NO161149B - Dataoverfoeringsanordning. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en dataoverføringsanordning som omfatter flere overvåkningsenheter som er parallelt koblet til en sentralenhet og som i løpet av en arbeidssyklus settes i virksomhet den ene etter den annen ved hjelp

av utsendte klokkepulser fra sentralenheten over en felles klokkepulsledning, idet klokkepulsene telles i en adresseteller anordnet i hver overvåkningsenhet, og som når den oppnår en forut innstilt telleverdi, sørger for at avfølte informasjon overføres til sentralenheten over en dataoverføringsledning, og hver overvåkningsenhet omfatter en sekvenskrets, som på sin inngangsside er tilsluttet den felles klokkepulsledning og på utgangssiden er forbundet

med den felles dataoverføringsledning over en funksjonsavkoder, således at når nevnte forut innstilte telleverdi i adressetelleren oppnås, vil vedkommende overvåkningsenhet

bli bragt til hovedsakelig synkront med nevnte klokkepulser

å avgi et pulstog som tilsvarer de avfølte informasjonsbit.

En sådan anordning er kjent fra GB 1.384.636 og kan anvendes for sentral overvåkning av flere forskjellige enheter, givere eller delsystemer, som over en lednings-forbindelse er koblet i serie til en felles datamaskin, eventuelt i form av et stjerneformet nettverk, hvor hver gren omfatter flere seriekoblende enheter som skal overvåkes. Overvåkningen innebærer avføling og eventuelt også styring av en eller flere tilstands-størrelser for vedkommende enhet.

Den kjente anordning fra det ovenfor nevnte patentskrift er basert på det forhold at hver overvåkningsenhet er direkte koblet til den foregående enhet hvilket innebærer at overvåkningsenhetene er kaskadekoblet i en koblingssekvens, slik som en ringkobling. Ved denne tidligere kjente anordning vil således de forskjellige enheter i forut bestemt rekkefølge overføre sin informasjon til sentralen heten etter trigging fra den nærmest foregående over våkningsenhet. Dette innebærer én lite fleksibel ar-beidsfunksjon og kan medføre synkroniseringsvanskeligheter.

På denne bakgrunn av kjent teknikk er da formålet med foreliggende oppfinnelse å frembringe en forenklet og billigere kretsløsning i hver overvåkningsenhet, idet vedkommende kretsløsning dessuten muliggjør raskere svarreaksjon for vedkommende enhet, samtidig som synkroni-seringsproblemene elimineres og klokkepulsfrekvensen samt pulsforholdet (forholdet mellom varigheten av vedkommende puls og tidsmellomrommet mellom to påfølgende pulser) tillates å variere, f. eks for tilpasning til forskjellige overføringsbetingelser eller forstyrrelser.

Dette formål oppnås ved en anordning av den innledningsvis angitte art og som henhold til oppfinnelsen er utført slik at sekvenskretsen omfatter såvel en biteller innkoblet

mellom den felles klokkepulsledning og adressetelleren, som nevnte funksjonavkoder, som er tilkoblet både nevnte binærteller og en adresseavkoder, idet adressetelleren er innrettet for å trinnforskyves hver gang binærtelleren innleder en ny tellesyklus samt anordnet for å aktivere funksjonsavkoderen når adresseavkoderen avføler en forut bestemt adressetelleverdi i adressetelleren, mens funksjonsavkoderen er innrettet for etter aktivering å synkront viderebefordre pulsene fra binærtelleren til den felles dataoverføringsledning i avhengighet av de avfølte informasjonsbit.

Funksjonsavkoderen trinnvisforskyves cyklisk av den binære teller, men 'aktiveres på sine utganger bare når adresseavkoderen avføler den forut innstilte telleverdi i adressetelleren. Binærtelleren kan ha et hvilket som helst onsket antall bit og er med fordel koblet inn mellom klokkepulsforbindelsen og adressetelleren, således at det automatisk sikres at adressetelleren forandrer telleinnhold synkront med funksjonsavkoderens cykliske omkobling. Noen synkroni-seringsproblem behøver således ikke å oppstå.

Synkroniseringen av de forskjellige avfølingsenhetene

i forhold til hverandre skjer hensiktsmessig ved at hver enhet har en O-innstillingsenhet innkoblet for av-føling av klokkepulsene og O-stilling av vedkommende adresseteller ved påtrykning av en ekstremt lang puls.

