PL100741B1 - Sposob i uklad zdalnego sterowania,sygnalizacji i pomiarow - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób zdalnego sterowania, sygnalizacji i pomiarów oraz uklad zdalnego sterowania, sygnalizacji i pomiarów przeznaczony zwlaszcza do automatyzacji transportu tasmociagowego oraz pracy koparek w kopalniach odkrywkowych wykorzystujacy do przesylania informacji lacznosc radiowa.

Znane dotychczas systemy zdalnego sterowania wymagaly stosowania wielozylowych kabli sterowniczych laczacych obiekty, jako, ze do przekazania jednego sygnalu sterujacego niezbedne bylo uzycie jednej pary przewodów, lub przy stosowaniu urzadzen telesterowania, telesygnalizacji i telepomiarów wymagaly polaczenia co najmniej dwuparowym kablem telekomunikacyjnym. Znane rozwiazanie z patentu polskiego nr 60891 rozwiazuje zagadnienie zdalnego sterowania i sygnalizacji w nastepujacy sposób. Informacje przesylane sa torem przewodowym z wykorzystaniem dwóch dwuprzewodowych linii telefonicznych. Jako sposób modulacji stoso¬ wane jest kluczowanie fali nosnej o czestotliwosci 1600 Hz, przy czym obecnosc sygnalu wtórze odpowiada logicznej 1, a zanik — logicznemu 0.

Na uklad zdalnego sterowania i sygnalizacji skladaja sie urzadzenia ukladu dyspozytorskiego oraz urzadzenia ukladów nadawczo-odbiorczych instalowanych na kontrolowanych i sterowanych obiektach. Uklad dyspozytorski sklada sie z ukladu synchronizacji, odbiornika slowa sygnalowego i nadajnika slowa rozkazowe¬ go. Kazdy z tych podzespolów polaczony jest odrebnym torem z odpowiednimi podzespolami ukladów nadawczo-odbiorczych na obiektach. I tak, blok synchronizacji ukladu dyspozytorskiego, zbudowany na bazie licznika dwójkowego i ukladów deszyfrujacych ma polaczenie jednym torem linii przesylowej z blokami synchronizacji wszystkich ukladów nadawczo-odbiorczych na obiektach; uklad odbiorniku slowa sygnalowego dyspozytorni ma polaczenie drugim torem linii przesylowej z nadajnikami tego slowa, znajdujacymi sie na obiektach, a nadajnik slowa rozkazowego jest polaczony trzecim torem linii przesylowej z wszystkimi ukladami odbiorników tego slowa zainstalowanymi na obiektach. Uklad taki pozwala na przesylanie praktycznie do kilku tysiecy informacji binarnych przy stosowaniu czteroprzewodowej linii przesylowej.

Przy istnieniu wiekszej ilosci obiektów, szczególnie obiektów ruchomych, rozmieszczonych w duzej odleglosci od siebie ze wzgledu na trudnosci zwiazane z budowa oraz konserwacja linii przewodowych uklady takie z punktu widzenia technicznego nie spelniaja swoich zadan.2 100 741 Celem wynalazku jest opracowanie sposobu i ukladu zdalnego sterowania, sygnalizacji i pomiarów, który pozwoli na przekazywanie dowolnej ilosci informacji bez potrzeby stosowania kabli telekomunikacyjnych lub sterowniczych przeznaczonego zwlaszcza dla terenowych, odkrytych zakladów przemyslowych o wysokim stopniu mechanizacji. Zadanie to zostalo rozwiazane przez opracowanie systemu radiowego zdalnego sterowania, sygnalizacji i pomiarów dzialajacego w systemie czasowo-impulsowym z czestotliwosciowym rozdzialem kana¬ lów, opartego na bezstykowych, typowych elementach logicznych, oraz typowych radiotelefonach pracujacych w systemie dupleks lub duosimpleks.

