohen Papierverbrauch, denn die Zwischenfälle treten nur selten und zufällig auf; zur Reduzierung der erforderlichen Menge des Aufzeichnungsträgermaterials wurde bereits vorgeschlagen, die Aufzeichnung erst dann vorzunehmen, wenn eine Störung auftritt.However, the continuous recording of the variables to be monitored leads to an undesirably high paper consumption, for the incidents occur only rarely and accidentally; to reduce the required amount of recording medium it has already been suggested that the recording should only be made if a fault occurs.
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Diese "ausgelöste" Arbeitsweise wird durch das Auftreten der Störung selbst veranlaßt, wobei die Aufzeichnungsvorrichtung zwischen zwei Störungen ruht. Zur exakten Bestimmung der Ursachen von Störungen sollte jedoch nicht nur let* gesamte Störungsfall bekannt sein, sondern auch der stabile Zustand unmittelbar vor dem Zwischenfall.This "triggered" operation is caused by the occurrence of the fault itself, the recording device rests between two disturbances. In order to determine the exact causes of malfunctions, however, one should not just let * entire The incident must be known, but also the stable state immediately before the incident.
Während des Auftretens eines Zwischenfalls muß also die Aufzeichnungsvorrichtung mit der Aufzeichnung beginnen, bevor das gestörte Signal zu ihr gelangt, und diese Forderung kann nur dadurch erfüllt werden, daß ein Element zwi— schengeschaltet wird, das eine Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt, wo das der Störung entsprechende Signal die Aufzeichnungsvorrichtung auslöst, und dem Zeitpunkt, wo die Aufzeichnung selbst beginnt, einfügt. Dieses Element erfüllt eine Punktion, die im folgenden als diejenige eines Vorauslösungsspeichers bezeichnet wird.So while an incident occurs, the Recording device start recording, before the disturbed signal reaches it, and this requirement can only be met if an element between is switched between, there is a delay between the Time at which the signal corresponding to the disturbance is received by the recording device triggers, and the time at which the recording itself begins, inserts. This element fulfills a puncture, hereinafter referred to as that of a pre-release memory referred to as.
Bf*' bestimmten bekannten Aufzeichnungsvorrichtungen, die auf Papier aufzeichnen, ist ein mechanischer Vorauslösungsspeicher vorgesehen. Er ist z.B. als rotierender Zwischenträger von zylindrischer Form ausgebildet, auf den dauernd die letzten Sekunden des zu überwachenden Wertes aufgezeichnet und dann gelöscht werden. Der übertrag auf das gewöhnlich unbewegte Papierband durch Berührung damit erfolgt nur bei einem Zwischenfall. Die Vorauslösungsspeicherung wird also durch den Wert der Winkelverschiebung zwischen den Aufzeichnungspunkten und den Berührungspunkten zwischen dem rotierenden Zylinder und dem Papier dargestellt.Bf * 'certain known recording devices which Recording on paper is a mechanical pre-release memory intended. It is designed, for example, as a rotating intermediate carrier of cylindrical shape on which permanently the last seconds of the value to be monitored are recorded and then deleted. The transfer to the usual Unmoving paper tape by touching it occurs only in the event of an incident. So the pre-resolution storage becomes by the value of the angular displacement between the recording points and the points of contact between the rotating one Cylinder and the paper shown.
Bei anderen Aufzeichnungsvorrichtungen, die auf einem Papierband aufzeichnen, ist der Vorauslösungsspeicher in elektrischer Form als digitale Schieberegisterschaltung verwirklicht. Der zu überwachende Analogwert wird zuvor in eine digitale Größe umgesetzt, wird dann verzögert und am Ausgang wieder in eineIn other recording devices that are recorded on a paper tape record, the pre-release memory is implemented in electrical form as a digital shift register circuit. Of the The analog value to be monitored is converted into a digital value beforehand, is then delayed and again into a value at the output
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analoge Größe umgesetzt, um schließlich auf dem Papierband aufgezeichnet zu werden.converted to analog size, in order to finally be recorded on the paper tape.
Wenn das geringe Auflösungsvermögen und die geringe Präzision bei der Aufzeichnung auf Papier in Realzeit hingenommen werden können, so kann eine ausreichende Auswertung dieser Störungsaufzeichnungen erfolgen, wenn dauernd der Papiervorrat überwacht wird und darauf geachtet wird, daß die Aufzeichnung unter guten Bedingungen erfolgt.If the low resolution and low precision can be accepted in real time when recording on paper, so this can be adequately evaluated Fault records are made when the paper supply is constant is monitored and care is taken that the recording is made under good conditions.
