Пристрій для обміну двійковою інформацією

Устройство для обмена двоичной информацией между командным пунктом и последовательно рассредоточенными объектами например, конвейерами конвейерной линии, содержащее командный пункт и рассредоточенные объекты, соединенные между собой последовательно через секции двухпроводной линии связи, при этом s состав командного пункта входят последовательно соединенные приемник информации обратного направления формирователь информации прямого направления и узел ввода информации прямого направления, причем узел ввода информации прямого направления и приемник информации обратного направления включены параллельно входной секции двухпро водной линии связи а в состав каждого объекта входят последовательно соединенные приемник информации прямого направления и узел ввода информации прямого направления последовательно соединенные приемник информации обратного направления и узел ввода информации обратного направления к другому входу которого подключен выход формирователя информации обратного направления вход которого соединен с выходом приемника информации прямого направления, причем приемник информации прямого направления и узел ввода информации обратного направления соединены параллельно с предыдущей секцией двухпроводной линии связи, а приемник информации обратного направления и узел ввода информации прямого направления соединены параллельно с последующей секцией двухпроводной линии связи о т л и ч а ю щ е е я тем что в состав командного пункта введен управляемый ключ включенный параллельно узлу ввода информации прямого направления, инверсный выход которого соединен с управляющим входом управляемого ключа а в состав каждого объекта введены управляемые ключи прямого и обратного направлений, при этом управляемый ключ прямого направления включен параллельно узлу ввода информации прямого направления, инверсный выход которого соединен с управляющим входом управляемого ключа прямого направления а управляемый ключ обратного направления включен параллельно узлу ввода информации обратного направления, инверсный выход которого соединен с управляющим входом управляемого ключа обратного направления Изобретение относится к технике передачи информации Предназначено для использования в горнодобывающей промышленности, в частности, для контроля и управления конвейерами конвейерных линий Может быть использовано в других отраслях, где имеет место необходимость в контроле состояния и управления объектами, последовательно рассредоточенными и находящимися на —__ значительном расстоянии друг от друга УК Известно устройство для приема и переда- Вчздт чи данных [1] Задачей, поставленной в дайн изобретении, является увеличение пропускной способности при обмене цифровой информацией за счет задержки занесения информации о состоянии готовности в D-триггер на период паузы За это время осуществляется подготовка к приему данных с линии связи путем считывания информации потребителем из регистра сдвига и передача в цикле формирования импульса синхросигнала о готовности к приему Для этоЯРОЙСТВО введены дополнительно элемент СМ О 17141 Недостатком устройства, несмотря на предпринятые меры, является низкая пропускная способность. Дело в том, что пропускная способность определяется не только свойствами аппаратной части, а и свойствами линии связи Линия связи вносит существенные искажения в форму сигнала. Эти искажения тем сильнее, чем протяженнее линия связи, чем выше частота посылки сигналов Неизбежен момент, когда форма сигнала деформируется настолько, что не поддается распознаванию приемной стороной В устройстве не предусмотрены какие-либо решения по расширению зоны распознавания деформированного сигнала, меры по предотвращению его искажения. Известен приемопередающий блок [2] Задачей, поставленной в данном изобретении, является увеличение пропускной способности локальной сети за счет компенсации фазовых искажений сигналов в линии связи В данном устройстве приемной стороной предусматривается предварительная обработка принятых сигналов, с целью придания им формы, приемлемой для анализа Предусмотрены также решения по повышению пропускной способности в аппаратной части В устройство введены детектор наличия сигнала приема, дешифратор, блоки коррекции и коммутатор Что касается мер по предотвращению деформации сигнала в линии связи, то они практически отсутствуют. Эквивалентные линии, подсоединенные к ее концам, частично изменяют параметры линии, замедляющие прочие искажения сигнала, являются индивидуальными для каждого ее участка Для каждого участка требуется персональная настройка. Эффективность предпринятых мер в итоге не является достаточной для существенного увеличения пропускной способности. Главным недостатком устройства является то, что в нем недостаточно внимания уделяется предотвращению деформации сигнала в линии связи. Рассмотрим процессы, происходящие в линии связи Как известно, на искажение сигнала влияют присущие линии связи омическое сопротивление проводников, индуктивность и особенно ее емкость. При вводе в линию связи сигналов, в частности, двоичной информации, емкость линии заряжается. В интервалах между посылками сигналов она должна разрядиться. Если этот процесс не обеспечивается или осуществляется недостаточно эффективно, то емкость кабеля не будет успевать разряжаться, остается, таким образом, постоянная составляющая напряжения Одновременно происходит деформация формы бита и паузы. С увеличением длины кабеля пинии связи постоянная составляющая растет и достигает величины, равной порогу чувствительности приемного узпа. С этого момента приемный узел воспринимает вводимые в линию связи биты, как один непрерывный На примере проследим эволюцию одного бита и паузы линии связи, в функции ее длины а) при идеальной линии связи (отсутствуют омическое сопротивление проводников, емкость, индуктивность), б) при