Sposób zdalnego sterowania, sygnalizacji i pomiarów wedlug wynalazku wykorzystujacy nadawczo-odbior¬ czy zespól centralny i nadawczo-odbiorcze zespoly lokalne charakteryzuje sie tym, ze lacznosc odbywa sie na dwóch czestotliwosciach radiowych wtórach przesylowych utworzonych przez podzial czestotliwosciowy pasma przesylowego radiotelefonów. Nadajnik i odbiornik radiotelefonu zespolu centralnego pracuje w sposób ciagly "Wysylajac jednym torem impulsy synchronizacyjne do wszystkich zespolów lokalnych, a pozostalymi torami adresowane do poszczególnych zespolów lokalnych informacje i odbierajac od poszczególnych zespolów lokalnych informacje. Nadajniki poszczególnych zespolów lokalnych sterowane ciagiem impulsów synchroniza¬ cyjnych pracuja w sposób cykliczny przesylajac kolejno do zespolu centralnego zakodowane cyfrowo informac¬ je. Pasmo przesylowe radiotelefonów dzieli sie na 6 kanalów czestotliwosciowych o szerokosci odpowiadajacej przesylowi informacji przy zastosowaniu jako modulacji — przesuwu czestotliwosci.

Na uklad wedlug wynalazku skladaja sie urzadzenia czesci centralnej zwanej dalej zespolem centralnym, oraz urzadzenia instalowane na kontrolowanych i sterowanych obiektach, zwane dalej zespolami lokalnymi.

Lacznosc pomiedzy zespolami lokalnymi a zespolem centralnym jest prowadzona droga radiowa przy wykorzys¬ taniu dwóch czestotliwosci nosnych.

W sklad urzadzen zespolu lokalnego wchodzi uklad synchronizacji zlozony z dwóch McznikówCbinarnych z deszyfratorami zliczajacych impulsy synchronizacyjne oraz adresowe wydzielane w ukladach wydzielajacych te impulsy. Uklad synchronizacji steruje praca szyfratorów wzadajniku slowa sygnalowego i pomiarowego, oraz deszyfratorów w odbiorniku rozkazów zawierajacym takze rejestr i uklady wykonawcze.

Uklad szyfratorów przetwarza informacja doprowadzone z zespolu inicjujacego oraz analogowo-cyfrowego przetwornika pomiarowego wciagi impulsów modulujacych czestotliwosciowo w modulatorze przebiegi nosne w odpowiednie!< kanalach czestotliwosciowych, które poprzez zespól filtrów zostaja doprowadzone do wejscia modulacyjnego radiotelefonu lub ukladu liniowego skad droga radiowa lub przewodowa zostaja przesylane do zespolu centralnego. Odebrane z zespolu centralnego sygnaly przez zespól filtrów zostaja podane na demodula¬ tor odtwarzajacy ciagi impulsów synchronizacyjnych i rozkazowych.

Uklad sterujacy polaczony z ukladem synchronizacji steruje praca radiotelefonu lub ukladu liniowego zapewniajac nadawanie informacji w odpowiednich przedzialach czasowych.

W sklad zespolu centralnego wchodzi uklad synchronizacji zlozony z generatora i dwóch liczników binarnych z deszyfratorami, z których jeden steruje praca nadajnika slowa rozkazowego, a drugi odbiornika slowa sygnalowego i pomiarowego.

Nadawczy uklad synchronizacji steruje praca szyfratora rozkazów i ukladu formujacego ciag impulsów synchronizacyjnych. Utworzone ciagi impulsów synchronizacyjnych i rozkazowych moduluja czestotliwosciowo w modulatorze w odpowiednich kanalach czestotliwosciowych przebiegi nosne, które poprzez zespól filtrów zostaja doprowadzone do wejscia modulacyjnego radiotelefonu lub ukladu liniowego, skad droga radiowa lub przewodowa zostaja przeslane do zespolów lokalnych. Odebrane z zespolów lokalnych sygnaly przez zespól filtrów zostaja podane na demodulator odtwarzajacy ciagi impulsów sygnalowych i pomiarowych, skad impulsy zostaja podane na uklad odbiorczy zlozony z rejestru, ukladu identyfikacji poprawnej transmisji, rejestru glównego oraz ukladów wykonawczych. Prawidlowe zdeszyfrowanie otrzymanych informacji zapewnia uklad odbiorczy synchronizacji zlozony z licznika binarnego z deszyfratorem, przy czym licznik jest sterowany ze wspólnego generatora z uwzglednieniem opóznien wnoszonych przez filtry kanalowe oraz tor przesylowy.

