NO148695B - Fjernvirkningsanlegg med en sentralstasjon og et stoerre antall understasjoner - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et fjernvirkningsanlegg som angitt i hovedkravets innledning. Ved dette fjernvirkningsanlegg er sentralstasjonen en sentral eller en slik stasjon som overtar en sen-

trals funksjon. Det sykliske påkall av stasjonen kan skje ved at sentralstasjonen påkaller stasjonene enkeltvis. På den annen side kan man også f.eks. gå frem slik at sentralen utløser en påkalls-syklus og påkallet blir gitt videre fra en stasjon til den neste.

Et fjernvirkningsanlegg som angitt i hovedkravets inn-

ledning er allerede kjent fra DE-OS 23 54 067. Med dette kjente fjernvirkningsanlegg tar man sikte på avhjelpe ulemper som består i at det ved radio-fjernstyresystemer kan forekomme at flere enkeltsystemer med hver sin giverstasjon og mottagnings-stasjon blir liggende i det gjensidige innflytelsesområde og sendingene fra flere sendere ved anvendelse av samme på forhånd fastlagte overføringsfrekvens vil overlagre seg og forstyrre hverandre gjensidig. I den forbindelse blir de innf.ørings-

kommandoer som venter på giverstasjonene, avspurt fra stasjon til stasjon. Videre blir der tildelt overføringen av en endring av en innføringskommando prioritet i forhold til avspørring og tilstandsoverføring, noe som fører til avbrudd i den sykliske avspørring. For tidsavtrappet signalgivning er der i stasjonene anordnet tellere som via en etterkoblet omformer påstyrer flere utganger. Påstyringen av disse utganger skjer etter tur i forskjellige tellestillinger som kodes forskjellig for hver sender.

Det er derfor nødvendig at der i hver stasjon blir innstilt en

annen ventetid.

Et fjernvirkningsanlegg som arbeider i påkallingsdrift, er allerede kjent fra DT-AS 1 169 009. Ved dette fjernvirkningsanlegg blir signaler fra én blant flere innbyrdes likeartede stasjoner overført til alle andre stasjoner over en felles signalkanal. På denne kanal må alltid bare ett apparat sendef mens alle andre mottar. De egentlige informasjoner fra stasjonene, altså meldinger og kommandoer, blir i regelen bare o<y>erført ved tilstandsendringer foråt den signalkanal som står til rådighet for alle apparatene i felles-skap, ikke skal bli belagt unødig.

Videre er det allerede kjent i fjernvirkningsanlegg bestående

av en sentral og flere underståsjoner å melde endringer til sentralen når den tilsvarende meldeinnretning på en understasjon bringes til å gjøre det ved hjelp av en melde-ansporingskobling.

I fjernvirkningsanlegg etter avspørringsprinsippet blir under-stås jonene avspurt etter tur i hver avspørringssyklus fra en sentral. Dette prinsipp virker meget pålitelig i drift, da underståsjonene

til stadighet blir avspurt og ved hver avspørring meddeler sin samlede meldingstilstand til sentralen. Skulle en informasjon om en meldingsendring være gått tapt ved overføringen, vil den da ved neste avspørringssyklus foreligge i sentralen. Dessuten blir nettet og stasjonene i dette fortløpende overvåket ved hjelp av avspørringen.

Dog kan der ved anvendelse av det rene avspørringsprinsipp ved store fjernvirkningsnett gå med adskillig tid inntil en ventende meldingsendring blir overført til sentralen. Inntrer en meldingsendring f.eks. på en nettopp avspurt understasjon, så blir den først etter en full avspørringssyklus overført til sentralen.

For å rydde denne ulempe av veien kan man anvende et kombinert avspørrings-/ansporings-prinsipp. Så lenge der ikke venter noen meldingsendringer, arbeider systemet etter avspørringsmetoden. Men venter en meldingsendring i en understasjon, går denne over til ansporingsdrift, dvs. den sender et meldetelegram selv om den ikke ble påkalt fra sentralen. Til dette formål må den meldende understasjon riktignok gripe inn kronologisk korrekt i et dertil reservert tidsintervall. I den-forbindelse må det forhindres at flere enn en stasjon kan gå over til ansporingsdrift samtidig, da overføringen av informasjonene ellers vil bli forstyrret. H<y>is flere enn en stasjon har en meldingsendring og vil gå over til 'ansporingsdrift, må det sørges for at dette foregår etter tur. Det er mulig idet man f.eks. innfører en gradering, altså tildeler stasjonene hver sin ventetid. Da maksimal ventetid i dette tilfelle blir lik minimal ventetid multiplisert med antall underståsjoner,

kan dette føre til for lang maksimal resp. total ventetid. Videre kreves en stor påkostning for innstillingen, da der må stilles inn en særskilt ventetid for hver understasjon.

