Система шахтной телесигнализации с дистанционным питанием датчиков

 

Изобретение может быть использовано для передачи дискретной и измерительной информации о состоянии технологического процесса в шахте. Изобретение увеличивает объем передаваемой информации при снижении искробезопасной мощности источника дистанционного питания. Система содержит на пункте управления источник переменного тока 1, диодный мост 2, двухпроводную линию связи 3, диод 4, по9 .. - п роговый блок 5, элементы И 6, распределитель 7, два резистора 8, 9, делитель частоты (ДЧ) 15, счетчик 16; на контролируемом пункте блок двухпозиционных датчиков (БДЦ) 10, распределитель 11, диодный мост 12, два резистора 13, 14, ДЧ 17, двоичный счетчик 18, два ключа 19, 20, ЦАП 21, компаратор 22, блок подзарядного сравнения (БПС) 23, блок совпадения 24, коммутатор 25, датчики аналоговых сигналов 26, транзисторы 27. Цель достигается введением ДЧ 15, 17 счетчиков 16, 18, ключей 19, 20, БДД 10, компаратора 22, БПС 23, блока совпадения 24, ЦАП 21, ко1 мутатора 25. Система передает телесигнализацию и телеизмерительную информацию с контролируемого пункта на пункт управления . За основу принимается передача информации в число-импульсном коде, что соответствует подключению дополнительной нагрузки (напр., датчиков) к питающей шине контролируемого пункта на определенное время, зависящее от величины измеряемого параметра. 1 ил. G s (Л IND to оо

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU 22 131

А (594 НО В 350

KF(.(1И -1Я. й l3 )В, БИБЛИОТЕКА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3539919/24-09 (22) 11.01 ° 83 (46} 23.03.86. Бюл. У 11 (71) Государственный проектно-конструкторский и научно-исследовательский институт по автоматизации угольной промышленности "Гипроуглеавтоматизация" (72) В.В.Тимофеев (53) 621.398:654.94 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1012447, кл. Н 04 В 3/50, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

9 919108, кл. Н 04 B 3/50, 1979. (54) СИСТЕМА ШАХТНОЙ ТЕЛЕСИГНАЛИЗАЦИИ

С ДИСТАНЦИОННЫМ ПИТАНИЕМ ДАТЧИКОВ (57) Изобретение может быть использовано для передачи дискретной и измерительной информации о состоянии технологического процесса в шахте.

Изобретение увеличивает объем передаваемой информации нри снижении искробезопасной мощности источника дистанционного питания. Система содержит на пункте управления источник переменного тока 1, диодный мост 2, двухпроводную линию связи 3, диод 4, nog 6 роговый блок 5, элементы И 6, распределитель 7, два резистора 8, 9, делитель частоты (ДЧ) 15, счетчик 16; на контролируемом пункте блок двухпозиционных датчиков (БДД) 10, распределитель 11, диодный мост 12, два резистора 13, 14, ДЧ 17, двоичный счетчик 18, два ключа 19, 20, ЦАП 21, компаратор 22, блок подзарядного сравнения (БПС) 23, блок совпадения

24, коммутатор 25, датчики аналоговых сигналов 26, транзисторы 27. Цель достигается введением ДЧ 15, 17 счетчиков 16 18, ключей 19, 20, БДД 10, компаратора 22, БПС 23, блока совпадения 24, ЦАП 2 1, коммутатора 25.

Система передает телесигнализацию и телеизмерительную информацию с контролируемого пункта на пункт управле- С ния. За основу принимается передача информации в число-импульсном коде, что соответствует подключению допол- раем нительной нагрузки (напр., датчиков) (Я к питающей шине контролируемого пунк- р та на определенное время, зависящее р от величины измеряемого параметра.

Cr4

О 0

220131 2

Система может передавать как телесигнализацию так и телеиэмерительную информацию с контролируемого пункта на пункт управления. 3а основу принимается передача информации в число-импульсном коде, что соответствует подключению дополнительной нагрузки (в данном случае датчиков) к питающей шине контролируемого пунк" та на определенное время, зависящее от величины измеряемого параметра.

