Контролируемый пункт системы телемеханики

 

1. КОНТРОЛИРУЕМЫЙ ПУНКТ СИСТЕМЫ ТЕЛЕМ ЕХАНИКИ, содержащий первый линейный блок, распределитель, блок приема и блок передачи информации, датчик, исполнительный механизм, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом распределителя, первый и второй выходы первого линейного блока соединены соответственно с линией связи и вторым входом распределителя, выход блока приема информации соединен с входом исполнительного механизма, выход датчика соединен с первым входом блока передачи информации, отличающийся тем, что, с целью повышения пропускной способности, в него введены второй и третий линейный блоки, счетчик,два формирователя, компаратор , регистр, кодер - декодер, три элемента И, выход первого формирователя соединен с первыми входами кодера - декодера и компаратора, первый выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, второй выход соединен с первым входом третьего элемента И, первый выход регистра соединен с вторым входом третьего элемента И, второй выход соединен с первым входом счетчика, выход которого соединен с вторым входом кодера - декодера и входом второго формирователя , выход которого соединен с входом коммутатора, выход второго элемента И соединен с вторым входом счетчика, выход генератора тактовых импульсов соединен с первыми входами первого формирователя , регистра, второго и третьего линейных блоков, блока приема информации, вторым входом блока передачи информации, третьим входом кодера - декодера, распределитель первым выходом соединен с вторыми входами первого, второго и третьего линейных блоков, третьими входами счетчика и блока передачи информации, второй выход соединен с вторым входом компаратора , третий выход соединен с вторыми входами первого и второго элементов И, четвертый выход соединен с четвертым вхо§ дом кодера - декодера, третий выход пер (Л вого линейного блока соединен с вторым входом регистра, третьими входами компаратора и первого элемента И и пятым входом кодера - декодера, первые выходы второго и третьего линейных блоков соединены каждый с линией связи, вторые и третьи выходы объединены соответственно с первым и вторым выходами блока передачи инфора: мации в первую и вторую шины, первая 05 шина соединена с шестым входом кодера - декодера, вторая шина соединена с третьим входом распределителя, выход первого 05 элемента И соединен с вторым входом блока приема информации, выход третьего элемента И соединен с третьей шиной, объединяющей третьи входы второго и третьего линейных блоков, выход коммутатора соединен с четвертой шиной, объединяюшей третьи входы первого линейного блока и блока приема информации и четвертые входы второго , третьего линейных блоков и блока передачи информации, первый выход кодера - декодера соединен с пятой шиной, объединяющей четвертые входы первого линейного блока и блока приема информации и пятые входы второго и тре

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1166160

4m G 08 С 19/28, 1506

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3695989/24-24 (22) 26.01.84 (46) 07.07.85. Бюл. № 25 (72) М. Л. Портнов, Д. А. Кварцяный, Т. А. Крумина и Б. К. Бедрин (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро «Промавтоматика» (53) 621.398 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 408363, кл. G 08 С 19/28, 1973.

2. Пшеничников А. М. и Портнов М. Л.

Телемеханические системы на интегральных микросхемах. М., «Энергия», 1977 (прототип). (54) (57) 1. КОНТРОЛИРУЕМЫЙ ПУНКТ

СИСТЕМЫ ТЕЛЕМЕХАНИКИ, содержащий первый линейный блок, распределитель, блок приема и блок передачи информации, датчик, исполнительный механизм, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом распределителя, первый и второй выходы первого линейного блока соединены соответственно с линией связи и вторым входом распределителя, выход блока приема информации соединен с входом исполнительного механизма, выход датчика соединен с первым входом блока передачи информации, отличающийся тем, что, с целью повышения пропускной способности, в него введены второй и третий линейный блоки, счетчик,два формирователя, компаратор, регистр, кодер — декодер, три элемента И, выход первого формирователя соединен с первыми входами кодера — декодера и компаратора, первый выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, второй выход соединен с первым входом третьего элемента И, первый выход регистра соединен с вторым входом третьего элемента И, второй выход соединен с первым входом счетчика, выход которого соединен с вторым входом кодера — декодера и входом второго формирователя, выход которого соединен с входом коммутатора, выход второго элемента