Majac mozliwosc wykorzystania pozostalych kanalów, dodatkowych czestotliwosci radiowych oraz mozliwosc wydluzenia cyklu pracy urzadzenia mozna rozbudowac bez wprowadzenia zmiany w czesci istniejacej przystosowujac je do zbierania i przekazywania dowolnej ilosci informacji.

Elementy bezstykowe, na których zbudowany jest uklad pozwalaja na zastosowanie go w trudnych warunkach eksploatacyjnych, takich na przyklad jak duza wilgotnosc, zapylenie, agresywna atmosfera lub grozba wybuchu.

Przedmiot wynalazku jest pokazany w przykladzie wykonania na rysunkach, z których fig. 1 przedstawia schemat blokowy zespolu lokalnego, a fig. 2 — schemat blokowy zespolu centralnego.

Zespól lokalny sklada sie z czesci nadawczo-odbiorczej, ukladu synchronizacji, ukladu odbiorczego slowa rozkazowego i ukladu nadawczego slowa sygnalowego i pomiarowego. Uklad synchronizacji tworza dwa liczniki100 741 3 binarne z deszyfratorami 1 i 2, z których jeden licznik binarny wraz z deszyfratorem 1 okresla pozycje kazdego bitu odbieranej i wysylanej informacji w przedziale czasu przyporzadkowanemu danemu zespolowi lokalnemu, drugi licznik binarny wraz z deszyfratorem 2 sterowany specjalnymi impulsami wyrózniajacymi sie wciagu impulsów dlugoscia wydzielanymi w ukladzie wydzielania impulsów adresowych 3 okresla, który zespól lokalny w danym przedziale czasu ma odbierac i wysylac informacje.

Wszystkie zespoly lokalne odbieraja sygnal synchronizacyjny w sposób ciagly a liczniki binarne 1 i 2 ukladu synchronizacji wszystkich zespolów lokalnych sa zerowane jednoczesnie specjalnym impulsem synchroni¬ zujacym, wyrózniajacym sie dlugoscia w ciagu impulsów synchronizacyjnych, wydzielanym z tego ciagu w ukladzie wydzielania impulsu synchron4. ^ Uklad nadawczy slowa sygnalowego zawiera zespól inicjujacy 5 polaczony zespolem szyfrujacym J6, który wykorzystujac zdeszyfrowane impulsy licznika binarnego 1 przetwarza równolegle doprowadzone infor¬ macje z zespolu inicjujacego 5 oraz z przetwornika analogowo-cyfrowego 7 wciagi impulsów, które nastepnie w zespole modulatorów 8 moduluja czestotliwosciowo przebiegi nosne w odpowiednich kanalach czestotliwos¬ ciowych. Z wyjscia zespolu modulatorów 8 poprzez zespól filtrów kanalowych 9 zmodulowane czestotliwoscio¬ wo przebiegi przekazane sa na wejscie radiotelefonu 10 lub ukladu liniowego 11, który przesyla sygnaly do zespolu centralnego. Uklad liniowy 11 pozwala na przeslanie informacji takze droga przewodowa z wykorzysta¬ niem linii 4-przewodowej.

Uklad odbiorczy slowa rozkazowego zawiera polaczony z licznikiem binarnym 1 deszyfrator 12, na który podawane sa impulsy slowa rozkazowego,skad po zidentyfikowaniu podawane sa do rejestru 13 i zespolu wykonawczego 14. Na drugie wejscie deszyfratora 12 podawane sa sygnaly slowa rozkazowego z zespolu demodulatorów 15.

