專(zhuān)利名稱(chēng):用于帶三相供電電纜的電力設(shè)備的信號(hào)傳輸方法和裝置的制作方法
這是關(guān)于一種傳輸信號(hào)的方法和設(shè)備的發(fā)明，用于帶三相供電電纜的電力設(shè)備，它特別適合將遙控命令傳輸?shù)竭@類(lèi)設(shè)備和/或?qū)y(cè)量結(jié)果和顯示信號(hào)傳輸回來(lái)。
本發(fā)明特別適用于工廠、礦山和采石機(jī)或采石設(shè)備。
本申請(qǐng)人已在其歐洲專(zhuān)利申請(qǐng)(11/02/1984 84402206.1號(hào))中推薦了一種用于工程機(jī)械的直觀遙控方法以及一種適于實(shí)施此方法的發(fā)射機(jī)和連收機(jī)系統(tǒng)。它非常適用于切削機(jī)。
眾所周知，工程機(jī)械或設(shè)備的遙控其主要目的是使操作者或控制者遠(yuǎn)離危險(xiǎn)的工作區(qū)域，而處于最佳的工作條件下，上述專(zhuān)利申請(qǐng)的目的在于使操作者處于安全地帶的同時(shí)，能直觀地監(jiān)視遙控設(shè)備的運(yùn)行。這種直觀的監(jiān)視使得操作者很容易地控制受遙控機(jī)械的運(yùn)行，并且可在操作者攜帶的發(fā)射機(jī)和受遙控機(jī)械相連的接收機(jī)之間，利用電磁輻射連接起來(lái)。這種輻射連接可以不用易被砸斷或損壞的“柔性電纜”。(Supple Cable)在某些場(chǎng)合下，例如一合切削機(jī)在陡峭的工作面上工作時(shí)，操作者不能找到一處既能有效地保護(hù)自己，同時(shí)又能切實(shí)觀察到受遙控機(jī)器的地方;這時(shí)只有“盲目”遙控才是可行的。
“盲目”遙控需要有將操作者和他所操作的機(jī)器進(jìn)行雙向連接的裝置，這是很容易理解的。事實(shí)上，操作者在向機(jī)器發(fā)出指令的時(shí)候，必須檢查此指令是否已被正確地執(zhí)行了，以及機(jī)器各部件的運(yùn)行是否滿(mǎn)意。
由于操作者不再能保證直觀地控制機(jī)器，使操作者靠近機(jī)器已不再有什么用處;這樣，電纜遙控看來(lái)是必要的。
例如，在切削機(jī)的情況下，可以讓操作者位于一駕駛倉(cāng)(或駕駛臺(tái)內(nèi))，駕駛倉(cāng)與切削機(jī)間保持一定距離，這個(gè)距離可達(dá)1000米。實(shí)際上，此駕駛倉(cāng)最好(但并不必須)。接近給機(jī)器供電的三相電纜。
上述距離對(duì)應(yīng)于兩部分機(jī)器與“工作臺(tái)”之間的柔性電纜的長(zhǎng)度，可長(zhǎng)達(dá)200米?！肮ぷ髋_(tái)”與駕駛臺(tái)之間的屏蔽電纜的長(zhǎng)度，可長(zhǎng)達(dá)800米。“工作臺(tái)”主要使用的是開(kāi)關(guān)，用于對(duì)各種工程設(shè)備作接通和斷開(kāi)控制。
本發(fā)明的目的是為受遙控設(shè)備提供信號(hào)傳輸。此信號(hào)是沿三相供電電纜傳輸?shù)摹８_切地說(shuō)，是沿各個(gè)相導(dǎo)體傳輸?shù)模恍杞拥貙?dǎo)體參與，這一點(diǎn)是很容易看出的。然而這種傳輸?shù)目煽啃运坪鹾茈y保證，因?yàn)橛腥鄬?dǎo)體可用來(lái)實(shí)現(xiàn)在兩報(bào)導(dǎo)線(xiàn)間傳輸確定的信號(hào)。
而且實(shí)際情況要求不對(duì)這些相導(dǎo)體予先加以區(qū)分，就能進(jìn)行信號(hào)傳輸(實(shí)際上，應(yīng)能在不采取任何特殊措施的情況下，更換任何損壞部分的電纜)。
本發(fā)明的目的也是為了提供一種合乎要求的高速傳輸信息的信號(hào)傳輸方法。事實(shí)上，如果打算通過(guò)遙控傳輸?shù)揭还こ虣C(jī)械的指令數(shù)較少(例如，6個(gè)“有”或“無(wú)”指令和1個(gè)比例指令)，則所要返回信息數(shù)據(jù)量可能要大得多，經(jīng)常是數(shù)十個(gè)(例如，12個(gè)測(cè)量結(jié)果和24個(gè)“有”或“無(wú)”的信息數(shù)據(jù))。
本發(fā)明的目的也是為了提供一種能在駕駛臺(tái)和受遙控設(shè)備間建立雙向連接的信號(hào)傳輸裝置。此裝置包含兩個(gè)交叉的發(fā)射和接收通道，這兩個(gè)交叉通道的公共元件極少，這樣兩通道中任何一個(gè)發(fā)生故障，都不會(huì)影響另外一個(gè)通道的工作。