In vielen anderen Fällen sind jedoch diese Bedingungen nicht ausreichend. Wegen ihrer besonderen charakteristischen Eigenschaften können nämlich die gestörten elektrischen Signale, die häufig an weit entfernten und schwer zugänglichen Stellen des Netzes auftreten, wegen ihres ausgedehnten Frequenzbandes nicht über gewöhnliche elektrische Leitungen bis zu einem zentralen Meßplatz herangeführt werden, wo die Aufzeichnungsvorrichtungen leif'it gruppiert, überwacht und gewartet werden könnten. Eine Schwierigkeit bei der Anwendung derartiger Vorrichtungen besteht also in ihrer Verstreuung über häufig weit voneinander entfernte Stellen, zu denen ein Zugang zp Zweck der Entnahme der Aufzeichnungsträger bzw. erforderlichenfalls des Ersetzens derselben nur in sehr langen Zeitintervallen möglich ist.In many other cases, however, these conditions are not sufficient. Because of their special characteristic Properties can namely the disturbed electrical signals that are often sent to distant and difficult to access Due to their extensive frequency band, the network does not occur via ordinary electrical lines be brought up to a central measuring station, where the recording devices are leif'it grouped, monitored and could be serviced. One difficulty in using such devices is their scatter Via points that are often far apart from one another, to which access zp for the purpose of removing the recording media or if necessary of replacing the same only in a very great way long time intervals is possible.
Um den Papierverbrauch zu reduzieren, muß also eine niedrige Durchlaufgeschwindigkeit gewählt werden, woraus ein geringes Auflösungsvermögen resultiert und die Auswertung der Ergebnisse erschwert wird; es ist daher eine Untersuchung mit der Lupe erforderlich. Das Gesamtfassungsvermögen des Systems ist: gewöhnlich durch die Größe der Papierrolle begrenzt.In order to reduce paper consumption, a low throughput speed must be selected, from which a low one Resolving power results and the evaluation of the results is made more difficult; an examination with a magnifying glass is therefore necessary. The total capacity of the system is: usually limited by the size of the roll of paper.
Wenn eine Funktionsstörung der Aufzeichnungsvorrichtung auftritt, so verbleibt ferner keinerlei Spur der zu untersuchenden störung, wodui-ch die Zuverlässigkeit und Überwa-When a malfunction of the recording device occurs, there is also no trace of the fault to be investigated, wodui-ch the reliability and monitoring
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chung an entfernten Stellen stark beeinträchtigt werden.at distant locations can be severely impaired.
Um eine bessere Zuverlässigkeit zu erreichen, wurde bereits vorgeschlagen, die Papieraufzeichnung durch eine Aufzeichnung auf Magnetträger zu ersetzen, und zwar analog oder digital auf Bandkassetten.In order to achieve better reliability, has already been suggested the paper record through a record on magnetic carriers, either analogue or digital on tape cassettes.
Für die Größenordnung der aufzuzeichnenden Daten ist jedoch die digitale Eingabe- und Ausgabegeschwindigkeit einer Kassette gering, wodurch die Speicherleistung der Informationen pro Sekunde eingeschränkt wird, besonders wenn mehrere Eingangszweige zu überwachen sind. Kassetten sind ferner empfindlich, und der häufige Wechsel der Kassetten ist an entfernten Stellen schwierig. Außerdem verbleibt keinerlei materielle graphische Aufzeichnung, die an Ort und Stelle einer direkten visuellen Untersuchung, Auswertung und ergänzenden Beschriftung zugänglich wäre. Dieser letztgenannte Mangel ist auch dann zu beanstanden, wenn der magnetische Informationsträger eine flexible Platte (floppy disc) ist, allerdings bei einer wesentlich größeren Durchsatzleistung.However, for the size of the data to be recorded the digital input and output speed of a cassette is slow, reducing the storage capacity of the information per second, especially if several input branches are to be monitored. Cassettes are also sensitive, and frequent changing of the cassettes is difficult in remote locations. In addition, no material remains graphic recording, on the spot a direct visual examination, evaluation and additional labeling would be accessible. This latter shortcoming is also then objectionable if the magnetic information carrier is a flexible disk (floppy disk), but essential for one greater throughput.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Aufzeichnungsvorrichtung für den genannten Zweck zu schaffen, die von den vorstehend darg_e legten Mängeln frei ist und insbesondere die kombinierten Vorteile der beiden Arten von Informationsträgern aufweist, also die Vorteile des magnetischen Informationsträgers in Form einer flexiblen Platte und diejenigen eines Papierstreifens. The object of the invention is to provide a recording device to create for the stated purpose that is free from the defects set out above and in particular the combined ones Has advantages of the two types of information carriers, that is to say the advantages of the magnetic information carrier in Form of a flexible plate and those of a paper strip.
