Лінійний блок системи телемеханіки

Лінійний блок системи телемеханіки, що містить перший блок живлення, у якого перший (позитивний) та другий виходи з'єднані, відповідно, з першими та другими входами першого та другого елементів гальванічного розділення сигналів, причому перший вихід з’єднаний з першим входом першого формувача сигналів, у якого другий вхід з'єднаний з виходом першого елемента гальванічного розділення сигналів, з'єднаного третім входом з виходом передавача, та входом інвертора, підключеного виходом до входу ключа, з'єднаного другим виходом з другим виходом першого джерела живлення та з одним виводом першого узгоджуючого резистора, у якого другий вивід з'єднаний з виходом першого та входом другого формувача сигналів, у якого другий ви хід об'єднаний з першим виходом ключа, а перший вихід приєднаний до третього входу другого елемента гальванічного розділення сигналів, підключеного виходом до входу приймача, який відрізняється тим, що на пункті керування до лінійного блока додатково включені телефонний вузол, що містить діод та телефон, др уге, третє та четверте джерела живлення, обмежуючий та нормуючий резистори, аналого-цифровий перетворювач, вузол керування, перше, друге та третє реле, у яких перші виводи обмоток підключені до відповідних виходів вузла керування, другі виводи об'єднані та з'єднані з першим (позитивним) виводом четвертого джерела живлення, першими входами аналогоцифрового перетворювача, вузла керування та об'єднаними виводами другого та третього узгоджуючих резисторів, які підключені другими виводами через перший та другий світлодіоди до першого та третього виходів вузла керування, у якого 2 (19) 1 3 36968 Винахід стосується системи телемеханіки з часовим розділенням сигналів, в якій пункт керування з'єднаний з одним чи декількома контрольованими пунктами за допомогою лінійних блоків та ліній зв'язку радіальної конфігурації, кожна з яких створюється виділенням пари проводів, що приєднаний до виводів лінійних блоків відповідних пунктів. Найбільш близьким по технічній суті до запропонованого є лінійний блок системи телемеханіки по авторському свідоцтву №1179410 (М.Л. Портнов, бюл. №34, 1985p.), що містить перший блок живлення, у якого перший (позитивний) та другий виходи з'єднані, відповідно, з першими та другими входами першого та другого елементів гальванічного розділення сигналів, причому перший вихід приєднаний також до першого входу першого формувача сигналів, у якого другий вхід з'єднаний з виходом першого елемента гальванічного розділення сигналів, з'єднаного третім входом з виходом передавача, та входом інвертора, підключеного виходом до входу ключа, з'єднаного другим виходом з другим виходом першого джерела живлення та з одним виводом першого узгоджуючого резистора, у якого другий вивід з'єднаний з виходом першого та входом другого формувача сигналів, у якого другий вихід об'єднаний з першим виходом ключа, а перший вихід приєднаний до третього входу др угого елемента гальванічного розділення сигналів, підключеного виходом до входу приймача. Відомий лінійний блок забезпечує можливість з розділенням у часі (тобто в режимі напівдуплекса) передавати та приймати інформаційні посилання, користуючись лише однією парою проводів лінії зв'язку. Недоліком відомого лінійного блоку є недостатні функціональні можливості, зокрема неспроможність діагностувати несправності (розрив чи коротке замикання) лінії зв'язку або контрольованого пункту. Крім того, блок не забезпечує включення телефонів до лінії зв'язку для речового сполучення диспетчера з персоналом, що прибув на контрольований пункт. Мета винаходу - розширення функціональних можливостей лінійного блоку шляхом забезпечення розділення видів несправностей, а також роботи телефонів для переговорів персоналу з диспетчером, незалежно від роботоспроможності контрольованого пункту (КП). Для реалізації нових функціональних якостей на пункті керування (ПУ) до лінійного блоку додатково включені телефонний