PL176650B1 - Układ iskrobezpiecznej transmisji sygnału cyfrowego - Google Patents

Abstract

Uklad iskrobezpiecznej transmisji sygnalu cyfrowego zawierajacy klucze elektroniczne, przetwornice, transforma- tor, kondensatory i rezystory, znamienny tym, ze zawiera dwa optoizolatory (Q1, Q2), których wyjscia sa odpowiednio wla- czone do linii transmisyjnej (4) poprzez pierwszy klucz ele- ktroniczny (K1), a do ich wejscia wlaczona jest przetwornica (1) poprzez transformator separujacy (Tr1) oraz rezystory (R1, R2), które ograniczaja prad zasilania linii do wartosci iskrobezpiecznej, natomiast do drugiego konca linii trans- misyjnej (4) wlaczony jest drugi klucz elektroniczny (K2), którego zaciski sa polaczone szeregowo z dioda (D2), a wyjscie tej diody jest polaczone z ukladem cyfrowym (3) poprzez bariere z innych rezystorów (R3, R4, RS, R6) oraz równolegle wlaczonego kondensatora (C2), przy czym klu- cze elektroniczne (K 1, K2) umozliwiaja przesyl sygnalu cyfrowego w dwóch kierunkach, a pierwszy klucz elektroniczny (K1), przetwornica (1) i tranzystory ukladu wyzwalania (2) optoizolatorów (Q1, Q2) sa polaczone z ukladem sterowa- nia (5). PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ iskrobezpiecznej transmisji sygnału cyfrowego przeznaczony, zwłaszcza do prowadzenia zdalnych, zakodowanych cyfrowo pomiarów drgań i wstrząsów górotworu w kopalniach.

Znane jest z polskiego opisu patentowego nr l54 424 urządzenie dwukierunkowej transmisji informacji cyfrowej zawierające usytuowane w każdej stacji trzy sterowane klucze. Wyjście nadajnika każdej stacji jest połączone z torem transmisyjnym poprzez pierwszy klucz. Wejście odbiornika połączone jest z torem transmisyjnym poprzez drugi klucz, natomiast do wejścia-wyjścia toru transmisyjnego jest włączony równolegle trzeci klucz. Wejście sterujące pierwszego klucza jest połączone bezpośrednio z wyjściem generatora impulsów sterujących poprzez układ opóźniający, natomiast wejście sterujące trzeciego klucza jest połączone z wyjściem generatora impulsów sterujących poprzez uniwibrator wyzwalany zboczem opadającym impulsu.

Znany jest również z polskiego opisu patentowego l48129 układ liniowy do zdalnego iskrobezpiecznego zasilania nadajników telemetrycznych i odbioru sygnałów wysyłanych przez te nadajniki, zawierający jednotaktową przetwornicę wyposażoną w generator i transformator, którego uzwojenie wtórne jest połączone poprzez prostownik z barierą ochronną, oraz odpowiednio z początkiem jednego i końcem drugiego uzwojenia odbiorczego transformatora. Koniec jednego i początek drugiego pierwotnego uzwojenia odbiorczego transformatora są połączone z zaciskami liniowymi, a jego wtórne uzwojenie jest połączone z wyjściowymi zaciskami.

Układ iskrobezpiecznej transmisji sygnału cyfrowego, według wynalazku, zawiera dwa optoizolatory odbierające sygnały z linii, których wyjścia są odpowiednio włączone do linii transmisyjnej poprzez pierwszy klucz elektroniczny, a ich wejścia są połączone z przetwornicą poprzez transformator separujący i dwa rezystory, które ograniczają prąd zasilania linii do wartości iskrobezpiecznej. Do drugiego końca linii transmisyjnej jest włączony drugi klucz elektroniczny, który jest połączony szeregowo z diodą. Wyjście diody jest połączone z układem cyfrowym poprzez barierę z innych rezystorów oraz równolegle włączonego kondensatora. Przy pomocy kluczy elektronicznych przesył sygnału cyfrowego jest realizowany w dwóch kierunkach. Pierwszy klucz elektroniczny, przetwornica i tranzystory układu wyzwalania optoizolatorów są połączone z układem sterowania.

176 650

Zaletą układu, według wynalazku, jest to, że sygnały przychodzące z czujnika drgań górotworu są dokładnie rejestrowane i pozbawione sekwencji błędnych oraz oddzielone galwaniczne od potencjału linii transmisyjnej. Zaletą jest również to, że linią transmisyjną przesyłane są sygnały w dwóch kierunkach. Rozwiązanie to uwiarygodnia zapisy drgań górotworu i przekazuje w formie przydatnej dla współczesnych programów komputerowych służących do wypracowania modeli zachowania się górotworu w warunkach eksploatacji i poprzez to poprawiających prognozę zagrożenia pod ziemią i ewentualne deformacje na powierzchni.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat ideowo-blokowy układu, a fig. 2 - schemat organizacji przesyłania bitów w transmisji cyfrowej.