For også å muliggjøre utsendelse av styresignaler fra datamaskinen til de forskjellige overvåkede enheter er sekvenskretsens utganger hensiktsmessig koblet til en styrekrets, som kan påvirkes ved modulering av klokkepulsene for å danne styresignaler til vedkommende overvåkningsenhet eller et delsystem tilsluttet denne. På denne måte vil således også styrefunksjonen være hovedsakelig synkron med de mottatte klokkepulser.

Styrekretsen har fortrinnsvis to innganger, nemlig en første inngang med forbindelser til sekvenskretsens utganger og en annen inngang som over en pulsdemodulator, f.eks, en pulsnivåavføler, er koblet til overvåknings-enhetens klokkepulsforbindelse på sådan måte at styrekretsen aktiveres bare når modulerte klokkepulser, særlig med et forut bestemt potensialnivå, avføles.

Styrekretsen kan omfatte et antall bistabile multivibratorer, hvis innganger dels er tilsluttet hver sin av sekvenskretsens utganger og dels pulsdemodulatoren. Multivibratorenes utganger er hensiktsmessig koblet til hvert sitt styreorgan, f.eks. over et relé.

Oppfinnelsen vil nå bli nærmere forklart under henvisning til de vedføyde tegninger, som skjematisk anskueliggjør et utførelseseksempel. Fig. 1 viser skjematisk en datamaskin og to overvåkningsenheter som er ledningstilsluttet til datamaskinen,

Fig. 2 viser et blokkskjema for en overvåkningsenhet,

og

Fig. 3 viser eksempel på signalforløp på en overvåkningsenhets innganger og utganger.

I fig. 1 er det således meget forenklet vist en sentral datamaskin CC, som over 4 dedningstråder er forbundet med to overvåkningsenheter Ul og U2. Ved praktiske anvendelser kan antallet overvåkningsenheter -vgere meget stort, og ledningsnettet kan ha forskjellig utforming, f.eks. med flere ledningsgrener som går ut i stjerneform fra datamaskinen, som kan utgjøres av en mikroprosessor eller en større datamaskin.

Av de 4 nevnte ledningstråder tjener to til spennings-tilførsel til de forskjellige enheter, nemlig +24V og jord, mens to tråder tjener til signaloverføring. Den ene signalledning "clock" er beregnet for overføring av klokkepulser fra datamaskinen til de forskjellige overvåkningsenheter, mens den annen signalledning "data" er beregnet for tilbakeføring av datasignaler som representerer avfølt informasjon fra vedkommende overvåkningsenhet til datamaskinen. I prinsipp er det tenkbart at spenningsfor-syningen til de forskjellige enheter finner sted lokalt, f.eks. ved batteridrift, samt at klokkepulser og datasignaler overlagres på samme ledning. De to overvåkningsenheter Ul og U2 har foruten de fire ledningsforbindeIser med datamaskinen 4 innganger A, B, C, D for avføling av 4 binære tilstandsstørrelser eller en eller flere binær-kodede størrelser, idet hver bit er representert med + eller - i fig. 1, samt fire utganger E, F, G, H for å avgi 4 binære styresignaler, som likeledes er representert ved + og - .

Fig. 2 viser i prinsipp oppbygningen av en overvåkningsenhet utført i samsvar med oppfinnelsen, idet bare de vesentligste signalbaner er opptegnet. Til venstre i figuren er de to signal-forbindelser "clock" og "data" angitt. Klokkepulsforbindelsen "clock" er forsynt med en pulsformer 1, som er innrettet for å eliminere mindre forstyrrelser som kan være overlagret på de klokkepulser som utsendes fra datamaskinen. Pulsformeren 1 er på sin utgangsside dels koblet til en O-innstillingskrets 2 og dels til en binærteller 3 samt en etterkoblet adresseteller 4. Binærtelleren 3 omfatter to celler Q, og Q 2 og teller således cyklisk til 4. Hver fjerde klokkepuls videre-befordres således til adressetelleren 4. Binærtelleren 3 er videre over to ledningsbaner, nemlig en for hver celle, Q-i og koblet til en funksjonsavkoder 5, og disse to komponenter 3 og 5 danner ti Isammen en sekvenskrets 6 med 4 utganger.

Hver overvåkningsenhet Ul, U2, etc. har en adressekoder 7

for forinnstilling av en spesiell adressekode for vedkommende enhet. De forskjellige celler Q^, Q4, '^10 adressetelleren 4 samt adressekoderen 7 er hver og en tilsluttet til en adresseavkoder 8 med et antall ledninger som tilsvarer antallet regneceller, i dette tilfellet 8 stykker. Adresseavkoderen 8 er innrettet for å sammenligne telleverdien i adressetelleren 4 med den forut innstilte verdi

i adressekoderen 7, samt ved samsvar å avgi et aktiverings-signal til funksjonsavkoderen 5 i sekvenskretsen 6.

