PL128552B1

PL128552B1 - Linera system for spark-proof teletransmission devices

Info

Publication number: PL128552B1
Application number: PL21974779A
Authority: PL
Inventors: Roman Giel; Zdzislaw Karolczak; Jan Krosniak; Wojciech Kwiatkowski; Eryk Penkala; Andrzej Rej; Marek Belza
Original assignee: Os Bad Rozwojowy Syst Mech
Priority date: 1979-11-19
Filing date: 1979-11-19
Publication date: 1984-02-29
Also published as: PL219747A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest uklad liniowy dla iskrobezpiecznych urzadzen teletransmisyjnych skladajacych sie z nieiskrobezpiecznej stacji centralnej oraz iskrobe* piecznych stacji'lokalnych zasilanych zdalnie za posrednictwem linii transmisyjnej.The subject of the invention is a linear system for intrinsically safe teletransmission devices consisting of a non-intrinsically safe central station and spark-proof local stations remotely supplied via a transmission line.

Zadaniem ukladu liniowego jest wytworzenie iskrobezpiecznego napiecia zdalneg zasilania oraz zapewnienie galwanicznej seperacji linii transmisyjnej od stacji centralnej.The task of the line system is to create an intrinsically safe remote power supply voltage and to provide galvanic separation of the transmission line from the central station.

Znane sa uklady zdalnego zasilania energia elektryczna zlozone z transforma¬ tora liniowego o dzielonym uzwojeniu pierwotnym przylaczonym do linii transmisyjnej.There are known remote electric power supply systems consisting of a line transformer with a split primary winding connected to a transmission line.

Uzwojenie pierwotne transformatora jest podzielone symetrycznie na dwie czesci, przy czym w punkcie srodkowym dzielonego uzwojenia jest przylaczone iskrobezpieczne zródlo napiecia zasilania. Odbiornik przychodzacych z linii sygnalów elektrycznych jest przylaczony do wtórnego uzwojenia transformatora liniowego.The primary winding of the transformer is symmetrically divided into two parts, with an intrinsically safe source of supply voltage connected at the middle point of the divided winding. The receiver of incoming electrical signals from the line is connected to the secondary winding of the line transformer.

Z uwagi na koniecznosc zachowania warunków iskrobezpieczenstwa oraz ze wzgledów konstrukcyjnych, wartosc indukcyjnosci transformatora liniowego nie moze przekraczac okreslonych wartosci, co powoduje, ze uklad nie przenosi sygnalów o bardzo niskiej czestotliwosci i praktycznie jest stosowany do odbioru sygnalów o czestotliwosciach powyzej 300 Hz.Due to the need to maintain intrinsically safe conditions and for structural reasons, the value of the line transformer inductance must not exceed certain values, which means that the system does not transmit very low-frequency signals and is practically used to receive signals with frequencies above 300 Hz.

Znane sa z publikacji w "Wiadomosciach Telekomunikacyjnych" nr 5/74, uklady separatorów transoptorowy eh, w których diody elektroluminescencyjne przylaczone sa równolegle do linii transmisyjnej. Rozwiazania te sa jednak niekorzystne do zastoso¬ wan w obwodach iskrobezpiecznych, poniewaz koniecznosc wstepnej polaryzacji transo- ptorów powoduje straty pradu o wartosci iskrobezpiecenej.They are known from the publication in "Wiadomości Telekomunikacyjne" No. 5/74, optocoupler separator systems eh, in which light-emitting diodes are connected in parallel to the transmission line. These solutions, however, are disadvantageous for use in intrinsically safe circuits, because the necessity of initial polarization of the transistor causes current losses with an intrinsically safe value.

Uklad liniowy dla iskrobezpiecznych urzadzen teletransmisyjnych wedlug wynalazku zawiera zasilacz polaczony równolegle ze stabilizatorem napiecia, transo- ptorami, bocznikiem diodowyjo i przylaczony do zacisków liniowych do przylaczenia iskrobezpiecznej linii transmisyjnej. Dioda elektroluminescencyjna kazdego z trenso- ptorów odbiorczych wlaczona jest szeregowo z jedna odpowiadajaca jej zyla linii2 128552 transmisyjnej, natomiast tranzystory transoptorów odbiorczycn polaczone ea równolegle z zaciskami wyjsciowywi do przylaczenia nieiskrobezplecznej stacji centralnej.The line system for intrinsically safe teletransmission devices according to the invention comprises a power supply connected in parallel with the voltage stabilizer, transistor, diode shunt and connected to the line terminals for connection of the intrinsically safe transmission line. The light emitting diode of each of the receiving trainers is connected in series with one of the corresponding strand of the transmission line2 128552, while the transistors of the receiving optocouplers are connected in parallel with the output terminals and to connect a non-intrinsically free central station.