И соединен с вторым входом счетчика, выход генератора тактовых импульсов соединен с первыми входами первого формирователя, регистра, второго и третьего линейных блоков, блока приема информации, вторым входом блока передачи информации, третьим входом кодера — декодера, распределитель первым выходом соединен с вторыми входами первого, второго и третьего линейных блоков, третьими входами счетчика и блока передачи информации, второй выход соединен с вторым входом компаратора, третий выход соединен с вторыми входами первого и второго элементов И, четвертый выход соединен с четвертым входом кодера — декодера, третий выход первого линейного блока соединен с вторым входом регистра, третьими входами компаратора и первого элемента И и пятым входом кодера — декодера, первые выходы второго и третьего линейных блоков соединены каждый с линией связи, вторые и третьи выходы объединены соответственно с первым и вторым выходами блока передачи информации в первую и вторую шины, первая шина соединена с шестым входом кодера— декодера, вторая шина соединена с третьим входом распределителя, выход первого элемента И соединен с вторым входом блока приема информации, выход третьего элемента И соединен с третьей шиной, объединяюшей третьи входы второго и третьего линейных блоков, выход коммутатора соединен с четвертой шиной, объединяющей третьи входы первого линейного блока и блока приема информации и четвертые входы второго, третьего линейных блоков и блока передачи информации, первый выход кодера — декодера соединен с пятой шиной, объединяющей четвертые входы первого линейного блока и блока приема информации и пятые входы второго и тре1166160

10 тьего линейных блоков, второй выход соединен с пятым входом первого линейного блока, второй вход перзого формирователя соединен с задатчиком адреса.

2. Пункт по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения пропускной способности, Изобретение относится к системам телемеханики с временным разделением сигналов, в которых общий пункт управления соединяется линиями связи с рядом контролируемых пунктов.

Известно устройство контролируемого пункта системы телесигнализации и телеуправления, содержащее генератор тактовых импульсов, распределитель, линейный блок, блок передачи информации, элементы логики (1).

Недостатком устройства является низкая пропускная способность.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является контролируемый пункт системы телемеханики

ТМ вЂ” 310, содержащий генератор тактовых импульсов, распределитель, линейный блок, соединенный первым выходом с линией связи, блок передачи и блок приема информации, блок режимов работы, выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом распределителя, выход которого соединен с первым входом блока режимов работы, первый выход которого соединен с первым входом линейного блока, второй, третий и четвертый выходы соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами блока приема информации, первый выход которого соединен с исполнительными механизмами или элементами отображения информации, выходы датчиков соединены с первым входом блока передачи информации, первый, второй, третий и четвертый выходы ° которого соединены с вторым, третьим, четвертым и пятым входами блока режимов работы, второй выход линейного блока соединен с вторым входом распределителя, третий выход которого соединен с шестым входом блока режимов работы (2).

Устройство контролируемого пункта обеспечивает возможность подключения к общему блоку режимов работы разнотипных функциональных блоков, набор видов которых и .общее число определяются в зависимости от объема и видов информации.

Недостатком известного устройства контролируемого пункта системы телемеханики

40 входы коммутатора, относящиеся к адресам контролируемых пунктов, подключенных к одной транзитной линии связи объединяются, а каждый общий для объединенных групп входов выход коммутатора соединяется с пятой шиной. является необходимость образования прямых (радиальных) каналов связи между пунктом управления и каждым контролируемым пунктом, что усложняет и удорожает систему.

Цель изобретения — повышение пропускной способности системы благодаря возможности подключения устройств контролируемых пунктов как к прямым (радиальным), так и к транзитным линиям связи.

Поставленная цель достигается тем, что в контролируемый пункт системы телемеханики, содержащий первый линейный блок, распределитель, функциональные блоки приема и передачи информации, датчик, исполнительный механизм, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом распределителя, первый и второй выходы первого линейного блока соединены соответственно с линией связи и вторым входом распределителя, выход функционального блока приема информации соединен с входом исполнительного механизма, выход датчика соединен с первым входом функционального блока передачи информации, дополнительно включены второй и третий линейный блоки, счетчик, два формирователя, компаратор, регистр, кодер —. декодер, три элемента И, выход первого формирователя соединен с первыми входами кодера — декодера и компаратора, первый выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, второй выход соединен с первым входом третьего элемента И, первый выход регистра соединен с вторым входом третьего элемента И, второй выход соединен с первым входом счетчика, выход которого соединен с вторым входом кодера — декодера и входом второго формирователя, выход которого соединен с входом коммутатора, выход второго элемента И соединен с вторым входом счетчика, выход генератора тактовых импульсов соединен с первыми входами первого формирователя, регистра второго и третьего линейных блоков, блока передачи информации, третьим входом кодера — декодера, распределитель!