Diese Aufgabe · Ird erfindungsgemäß gelöst durch ein Aufzeichnungssystem für die Sichtbarmachung zufälliger elektrischer Störungen, mit einer Mehrzahl von Eingangs-Anpassungsschaltungen für die Eingabe der Signale, einer ersten Stufe zur Multiplexierung dieser Signale, einer zweiten Stufe zur Verzögerung der gemultiplexten Signale, wobei diese Stufe eine Eingangs-This object is achieved according to the invention by a recording system for the visualization of random electrical disturbances, with a plurality of input matching circuits for the input of the signals, a first stage for multiplexing of these signals, a second stage for delaying the multiplexed signals, this stage having an input
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schaltung für die Analog/Digital-Umsetzung enthält, und mit einer dritten Stufe, der<^n Funktion durch diese Eingabe ausgelöst wird und welche die Sichtbarmachung der verzögerten Signale ermöglicht; diese Vorrichtung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Stufe mit einer magnetischen Aufzeichnungsvorrichtung für flexible Platten zwischen die zweite und die dritte Stufe eingefügt ist.circuit for the analog / digital conversion contains, and with a third level, the <^ n function through this input is triggered and which enables the visualization of the delayed signals; this device is according to the invention characterized in that a further stage with a magnetic flexible disk recording device is inserted between the second and third stage.
Gemäß der Erfindung wird also das bekannte Papierband-Aufzeichnungssystem vollständig beibehalten, und ein wesentliches Merkmal besteht darin, daß zwischen zwei Kettengliedern dieses Systems eine weitere Aufzeichnungseinrichtung eingefügt wird, die mit einem magnetischen Aufzeichnungsträger vom Typ der flexiblen Platten bzw. floppy discs arbeitet.Thus, according to the invention, there is the known paper tape recording system completely retained, and an essential feature is that between two chain links this A further recording device is inserted into the system, those with a magnetic recording medium of the type flexible plates or floppy discs works.
Die Magnetplatte und der Papierstreifen bilden somit eine Kombination, die ein gemeinsames Ziel verfolgt, nämlich zum einen eine Speicherung mit hohem Fassungsvermögen und zum anderen eine hohe Auflösung bei einer großen Zahl von Informationen, die nicht direkt zugänglich sind, und zum anderen die Ermöglichung einer direkten visuellen Untersuchung für die Auswertung. Das gemeinsame Ziel besteht also darin, daß die Zuverlässigkeit und die Präzision bei der Erkennung der aufgetretenen Störungen verbessert wird.The magnetic disk and the paper strip thus form a combination that has a common goal, namely to on the one hand a high capacity storage and on the other hand a high resolution for a large amount of information, which are not directly accessible and, on the other hand, the possibility of a direct visual examination for the Evaluation. The common goal is therefore that the reliability and the precision in the detection of the occurred Interference is improved.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform des Systems ist die Papierstreifen-Aufseichnungsvorrichtung dauernd in Ruhe und wird erst dann unter Aufsicht in Gang gesetzt, wenn in regelmäßigen Abständen Untersuchungen erfolgen, wobei jeder gewünschte Teil der Aufzeichnung auf der Magnetplatte einer sofortigen Sichtbarmachung leicht zugänglich ist.According to a particular embodiment of the system, the Paper strip recording device constantly at rest and is only started under supervision when examinations are carried out at regular intervals, each of which is desired Part of the recording on the magnetic disk is easily accessible for immediate visualization.
Wegen der Auswahlmöglichkeit und direkten überwachung durch das Personal wird eine gute Aufzeichnung auf dem Papierstreifen gewährleistet, und zwar bei höherer Papiergeschwindigkeit, umBecause of the choice and direct monitoring by the staff is guaranteed a good record on the paper strip at a higher paper speed
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eine bessere Auflösung zu erreichen.to achieve a better resolution.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausfuhrungsform ist die Papierstreifen-Aufzeichnungsvorrichtung nicht dauernd an Ort und Stelle installiert, sondern wird von dem überwachungspersonal mitgeführt, wobei dann ein einziges Aufzeichnungsgerät für mehrere entfernte Stellen dienen kann. Für diese durch die Erfindung ermöglichte Arbeitsweise sind in den meisten Fällen bereits in dem fest angeordneten Teil des Systems die Einrichtungen vorhanden, die für die Extraktion, Verarbeitung und Aufzeichnung der Magnetplatteninformationen auf dem Papierträger erforderlich sind. Dadurch kann die Papierstreifen-Aufzeichnungsvorrichtung als leicht tragbares Gerät mit geringerem Gewicht ausgebildet werden.According to a particularly advantageous embodiment, the Tape recorder not permanently in place and place installed, but is carried by the surveillance staff, with a single recording device can serve for multiple remote locations. For this mode of operation made possible by the invention are in the In most cases, the facilities required for the extraction are already in place in the fixed part of the system, Processing and recording of the magnetic disk information on the paper carrier are required. This allows the Paper tape recorder as an easily portable one Device can be designed with a lower weight.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Papierstreifen-Aufzeichnungsvorrichtung an zentraler Stelle angeordnet, mit allen technischen Einrichtungen für eine hochwertige Aufzeichnung; die an Ort und Stelle mit Informationenbeladene Magnetplatte wird dann vom Anwender zu einem Auslesegerät für derartige Platten gebracht, das sich an dieser selben zentralen Stelle befindet.According to a further embodiment, the paper strip recording device is Arranged in a central location, with all the technical facilities for high quality Recording; those loaded with information on the spot The user then turns the magnetic disk into a readout device brought for such plates, which is located at this same central point.