Zaleta ukladu wedlug wynalazku jest sprzezenie urzadzenia stacji central¬ nej z linia transmisyjna^, zapewnienie dwukierunkowej transmisji sygnalów zmienno¬ pradowych oraz dostarczenie energii elektrycznej w postaci napiecia stalego do zdalnego zasilania stacji lokalnych. Uklad umozliwia ponadto zwiekszenie uzytecz¬ nej wartosci iskrobezpiecznej energii zdalnego zasilania z jednoczesna galwaniczna seperacja linii transmisyjnej od nieiskrobezpiecznych podzespolów stacji centralnej oraz dwukierunkowa transmisje sygnalów w bardzo szerokim zakresie czestotliwosci, w tym takze sygnalów o czestotliwosci ponizej 1 Hz« Przedmiot wynalazku zostal uwidoczniony w przykladzie wykonania na rysunku, który przedstawia schemat polaczen ukladu liniowego dla iskrobezpiecLnycb urzadzen teletransmisyjnych* Jak to uwidoczniono na rysunku, uklad sklada sie z zasilacza Z polaczonego poprzez rezystory R ograniczajace prad zwarciaf równolegle ze stabilizatorem napiecia S, transoptorem nadawczym W, transoptorami odbiorczymi T1, T2 i bocznikiem diodowym B, który jest przylaczony do zacisków liniowych 7, 8 do przylaczenia iskro¬ bezpieczne j linii transmisyjnej. Dioda elektroluminescencyjna jednego z transoptorów odbiorczych Tl . jestfr wlaczona szeregowo z jedna zyla linii transmisyjnej, natomiast dioda elektroluminescencyjna drugiego z transoptorów odbiorczych T2 jest wlaczona szeregowo z druga zyla linii transmisyjnej. Tranzystory transoptorów odbiorczych Ti, T2 sa polaczone równolegle z zaciskami wyjsciowymi: 3,^ do przylaczenia nieiskrobezpiecznej stacji centralnej.The advantage of the system according to the invention is the connection of the central station equipment to the transmission line, ensuring bi-directional transmission of AC signals, and supplying DC electricity for remote power supply to local stations. The system also allows to increase the useful value of the intrinsically safe energy of the remote power supply with simultaneous galvanic separation of the transmission line from non-intrinsically safe components of the central station and two-way transmission of signals in a very wide frequency range, including signals with a frequency below 1 Hz. in the drawing, which shows the connection diagram of the linear system for intrinsically safe transmission devices * As shown in the figure, the system consists of a power supply Z connected through resistors R limiting the short-circuit current in parallel with the voltage stabilizer S, transmitting optocoupler W, optocouplers T1, T2 diode B, which is connected to the line terminals 7, 8 to connect the spark-safe transmission line. A light emitting diode from one of the receiving optocouplers Tl. is connected in series with one wire of the transmission line, and the light emitting diode of the other T2 receiving optocouplers is connected in series with the other wire of the transmission line. The transistors of the receiving optocouplers Ti, T2 are connected in parallel with the output terminals: 3, ^ for connecting a non-intrinsically safe central station.

Zaciski wejsciowe 5|6 ukladu sa polazone poprzez transoptor nadawczy W i kondensa¬ tory sprzegajace z zylami linii transmisyjnej. Bocznik diodowy B zlozony jest z diod Zenera ograniczajacych w przypadku awarii, maksymalne napiecie w linii tra¬ nsmisyjnej do wartosci iskrobezpiecznej.The input terminals 5 | 6 of the system are connected through the transmitting optocoupler W and the capacitors connecting with the wires of the transmission line. The diode shunt B consists of Zener diodes limiting in the event of a failure the maximum voltage in the transmission line to the intrinsically safe value.

Uklad clziala nastepujaco: Zasilacz Z wytwana napiecie wyjsciowe, które znacznie przekracza dopuszczalna ze wzgledu na. iskróbezpieczenstwo, wartosc napie¬ cia w linii transmisyjnej. Prad zwarciowy natomiast ma wartosc mniejsza od wartosci dopuszczalnej pradu w linii transmisyjnej. Przylaczony na zaciski wyjsciowe zasilacza Z stabilizator 8 napiecia, utrnymuje na zaciskach liniowych 7,8 ukladu napiecie mniejsze od wartosci dopuszczalnej w linii transmisyjnej oraz mniejsze od wartosci napiecia przewodzenia bocznika diodowego B, Diody Zenera tworzace bocznik diodowy B zabezpieczaja linie transmisyjna przed wzrostem napiecia powyzej wartosci iskrobezpiecznej, w przypadku uszkodzenia stabilizatora S napiecia.Transoptory odbiorcze T1, T2 sluza do bezindukcyjnej transformacji odbieranych sygnalów zmienno¬ pradowych z równoczesna galwaniczna separacja linii transmisyjnej od zacisków wyjs¬ ciowych 3,4 ukladu.The circuitry is as follows: The Z power supply produces an output voltage that far exceeds the allowable due to. intrinsic safety, voltage value in the transmission line. The short-circuit current, on the other hand, is lower than the value of the permissible current in the transmission line. Connected to the output terminals of the power supply Z voltage stabilizer 8, reduces the voltage on the line terminals 7.8 of the system lower than the value allowed in the transmission line and lower than the conduction voltage of the diode shunt B, Zener diodes forming the diode shunt B protect the transmission line against voltage increase above the value In the event of damage to the voltage stabilizer S. The receiving transformers T1, T2 serve for non-inductive transformation of the received AC signals with simultaneous galvanic separation of the transmission line from the system output terminals 3,4.

