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Schaltungsanordnung zur Auswertung von Lmpulstelegrammen
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In Energieversorgungs- und Nac hrichtellübertragungsnetzen werden
die nicht ständig mit Personal besetzten Umspannwerke, Verstärker- und Richtfunkstellen
usw., die sogenannten Unterstationen, von einer ständig besetzten Station, der Zentralstation,
ferndberwacht und ferngesteuert.
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Die vielen, von den Unterstationen eintreffenden Meldungen können
in großen Netzen nur mit Hilfe von Prozerechnern richtig ausgewertet und bbersichtlich
angezeigt werden. Die übertragung der Meldungen erfolgt mittels Impulstelegrammen,
die aus Synchronisier- und Informationsschrltten bestehen.
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An'großen Zentralstationen sind nach verschiedenen Systemen aufgebaute
Unterstationen angeschlossen, die auch unterschiedliche Impulstelegramme aussenden.
Die Unterschiede liegen in der Telegrafiergeschwindigkeit, in der Zahl der Schritte
sowie in der Pulsmodulationsart. Deshalb wurde bisher in jede der von den Unterstationen
ankommende Leitung eine besondere Anpassungsbaugruppe vorgesehen, die
die
in dem Impulstelegramm enthaltene Information so aufbereitet, daß sie der Prozeßrechner
übernehmen kann. Dies führte zu einer unerwünschten Typenvielfalt an Anpassungsbaugruppen.
Ein weiterer Nachteil ist, daß bei Auswechslung einer Unterstation gegen eine mit
einem anders aufgebauten Impulstelegramm auch die zugehörige Anpassungs.-baugruppe
ausgewechselt werden mußte.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zur Auswertung
von Impulstelegrammen anzugeben, die sich leicht an die bei Fernwirksystemen üblichen
Pulsmodulationsarten, unterschiedlichen Sclzrittgeschwindigkeiten und unterschiedliche
Anzahl der Schritte, insbesondere der Synchronisierschritte, anpassen läßt.
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Erreicht wird dies durch die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale.
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Der Vorteil der Erfindung ist, daß für die Auswertung unterschiedlich
codierter Impulstelegramme die gleichen Baugruppen verwendet werden können, die
in einfacher Weise bei entsprechender Plogrammierung des Mikroprozessors an die
verschiedenen Im;)ulstelegramme angepaßt werden können.
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In der Schaltungsanowdnung nach Patentanspruch 1 muß der Mikroprozessor
praktisch gleichzeitig mit dem Signal des Flankenerkenners die Zählerstellung des
Ringzählers übernehmen. Dies führt bei hohen Schrittgeschwindigkeiten zu unerfüllbaren
Forderungen bezüglich der Arbeitsgeschwindigkeit des Mikroprozessors. Durch die
Weiterbildung der Erfindung entsprechend dem Patentanspruch 2 kann die Schaltungsanordnung
auch bei hohen Schrittgeschwindigkeiten eingesetzt werdenlrbei Verwendung eines
Mikroprozessors mit mäßiger Arbeitsgeschwindigkeit.
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Eine weitere Erhöhung der Schrittgeschwindigkeit ohne gleichzeitige
Erhöhung der Arbeitsgesehwindigkeit des Mikroprozessors ist durch die Weiterbil<iung
nach dem Patentanspruch 3 möglich.
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Die Erfindung wird anhand der Beispiele nach Figur 1 bis 4 beschrieben.
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Die Figur 1 stellt die Schaltung:anordnung nach Patentanspruch 1
dar.
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In Figur 2 ist die gleiche Schalt.ungsanordnung gezeichnet, jedoch
ergänzt durch die Weiterbildung nach Patentanspruch 2.
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Die Schaltungsanordnung nach Patentanspruch 1 einschließlich der
Weiterbildung nach Patentanspruch 3 ist in Figur 3 gezeichnet.
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Durch die Figur 4 werden die Funktionen des Beispiels nach Figur
1 verdeutlicht, jedoch gilt die Figur 4 sinngemäß auch für die Beispiele nach den
Figuren 2 und 3.
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In Figur 1 ist mit 1 die Leitung bezeichnet, über die das auszuwertende
Impulstelegramm ankommt. Es wird dem Abtaster A und dem Flankenerkenner FE zugeleitet.
Der Flankenerkenner FE, der z.B. aus einer Differenzierschalt.ung bestehen kann,
gibt bei jeder Flanke des Impulstelegramms an seinem Ausgang 4 ein Signal ab. Der
Ringzähler Zä läuft ständig um und zählt dabei die Impulse des Taktes T. Die jeweils
erreichte Zählerstellung steht dauernd am Ausgang 3 an und wird dem Mikroprozessor
M und dem Vergleicher V zugeführt. Während der Ausgangssignale des Flankenerkenners
FE übernimmt der Mikroprozessor M die jeweils in diesem Augenblick anstehende Zählerstellung
uid ermittelt daraus die Soll-Zählerstellung für die Abtast,lugenblicke. Diese Soll-Zählerstellungen
sind die vom Mik30prozessor vorge-
gebenen Zählerstelluigen, die
der Ringzähler Zä in den AbtaYtaugenblioken err(>icht haben muß. Die Abtastaugenblicke
liegen üblicherweise in der Mitte der Informationsschritte, jedoch kann der Mirkcprozessor
auch so programmiert werden, daß er die Soll-Zählerstellungen der Abtastaugenblicke
ermittelt, die nicht in der Mitte der Informationsschritte liegen.