вузол, що містить діод та телефон, друге, третє та четверте джерела живлення, обмежуючий та нормуючий резистори, аналого-цифровий перетворювач, вузол керування, перше, друге та третє реле, у яких перші виводи обмоток підключені до відповідних виходів вузла керування, другі виводи об'єднані та з'єднані з першим (позитивним) виводом четвертого джерела живлення, першими входами аналогоцифрового перетворювача, вузла керування та об'єднаними виводами другого та третього узгоджуючих резисторів, які підключені другими виводами крізь перший та другий світлодіоди до пер 4 шого та третього виходів вузла керування, у якого четвертий вхід з'єднаний з виходом другого елементу гальванічного розділення сигналів, другий вхід об'єднаний з другим виходом четвертого джерела живлення, точкою з'єднання перших виводів обмежуючого та нормуючого резисторів та аналого-цифрового перетворювача, у якого група виходів підключена до третьої групи входів вузла керування, а третій вхід з'єднаний з другим виводом нормуючого резистора та об'єднаними виводами розмикаючого контакту першого та замикаючим контактом другого перемикаючих контактів другого реле, у якого, крім того, замикаючий контакт першого та розмикаючий контакт другого перемикаючих контактів об'єднані та підключені до другого (позитивного) виходу третього джерела живлення, у якого перший вихід підключений до другого виводу обмежуючого резистора, а середні виводи першого та другого перемикаючих контактів другого реле об'єднані, відповідно, з розмикаючими контактами першого та другого перемикаючих контактів третього реле, у якого, крім того, замикаючий контакт першого перемикаючого контакту підключений до першого виводу теле фону та катоду діода телефонного вузла, а об'єднані другий вивід телефону та анод діода підключені до першого (негативного) виходу др угого джерела живлення, підключеного другим виходом до замикаючого контакту другого перемикаючого контакту, середні виводи першого та другого перемикаючих контактів підключені, відповідно, до замикаючих контактів першого та другого перемикаючих контактів першого реле, у якого, крім того, з'єднані розмикаючі контакти - з першим та другим виводами першого узгоджуючого резистора, а середні виводи - з першим та другим виводами від лінії зв'язку, до першого виводу якої в лінійному блоці контрольованого пункту підключені анод діоду, один вивід телефону та додаткового резистору, другий вивід якого підключений до об'єднаного виходу першого та входу др угого формувачів та одного виводу першого узгоджуючого резистора, другий вивід якого з'єднаний з катодом діода, другим виводом телефону та др угим виводом лінії зв'язку. Функціональна схема лінійного блока та його з'єднання в системі телемеханіки наведені на фіг. Лінійний блок містить перше 1 джерело живлення, перший 2 та другий 3 елементи гальванічного розділення сигналів, у яких перші та другі входи з'єднані з виходами джерела 1, крім того, перший вихід підключений до першого входу першого 4 формувача сигналів. Ви хід 4 з'єднаний з входом другого 5 формувача сигналів, приєднаного другим ви ходом до першого виходу ключа 6. Вхід 6 приєднаний до виходу інвертора 7, сполученого входом з елементом 2 та другим входом 4. Вихід 4 підключається до першого узгоджуючого резистору 8. Лінія зв'язку 9 з'єднує лінійні блоки пункту керування (ПУ) та контрольованого пункту (КП). На фігурі лінійний блок контрольованого пункту позначений умовно лише елементами 4, 5, 6 та 8. До складу лінійних блоків ПУ та КП включені телефонні вузли 10 та 11, кожний з яких містить паралельно включені телефон 12 та діод 13. В лінійний блок ПУ додатково включені друге 14, 5 36968 6 третє 15 та четверте 16 джерела живлення, обмеймача та підключають її до ланцюгу контролю. До жуючий 17 та нормуючий 18 резистори, аналогоцього ланцюгу входять: джерело 15, резистори 17 цифровий перетворювач 19, вузол 20 керування, та 18, контакти 22-1 та 22-2. Як наведено на фігурі, виходи якого підключені до