Identyfikacja impulsów slowa rozkazowego polega na okresleniu ich polozenia w cyklu pracy przez porównanie polozenia impulsów wyjsciowych demodulatora 15 z polozeniem okreslonych impulsów podawa¬ nych na deszyfrator 12 z licznika binarnego }. Przesylanie impulsów slowa rozkazowego i synchronizacyjnego przeprowadza sie z wykorzystaniem dwu osobnych kanalów czestotliwosciowych, które po odebraniu sygnalu radiotelefon 10 lub uklad liniowy 11 wydziela sie z ogólnego pasma czestotliwosci przez zespól filtrów kanalowych 9, skad sygnaly podawane sa na zespól demodulatorów 15 wydzielajacy dwa ciagi impulsów binarnych: ciag impulsów synchronizacyjnych podawany na wejscia licznika binarnego 1, ukladu 3 wydzielania impulsów adresowych i ukladu 4 wydzielania impulsów synchronizacyjnych oraz ciag impulsów zawierajacych zakodowane rozkazy podawany na wejscie deszyfratora 12.

Zespól sterujacy 16 polaczony z licznikami binarnymi 1 i 2 steruje nadawaniem informacji wylaczajac nadajnik radiotelefonu 10 lub wzmacniacz wyjsciowy ukladu liniowego 11 na odpowiedni okres czasu, kiedy wysylanie informacji odbywa sie z innych zespolów lokalnych.

Jeden zespól centralny wspólpracuje przy pomocy dwu torów lacznosci radiowej lub przewodowej z dziesiecioma zespolami lokalnymi. Z zespolu centralnego do zespolów lokalnych jest wysylany ciag impulsów synchronizacyjnych, oraz ciag impulsów rozkazowych, których wysylanie moze byc kierowane do dowolnego zespolu lokalnego. Do synchronizacji pracy ukladu sluzy generator 17, który steruje licznik binarny 18. Na wyjsciu licznika binarnego wlaczony jest uklad formujacy ciag impulsów synchronizacyjnych 19, oraz zespól deszyfratora 20 okreslajacy pozycje w czasie poszczególnych informacji. Ciag impulsów synchronizacyjnych zawiera dziesiec impulsów adresowych, pomiedzy którymi zawarta jest przestrzen czasowa dla wyslania odpowiednich bitów informacyjnych.

Szyfrator rozkazów 21 zaopatrzony w klawiatury wyboru zespolu lokalnego, oraz zadawania rozkazów wytwarza ciag impulsów rozkazowych, który jest podawany na zespól modulatorów 22, w którym ciag impulsów synchronizacyjnych i rozkazowych moduluje odpowiednie czestotliwosci kanalowe. Zmdulowane czestotliwos¬ ciowo przebiegi poprzez zespól filtrów 23 podawane sa na wejscie radiotelefonu 24 lub ukladu liniowego 25, skad sa przekazywane do zespolów lokalnych.

Sygnaly odebrane z zespolów lokalnych sa podawane na zespól filtrów 23, gdzie zostaja rozdzielone i skierowane na zespól demodulatorów 26, skad ciagi impulsów sa wprowadzane na rejestr 27 i identyfikator poprawnej transmisji 28, który wydaje zezwolenie na przepisanie informacji z rejestru 27 do rejestru glównego 29. Stan rejestru glównego 29 jest przekazywany do ukladów wykonawczych 30 umozliwiajacych wyswietlanie i przekazanie do maszyny cyfrowej otrzymanych w pelnym cyklu transmisji informacji.

Synchroniczna prace odbiornika zespolu centralnego zapewnia licznik binarny 31 z deszyfratorem 32 polaczonym z identyfikatorem poprawnej transmisji 28 i rejestrem glównym. Licznik binarny 31 z deszyfrato¬ rem 32 okreslaja pozycje otrzymywanych bitów informacyjnych. Licznik binarny 31 pracuje synchronicznie z licznikiem 18 i jest sterowany z generatora 17. Opóznienia wprowadzane przez filtry kanalowe i tor transmisyj¬ ny uwzglednia sie przez dodatkowe sterowanie licznika binarnego 31 z deszyfratora 20.4 100 741