Bei dieser Ausführungsform verfügt der Anwender an Ort und Stelle nicht über Mittel zur dauernden Sichtbarmachung der Informationen au Γ der Magnetplatte. Das zu transportierende Gewicht, nämlich die Magnetplatte, ist dann aber sehr gering im Vergleich zu dem Aufzeichnungsgerät, das bei der zuvor beschriebenen Kusführungsform mitgeführt wird.In this embodiment, the user does not have any means of permanent visualization of the information on the magnetic disk on the spot. The weight to be transported, namely the magnetic disk, is then very low compared to the recording device that is carried along with the guide form described above.
Da durch die Erfindung eine sekundäre Aufzeichnung auf Papier ausgehend von einer primären Aufzeichnung auf Magnetplatte ermöglicht wird, werden die Einschränkungen -'--rmieden, denen eine direkte Aufzeichnung auf Papier gemäß dem Stand der Technik unterliegt, nämlich eine geringe Auflösung und/oderBecause the invention makes a secondary recording on paper starting from a primary recording on magnetic disk, the restrictions are avoided subject to direct recording on paper according to the prior art, namely low resolution and / or
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ein hoher Papierverbrauch und/oder eine geringe Zuverlässigkeit. Jeder Zwischenfall bzw. jede Störung kann also auf dem Papier mit großem Maßstab und hoher Auflösung dargestellt werden, und diese Aufgabe kann von bekannten Aufzeichnungsgeräten, z.B. Tintenschreibern, erfüllt werden.high paper consumption and / or poor reliability. Every incident or disturbance can therefore arise can be displayed on the paper at a large scale and high resolution, and this task can be performed by known recording devices, e.g. ink pens.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein besonderes Papierstreifen-Auf Zeichnungsgerät verwendet:, das mit Beschriftung durch Ultraviolettstrahlung auf einem für diese Strahlung empfindlichen Papier beruht, wobei die Beschriftung durch den bewegten Fleck eines Oszilloskops mit Kathodenstrahlröhre erfolgt. Besonders bei der vorstehend an zweiter Stelle genannten Ausführungsform sind dit ich daraus ergebende Leichtheit und Einfachheit des Papier-Aufzeichnungsgerätes von Vorteil.According to a preferred embodiment of the invention, a special paper strip recording device is used: which is based on a paper sensitive to this radiation with inscription by ultraviolet radiation, the Labeling is done through the moving spot of an oscilloscope with a cathode ray tube. Especially with the one above The second embodiment mentioned is the result of this resulting in lightness and simplicity of the paper recorder advantageous.
Diese Vorrichtung gestattet ferner zusätzlich zur Aufzeichnung des Analogdiagramms die Aufzeichnung aller erforderlichen alphanumerischen Identitätsinformationen, die auf dem magnetischen Informationsträger vorhanden sind (Aufzeichnungsort, Datum, Stunde usw.).This device also allows all necessary records to be recorded in addition to recording the analog graph alphanumeric identity information stored on the magnetic Information carriers are available (recording location, Date, hour, etc.).
Besonders zweckmäßig ist ferner die Einfügung einer Magnetplattenstufe, bei der die Aufzeichnung gewöhnlich in Digitalform erfolgt, in Verbindung mit einem digitalen Vorauslösungsspeicher, der entweder am Ausgang dieser Stufe oder an ihren Eingang eingefügt wird.It is also particularly useful to insert a magnetic disk step, where the recording is usually in digital form, in conjunction with a digital pre-release memory, which is inserted either at the output of this stage or at its input.