Det er derfor oppfinnelsens oppgave å gi et fjernvirkningsanlegg med påkallings- og ansporingsdrift hvor med stor sannsynlighet bare en eneste stasjon melder seg til ansporingsdrift på ett og samme tidspunkt, en slik utformning at stasjonene blir mest mulig like

seg imellom.

Ifølge oppfinnelsen blir fjernvirkningsanlegget for løsning av denne oppgave utformet i samsvar med hovedkravets karakteristikk. Sendingen fra underståsjonene blir dermed forsinket en praktisk talt tilfeldig tid innenfor inngrepstidsintervallet. Har en stasjon grepet inn, blir ytterligere aktive kvasitilfeldige tidsgivere sperret frem til neste inngrepstidsintervall ved å stanses eller stilles tilbake. Ved disse forholdsregler oppnår man på gunstig måte at der ikke behøves noen koblings- eller innstillingsforholdsregler som er forskjellige fra stasjon til stasjon, da det ikke behøves å stille inn forskjellige vente-

tider for de enkelte stasjoner. Videre kan den totale ventetid bli kortere, da der i alminnelighet bare er en eller noen få stasjoner i nettet som går over til ansporingsdrift samtidig.

Som en videre utvikling av oppfinnelsen blir fjernvirkningsanlegget utformet slik at ansporingskoblingene er forsynt med hvert sitt lager for ansporingskriteriet, og dette lager, særlig ved mottagning av et kvitteringssignal, blir satt i sin hvilestilling ved hjelp av en tydningsinnretning etterkoblet stasjonens mottagningsinnretning. Lageret for ansporingskriteriet blir da satt i hvilestilling hvis det konstateres at den fra stasjonen avsendte melding ikke er blitt forfalsket av noen ytterligere melding som samtidig er sendt fra en annen stasjon. Denne konstatering kan skje ved at et mottatt kvitteringssignal utsendt fra den stasjon som meldingen,<y>ar bestemt for, bekrefter korrekt mottagning av en melding. På den annen side kan det også over<y>åkes om der på signalkanalen samtidig mottas en melding fra en annen stasjon. Mangelen på en slik melding kan da på den annen side tjene som kvittering for en tilbakestillin<q >av ansporingslageret. Ved disse forholdsregler er det på gunstig måte sørget for at to stasjoner, selv i det meget usannsynlige tilfelle at deres tilfeldige tidsrom er like, vil starte sine tidsgivere påny, hvorved der fås tilfeldige tidsrom som denne gang høyst sannsynlig er forskjellige, og bare en stasjon griper inn.

For å redusere antallet av sendevillige stasjoner kan det ennvidere vise seg hensiktsmessig å tilføre ansporingskoblingen bare meldingsendringer av på forhånd gitt hastverksgrad for dannelse av ansporingskriteriet.

Som videre utvikling av oppfinnelsen blir fjernvirkningsanlegget utformet slik at tidsgiveren inndeler det på forhånd gitte tidsrom i et tidsraster og i likhet med en tilfeldighetsgenerator velger ut et av de ved tidsrasteret bestemte tidspunkter for stasjonens inngrep.

Man kan til dette formål velge ut ett blant flere tidsledd

ved hjelp av en tilfeldighetsgenerator. På den annen side har det vist seg særlig hensiktsmessig i den forbindelse å utforme fjernvirkningsanlegget slik at tidsgiveren inneholder en pulsteller ut-ført som forlengsteller, og en pulsteller utført som baklengsteller, samt en sammenligner som er tilsluttet de to pulstellere, at en av de to pulstellere direkte og den annen pulsteller via en portkobling er tilsluttet en taktgiver, at der er tilsluttet sammenlignerens utgang en ytterligere portkobling, at portkoblingene kan kobles inn ved hjelp av starttidsgiveren og sperres ved h-jelp av utgangssignalet, og at pulstellerne kan viderekobles med forskjellige taktflanker av styretakten.

Som videre utvikling av oppfinnelsen blir fjernvirkningsanlegget utformet slik at den portkobling som ligger foran de to pulstellere, kan styres ved hjelp av et bistabilt kipptrinn som kan settes ved hjelp av starttidsgivere og settes tilbake av tidsgiverens utgangssignal. Tilbakestillingen av tidsgiveren fra utgangen kan skje direkte eller via en innretning som er etterkoblet utgangen og sammenknytter utgangssignalet med ytterligere kriterier. Et slikt kriterium kan spesielt bestå i aktivering av den styrte sendeinnretning.