Układ przedstawiony na fig. 1 składa się ze stacji nadawczej w strefie zagrożenia wybuchem, która zasilana jest poprzez linię transmisyjną 4 ze stacji powierzchniowej. Strefa powierzchniowa składa się z przetwornicy 1 wytwarzającej przebieg napięcia o częstotliwości 20 kHz połączonej z transformatorem separującym Tri, którego wyjście jest połączone szeregowo z diodą D1 i równolegle z kondensatorem Cl. Okładki kondensatora Cl są połączone kolejno z rezystorami R1, R2 oraz diodami optoizolatorów Q1, Q2. Równolegle do wyjścia optoizolatorów Q1, Q2 jest włączony klucz elektroniczny K1. Układ wyzwalania 2 optoizolatorów Q1, Q2 jest połączony z układem sterowania 5, który jest również połączony z przetwornicą 1 oraz z kluczem elektronicznym K1. Układ sterowania 5 jest połączony z kopalnianym systemem komputerowym 6.

W strefie zagrożenia wybuchem do linii transmisyjnej 4 jest włączony klucz elektroniczny K2, którego zaciski są połączone szeregowo z diodą D2. Wyjście diody D2 i drugi zacisk klucza elektronicznego K2 jest połączony z układem cyfrowym 3 poprzez inne rezystory R3, R4, R5, R6 oraz równolegle włączony kondensator C3. Pomiędzy układem cyfrowym 3 a wyjściem diody D2 jest włączony kondensator C2.

Sekwencja inicjacji pomiaru i przesyłu danych pokazana jest na fig. 2. Zwarcie klucza K1 na wykresie odpowiada impulsowi S1. Sygnał ten jest odbierany w układzie sterującym w pobliżu czujnika i powoduje start konwersji. Okres T1 jest przeznaczony na pomiar i operacje arytmetyczne w procesorze sterującym pomiarem i transmisją. Początek przesyłu bitów młodszych zaczyna się po impulsie synchronizacji S2 co odpowiada zwarciu klucza K2. Bity Sm1, Sm2...Sm8 odpowiadają młodszemu bajtowi przesyłanych danych i kończą się po czasie T2. Starszy bajt jest.synchronizowany poprzez impuls S3 i przesyłany poprzez bajty Ss1...Ssn. Cały cykl pomiarowy kończy się po czasie T3. Regeneracja i odbiór sygnałów następuje w stacji centralnej. Do każdego kanału jest utworzony rejestr cyfrowy od 14 do 16 bitów, który reprezentuje chwilowy stan sygnału w danym kanale. Układ sterujący 5 ma wykryć wstrząs i utworzyć zbiór zsynchronizowanych w czasie rzeczywistych danych i przetransmitować je przy pomocy modemu do innych stacji.

Linia przesyłowa 4 ogranicza zwiększanie szybkości bitów, a rezystory R1, R2 ograniczają prąd zasilania tej linii.

Sygnał cyfrowy wysyłany z układu cyfrowego 3 jest przekazywany poprzez klucz elektroniczny K2 i rozróżniany od prądu zasilania przez diody optoizolatorów Q1, Q2 do układu sterowania 5. Energia przekazywana poprzez transformator separujący Tr1 jest zamieniona na prąd stały zasilania poprzez diodę Dl i kondensator Cl. Rezystory R1, R2 ograniczają prąd zasilania linii do wartości w^^il^r^jącej z iskrobezpieczeństwa układów w strefie zagrożonej wybuchem.

176 650

Strefa zagrożona wybuchem

Fig.1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Układ iskrobezpiecznej transmisji sygnału cyfrowego zawierający klucze elektroniczne, przetwornicę, transformator, kondensatory i rezystory, znamienny tym, że zawiera dwa optoizolatory (Q1, Q2), których wyjścia są odpowiednio włączone do linii transmisyjnej (4) poprzez pierwszy klucz elektroniczny (K1), a do ich wejścia włączona jest przetwornica (l) poprzez transformator separujący (Trl) oraz rezystory (Rl, R2), które ograniczają prąd zasilania linii do wartości iskrobezpiecznej, natomiast do drugiego końca linii transmisyjnej (4) włączony jest drugi klucz elektroniczny (K2), którego zaciski są połączone szeregowo z diodą (D2), a wyjście tej diody jest połączone z układem cyfrowym (3) poprzez barierę z innych rezystorów (R3, R4, R5, R6) oraz równolegle włączonego kondensatora (C2), przy czym klucze elektroniczne (Kl, K2) umożliwiają przesył sygnału cyfrowego w dwóch kierunkach, a pierwszy klucz elektroniczny (Kl), przetwornica (1) i tranzystory układu wyzwalania (2) optoizolatorów (Ql, Q2) są połączone z układem sterowania (5).