Im letzteren Falle ermöglicht ein derartiger Speicher eine besonders vorteilhafte Anwendung der Magnetplatte, bei der auch diese im Auslösebetrieb arbeitet und wie die Papierstreifen-Auf zeichnungsvorrichtung zwischen zwei Störungen in Ruhe bleibt.In the latter case, such a memory enables one Particularly advantageous application of the magnetic disk, in which this also works in trigger mode and like the paper strip-on drawing device between two disturbances at rest remain.
Die Zwischenaufzeichnung auf Magnetplatte gestattet fernerIntermediate recording on magnetic disk is also possible
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eine beträchtliche Verbesserung der Zuverlässigkeit des Systems, weil Magnetplattengeräte im wesentlichen elektronischer Natur sind, einen geringen Stromverbrauch haben und nur eine geringe Anzahl von mechanischen Elementen enthalten, die im übrigen bei der überwachungsfunktion zwischen zwei Störungen in Ruhe sind.a significant improvement in the reliability of the Systems, because magnetic disk devices are essentially electronic in nature, have low power consumption, and Contain only a small number of mechanical elements, which in the rest of the monitoring function between two Disturbances are at rest.
Nach dem übertraf auf den Papierstreifen sind somit zwei Dokumente vorhanden, wodurch eine weitere Garantiefunktion im Hinblick auf Beschädigungen oder Verluste gegeben ist. Durch die Verwendung eines Magnetplattenspeichers als Zwischenglied sind ferner für das Studium der Zufallsstörungen alle Vorteile der Datenaufzeichnung in digitaler Form gegeben, insbesondere das Aufsuchen von Störungen, die durch ihre Charakteristika definiert sind, der Vergleich von Aufzeichnungen derselben Störung von verschiedenen tiberwachungsstellen, die Möglichkeit der Anwendung einer Datenkompression-Gesetzmäßigkeit, die für den Störungstyp geeignet ist, usw,After being outdone on the paper strip, there are two Documents available, which gives a further guarantee function with regard to damage or loss. By using a magnetic disk storage as an intermediate link Furthermore, all advantages of data recording in digital form are given for the study of random disturbances, in particular the search for faults that are defined by their characteristics, the comparison of records the same fault from different monitoring bodies, the possibility of applying a data compression law suitable for the type of disturbance, etc.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:Further advantages and features of the invention result from the description of exemplary embodiments with reference to the drawing. In the drawing show:
Fig. 1 eine bekannte Papier-Aufzeichnungsvorrichtung; und Fig. 2 eine erfindungsgemäße Aufzeichnungsvorrichtung.Fig. 1 shows a known paper recording apparatus; and Fig. 2 shows a recording device according to the invention.
Die in Fig 1 gezeigte bekannte Aufzeichnungsvorrichtung enthält in einem ersten Zweig eine Eingangsstufe 11 zur Anpassung der aufzuzeichnenden elektrischen Signale oder Größen, wobei diese Stufe aus einer Mehrzahl von Zellen 12 gebildet ist, eine zweite Stufe 7 zur Multiplexierung, die mit der ersten Stufe verbunden ist, eine dritte Stufe 21 zur Verzögerung der Signale, eine vierte Stufe 17 zur Demultiplexierung, welche mit der Stufe 7 über eine Verbindung 20 verbunden ist,The known recording apparatus shown in FIG contains an input stage 11 in a first branch for adapting the electrical signals or quantities to be recorded, this stage being formed from a plurality of cells 12 a second stage 7 for multiplexing connected to the first stage, a third stage 21 for delay of the signals, a fourth stage 17 for demultiplexing, which is connected to stage 7 via a connection 20,
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und als fünfte und letzte Stufe eine Papierstreifen-Aufzeichnungsvorrichtung 25 mit einem Aufzeichnungseingang 18, der mit der vorausgehenden Stufe verbunden ist .and as the fifth and final stage, a paper tape recorder 25 with a recording input 18, the connected to the previous stage.
Die bekannte Aufzeichnungsvorrichtung enthält ferner einen zweiten Zweig 30, der parallel zu dem ersten Zweig hinter die Multiplexstufe geschaltet ist, wobei dieser Zweig über eine Aufzeichnungssteuerschaltung 32 mit der Papierstreifen-Aufzeichnungsvorrichtung verbunden ist. Ferner ist eine Zeitstempelschaltung 41 mit einem Aufzeichnungseingang 70 des Aufzeichnungsgeräts verbunden.The known recording device also includes a second branch 30, which is parallel to the first branch behind the multiplex stage is connected, this branch over a recording control circuit 32 having the paper tape recorder connected is. Furthermore, a time stamp circuit 41 is provided with a recording input 70 of the recording device tied together.