Viderekoblingen av de to pulstellere med forskjellige flanker

av viderekoblingstakten kan som en videre utformning av fjernvirkningsanlegget fordelaktig skje på den måte at den portkobling som ligger foran de to pulstellere, er en NAND-port, som foruten ved hjelp av taktgeneratoren kan styres ved hjelp av lageret for ansporingskriteriet og det bistabile kipptrinn.

Tegningen viser et utsnitt av koblingen på en stasjon i et fjernvirkningsanlegg som arbeider i påkallings- og ansporingsdrift.

Stasjonen tilhører et fjernvirkningsanlegg hvor en sentral stasjon er forbundet med et stort antall stasjoner over en og samme signalkanal. På den felles signalkanal kan alltid bare én stasjon sende, mens alle andre mottar.

Fjernvirkningsanlegget arbeider i påkallingsdrift, idet stasjonene blir syklisk avspurt resp. oppfordret til å avgi meldinger. I tillegg kan fjernvirkningsanlegget også arbeide i an-sporingsdrif t . En stasjon hvor der ved hjelp av en ansporingskobling konstateres en meldingsendring, blir da bragt til selv å avgi meldinger. Til dette formål er der i påkallingssyklusen reservert tidsintervaller hvorunder en og en stasjon kan sende på eget initiativ.

De reserverte tidsintervaller kan særlig begynne ved slutten av ett og ett stasjonstelegram. I tilslutning til telegrammer som stammer fra sentralstasjonen, behøves der ikke å være reservert inngrepstidsintervaller. Starttidsgiveren bestemmer ut fra begyn-nelsestidspunktet for et mottatt stasjonstelegram og telegrammets varighet det tidspunkt da telegrammet slutter. På dette tidspunkt bevirker den start av den kvasitilfeldige tidsgiver.

Til en ansporingskobling, som ikke er nærmere vist på tegningen er koblet setteinngangen 31 til et,lager for ansporingskriteriet. Dette ansporingslager 6 består av NAND-porter 41 og 4 2 som er sammenkoblet til et bistabilt kipptrinn.

Ved hjelp av den tydningskobling som ikke er nærmere vist på tegningen, og som er innkoblet foran ansporingslagerets tilbake-stillingsinngang og tilsluttet stasjonens mottagningsinnretning, blir ansporingslageret 6 på den annen side satt i sin hvilestilling ved mottagning av et kvitteringssignal sendt fra sentralen.

Den viste kvasitilfeldige tidsgiver inneholder en forlengsteller 1 og en baklengsteller 3. Til disse to pulstellere, som er koblet som omløpstellere og utformet som 4-bits binærtellere, er der koblet en sammenligner 2. En av de to pulstellere, nemlig forlengstelleren 1, er direkte, og den annen pulsteller, nemlig baklengstelleren 3, er via den av NAND-leddet 45 dannede portkobling tilsluttet en taktgiver 5. Denne taktgiver 5 består av en Schmitt-trigger 40, en motstand 11 og en kondensator 21. Eventuelt kan der

som takt benyttes en takt som er særegen for systemet.

Til utgangen fra sammenligneren 2 er der koblet en ytterligere portkobling dannet av et NAND-ledd 46. NAND-leddene 4 5 og 4 6 er med en og en av sine innganger tilsluttet utgangen fra et bistabilt kipptrinn 7 som består av NAND-ledd 43 og 44. Dette kipptrinn 7 blir satt av en ikke nærmere vist starttidsgiver som fastslår begynnelsen av inngrepstidsintervallene og hver gang på dette tidspunkt avgir en puls til inngangen 33 til kipptrinnet 7 og setter dette.

En ikke nærmere vist tydningsinnretning på stasjonen tyder informasjoner mottatt fra andre stasjoner og avgir i tilfellet av at en fremmed stasjon sender, en puls til tilbakestillingsinngangen 34 til det bistabile kipptrinn 7 samt sperrer dermed tidsgiveren inntil neste inngrepstidsintervall. NAND-leddene 45 og 46 lar seg derfor koble inn via det bistabile kipptrinn 7 ved hjelp av starttidsgiveren.

Dessuten blir det bistabile kipptrinn 7 stilt tilbake fra tidsgiverens utgang 35 når tidsgiveren avgir en puls, resp. en sendekommando. Til dette formål er tidsgiverens utgang 35 via et negasjonsledd 47 og en kondensator 22 forbundet med en inngang til NAND-leddet 44, nemlig en inngang som danner en tilbakestillings-inngang for det bistabile kipptrinn 7 og er forbundet med uttaket på en spenningsdeler som består av motstander 12 og 13 og pådras med likespenning +.