реальной линии связи, в) после обработки на восстановление прямоугольное™, например, посредством триггера Шмитта, г) после спе циальной обработки, которая имеет место в прототипе и аналоге. При идеальной линии связи форма бита и паузы оставалась бы неизменной при любой длине линии Поэтому опознавание их на приемной стороне линии связи не представляло бы затруднений. Опознавание производится по времени, начиная со старт-бита, как правило, в момент, когда ожидается середина бита и паузы Реальная линия связи деформирует форму бита и паузы. При этом из-за задержки, вызванной разрядом емкости линии связи, бит расширяется, пауза сужается. Этот процесс прогрессирует с ростом дпины пинии связи. При протяженности линии связи 10 деформаций бита и паузы не наблюдается При I) бит и пауза имеют незначительные искажения. При Ь деформации уже достаточно значительны, в том числе и после обработки на прямоугольность. Заметно и смещение середины бита и паузы от момента их опознавания При Із бит настолько расширился, что пауза оказалась на грани опознавания. При Ц появилась постоянная составляющая напряжения, а бит, расширившись, занял позицию опознавания паузы При протяженности линии, равной U, произошел отказ в работе устройства, хотя биты и паузы продолжают чередоваться. Таким образом, определилась пропускная способность устройства по предельно допустимой протяженности линии связи. Она не более Із. При І7 постоянная составляющая сравнивается с порогом чувствительности приемника устройства, который теперь воспринимает вводимые сигналы как один сплошной бит. В прототипе за счет обработки принятого бита, учитывающей вероятные величины искажений, вводятся поправки, которые придают битам и паузам форму, приемлемую для опознавания, что позволяет увеличить протяженность линии связи Однако она не может быть больше І7, a практически даже равной І6В основу изобретения поставлена задача создания устройства, в котором за счет направленного воздействия на линию связи, обеспечивающего принудительный разряд ее емкости, увеличивается пропускная способность устройства, причем многократно. Поставленная задача решается следующим образом. В устройстве для обмена двоичной информацией между командным пунктом и последовательно рассредоточенными объектами, например, конвейерами конвейерной линии, содержащее командный пункт и рассредоточенные объекты, соединенные между собой последовательно через секции двухпроводной линии связи, при этом в состав командного пункта входят поспедоватепьно соединенные приемник информации обратного направления, формирователь информации прямого направления и узел ввода информации прямого направления, причем узел ввода информации прямого направления и приемник информации обратного направления включены параллельно входной секции двухпроводной линии связи, а в состав каждого объекта входят последовательно соединенные приемник информации прямого направления и узел ввода 17141 информации прямого направления, последовательно соединенные приемник информации обратного направления и узел ввода информации обратного направления, к другому входу которого подключен выход формирователя информации обратного направления, вход которого соединен с выходом приемника информации прямого направления, причем приемник информации прямого направления и узел ввода информации обратного направления соединены параллельно с предыдущей секцией двухпроводной линии связи, а приемник информации обратного направления и узел ввода информации прямого направления соединены параллельно с последующей секцией двухпроводной линии связи, согласно изобретению, в состав командного пункта введен управляемый ключ, включенный параллельно узлу ввода информации прямого направления, инверсный выход которого соединен с управляющим входом управляемого ключа, а в состав каждого объекта введены управляемые ключи прямого и обратного направлений, при этом управляемый ключ прямого направления включен параллельно узлу ввода информации прямого направления, инверсный выход которого соединен- с управляющим входом управляемого ключа прямого направления, а управляемый ключ обратного направления включен параллельно узлу ввода информации обратного направления, инверсный выход которого соединен с управляющим входом управляемого ключа обратного направления. В заявляемом устройстве за счет исключения реакции узлов ввода информации одного направления на сигналы, вводимые в линию связи узлами ввода противоположного направления, решается задача упрощения конструкции и повышения надежности. При этом упомянутые узлы по полярному признаку подсоединены к линии связи встречно-параллельно. В устройстве предусмотрена также возможность сохранения процесса обмена информацией между командным и исполнительными лриемо-передающими блоками в случае, если будут обесточены один или несколько исполнительных приемо-передающих блоков, причем в любых комбинациях. Этот фактор в системах, где имеет место последовательный порядок обмена информацией, является достаточно весомым. Решается задача за счет введения в каждый исполнительный приемо-передающий блок реле напряжения, которое при обесточивании блока своими контактами производит транзитное соединение подводящей и отводящей по отношению к обесточенному блоку секций линий связи. На чертеже представлено устройство для обмена двоичной информацией, где 1 - двухпроводная линия связи, 2 - командный пункт (командный приемо-передающий блок), 3 - формирователь информации прямого направления. 4 узел ввода информации прямого направления в линию связи, 5 - приемник информации обратного направления, 6 - объект (исполнительный приемо-передающий блок). 7 - приемник информации прямого направления, 8 - узел ввода информации прямого направления в последующую секцию линии связи, 9 - приемник информации обратного направления, 10 - узел ввода в пинию связи информации обратного направления. 