Po podaniu napiecia na zaciski 1, 2 wejsciowe zasilacza Z, stabilizator S napiecia utrzymuje stala wartosc napiecia w linii transmisyjnej, dzieki czemu prad zdalnego zasilania plynacy przez diody odbiorczych transoptorów T1f T2 utrzymuje stala wartosc, zapewniajac wstepna polaryzacje niezaleznie od wartrosci pradu pobie¬ ranego przez stacje lokalne, przez co zostaje zachowany staly wspólczynnik transfor¬ macji transoptorów odbiorczych T1, T2, Stala czasowa w sprzezeniu zwrotnym stabili¬ zatora S napiecia zapewnia niewytlumianie przez uklad sygnalów zmiennonapieciowych poczawszy od okreslonej czestotliwosci.After applying voltage to the terminals 1 and 2 of the power supply Z, the voltage stabilizer S maintains a constant value of the voltage in the transmission line, thanks to which the remote supply current flowing through the receiving diodes of the optocouplers T1f T2 maintains a constant value, ensuring the initial polarization regardless of the value of the current consumed by the local stations, so that a constant transformation ratio of the receiving optocouplers T1, T2 is maintained. The time constant in the feedback of the voltage stabilizer S ensures that the AC signal system does not suppress the voltage starting from a certain frequency.

Róznicowe napiecie sygnalu na zaciskach liniowych 7, 8 powoduje modulacje pradu plynacego przez diody elektroluminescencyjne transoptorów odbiorczych T1, T2, a tym samym modulacje sygnalu na zaciskach wyjsciowych 3,4.The differential signal voltage at the line terminals 7, 8 modulates the current flowing through the light-emitting diodes of the receiving optocouplers T1, T2, and thus modulates the signal at the output terminals 3,4.

. Napiecia zaklócen, które w symetrycznych liniach transmisyjnych maja charakter synfazowy, wywoluja w jednym z transoptorów odbiorczych T1 wzrost pradu diody elektroluminescencyjnej, natomiast w drugim z transoptorów odbiorczych T2, spadek pradu diody elektroluminescencyjnej. Tym samym napiecia zaklócen na zacisto eh wyjsciowych 3,4 sa wytlumiane.128552 3 ©ransoptor nadawczy W zapewnia galwaniczna reparacje, zacisków wejscio¬ wych 5t6 uklada od linii transmisyjnej. Linia tramsmisyjna jest obciazona mala opornoscia, co sprawia, ze skladowa zmienna, napiecia na naciskach liniowych 7,8 ukladu ma mala wartosc* Dzieki temu mozliwym staje sie stosowanie malego odstepu pomiedzy wartoscia napiecia stabilizatora napiecia S a wartoscia napiecia przewo¬ dzenia bocznika diodowego B, bez tlumienia i znieksztalcen transmitowanych sygna¬ lów.. The interference voltages, which in symmetrical transmission lines are of a syn-phase nature, cause in one of the receiving optocouplers T1 an increase in the current of the light-emitting diode, while in the other of the receiving optocouplers T2, a decrease in the current of the light-emitting diode. Thus, the interference voltages at the outputs 3,4 are suppressed. 128552 3 The transmitting resistor W provides galvanic reparation of the input terminals 5t6 from the transmission line. The transmission line is loaded with a small resistance, which makes the variable component, the voltage at line pressures 7.8 of the system has a small value * Thanks to this, it becomes possible to use a small interval between the voltage of the voltage stabilizer S and the value of the carrying voltage of the diode shunt B, without attenuation and distortion of transmitted signals.

Zastrzeaen/ie pa te n t o w e Uklad liniowy dla iskrobezpiecznych urzadzen teletransmisyjnych zlozony z zasilacza polaczonego poprzez rezystory róv?nolegle ze stabilizatorem napiecia, transoptorami, bocznikiem diodowym i przylaczonego do zacisków liniowych do przy¬ laczania iskrobezpiecznej linii transmisyjnej, znamienny tym, ze dioda elektroluminescencyjna kazdego z transoptorów odbiorczych /T1, T2/ wlaczona jest szeregowo z jedna odpowiadajaca jej zyla linii transmisyjnej, natomiast tranBysto- ry transoptorów odbiorczych /T1, T2/ polaczone sa równolegle z zaciskami wyjscio¬ wymi /3,4/ do przylaczenia nieiskrobezpiecznej stacji centralnej.-Disclaimers for PATHS A line system for intrinsically safe teletransmission devices consisting of a power supply connected through parallel resistors with a voltage stabilizer, optocouplers, a diode shunt and connected to line terminals for connecting an intrinsically safe transmission line, characterized by of receiving optocouplers / T1, T2 / is connected in series with one conductor of the transmission line, while the transBystors of receiving optocouplers / T1, T2 / are connected in parallel with the output terminals / 3,4 / to connect a non-intrinsically safe central station.