NAND-leddet 4 5 foran baklengstelleren 3 er med en inngang tilsluttet det bistabile kipptrinn 7.

I hver understasjon som skal gå over til ansporingsdrift, starter ved begynnelsen av det reserverte inngrepstidsintervall den tilfeldige, resp. kvasitilfeldige tidsgiver, som forsinker under-stasjpnens sending et tilfeldig langt tidsrom innen inngrepstids-• intervallet. Den stasjon som sender, resp. griper inn, først, sperrer den, resp. de andre stasjoner inntil sendingen er tilendebragt. Der-etter løper disses tilfeldighetsgeneratorer videre, resp. igjen igang, og gir når flere enn en stasjon venter, igjen forrangen til en av dem. Så snart en stasjon i fjernvirkningsnettet sender et telegram, blir eventuelt aktive tilfeldige tidsgivere i andre stasjoner stoppet. Denne, resp. disse stasjoner venter da til neste inngrepstidsintervall.

Et ansporingslager 6 på hver stasjon blir ved en meldingsendring stilt i arbeidsstilling ved hjelp a<y> en ansporingspuls påtrykt inngangen 31 og blir etter utsendelse av stasjonstelegrammet og mottagning av et kvitteringstelegram fra sentralstasjonen hvormed korrekt mottagning av stasjonstelegrammet bekreftes, igjen satt tilbake i sin hvilestilling ved hjelp av en puls som tilføres inngangen 32 fra en tydningskobling som tyder kvitteringstelegrammet. Dermed er det sikret at der ved en usannsynlig samtidig påkobling

av to underståsjoner ikke skjer noen slettelse av ansporingslagrene, da sentralstasjonen isåfall mottar et forstyrret telegram og ikke kvitterer for det.

Ved neste reserverte tidsintervall griper så en av stasjonene med stor sannsynlighet inn tidligere og sperrer dermed den annen stasjon frem til nestneste reserverte tidsintervall samt overfører sin egen meldingsendring.

Finnes der i nettet stasjoner hvis meldingsendringer ikke behøver å overføres straks, er det ved sperring av disse stasjoners anspor-ingsdel mulig å oppnå at de bare sender på oppfordring, altså etter avspørring. På den annen side er det også mulig å innrette seg slik at bare de viktige meldinger i en stasjon kan koble om denne til ansporingsdrift. Endringer i de øvrige meldinger blir da overført i avspørringsdrift.

Den beskre<y>ne styring av stasjonene ved ansporingsdrift ved hjelp av en tilfeldig tidsgiver i forbindelse med en kombinert av-spørrings-ansporings-drift egner seg særlig for fjernvirkningsnett med mange stasjoner.

Den tilfeldige tidsgiver skal under en bestemt tid, nemlig innenfor det reserverte inngrepstidsintervall, avgi en puls såvidt mulig statistisk fordelt. Den tilfeldige tidsgiver som er vist på tegningen, inndeler derfor inngrepstidsintervallet i åtte like deler. En økning eller minskning av finheten av inndelingen er uten videre mulig ved anvendelse av andre tellere med større eller mindre tellekapasitet. Koblingen lar seg med liten påkostning fordelaktig realisere ved TTL-koblingskretser.

En Schmitt-trigger 40 tilbakekoblet over et RC-ledd 11, 21 arbeider som frittløpende taktgi<y>er. Taktgi<y>erens taktperiode er høyst n-tedelen av inngrepstidsinter<y>allet, hvor n er den halve tellekapasitet a<y> en av tellerne, d<y>s. har verdien 8 <y>ed 4-bits-tellerne som teller til 16. Takten kobler forlengstelleren stadig videre. Den annen teller, baklengstelleren 3, som befinner seg i vil-kårlig stilling, blir tilkoblet takten via NAND-leddet 45 bare når

1. en ansporing venter ved ansporingslageret og

2. et inngrepstidsintervall begynner.

Begge disse kriterier forbereder dessuten NAND-leddet 45 på

å koble.

Av hensyn til den ønskede tilfeldighetsvirkning er hensiktsmessig minst én av to pulstellere ikke tilbakestillbar. I utfør-elseseksempelet gjelder dette begge impulstellerne.

De to motsattløpende tellere 1 og 3 har senest etter åtte taktpulser samme utgangstilstand, hvorpå sammenligneren 2 avgir en puls som via NAND-leddet 46 danner kriteriet "sende".