входів обмоток першопри виключеному стані реле 22 напруга негативної го 21, другого 22 та третього 23 реле та до входів полярності з першого виходу 15 крізь 17, 18, розпершого 24 та другого 25 світлодіодів, які крізь микаючий контакт 22-1, розмикаючий 23-1 та задругий 26 та третій 27 узгоджуючі резистори разом микаючий (замкнутий у розглянутому випадку) з об'єднаними другими виводами від обмоток реле контакт 21-1, лінію зв'язку, додатковий резистор підключені до першого виводу джерела 16. Пере28, подається на вхід формувача 5 лінійного блоку микаючі контакти 21-1 та 21-2 реле 21 комутують контрольованого пункту. Формувач 5 виявляється ланцюги лінії зв'язку; перемикаючі контакти 22-1 та заблокованим, тому ланцюг замикається крізь ре22-2 реле керують полярністю контрольних сигназистор 8, лінію зв'язку, замкнуті контакти 21-2, 23лів в лінії зв'язку, а перемикаючі контакти 23-1 та 2, 22-2 та вихід 2 (позитивний) джерела 15. Стру23-2 реле 23 підключають до лінії зв'язку телефомом, що протікає по вказаному ланцюгу, створюни. До лінійного вузла контрольованого пункту ється напруга на резисторі 18, яка є вхідним сигвключається додатковий резистор 28. налом для аналого-цифрового перетворювача 19. Розглянемо роботу запропонованого лінійного Цей сигнал перетворюється в код, який з виходу блоку. 19 подається для аналізу на третю груп у входів Сигнали, які передаються з лінійного блоку вузла 20. Другий етап контролю та аналізу коду джерела інформації до лінійного блоку - приймача, проводиться при формуванні робочого сигналу на наприклад, з пункту керування до контрольованого другому ви ході 20 та включені реле 22. За допомопункту, надходять від передавача на третій вхід гою контактів 22-1 та 22-2 при включені реле 22 елемента 2. За допомогою розділового оптрону, змінюється на протилежну полярність напруги від що входить до складу 2, та окремого джерела жиджерела 15, що подається у лінію зв'язку. Завдяки влення 1 вихідного ланцюга оптрону, на вихід 2 тому, що при цьому сигнал позитивної полярності ретранслюється сигнали з його входу, причому подається на перший вивід лінії зв'язку, резистор 8 вони виявляються гальванічно ізольованими від виявляється зашунтованим ключем 5, а величина входу. Для наведеного на фігурі прикладу на виструму крізь резистор 18 відповідно збільшується. ході 2 формуються робочі сигнали позитивної поВ результаті збільшується і код на вході вузла 20. лярності, які переводять в робочий стан формувач Розглянуті вище приклади відповідають випа4. В результаті сигнали від передавача крізь роздку, коли лінія зв'язку роботоспроможна. Якщо микаючі контакти 21-1 та 21-2 подаються у лінію лінія зв'язку розірвана, на обох вказаних етапах зв'язку 9. Кожний робочий сигнал від передавача контролю струм крізь резистор 18 не проходить, інвертується елементом 7, завдяки чому блокуєтьвхідний сигнал 19 та вихідний код дорівнюють нуся робота ключа 6. Тому ключ 6 при передачі сиглю. У випадку, коли лінія зв'язку перемкнута, ріналів у лінію зв'язку виявляється заблокованим, вень струму, що проходить по ланцюгу контролю, сигнали від формувача 4 не шунтуються формує найбільшим з розглянутих, причому його рівень вачем 5, а надсилаються до лінії зв'язку. не змінюється при зміні полярності сигналу, тобто Коли від передавача робочі сигнали не надхокоди на обох етапах контролю однакові. Підкресдять, на виході 7 формуються сигнали, якими ключ лимо, що незалежно від полярності сигналів, по6 переводиться у робочий стан, а формувач 5 стає лярність напруги на вході перетворювача 19 заготовим до прийому сигналів з лінії зв'язку. Сигналишається незмінною. ли, що поступають із лінії зв'язку, створюють на Наведемо приклад використання значень коузгоджуючому резисторі 8 потенціал, достатній дів від 19 для діагностування стану лінії зв'язку та для переводу формувача 5 в робочий стан. Вихідконтрольованого пункту. Обираємо величини опоні сигнали 5 подаються на третій вхід елементу 3, рів резисторів 17 та 18 