11 формирователь информации обратного направления, 12. 13, 14 - управляемые ключи, 15 - реле контроля наличия напряжения на исполнительном блоке, 16 - контакты реле 15 Чертеж может рассматриваться и как пример конкретного выполнения Работа устройства При описании работы устройства за исходное состояние принимается следующее - командный и исполнительные приемо-передающие блоки исправны и находятся под напряжением, - секции линии связи подсоединены к блокам (включены реле контроля напряжения питания) и закорочены по концам ключами 12. 13, 14, - командный приемо-передающий бпок готов к выдаче информации прямого направления. Формирователь 3 информации прямого направления на основании данных, поступивших в командный блок 2, в соответствии с проіраммой функционирования вырабатывает информацию в виде серии (например, байтов) однополярных прямоугольных импульсов (бит), которая посредством узла 4 ввода информации прямого направления в линию связи вводится в последнюю При вводе в пинию связи каждого бита информации изменяет свое первоначальное состояние инверсный выход узла 4, закрывается ключ 12, предотвращая закорачивание вводимых в линию связи битов информации. В интервалах между передаваемыми битами открывается инверсный выход узла 4, ключ открывается и разряжает емкость линии связи, заряженной при вводе в линию бита информации. Разряд емкости происходит быстро, поскольку ограничивается практически только сопротивлением линии связи. Вводимые в линию связи биты информации воспринимаются приемником 7 информации прямого направления первого исполнительного приемо-передающего бгока 6 (подсоединенные к данной секции линии связи приемник 5 информации ответного направления блока 2 и ключ 13 блока 6 не реагируют на вводимую информацию, так как включены в линию связи встречно потенциалу информации прямого направления) Биты информации после приема тут же подвергаются обработке на восстановление их прямоугольноети. которая несколько деформировалась в линии связи, и подаются в узел 8, который вводит информацию прямого направления в последующую секцию линии связи к следующему исполнительному приемо-передающему блоку 6 Одновременно информация прямого направления в каждом исполнительном приемо-передающем блоке 6 поступает на их формирователи 11 ответной информации. В каждой посыпке информации прямого направления содержится адрес исполнительного приемо-передающего блока, к которому непосредственно обращается командный приемо-передающий блок Поэтому на посылку информации ответную реакцию проявляет только тот исполнительный блок, в котором содержится присвоенный блоку адрес В этом случае формирователь 11 информации обратного направления на 17141 основании данных, поступивших в блок к моменту приема информации прямого направления, формирует исполнение команд (если они содержатся в посыпке) и информацию обратного направления Если посылка информации прямого направления была адресована первому исполнительному приемо-передающему блоку 6, то информация обратного направления с его формирователя 11 информации через посредство узла 10 ввода информации обратного направления в линию связи направляется к командному приемо-передающему блоку 2 При этом ключ 13 функционирует в точном соответствии с изложенным при описании функционирования ключа 12 Информация обратного направления в блоке 2 воспринимается приемником 5 информации обратного направления и после обработки ее бит на прямоугольность вводится в формирователь 3 информации прямого направления, который в сочетании с данными, поступающими в блок 2 формирует очередную информацию прямого направления Информация обратного направления не воспринимается приемником 7 информации прямого направления и ключом 12 командного блока 2, так как они включены в линию связи встречно потенциалу бит информации обратного направления Если посылка информации прямого направления была адресована какому-либо исполнительному блоку, находящемуся после первого, то его информация обратного направления поступает в предыдущий исполнительный блок 6 в его приемник 9 информации обратного направления, ее биты обрабатываются на прямоугольность и через посредство узла 10 ввода информации обратного направления вводится в линию связи. Дальнейшая трансляция информации об ратного направления происходит в точном соответствии с трансляцией информации прямого направления. При отсутствии напряжения питания на каком-либо исполнительном приемо-передающем блоке 6 в нем отключается реле 15. При этом отключаются узлы трансляции информации абсолютного блока, а подводящая и отводящая секции пинии связи объединяются в одну Таким образом сохраняется процесс обмена информацией между командным и исполнительными блоками, находящимися под напряжением. Сопоставительный анализ заявляемого устройства с прототипом показывает, что для решения одной и той же задачи - создания устройства для обмена двоичной информацией с высокой пропускной способностью, в них используются совершенно разные подходы. В прототипе имеет место в основном процесс восстановления искаженного сигнала до уровня, пригодного для анализа. В заявляемом устройстве имеет место процесс упреждающий преждевременное искажение сигнала путем направленного воздействия на линию связи, поэтому заявляемое устройство обеспечивает многократное увеличение пропускной способности. Экспериментальная проверка пропускной способности устройства на частоте посыпки сигналов 2 кГц по линии связи, выполненной телефонным кабелем (емкость пары жил 0,06 мкФ/км, сопротивление одного проводника 37 Ом/км), показала, что при отсутствии принудительного разряда емкости линии связи протяженность последней составляла не более 500 м, а при наличии - увеличилась до 7 км, т.е. более чем в 10 раз. 17141 40 j ±0— OO T «Й-Й V\ ^ К) Тираж 50 екз Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122)3-72-89 (03122)2-57-03