Dette utløser i underståsjonen utsendelse av et meldetelegram og bringer dessuten via negasjonsleddet 4 7 med den bakre flanke kipptrinnet 7 til utgangsstillingen igjen. Griper en annen stasjon inn tidligere, blir dette kipptrinn, ved hjelp av en puls tilført inngangen 46 fra en tydningsinnretning som tyder mottagningen av signaler, bragt i hvilestillingen for tilfellet av at en fremmed stasjon sender, og den tilfeldige tidsgiver blir dermed sperret inntil neste inngrepstidsintervall.

Ansporingspulsen mellomlagres i kipptrinnet 6 inntil sentralstasjonen kvitterer.

Da porten foran baklengstelleren 3 er et NAND-ledd, blir en av de to tellere koblet tidsforskjøvet i forhold til den annen teller ved hjelp av den negerte takt.

Kobler forlengstelleren f.eks. fra 4 til 5 og baklengstelleren fra 5 til 4, avgir sammenligneren likeledes en puls, da tellerne kobles med forskjellige taktflanker.

Claims (7)

1. Fjernvirkningsanlegg med en sentralstasjon og et større antall stasjoner som sammen med sentralstasjonen er tilsluttet en og samme signaloverføringsvei, og hvor stasjonene kan påkalles syklisk i påkallingsdrift "og inneholder hver sin ansporingskobling som reagerer på meldingsendringer og da hver gang avgir et ansporingskriterium som tvinger vedkommende stasjon til å gi en av et styresignal utløsbar melding utenfor påkalls-syklusens overføringstider, og hvor der i påkallssyklusen er reservert tidsrom innen hvilke en av stasjonene kan avgi meldinger styrt av et ansporingskriterium, samt hvor stasjonene inneholder hver sin tidsgiver som kan startes ved reaksjon av ansporingskoblingen og aktivering av en starttidsgiver som signaliserer begynnelsen av de reserverte tidsrom og kan sperres av en mottagningsinnretning når der mottas meldinger fra en annen stasjon og tidsgiveren avgir et styresignal innen et på forhånd gitt tidsrom som følger på starttidspunktet og høyst er lik det reserverte tidsrom, karakterisert ved at tidsgiveren er utformet som kvasi-tilfeldighets-tidsgiver (1, 2, 3, 4, 6) som på et praktisk talt tilfeldig tidspunkt innen det fastlagte tidsrom avgir styresignaler for utløsning av avgivelsen av meldingen.

2. Fjernvirkningsanlegg som angitt i krav 1,karakterisert ved at hver ansporingskobling er forsynt med et lager (6) for ansporingskriteriet og dette lager blir satt tilbake i sin hvilestilling ved hjelp av en tydningskobling etterkoblet stasjonens mottagningsinnretning, særlig ved mottagning av et kvitteringssignal.

3. Fjernvirkningsanlegg som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at bare meldingsendringer av på forhånd gitt hastverksgrad blir tilført ansporingskoblingen for dannelse av ansporingskriteriet .

4. Fjernvirkningsanlegg som angitt i krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at tidsgiveren inndeler de på forhånd gitte tidsrom i et tidsraster og blant de av tidsrasteret bestemte tidspunkter i likhet med en tilfeldighetsgenerator velger ut et tidspunkt for stasjonens inngrep.

5. Fjernvirkningsanlegg som angitt i krav 2, karakterisert vedat tidsgiveren inneholder en pulsteller utformet som forlengs teller (1)_, en pulsteller utformet som baklengsteller (3) og en sammenligner (2)_ som er tilsluttet de to pulstellere (1, 3)., at en av de to pulstellere (11 direkte og den annen pulsteller ( 3i over en portkobling (45) er tilsluttet en taktgiver (11, 21, 4Q)_, at der er tilsluttet sammenlignerens (2). utgang en ytterligere portkobling (46), at portkoblingene (45, 46). kan kobles inn ved hjelp av starttidsgiveren og sperres ved hjelp a<y> utgangssignalet, og at pulstellerne (1, 3). kan viderekobles med forskjellige taktflanker av styretakten.

6. Fjernvirkningsanlegg som angitt i et av kravene 1-5, karakterisert ved at den portkobling (45) som er innkoblet foran den ene av de to pulstellere (3), kan styres ved hjelp av et bistabilt kipptrinn (7) som kan settes ved hjelp av starttidsgiveren og kan stilles tilbake fra tidsgiverens utgang (35).

7. Fjernvirkningsanlegg som angitt i krav 2, 5 og 6,karakterisert ved at den portkobling (45) som er innkoblet foran en av de to pulstellere (1, 3), er et NAND-ledd som foruten ved hjelp av taktgeneratoren (5) kan styres ved hjelp av lageret (6) for ansporingskriteriet og det bistabile kipptrinn (7).