Diese Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Die den aufzuzeichnenden Daten entsprechenden elektrischen Signale bzw. Größen werden an Eingangsanschlüsse 1, 2, 3 von Anpassungsschaltungen 4, 5, 6,...12 angelegt, zur Anpassung des Pegels, Durchlaßbandes usw.This device works as follows: The ones to be recorded Electrical signals or quantities corresponding to data are applied to input connections 1, 2, 3 of matching circuits 4, 5, 6, ... 12, to adapt the level, Passband etc.
Am Ausgang der ersten Stufe werden die Signale an die Eingangsanschlüsse 8, 9, 10 der Multiplexschaltung 7 angelegt. Die Aufgabe dieser zweiten Stufe besteht darin, nacheinander sämtliche Signale zyklisch abzutasten, um diese Größen einem einzigen Ausgangsanschluß 13 zuzuführen.At the output of the first stage, the signals are sent to the input connections 8, 9, 10 of the multiplex circuit 7 is applied. The task of this second stage is one at a time to scan all signals cyclically in order to feed these quantities to a single output terminal 13.
An diesen Anschluß sind die beiden Zweige 29 und 30 der Vorrichtung angeschlossen, über den direkten Zweig 30 löst das Erscheinen eines aufzuzeichnenden Signals über die Aufzeichnungssteuerschaltung 32 die Bewegung des Aufzeichnungsträgers aus. über den verzögerten Zweig 29 erfährt das Signal in der SignalVerzögerungsstufe 21 eine Übertragungsverzögerung, die hinter der Demultiplexstufe 17 gewährleistet, daß in der angestrebten Weise dieses Signal an den Aufzeichnungseingang 18 des Aufzeichnungsgeräts erst dann angelegt wird, nachdem der Aufzeichnungsträger in Bewegung ist.The two branches 29 and 30 of the device are connected to this connection connected via the direct branch 30 triggers the appearance of a signal to be recorded via the recording control circuit 32 the movement of the recording medium the end. Via the delayed branch 29, the signal in the signal delay stage 21 experiences a transmission delay which behind the demultiplexing stage 17 ensures that this signal is sent to the recording input 18 in the desired manner of the recording device is only applied after the recording medium is in motion.
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Die Konzeption der Verzögerungsstufe wird durch die Tatsache bestimmt, daß es einfacher ist, die Ausbreitung eines elektrischen Signals in digitaler Form als in Analogform zu verzögern. Daher enthält gemäß dem Stand der Technik die Verzögerungjütufe einen Analog/Digital-Umsetzer 42, eine Verzögerungsschaltung, die als Schieberegister 43 ausgebildet ist, und einen Digital/Analog-Umsetzer 44.The design of the delay stage is determined by the fact that it is easier to propagate a electrical signal in digital form than in analog form. Therefore, according to the prior art, the Delay calls an analog-to-digital converter 42, one Delay circuit, which is designed as a shift register 43, and a digital / analog converter 44.
Die Mängel einer derartigen Aufzeichnungsvorrichtung wurden bereits eingangs erläutert; sie ergeben sich aus der begrenzten Auflösung der in Realzeit auf dem Papier durchgeführten Aufzeichnungen. Eine Abwandlung dieser Anordnung, die darin bestehen würde, daß das Signal kurzzeitig in einen Halbleiterspeicher eingegeben wird und dann mit größerer Auflösung auf dem Papier sichtbar gemacht wird, würde entweder zu einem sehr großen Speicher führen öder/und zu einer Begrenzung der Dauer der Störungen, die aufgezeichnet werden können.The shortcomings of such a recording device have already been explained at the beginning; they result from the limited Resolution of the records made in real time on paper. A modification of this arrangement, which consist in it would that the signal is briefly input into a semiconductor memory and then with greater resolution made visible on the paper would either lead to a very large memory or / and a limitation of the duration the disturbances that can be recorded.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Aufzeichnungsvorrichtung . In dieser Figur sind die Elemente, die denjenigen in Fig. 1 entsprechen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Fig. 2 shows an embodiment of the recording device according to the invention . In this figure, the elements that correspond to those in Fig. 1 are denoted by the same reference numerals.
Die Ausführungsform nach Fig. 2 ist dadurch gekennzeichnet, daß in der Verzögerungsstufe 21 ein Aufzeichnungsgerät eingefügt ist, das mit Magnetplatten bzw. flexiblen Platten oder floppy discs arbeitet.The embodiment according to FIG. 2 is characterized in that a recording device is inserted in the delay stage 21 that works with magnetic disks or flexible disks or floppy disks.
Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung ist folgende: Die aufzuzeichnenden Signale werden in Analogform an die Eingänge 1, 2, 3 angelegt, in der Stufe 7 gemultiplext und in der Umsetzerstufe 42 in Digitalform gebracht. Dann werden sie aus den bereits im einzelnen vorstehend genannten Gründen verzögert, und zwar in einer Halbleiterspeicherschaltung 42, und in die Magnetpiatten-AuFzeichnungsstufe 50 eingegeben. Diese Stufe enthält ein eigentliches Aufzeichnungsgerät 51 und zuge-The operation of this device is as follows: The ones to be recorded Signals are applied in analog form to inputs 1, 2, 3, multiplexed in stage 7 and in the converter stage 42 brought into digital form. Then they will be delayed for the reasons already mentioned in detail above, in a semiconductor memory circuit 42, and input to the magnetic disk recording stage 50. These Stage contains an actual recording device 51 and associated
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ordnete Schaltungskreise 52 für die Verarbeitung der aufzuzeichnenden Signale und die Steuerung der Aufzeichnung selbst.arranged circuitry 52 for processing those to be recorded Signals and the control of the recording itself.
Am Ausgang der Magnetplatten-Aufzeichnunsstufe wird das Signal wie bei der bekannten Vorrichtung nach Fig. 1 an eine Digital/Analog-Umsetzstufe 44, eine Demultiplexstufe 17 und eine Papierstreifen-AufZeichnungsvorrichtung 25 angelegt.At the output of the magnetic disk recording stage, the Signal as in the known device according to FIG. 1 to a digital / analog converter stage 44, a demultiplex stage 17 and a paper tape recorder 25 is applied.
Die zugeordneten Schaltungen 52 erfüllen in dem mit 53 bezeichneten Block eine "Zeitstempelfunktion" mit einem Realzeitzähler, der über eine Synchronisationsleitung von einem externen Zeitstempel-Taktgeber 54 gesteuert wird. Der Realzeitzähler liefert ferner die Auslösesignale für die Eingangsabtastung über Leitung 55. Die zugeordneten Schaltungen erfüllen ferner in dem mit 56 bezeichneten Block die Verarbeitung der Digitalsignale und in dem mit 57 bezeichneten Block die Funktion, daß die Wörter in Form gebracht werden und Identifizierungs- und Datumscodes eingefügt werden. Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung umfaßt diese Verarbeitung ein Kompressionsprogramm der aufzuzeichnenden Signale in Abhängigkeit von ihren bedeutsamen Schwankungen mit dem Ziel, daß auf die Magnetplatte keine stationären Daten überführt werden und folglich nur die erforderlichen Informationen auf einem minimalen Volumen gespeichert werden. Das Programm zur Datenkompression gemäß der Erfindung ist folgendes :The associated circuits 52 meet in the designated with 53 Block a "time stamp function" with a real-time counter that is sent via a synchronization line from a external timestamp clock 54 is controlled. The real-time counter also supplies the trigger signals for the input sampling via line 55. The associated circuits fulfill furthermore, the processing of the digital signals in the block denoted by 56 and in the block denoted by 57 the function of shaping the words and inserting identification and date codes. According to According to an advantageous feature of the invention, this processing comprises a program for compressing the signals to be recorded depending on their significant fluctuations with the aim that no stationary data on the magnetic disk and consequently only the necessary information is stored in a minimal volume. That Data compression program according to the invention is as follows:
Am Ausgang jedes Abtastzyklus, der von der Multiplexstufe durchgeführt wird, vergleicht die Verarbeitungsschaltung das gerade gespeicherte Wort in jedem Zweig mit demjenigen, daß in den entsprechenden Zweigen während eines vorausgehenden Zyklus gespeichert wurde, und je nach den festgestellten Abweichungen entscheidet die Schaltung, ob die Aufzeichnung der neuen Abtastung vorgenommen werden soll oder nicht.At the output of each sampling cycle from the multiplex stage is performed, the processing circuit compares the currently stored word in each branch with that was saved in the relevant branches during a previous cycle and depending on the discrepancies detected the circuit decides whether or not to record the new scan.
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Diese Entscheidung gilt für die Gesamtheit der Eingangszweige in Abhängigkeit von den Schwankungen aller Kanäle: es erfolgt nur dann keine Aufzeichnung, wenn alle Zweige sehr nahe bei den Werten bleiben, die als Bezugswerte herangezogen werden.This decision applies to all of the input branches depending on the fluctuations of all channels: there is only no recording if all branches are very close to remain the values that are used as reference values.
Aus Sicherheitsgründen beschränkt die Verarbeitungsschaltung die Anzahl der eliminierten Abtastungen auf einen vorbestimmten Wert.For safety reasons, the processing circuit limits the number of samples eliminated to a predetermined one Value.