166160 первым выходом соединен с вторыми входами первого, второго и третьего линейных блоков, третьим входом счетчика и блока передачи информации, второй выход соединен с вторым входом компаратора, третий выход соединен с вторыми входами первого и второго элементов И, четвертый выход соединен с четвертым входом кодерадекодера, третий выход первого линейного блока соединен с вторым входом регистра, третьими входами компаратора и первого элемента И и пятым входом кодера — декодера, первые выходы второго и третьего линейных блоков соединены каждый с линией связи, вторые и третьи выходы объединены соответственно с первым и вторым выходами блока передачи информации в первую и вторую шины, первая шина соединена с шестым входом кодера — декодера, вторая шина соединена с третьим входом распределителя, выход первого элемента И соединен с вторым входом блока приема информации, выход третьего элемента И соединен с третьей шиной, объединяющей третьи входы второго и третьего линейных блоков, выход коммутатора соединен с четвертой шиной, объединяющей третьи входы первого линейного блока и блока приема информации и четвертые входы второго и третьего линейных блоков и блока передачи информации, первый выход кодера — декодера соединен с пятой шиной, объединяющей четвертые входы первого линейного блока и блока приема информации и пятые входы второго и третьего линейных блоков, второй выход соединен с пятым входом первого линейного блока, второй вход первого формирователя соединен с задатчиком адреса.

Для подключения к транзитной линии связи более одного контролируемого пункта соответствующие адресам контролируемых пунктов входы коммутатора объединяются, каждый общий для объединенных групп 40 входов выход коммутатора соединяется с пятой шиной.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства контролируемого пункта системы телемеханики; на фиг. 2а и б — схемы возможных соединений между пунктом управления и контролируемыми пунктами известного и предлагаемого устройств.

Контролируемый пункт системы телемеханики содержит генератор 1 тактовых импульсов,. распределитель 2, первый линейный блок 3, соединенный через линию связи непосредственно с устройством пункта управления или с другим устройством контролируемого пункта (не показаны на фиг. 1), блок 4 передачи и блок 5 приема информации, датчики 6 контролируемых или 55

l измеряемых параметров, исполнительные механизмы или элементы 7 отображения информации, блок 8 изменения режимов работы, включающий счетчик 9, второй формирователь 10 и коммутатор 11, первый формирователь 12 и компаратор 13, регистр 14, первый 15, второй 16 и третий 17 элементы И и кодер — декодер 18, а также второй и третий линейные блоки 19 для связи через транзитные линии связи с другими контролируемыми пунктами (не показаны на фиг. 1).

На фиг. 1 для примера показан один блок

4 передачи, один блок 5 приема и два линейных блока 19. В действительности, устройство контролируемого пункта может включать любое другое число блоков 19, а также разнотипные блоки приема и передачи, число и вид которых соответствует требуемому набору видов и объему передаваемой или принимаемой информации.

В соответствии с видами и объемами информации устанавливаются виды и количество датчиков 6 и исполнительных механизмов или элементов отображения информации 7 12).

На фиг. 2 а показана схема соединения в известной системе телемеханики между пунктом 20 управления и контролируемыми пунктами 21 — 23. Как видно, в системе могут быть использованы только прямые (радиальные) линии связи (ЛС). На фиг. 2б в качестве примера приведен один из возможных вариантов соединения пункта 24 управления и контролируемых пунктов

25 — 32 при использовании предлагаемого устройства контролируемого пункта. Здесь повышается пропускная способность системы благодаря использованию не только радиальных (соединение между 24 и 32), но и транзитных линий связи для контролируемых пунктов 26 — 31. Важно подчеркнуть, что число транзитных звеньев может быть более одного (в приведенном примере для, связи пунктов 24 и 29 используется трехзвенная транзитная линия связи).

Рассмотрим работу устройства контролируемого пункта, приведенного на фиг. l.

Для приема информации с пункта управления или от другого контролируемого пункта (или других контролируемых пунктов), подключенного через транзитную линию связи к пункту управления, используется первый линейный блок 3. Сигналы от генератора 1, поступающие на первый вход, стробируют принимаемые данные.