Claims (3)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób zdalnego sterowania, sygnalizacji i pomiarów w obiektach przemyslowych przy wykorzystaniu nadawczo-odbiorczego zespolu centralnego i nadawczo-odbiorczych zespolów lokalnych, znamienny tym, ze lacznosc odbywa sie na dwóch czestotliwosciach radiowych wtórach przesylowych utworzonych przez podzial czestotliwosciowy pasma przesylowego radiotelefonów, przy czym nadajnik i odbiornik radiotele¬ fonu zespolu centralnego pracuje w sposób ciagly wysylajac jednym torem impulsy synchronizacyjne do wszystkich zespolów lokalnych, a pozostalymi torami adresowane do poszczególnych zespolów lokalnych informacje i odbierajac od poszczególnych zespolów lokalnych informacje, a nadajniki poszczególnych zespolów lokalnych sterowane ciagiem impulsów synchronizacyjnych pracuja w sposób cykliczny przesylajac kolejno do zespolu centralnego zakodowane cyfrowo informacje.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze pasmo przesylowe radiotelefonów dzieli sie na 6 kanalów czestotliwosciowych o szerokosci odpowiadajacej przesylowi informacji przy zastosowaniu jako modulacji — przesuwu czestotliwosci, przy czym dwa kanaly jednego kierunku przesylania wykorzystuje sie do przesylania sygnalu synchronizacji oraz zakodowanych cyfrowo rozkazów z zespolu centralnego do zespolów Jokalnych, a dwa kanaly drugiego kierunku wykorzystuje sie do przesylania zakodowanych cyfrowo informacji z zespolów lokalnych do zespolu centralnego.

3. Uklad zdalnego sterowania, sygnalizacji i pomiarów zlozony z zespolów lokalnych i zespolu centralne¬ go, z których kazdy zawiera bloki synchronizacji, blok odbiorczy oraz blok nadawczy, znamienny tym, ze zespól centralny zawiera generator (17) sterujacy licznik binarny (18) polaczony na wyjsciach z ukladem formujacym ciag impulsów synchronizacyjnych (19) oraz z zespolem deszyfratora (20), a wyjscia szyfratora rozkazów (21) oraz ukladu formujacego (19) sa polaczone z wejsciem modulatora (22), który polaczony jest na wyjsciu poprzez uklad filtrów (23) z wejsciem modulacyjnym radiotelefonu (24) lub ukladu liniowego (25), natomiast sygnaly odbierane z zespolów lokalnych podawane sa na zespól filtrów (23) polaczony z zespolem demodulatorów (26), który polaczony jest z ukladem rejestru (27) i ukladem identyfikacji poprawnej transmisji (28) polaczonym z rejestrem (27) z którego impulsy podawane sa do ukladu rejestru glównego (29) i dalej do ukladów wykonawczych (30), a dodatkowy licznik binarny (31) z ukladem deszyfrujacym (32) polaczony jest z generatorem (17) i ukladem deszyfrujacym (20) bloku synchronizacji oraz z ukladem identyfikacji poprawnej transmisji (28) i rejestrem glównym (29), natomiast zespól lokalny ma blok nadawczy zawierajacy zespól szyfrujacy (6), na wejscia którego doprowadzone sa impulsy z zespolu inicjujacego (5) i z przetwornika cyfrowo-analogowego (7), a na wyjsciu polaczony jest poprzez uklad modulatora (8) i uklad filtrów (9) z wejsciem modulacyjnym radiotelefonu (10) lub ukladu liniowego (11) oraz wejsciem demodulatora (15), polaczonym na wyjsciu z blokiem odbiorczym zlozonym z ukladu deszyfratora (12), rejestru (13) i z zespolu wykonawczego (14), a na drugim wyjsciu polaczonym z licznikiem binarnym (1), ukladem wydzielania impulsów adresowych (3) i ukladem wydzielania impulsu synchronizacyjnego (4), który polaczony jest na wyjsciu z licznikiem (1) i licznikiem (2) majacym na wejsciu doprowadzone impulsy adresowe z ukladu (3), przy czym wyjscia liczników (1 i 2) polaczone sa z ukladem sterujacym (16) polaczonym na wyjsciu z nadajnikiem radiotelefonu (10) lub wzmacniaczem wyjsciowym ukladu liniowego (11), a drugie wyjscie licznika (1) polaczone jest z ukladem deszyfratora (12) i z zespolem szyfrujacym (6). TU L EJ .0- 0"—QEh «]~-0~ fig-t •iii L—0—S±±r 10 15 —a HIKf}- 16 26 y-,4 « 35 fig. 3 Lrjg.—L 0-0 EZt: Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+18 Cena 45 zl