Источник переменного тока 1 питает аппаратуру пункта управления с выхода диодного моста 2, обозначенных "+" и "-", через двухпроводную линию связи 3 питает электронную схему контролируемого пункта, под1 1

Изобретение относится к шахтным телемеханическим системам с временным разделением каналов и дистанционным питанием аппаратуры контролируемого пункта по двухпроводной линии связи и может быть использовано для передачи дискретной и измерительной информации о состоянии технологического процесса в шахте.

Цель изобретения — увеличение объема передаваемой информации при снижении искробезопасной мощности источника дистанционного питания.

На чертеже представлена структурная схема системы шахтной телесигнализации с дистанционным питанием датчиков.

Система шахтной телесигнализации с дистанционным питанием датчиков содержит на пункте управления источник переменного тока 1, диодный мост 2, двухпроводную линию связи 3, диод 4, пороговый блок 5, элементы И

6, распределитель 7, первый резистор 8, второй резистор 9, а на контролируемом пункте — блок двухпозиционных датчиков 10, распределитель

11, диодный мост 12, первый резистор 13, второй резистор 14, на пункте управления делитель частоты 15, счетчик 16, на контролируемом пункте делитель частоты 17, двоичный счетчик 18, первый 19 и второй 20 ключи, цифроаналоговый преобразователь 21, компаратор 22, блок поразрядного сравнения 23, блок совпадения 24, коммутатор 25, датчики аналоговых сигналов 26, транзисторы 27.

Система шахтной телесигнализации с дистанционным питанием датчиков работает следующим образом.

55 ключенную к соответствующим выходам

"+" и "-" диодного моста 12. Резисторы 8 и 9 и 13 и 14 образуют делители напряжения, подключенные к одноименному плечу обоих диодных мостов 2 и 12. Полуволна питающего переменного напряжения, снимаемая с обоих делителей напряжения в точке соединения резисторов 8 и 9 и 13 и 14, через делители частоты 15 и 17 соответственно поступает на вход распределителя 7 пункта управления и распределителя 11 контролируемого пункта. Коэффициент деления делителей частоты 15 н 17 устанавлива-. ется одинаковым и зависит от максимального значения разрядности в двоичном коде, применяемом в данной системе. Так, например, для восьмиразрядной передачи информации коэффициент деления составит число 256.

Поскольку система питается от общего источника переменного тока 1, который одновременно является задающим тактовым генератором, все процессы в системе протекают синхронно и синфаэно, в частности работа распределителя 7 пункта управления и распределителя 11 контролируемого пункта.

Преобразование аналогового сигнала с телеизмерительных датчиков аналоговых сигналов 26 осуществляется при помощи двоичного счетчика 18, ключа 20, цифроаналогового преобразователя 21 н компаратора 22. Цифровые входы цифроаналогового преобразователя 21 подключены к соответствующим выходам разрядов двоичного счетчика 18 и поэтому при счете тактовых импульсов, поступающих на вход двоичного счетчика 18 с делителя напряжения, образованного резисторами

13 и 14, через ключ 20, на выходе цифроаналогового преобразователя 21 появляется линейно возрастающее напряжение, которое подается на первый вход устройства для сравнения двух напряжений, так называемый компаратор 22. На второй вход последнего через коммутатор 25 подается аналоговый сигнал в виде постоянного напряжения, соответствующего величине измеряемого параметра. Когда напряжение на первом входе компаратора 22 станет больше напряжения на его втором вхо, де, на выходе компаратора 22 появится сигнал, закрывающий ключ 20. Число тактовых импульсов, записанных в

12201 31, двоичный счетчик 18, соответствует величине измеренного параметра.

Если одновременно с началом счета тактовых импульсов в двоичном счетчике 18 подключить к выходу диодного моста 12 один из датчиков аналогового сигнала 26, то это обеспечит появление на втором входе компаратора 22 сигнального напряжения с данно. го датчика и увеличение амплитуды тока нагрузки в линии связи выше пре. дела срабатывания порогового блока 5.