В режиме приема информации блок 3 формирует сигнал «1» по шине запроса связи, поступающий с второго выхода на второй вход распределителя 2, разрешая последовательное формирование сигналов «1» на выходах распределителя.

При образовании сигнала «1» на втором выходе 2 разрешается работа компаратора 13, который сравнивает предваряющий поступление, информационной посылки

1166160

55 код адреса контролируемого пункта — получателя с кодом, присвоенным данному контролируемому пункту. Этот код от задатчика адреса (не показан) с помощью первого формирователя 12, воспринимающего также сигналы от генератора 1, преобразуется в последовательную форму и поступает вместе с кодом с третьего информационного выхода блока 3 на компаратор. Если сравниваемые коды совпадают, значит информация направлена данному контролируемому пункту. В этом случае после сравнения кодов адреса образуется сигнал «1» на первом выходе компаратора 13, но на блок 5 приема информация поступает после установления адреса функционального блока данного контролируемого пункта. Адрес блока фиксируется регистром 14, куда вводится последовательный код с третьего выхода блока 3. После завершения ввода в регистр информации с адресом блока сигнал «1» образуется на третьем выходе 2. Этим сигналом, проходящим через элемент И 16, разрешается запись параллельного кода с второго выхода регистра 14 (выход параллельного кола) в счетчик 9.

На третий вход выбранного блока 5 поступает разрешающий (адресный) сигнал с выхода коммутатора 11, а на второй вход — информационный код с выхода элемента И 15.

Вся информационная посылка с выхода блока 3 поступает также на кодер — декодер 18, где проверяется отсутствие искажений кода помехами в линии связи или из-за неисправности аппаратуры. Структура узла 18 определяется видом применяемой защиты кодов от помех. Например, при использовании циклических кодов узел представляет собой кодер — декодер на основе регистра сдвига с обратными связями и сумматорами по модулю два, число и места установки которых определяется принятым образующим полиномом (2).

Если узлом 18 не обнаружено искажение, после завершения приема всей посылки, когда сигнал «1» образуется на четвертом выходе распределителя 2, на первом выходе также образуется сигнал «1», который, поступая на четвертый (разрешающий) вход блока 5 приема, разрешает вывод принятой информации на исполнительные механизмы или элементы 7 отображения информации.

Рассмотрим работу устройства при ретрансляции информации через данный на другой контролируемый пункт с использованием транзитной линии связи и какоголибо дополнительного второго и третьего линейных блоков 19. В этом случае принятый и образованный первым формирователем 12 код адреса контролируемого пункта не совпадает, поэтому элемент И 15 сигналом

Зо

35 от компаратора 13 блокируется, элемент

И 17 деблокируется. На второй (информационный) вход элемента И 17 поступает последовательный код с первого выхода регистра 14, повторяющий код, принимаемый первым линейным блоком 3, но задержанный на время анализа кода адреса компаратором 13. Принятый код адреса контролируемого пункта — получателя информации оказывается записанным в регистр 14, откуда он, как и в рассмотренном выше режиме, переносится в счетчик 9.

Однако, в отличие от ранее рассмотренного режима, в счетчик 9 переносится не следующий за кодом адреса контролируемого пункта код адреса блока, а собственно адрес контролируемого пункта. Этот код интерпретируется как адрес второго или третьего линейных блоков 19, соединенный через транзитную линию связи с адресованным (или еще одним промежуточным) контролируемым пунктом.

Информация в выбранный второй или третий линейный блок направляется через элемент И 17.

Для случая, когда через второй или третий линейные блоки 19 к транзитной линии связи подключается ые один, а несколько контролируемых пунктов (например, соединения, изображенные на фиг. 26 для контролируемых пунктов 25 — 28 — 29), на второй или третий линейный блок 19 должна направляться информация для контролируемых пунктов ретрансляторов и получателя информации. Этого можно достичь, подавая на второй или третий дополнительный линейный блоки разрешающий (адресный) сигнал при приеме адреса любого из контролируемых пунктов, соединенных с этим линейным блоком одной многозвенной транзитной линией связи.