Ved dette aktiveres de 4 celler A', B', C' , D' i funksjonsavkoderen 5 den ene etter den annen i takt med klokkepulsene over binærtelleren 3, således at pulser avgis i rekkefølge over utgangene fra de respektive celler A', B', c', D'. Dette finner således sted hovedsakelig synkront med de 4 klokkepulser som tilsvarer vedkommende overvåkningsenhets adresse. Disse pulser avgis i rekkefølge til enhetens dataforbindelse "data" over hver sin bryter A , B , C, D. Disse brytere antas å være innstilt i åpen eller lukket stilling i avhengighet av hver sin avfølte tilstandsstørrelse. Således vil bare de pulser som når frem til en lukket bryter bli tilbake-ført til datamaskinen over dataforbindelsen "data".

Signaltidsforløpet er anskueliggjort i fig. 3, hvor de

to øverste kurver henholdsvis representerer de klokkepulser som er utsendt fra datamaskinen og de tilbakeførte datasignaler. En første, meget lang puls,(f.eks. tilsvarende 10 eller 20 klokkepulser) sikrer at samtlige overvåknings-enheters tellere 3, 4 nullstilles ved hjelp av vedkommende tellers O-innstillingskrets 2. Derpå følger et stort antall jevnt tidsfordelte klokkepulser. Adressekoderne 7

i de forskjellige overvåkningsenheter antas å være innstilt på forhånd til hver sin spesielle verdi, således at bare en enhet kan aktiveres av ganger. I dette tilfellet antas enheten Ul å ha adressen "1" og enheten U2

adressen "2". I samsvar med fig. 1 antas videre at strøm-bryterne A, B og C er lukket i enheten Ul, mens bare strøm-bryterne A og B er lukket i enheten U2. Direkte etter 0-innstillingssignalene vil altså overvåkningsenheten Ul avgi 3 positive pulser til dataforbindelsen, tilsvarende de avfølte informasjonsbit på bryterne A, B og C, hoved-

sakelig samtidig som klokkepulsene mottas på klokkepulsforbindelsen. På tilsvarende måte avgis to positive pulser fra overvåkningsenheten U2 til datamaskinen, samtidig med de tilhørende klokkepulser.

Som nevnt ovenfor, kan overvåkningsenhetene Ul, U2, etc, også styres fra datamaskinen CC. For dette formål er sekvenskretsens utganger fra funksjonsavkoderens celler A\ b', c", d' tilkoblet en styrekrets 6, som også er koblet til klokkepulsforbindelsen "clock" over en klokke-pulsdemodulator 10. Den sistnevnte utgjøres i det viste utførelseseksempel av en pulsnivåavføler og gir positivt utgangssignal bare når klokkepulser med et forut bestemt potensialnivå avføles. Datamaskinen CC kan f.eks. sende ut klokkepulser innenfor to forskjellige potensial-områder, enten mellom +12V og +24V eller mellom 0V og +24V, slik som anskueliggjort i fig. 3. I det viste tilfelle reagerer puls-demodulatoren bare på de særlig dype klokkepulser.

Styrekretsen 9 består av 4 bistabile multivibratorer FFl, FF2, FF3 og FF4, som hver har sin ene inngang tilsluttet en tilsvarende utgang fra funksjonsavkoderen 5, og den annen inngang tilkoblet pulsdemodulatoren. Multivibratorenes utganger E, F, G eller H kan tilkobles til ønskede styreorganer for tilsvarende overvåkningsenhet, f.eks. over hvert sitt relé. De fire nederste tidsdiagrammer i fig. 3 anskueliggjør potensialforløpet på utgangene E, F, G, H for styrekretsen 9 henholdsvis i enheten Ul og enheten U2. Det fremgår av disse diagrammer at også styresignalene avgis hovedsakelig synkront med de klokkepulser som tilsvarer vedkommende overvækningsenhets adresse.

Dataoverføringsanordningen kan modifiseres på flere måter innenfor rammen av det oppfinnelsesbegrep som er definert i patentkrav 1. Således kan antallet celler i tellerne 3 og 4 varieres etter ønske (samt på tilsvarende måte antallet avfølte informasjonsbit A, B, C, D i tilsvarende overvåkningsenhet). Videre kan klokkepulsene moduleres med hensyn på pulsbredde i stedet for puls-høyde, og som nevnt ovenfor, kan klokke- og data-pulsene overlagres på en og samme ledning, og adskilles f.eks. ved vesentlig forskjellig pulsbredde og/eller pulshøyde.