Jeder aufgezeichneten Abtastung geht ein Code voraus, der die Anzahl der seit der letzten Aufzeichnung eliminierten Abtastungen angibt.Each recorded scan is preceded by a code, the indicates the number of samples eliminated since the last recording.
Die zum Zeitpunkt t als Bezugswert für den Vergleich herangezogene Abtastung kann diejenige sein, die zu einem Zeitpunkt (t-1) durchgeführt wurde, wenn der Ruhezustand der überwachten Leitungen völlig unbekannt ist; wenn normalerweise ein periodisches Signal mit bekannter Periode T auf den Leitungen vorhanden ist, so kann der Bezugswert die Abtastung sein, die zum Zeitpunkt (t-T) vorgenommen wurde.The one used as a reference value for the comparison at time t Sampling can be the one that was performed at a point in time (t-1) when the idle state of the monitored lines are completely unknown; when normally a periodic signal with a known period T is applied to the Lines are present, the reference value can be the sample taken at time (t-T).
Die Toleranzen bei dem Vergleichsvorgang und der Grenzwert der Anzahl der eliminierten Abtastungen werden in Abhängigkeit von der Anwendung der Aufzeichnungsvorrichtung selbst festgelegt. The tolerances in the comparison process and the limit value the number of scans eliminated are determined depending on the application of the recording apparatus itself.
Die Sichtbarmachung der Daten kann leicht in der dargelegten Weise dadurch erfolgen, daß ein Digital/Analog-Umsetzer 44 verwendet wird, auf den ein Demultiplexer 17 folgt, der über eine Leitung 45 mit dem Multiplexer 42 synchronisiert ist und an das Papierstreifen-Aufzeichnungsgerät 25 angeschlossen ist.The visualization of the data can be easily set out in the Wise done in that a digital / analog converter 44 is used, which is followed by a demultiplexer 17, the synchronized with the multiplexer 42 via a line 45 and is connected to the tape recorder 25.
Wenn die Papierstreifen-Aufzeichnungsvorrichtung zur Aufzeichnung von Daten in Digitalform geeignet ist, so bietetWhen the paper strip recording device for recording of data in digital form is suitable, so offers
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die erfindungsgemäße Einfügung eines Aufzeichnungsgeräts mit flexibler Platte den weiteren Vorteil, daß auf dem Papierstreifen außer den den Signalen entsprechenden Analogdaten ferner Daten über das Datum, die technischen Bedingungen usw. direkt in alphanumerischer Form in irgendeiner gewünschten Typencodierung aufgezeichnet werden können. Diese Möglichkeit besteht insbesondere bei Aufzeichnungsgeräten mit Kathodenstrahlröhre, bei denen die Aufzeichnung auf ultraviolettempfindlichem Papier erfolgt. the insertion of a recording device according to the invention with a flexible plate has the further advantage that, in addition to the analog data corresponding to the signals, on the paper strip also data on the date, technical conditions, etc. directly in alphanumeric form in any desired form Type coding can be recorded. This possibility exists especially with recorders with cathode ray tubes, where the recording is made on ultraviolet-sensitive paper.
Zum Vergleich der erfindungsgemäßen Aufzeichnungsvorrichtung mit einer solchen nach dem Stand der Technik wurden folgende Werte ermittelt:For comparison of the recording device according to the invention with a state-of-the-art technology, the following values were determined:
Bei einer typischen Papierdurchlaufgeschwindigkeit von 20 cm/s ermöglicht eine normale Papierrolle mit 30 m Länge nach dem Stand der Technik die Aufzeichnung von Störungen einer Maximaldauer von 15Os mit einer gegebenen Auflösung; bei Einfügung einer Stufe mit Magnetplatte nach der Erfindung beträgt die maximale Gesamtdauer 400 s ohne Kompression der Daten und 700 s mit Datenkompression.With a typical paper throughput speed of 20 cm / s, a normal paper roll with a length of 30 m allows State of the art the recording of disturbances for a maximum duration of 150s with a given resolution; at insertion a stage with a magnetic disk according to the invention, the maximum total duration is 400 s without compression of the data and 700 s with data compression.
Durch Verlangsamung der Magnetplatte während der Aufzeichnung auf dem Papier gestattet ferner die Dehnung des Zeitmaßstabs auf dem Papier eine Steigerung des Auflösungsvermögens um den Faktor 5 bis 10, wobei der Papierverbrauch niedrig bleibt, weil nur diejenigen Störungen ausgewählt werden, die als wichtig erachtet werden.Slowing down the magnetic disk while recording on the paper also allows the time scale to stretch on paper an increase in resolution by a factor of 5 to 10, while the paper consumption is low remains because only those disorders are selected that are considered important.
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