Для реализации подачи требуемых сигналов используется коммутатор 11 позиционных сигналов. Входные шины коммутатора, соответствующие адресам контролируемых пунктов, подключенных к одной многозвенной транзитной линии связи, объединяются. Объединенные входы, образующие один (групповой) выход коммутатора 11, соединяются с четвертым (адресным) входом соответствующего второго или третьего линейного блока 19. Отметим, что число и состав объединяемых групп определяются реальной структурой связей в конкретной системе телемеханики.

Важно также подчеркнуть, что при всевозможных структурах соединений в системе телемеханики структура посылок в каналы связи и построения устройства контролируемого пункта не изменяются адаптация и конкретной реализации системы связана лишь с коммутацией входов, а также установкой требуемого числа второго, третьего, дополнительных линейных блоков 19.

Рассмотрим режим приема информации от функционального блока-передатчика 4 и от второго, третьего линейных блоков 19.

В режиме, когда ввод или вывод информации из блока 8 отсутствует, распределитель 2 удерживается в первой позиции, чем разрешается работа счетчика 9 в режиме последовательного счета. При этом на выходе коммутатора 11 последовательно образуются адресные сигналы, сопровождаемые сигналом от распределителя 2, интерпретируемым как опрос готовности блоков. Сигнал опроса поступает с первого выхода распределителя на третий вход блока 4, а также на вторые входы первого 3, второго и третьего 19 линейных блоков. Если адресованный блок готов к выдаче информации, на его выходной шине запроса связи (второй выход для блока 4 и третий— для блоков 3 и 19) формируется сигнал «1», которым блокируется дальнейшеее изменение позиции счетчика 9. Сигналы запроса связи, поступая на распределитель 2, переводят его в четвертую позицию. Этим разрешается прохождение информации от источника (блоков 4, 3 или,19) на вход узла 18.

Режим передачи данных от блока 3 был рассмотрен выше. Режимы передачи от блоков 4 и 19 разнятся. Информация 30 от блока 4 должна быть дополнена кодом адреса контролируемого пункта, кодом адреса блока-источника информации (с тем, чтобы облегчить обратную передачу с пункта управления сигнала-квитанции, подтверждающего прием данных без разбора вида информации) и дополнительным кодом защиты (например, циклическим кодом при заданном образующем полиноме).

При поступлении данных от второго или третьего дополнительного линейного бло- 4О ка 19 данный контролируемый пункт является лишь ретранслятором, в связи с чем никаких преобразований принимаемой информации он не должен производить. Индикатором текущего режима работы является сигнал запроса связи. При поступлении за- 4> проса от блока 3 кодер — декодер 18 подключает к цепям формирования кода защиты данные от формирователя 12, счетчика 9 и от блока 4 и выдает на второй (информационный) выход посылку, содержагцую коды адреса данного контролируемого пункта и блока-источника информации, информационный код от блока 4 и сформированный узлом 18 защитный код. Вся указанная посылка через первый линейный блок 3 направляется либо непосредственно на пункт управления, либо на другой контролируемый пункт-ретранслятор.

Если данные поступают от какого-либо дополнительного линейного блока, узел 18 ретранслирует их на второй (информационный) выход в том виде, в каком они поступают на него от блока 19.

Таким образом, разделяя по видам сигналы запроса связи, осуществляют формирование посылки от источника данного контролируемого пункта, либо ретранслирует код. принимаемый от второго или третьего дополнительного линейного блока, через основной линейный блок на пункт управления или на другой контролируемый пункт-ретранслятор. Важно, что и в режиме передачи данных структура информационной посылки не видоизменяется в зависимости от структуры соединений между пунктами системы телемеханики, что является основой реализации универсального, т. е. независящего от структуры системы, устройства контролируемого пункта. Следовательно, применение предлагаемого устройства контролируемого пункта в системе телемеханики позволяет легко адаптироваться к реальной структуре линий связи и, тем самым, минимизировать затраты на организацию телемеханических каналов связи как на стадии проектирования системы, так и при возможных изменениях в процессе эксплуатации.

Экономическая эффективность изобретения обусловлена тем, что стоимость телемеханических каналов связи, особенно при больших удалениях между пунктами системы, в несколько раз выше стоимости аппаратуры самой системы.

Контролируемый пункт системы телемеханики ТМ вЂ” 310 является одновременно и базовым образцом.

4Риг. 2

Составитель Ю. Соколов

Редактор Е. Лушникова Техред И. Верес Корректор О. Луговая

Заказ 4313I46 Тираж 611 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4