При сравнении напряжений на входах компаратора 22 и прекращения счета тактовых импульсов датчик аналоговых сигналов 26 отключается от диодного моста 12, снижая тем самым ток в линии связи до первоначального значения

Таким образом с выхода порогового блока 5 на пункте управления снимается числовая последовательность импульсов, количество которых соответствует величине измеряемого параметра.

Система работает в циклическом режиме, поочередно подключая питание датчиков аналоговых сигналов 26 и одновременно передавая измеряемый параметр на пункт управления..Для более подробного описания работы системы во времени за исходное положение принимаем момент поступления импульса с делителей частоты 15 и 17 на вход распределителей 7 и 11. К этому моменту ключи 19 и 20 закрыты и питание со всех датчиков аналоговых сигналов 26 снято. Импульс с выхода делителя частоты 17 поступает на вход распределителя 11 и на вход сброса двоичного счетчика 18, который сбрасывается в исходное состояние, обнуляя цифровые входы цифроаналогового преобразователя 21, на выходе которого напряжение падает до нуля.

Исчезает запирающий сигнал на выходе компаратора 22, ключи 19 и 20 открываются, подается плюс-питание с диодного моста 12 на общую шину питания датчиков аналоговых сигналов 26.

Минус-питание подается на датчик, определяемый положением распределителя 11, через коллекторную цепь соответствующего транзистора 27.

Аналоговый сигнал с соответствующего датчика аналоговых сигналов 26 через коммутатор 25, управляемый также распределителем 11, поступает на второй вход компаратора 22. Двоичный счетчик 18 начинает счет тактовых

30 вать понижением тактовой частоты на входе двоичного счетчика 18.

При превышении линейно возрастающего напряжения над сигнальным напряжением выходной сигнал с комларатора

22 закрывает ключи 19 и 20. С соответствующего датчика аналоговых сигналов 26 снимается питание, его выход. ной сигнал пропадает, но компаратор

22 продолжает закрывать ключи 19 и

20, так как сохраняется условие его срабатывания. При поступлении импульса с делителя частоты 17 на сброс двоичного счетчика 18 и вход распределителя 11 подключается питание к

45,следующему датчику аналоговых сигналов 26 и начинается преобразование и передача следующего параметра.

На пункт управления числовая последовательность импульсов, соответ50

5 !

О

20 импульсов. Идет процесс преобразования аналогового сигнала и одновре— менная передача его значения на пункт управления линии связи.

Здесь необходимо заметить, что при отсутствии сигнала на выходах датчиков аналоговых сигналов 26 на выходе коммутатора 25 предусмотрено небольшое остаточное напряжение, так как в противном случае при сбросе двоичного счетчика 18 в исходное состояние и одновременном включении датчика аналоговых сигналов 26 может произойти срабатывание компаратора

22 по нулевым напряжениям на обеих его входах из-за некоторой задержки в появлении аналогового сигнала с датчика. В дальнейшем амплитуда сигнала с датчика аналоговых сигналов

26 возрастает значительно быстрее, чем линейно возрастающее напряжение с цифроаналогового преобразователя

21, так как крутизна выходного напря" жения цифроаналогового преобразователя 21 зависит от частоты тактовых импульсов и возрастание напряжения происходит в течение всего времени преобразования ° В крайнем случае некоторую инерционность датчика аналоговых сигналов 26 можно скомпенсиро ствующая значению параметра, выделя-, ется пороговым устройством 5 и через выходы элементов И 6 телеизмерительная информация распределяется по своим каналам для дальнейшей обработки.

Передача телеснгнализации осуществляется с помощью блока двухпозиционных датчиков 10. Номер каждого дат1220131 чика блока двухпозиционных датчиков

10 соответствует определенному разряду двоичного кода и сравнивается с одноименным разрядом на выходе двоичного счетчика 18. Сравнение двух двоичных кодов происходит на блоке поразрядного сравнения 23. При нахождении распределителей 7 и 11 в положении и подается питание на блок двух позиционных датчиков 10, на выходах которых появляются сигналы, соответствующие положению каждого датчика аналоговых сигналов 2б.