Det vil innses at foreliggende oppfinnelse med fordel kan finne anvendelse på flere forskjellige områder,

f.eks. for overvåkning av industrielle prosesser, til-standsstørrelser i forskjellige kjøretøyer og maskiner samt for driftsovervåkning av sterkstrøms- eller telekabler. Når det gjelder telekabler kan med fordel en eller to ledningspar i kabelen utnyttes for signal-overføring og eventuelt også spenningsforsyning.

Claims (8)

1. Dataoverføringsanordning som omfatter flere overvåkningsenheter (U.|, U^) som er parallelt koblet til en sentralenhet (CC) og som i løpet av en arbeidssyklus settes i virksomhet den ene etter den annen ved hjelp av utsendte klokkepulser fra sentralenheten over en felles klokkepulsledning ("clock"), idet klokkepulsene telles i en adresseteller (4) anordnet i hver overvåkningsenhet, og som når den oppnår en forut innstilt telleverdi (7), sørger for at avfølte informasjon overføres til sentralenheten over en dataoverføringsledning ("data"), og hver overvåkningsenhet (U.j, Up) omfatter en sekvenskrets (6), som på sin inngangsside er tilsluttet den felles klokkepulsledning og på utgangssiden er forbundet med den felles dataoverføringsledning over en funksjonsavkoder (5), således at når nevnte forut innstilte telleverdi i adressetelleren (4) oppnås, vil vedkommende overvåkningsenhet bli. bragt til hovedsakelig synkront med nevnte klokkepulser å avgi et pulstog som tilsvarer de avfølte informasjonsbit, karakterisert ved at sekvenskretsen (6) omfatter såvel en binærteller (3) innkoblet mellom den felles klokkepulsledning og adressetelleren (4), som nevnte f unk-sjonsavkoder (5), som er tilkoblet både nevnte binærteller (3) og en adresseavkoder (8), idet adressetelleren (4) er innrettet for å trinnforskyves hver gang binærtelleren (3) innleder en ny tellesyklus samt anordnet for å aktivere funksjonsavkoderen (5) når adresseavkoderen (8) avføler en forut bestemt adressetelleverdi i adressetelleren (4), mens funksjonsavkoderen (5) er innrettet for etter aktivering å synkront viderebefordre pulsene fra binærtelleren (3) til den felles dataoverføringsledning i avhengighet av de avfølte informasjonsbit.

2. Dataoverføringsanordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at funksjonsavkoderen (5) er tilsluttet den felles dataoverføringsledning over flere strømbrytere (A, B, C, D), hvis antall tilsvarer det foreliggende antall informasjonsbit.

3. Dataoverføringsanordning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at en nullinnstillings-krets (2) er anordnet for avføling av klokkepulsene samt nullstilling av nevnte adre,sseteller (4) når den påtrykkes en ekstremt lang puls.

4. Dataoverføringsanordning som angitt i krav 1-3, karakterisert ved at sekvenskretsens utganger (A', B', C, D') er koblet til en styrekrets (9) innrettet for å frembringe styresignaler til vedkommende overvåkningsenhet eller et delsystem tilsluttet denne.

5- Dataoverføringsanordning som angitt i krav 4, karakterisert ved at styrekretsen (9) er innrettet for å påvirkes ved modulering av klokkepulsene til å avgi nevnte styresignaler til vedkommende overvåkningsenhet.

6. Dataoverføringsanordning som angitt i krav 5, karakterisert ved at styrekretsen (9) har to innganger, nemlig en første inngang med tilslutning til sekvenskretsens utganger (A<1>, B', C', D') samt en annen inngang som over en pulsmodulator (10) er koblet til overvåk-ningsenhetens klokkepulsforbindelse på en sådan måte at styrekretsen (9) bare aktiveres når modulerte klokkepulser avføles.

7. Dataoverføringsanordning som angitt i krav 6, karakterisert ved at nevnte pulsmodulator (10) utgjøres av en pulsnivåavføler som er innrettet for å aktivere styrekretsen (9) ved avføling av klokkepulser med forut bestemt potensialnivå.

8. Dataoverføringsanordning som angitt i krav 6 eller 7, karakterisert ved at styrekretsen omfatter bistabile multivibratorer (FF1, FF2, FF3, FF4) hvis innganger dels er tilsluttet hver sin av sekvenskretsens utganger (A', B<*>, C, D') og dels er tilsluttet nevnte pulsmodulator (10).

9- Dataoverføringsanordning som angitt i krav 8, karakterisert ved at multivibratorenes utganger (E, F, G, H) er tilsluttet hvert sitt styreorgan, f.eks. over et relé.