рівними R; суму опорів лінії аналогічному елементу 2. На вихід 3 ретранслюзв'язку та резистору 28 - рівною R; величину опору ються сигнали з першого виходу формувача 5, резистору 28 - рівною 4R; напругу джерела 15 причому вихідні сигнали 3, що подаються на прирівною U. При непошкодженій лінії зв'язку величиймач, гальванічно ізольовані від лінії зв'язку. на Ux напруги на вході аналого-цифрового переЯк видно, одна пара проводів лінії зв'язку з творювача дорівнює: розділенням у часі використовується лінійними Ux = UR / R + R + R = U / 3 блоками пункту керування та контрольованого Приймемо, що величина U / 3 дорівнює 66% пункту для передачі та прийому інформації. номінального значення (тобто величині Ux, що Розглянемо роботу лінійних блоків при діагностворює код, еквівалентний 100%). При підключені стуванні несправності лінії зв'язку або контрольодо лінії зв'язку сигналу негативної полярності веваного пункту. личина Ux дорівнює: Якщо лінія зв'язку або контрольований пункт Ux = UR / R + R + R + 4R = U / 7, непрацездатні, на вхід формувача 5 не надходять що створює код, еквівалентний приблизно інформаційні та контрольні сигнали. Відсутність 28% від максимального. При короткому замикані сигналів на виході 3 фіксується вузлом 20, який лінії зв'язку величина Ux коливається між значенпри цьому формує робочий сигнал на першому ням U / 2 - при замикані при виході з пункту керувиході, а реле 21 переводиться у включений стан. вання, до 3U / 8 - при замикані лінії зв'язку на вході За допомогою світлодіоду 24 відображається виконтрольованого пункту та в припущенні, що опори явлена несправність. Перемикаючі контакти 21-1 лінії зв'язку та резистору 28 відносяться як 2/1. та 21-2 реле 21 відключають лінію зв'язку від приОтже, при короткому замиканні лінії зв'язку код 7 36968 8 коливається між величинами 100% та 74% від мапри підключені телефонів. Напруга від джерела 14 ксимального, причому значення коду однакові на повинна бути достатньою для нормального провеобох етапах контролю. Зведемо отримані дані по дення переговорів за допомогою телефонів 12. відносним значенням кодів у таблицю: Аналогічно наведеному проводиться включення телефонів, якщо персонал прибуває на вже Таблиця несправний контрольований пункт. В цьому випадку реле 21 вже включене, а в лінію зв'язку передається контрольний сигнал негативної полярності. Розрив Вид неНесправність Коротке Тобто до прибуття персоналу сформований перелінії справності КП замикання творювачем 19 код співпадає з наведеним в табзв'язку лиці для другого етапу контролю при несправності Етап 1 66% 100%...74% 0% контрольованого пункту. Включення телефонного Етап 2 28% 100%...74% 0% вузла 11 призводить до збільшення контрольного струму та коду від перетворювача 19, що фіксуОчевидно, що аналізуючи значення кодів перється вузлом 20, який після цього проводить додашого та др угого е тапів, можна визначити вид нетково перший етап контролю. Збільшення контросправності. При необхідності, програмуючи роботу льного струму та коду розшифровується вузлом вузла 20, можна не тільки визначити факт коротко20 як виклик диспетчера, що приводить до вклюго замикання лінії зв'язку, але й його місце. чення реле 23 та створення ланцюгу для провеРозглянемо роботу лінійних блоків при піддення переговорів. ключені телефонних вузлів. Наведена структура лінійних блоків може виЯкщо виникає потреба використання пари користовуватись в системі телемеханіки при вклюпроводів лінії зв'язку для переговорів між диспетченні до пункту керування декількох контрольовачером та персоналом, що прибув на контрольованих пунктів. В цьому випадку для зменшення ний пункт, запропонованими лінійними блоками обсягу апаратури в усі лінійні блоки пункту керузабезпечується можливість фіксації виклику дисвання вводяться елемент 1...8 та реле 21, а інші петчера незалежно від роботоспроможності контелементи вводяться лише в один з них. В розглярольованого пункту (очевидно, що лінія зв'язку нутому випадку у вузол 