Одновременно подается плюсовое напряжение питания с выхода коммутатора 25 на второй вход компаратора 22, что исключает компаратор 22 из работы схемы на этом цикле измерения, так как сигнал по его первому входу не превысит полное плюсовое напряжение с коммутатора 25 на втором входе. Ключи 19 и 20 открыты, идет счет тактовых импульсов на двоичном счетчике 18. При сравнении двоичных кодов срабатывает блок поразрядного сравнения 23, его выход1 ной сигнал, пройдя через блок совпадения 24, закрывает ключи 19 и 20 до прихода импульса сброса на двоичный счетчик 18 с делителя частоты 17.

Одновременно снимается питание с блока двухпозиционных датчиков 10.

Таким образом, информация о состоянии блока двухпозиционных датчиков 10 представляется в виде двоичного числа, преобразуется в числоимпульсный код в двухпроводной линии связи 3 и в виде числовой последовательности импульсов выделяется пороговым блоком 5 на пункте управления, а затем записывается в счетчике 16, где происходи обратное преобразование числовой последовательности импульсов в двоичный код, состояние разрядов которого соответствует состоянию определенных номеров двухпозиционных датчиков 10 на контролируемом пункте.

Формулаизобретения

Система шахтной телесигнализации с дистанционным питанием датчиков, содержащая на пункте управления источник переменного тока, соединенный с первыми выводами диодного моста и первым и вторым проводами линии, в первый провод линии последовагельно включен диод, параллельно которому включен пороговый блок, выход которого соединен с первыми входами и элементов И, вторые входы которых соединены с выходами распределителя, входы питания которого соединены с вторыми выводами диодного мо= òà, параллельно одному из диодов диоцного моста включены псследовательно соединенные первый и второй резисторы, а на контролируемом пункте — диодный мост, первые выводы которого соединены с первым и вторым проводами линии, параллельно одному из диодов диоцного моста включены последовательно соединенные первый и второй резисторы, а также и транзисторов, эмиттеры которых ссединены с выводом первого резистора, а базы транзисторов соединены с входами распределителя, коллекторы h — 1 транзисторов соединены с первыми выводами датчиков, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью увеличения объема передаваемой информации при снижении искробезопасной мощности источника дистанционного питания в нее введены на пункте управления делитель частоты, вход которого соединен с точкой соединения первого и второго резисторов, а выход подключен к управляющему входу распределителя, и счетчик, вход которого соединен с выходом и-го элемента И, а на контролируемом пункте введены первый и второй ключи, делитель частоты, компаратор, блок двухпозиционных датчиков, блок поразрядного сравнения, двоичный счетчик, блок совпадения, цифроаналоговый преобразователь и коммутатор, информационные входы которо.го соединены с выходами датчиков, управляющие входы коммутатора соединены с выходами распределителя, а выход коммутатора соединен с первым входом компаратора, выход которого соединен с первыми управляющими входами первого и второ" î ключей, и-й выход распределителя соединен с базой и-го транзистора и первым входом блока совпадения, выход которого соединен с вторыми управляющими входами первого и второго ключей, выход первого ключа соединен с вторьпж выводами датчиков и первым входом блока двухпозиционных датчиков, второй вход которого соецинен с коллектором и-ro транзистора, а в"ыходы блока двухпо1220131

Составитель В.Грачев

Редактор А.Шандор Техред 0.Сопко КоРРектоР Т.Колб.

Заказ 1333/60 Тираж 624 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 зиционных датчиков соединены с первыми входами блока поразрядного сравнения, выход которого соединен с вторым входом блока совпадения, а вторые входы блока поразрядного сравнения соединены с первыми выходами двоично- го счетчика, тактовый вход которого соединен с управлямщим входом распределителя и выходом делителя частоты, вход которого соединен с входом вто- . рого ключа и точкой соединения первого и второго резисторов, а выход второго ключа соединен с управлякицим входом двоичного счетчика, вторые выходы которого через цифроаналоговый преобразователь соединены с вторым входом компаратора, при этом вход первого ключа соединен с вторым

1р выводом диодного моста.