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Der Mikroprozessor M gibt die Soll-Zählerstellungen über die Leitung
5 an den Vergleicher V, der die Soll-Zählerstellung mit der am Ausgang 3 des Ringzählers
Zä anstehenden augenblicklichen Zählerstellung vergleicht. Bei übereinstimmung gibt
der Veri:leicher V ein Signal an den Abtaster A, der während dieses Signals auf
der Leitung 2 ein Signal abgibt, das dem augenblicklichen Signalzustand des Impulstelegrammes
entspricht,. Die Leitung 2 führt zu einem Datenverarbeitungsgerät, z.B. zu einem
Prozeßrechner, in dem die Information weiter vezarbeitet wird. In die Leitung 2
kann ein Serien-Parallel-Wtndler eingefügt sein, falls des Datenverarbeitungsgerät
Paralleleingabe erfordert Die vorstehend erwähnten Funktionen werden anhand der
Figur 4 näher erläutert. In Zeile 1 ist ein auszuwertendes Impulstelegramm gezeíchnet,
das in diesem Beispiel aus 2 Synchronisierimpulsen Synl und Syn2 sowie 5 Informationsschritten
Sohn bis Schr5 besteht. Zwischen den beiden Synchronisierimpulsen sowie zwischen
dem letzten Synchronisierimpuls und dem ersten Informationsschritt befinden sich
Pausen.
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Die Informationsschritte dagegen sind unmittelbar aneinandergereiht
und amplituienmoduliert. In diesem Beispiel tragen die Information:sschritte Schrl,
2 und 5 ja-Information, die Schritte Schr3 und 4 nein-Information. In der Zeile
2 sind die Signale am Ausgang des Flankenerkenners FE dargestellt. Er gib' bei jeder
Flanke des Impulstele-
grammes einen Impuls ab. Der ständig laufende
Takt ist in Zeile 3 gezeichnet. Die Taktfrequenz ist so hoch gewählt, daß auf einen
Synchronisierimpuls 4 TaktimpuAse treffen.
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Der Ringzähler zählt bei jedem Taktimpuls um einen Schritt weiter.
Hier wurde ein Ringzähler angenommen, der von 0 bis 15 zählt, also 16 Stellungen
hat, und nach der Stellung 15 wieder mit der Stellung 0 anfängt zu zählen. In Zeile
4 sind einige Zählerstellungen angegeben, die jeweils für die Zeiten zwischen zwei
Impulsen des Taktes T gelten Der Ringzähler zählt dauernd, auch wenn kein Impulstelegramm
empfangen wird. So ist es vom Zufall abhängig, welche Zählerstellung der Ringzähler
zu beginn eines Impulstelegrammes erreicht hat. In diesem Beispiel wurde die Zählerstellung
10 angenommen. In Zeile 5 sind die Zeitpunkte t1 bis t4 angegeben, zu denen die
Zählerstände des Ringzählers Zä in den Mikroprozesnor M übernommen werden. Diese
Zeitpunkte fallen zeitlich mit den Ausgangsimpulsen (Zeile 2) des Flankenerkennens
zusammen. Die zugehörigen und vom Mikroprozessor zu ütSernehmenden Zählerstellungen
sind in Zeile 6 angegeben.
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Die vom Mikroprozessor M berechneten Soll-Zählerstände sind in Zeile
7 und die zugehörigen Zeiträume t5 bis t9 für die Ausgabe an den Vergleicher in
Zeile 8 aufgeführt.
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Damit der Vergleicher die Abtastaugenblicke richtig erfassen kann,
müssen die Soll-Zählerstellungen während größerer Zeiträume, die die Abtastaugenblicke
sicher einschließen, an den Vergleicher gegeben werden. In Zeile 9 sind die an den
Abtaster A gegebenen Ausgangssignale des Vergleichers V und in Zeile 10 die Ausgangssigna
le des Abtasters A gezeichnet. Die Ausangssignale des Abtasters entsprechen dem
jeweiligen ßignalzustand der Informationsschritte des Impulstelegrammes, siehe Zeile
1.
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in der 'ichaltungsanordnung nach Figur 1 muß der Mikroprozessor M
während des kurzen Ausgangssignales des Flankenerkenners FE die zugehörige Zählerstellung
des Ringzählers Zä übernehmen. Dies erfordert eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit des
Mikroprozessors. Eine in Figur 2 gezeichnete Schaltungsanordnung vermeidet diesen
Nachteil. Gegenüber.
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der Figur 1 ist zwischen Flankenerkenner FE und Mikroprozessor M ein
Flip-Flop FL eingefügt. Es wird durch das Ausgangssignal des Fl;inkenerkenners FE
in Arbeitsstellung versetzt und nach Erkennen dieser Arbeitsstellung durch den Mikroprozessor
über die Leitung E durch ein Rückstellsignal über die Leitung R wieder zurückgesetzt.
Dadurch wird erreicht, daß dem Mikroprozessor die Zeit zwischen zwei Impulsen des
Taktes T zur Übernahme der Zählerstellung zur Verfügung steht.
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Fine noch größere Zeit zur Übernahme des Flankenerkenner-Signales
und der Zählerstellung steht dem Mikroprozessor M zur Verfügung, wenn, wie in Figur
3 gezeichnet, diese Signale in einem Zwischenspeicher Sp zwischengespeichert und
dann erst vom Mikroprozessor übernommen werden. In dieser Schaltungsanordnung werden
auch die vom Mikroprozessor errechneten Soll-Zählerstellungen vom Zwischenspeicher
Sp gespeichert. Dies hat den Vorteil, daß der Mikroprozessor nur eine kure Zeit
vor dem jeweiligen Zeitraum t5 usw. (Zeile 8, Figur 4) mit der Ausgabe beansprucht
wird, die Speicherung über diese Zeiträume aber im Zwischenspeicher erfolgt.