20 вводяться елементи повинна бути справною). Виклик диспетчера з кондля незалежного керування декількома реле 21 трольованого пункту реалізується автоматично за числом контрольованих пунктів. Наведемо попри підключені телефонного вузла паралельно рядок роботи лінійних блоків в такій системі. виводам від лінії зв'язку, як це наведено на фігурі. При виявлені несправності будь-якої лінії зв'яЗавдяки наявності в вузлі 11 діоду 13 вхід лінійнозку чи контрольованого пункту усі раніш включені го блоку контрольованого пункту виявляється зареле 21 відключаються, а включається одне, що шунтованим для робочих та контрольних сигналів, з'єднане з вказаною лінією зв'язку. За допомогою що надходять від лінійного блоку пункту керуванелементів 15, 16, 17, 18, 19, 20 та реле 22, як опиня. В результаті лінійний блок контрольованого сано раніш, діагностується роботоспроможність пункту перестає передавати в лінію зв'язку крізь лінії зв'язку та контрольованого пункту. Якщо лінія формувач 4 робочі та контрольні сигнали, що фікзв'язку справна, відповідне контрольованій лінії сується вузлом 20 лінійного блоку пункту керуванзв'язку реле 21 та усі інші реле 21, які були тимчаня. Як вже наведено вище, лінійний блок пункту сово відключені, включаються. Лінійний блок пунккерування проводить два етапи контролю, тобто ту керування готовий до фіксації виклику диспетвключає реле 21, а потім з розділенням у часі підчера з будь-якого контрольованого пункту, тобто ключає до лінії зв'язку сигнали контролю негативчекає суттєвого збільшення сигналу від 19. При ної та позитивної полярності. Величина коду від виявлені виклику усі включені реле 21 відключаперетворювача 19 для сигналу негативної полярються, а потім з розділенням у часі включаються. ності менша, ніж для сигналу позитивної полярноПри включені реле 21 лінійний блок переводиться сті, тому що ланцюг контрольного струму при нев режим роботи, що був описаний вище, тобто гативній полярності сигналів замикається не крізь виявляється адреса виклику та забезпечується діод 13, а крізь опір телефону. Величина струму, включення до джерела 14 телефонних вузлів 10 та та, як слідство, коду від перетворювача 19, для 11. сигналів позитивної полярності дорівнює коду для Таким чином, в запропонованому лінійному випадку короткого замикання лінії зв'язку на вході блоці системи телемеханіки забезпечується виколінійного блоку контрольованого пункту. Отже, нання мети винаходу - збільшення функціональних співвідношення кодів для обох етапів контролю та можливостей, зокрема: абсолютні їх значення дозволяють за допомогою виявлення короткого замикання лінії зв'язку; вузла 20 виявляти виклик диспетчера. Вузол 20 виявлення розриву лінії зв'язку; формує робочий сигнал для включення реле 23 та виявлення несправності контрольованого пунсвітло діоду 25. За допомогою контактів 23-1 та 23кту при справній лінії зв'язку; 2 реле 23 створюється ланцюг, що включає посліфіксація виклику диспетчера з контрольованодовні: перший (негативний) вихід джерела живго пункту незалежно від роботоспроможності лення 14, вузол 10, замкнуті контакти 23-1 та 21-1, останнього; перші вхід-вихід лінії зв'язку 9, телефонний вузол реалізація телефонних переговорів між диспе11, другий вхід-ви хід лінії зв'язку 9, замкнуті контатчером та персоналом, що прибув на контрольокти 21-2 та 23-2, другий вихід джерела 14. Як видваний пункт; но, полярність напруги від 14 обирається такою, виконання вказаних функцій для декількох кощоб відключити діоди 13 та вхід лінійного вузла 9 36968 10 нтрольованих пунктів, включених крізь індивідуарському свідоцтву №1179410 - прототип винаходу льні лінії зв'язку до спільного пункту керування. є водночас базовим зразком. Лінійний блок системи телемеханіки по авто ДП «Український інститут промислов ої в ласності» (Укрпатент) вул. Сім’ї Хохлов их, 15, м. Київ , 04119, Україна (044) 456 – 20 – 90 ТОВ “Міжнародний науков ий коміт ет” вул. Артема, 77, м. Київ , 04050, Україна (044) 216 – 32 – 71