本發(fā)明提出了一種用于帶三相供電電纜的電力設(shè)備的對(duì)載頻調(diào)幅的信號(hào)傳輸方法，其特征在于要發(fā)射的信號(hào)被加到三相電纜任何一個(gè)相導(dǎo)體和作為一體的另外兩個(gè)相導(dǎo)體之間的一點(diǎn)，并在上述電纜的任何一個(gè)相導(dǎo)體和作為一體的另外兩個(gè)相導(dǎo)體之間另一點(diǎn)取出接收信號(hào)。
本發(fā)明以同樣的構(gòu)思推薦了一種用于帶三相供電電纜的電力設(shè)備的信號(hào)傳輸裝置，它包括一臺(tái)發(fā)射機(jī)和一臺(tái)調(diào)諧到載頻的接收機(jī)。其特征在于發(fā)射機(jī)和接收機(jī)連接在供電電纜上的相距一定距離的兩點(diǎn)上，它們各自獨(dú)立地連在一個(gè)相導(dǎo)體和作為一體的另外兩個(gè)相導(dǎo)體之間。
要指出的是，就實(shí)施方案的最普通的形式來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及信號(hào)沿三相電纜的單向傳輸。例如朝一個(gè)方向的信號(hào)僅供監(jiān)測(cè)予先編好程序的設(shè)備，而朝另一方向的信號(hào)用于對(duì)設(shè)備進(jìn)行遙控，而不在這里提供對(duì)設(shè)備監(jiān)測(cè)。然而，下面將要指出，將本發(fā)明用于三相電纜的兩區(qū)域間交叉交換信息數(shù)據(jù)是特別有益的。實(shí)際上，本申請(qǐng)人已經(jīng)注意到讓信號(hào)在相導(dǎo)體中傳輸，使得信號(hào)具有很好的抗電磁干擾能力，進(jìn)而獲得很高的信噪比。而根據(jù)本發(fā)明的配置，用供電電纜耦合發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，在最不利的情況下，也只使信號(hào)損失約6dB，這比根據(jù)本發(fā)明獲得的信噪比要低得多，此信噪比總是保持很高的值。
本發(fā)明特別提出，當(dāng)要發(fā)射的信號(hào)數(shù)量很大時(shí)，應(yīng)分成具有若干位序列的數(shù)個(gè)周期。實(shí)際上，這些序列通常包括16位。根據(jù)本發(fā)明，如果3位供序列同步，1位供序列周期同步，則還有12位可供傳輸信息數(shù)據(jù)。這使本發(fā)明符合模塊化的要求。目前大多數(shù)電子輸入/輸出插件有12個(gè)不同的通道，可以在插件和位序列間建立對(duì)應(yīng)關(guān)系。從電子學(xué)的觀點(diǎn)看，一個(gè)插件的信息數(shù)據(jù)占有一個(gè)位序列;從信息的觀點(diǎn)看，增加一個(gè)新插件意味著在每一周期增加一個(gè)新的序列。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)想，每一周期的第一序列應(yīng)具有這樣的特征，即它的周期同步位是“1”。從下列事實(shí)可得出此特征的意義本申請(qǐng)人通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)觀察到，即使虛假信號(hào)有時(shí)會(huì)使信息位從“1”翻轉(zhuǎn)成“0”但這種虛假信號(hào)實(shí)際上不會(huì)使信號(hào)同步位產(chǎn)生不期望有的數(shù)值“1”，因此，易于可靠地恢復(fù)此周期的同步。
本發(fā)明的其它目的，特征和優(yōu)點(diǎn)，將參照附圖用范例(不受其限制)加以說(shuō)明。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的三相供電電纜上發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的配置的部分透視示意圖;
圖2是表示圖1配置的電氣連接圖;
圖3是根據(jù)本發(fā)明的“盲目”遙控裝置的方框圖;
圖4是與圖3中的駕駛臺(tái)相關(guān)的二進(jìn)制編碼總電路的方框圖;
圖5是與圖3中的切削機(jī)相關(guān)的二進(jìn)制編碼總電路的方框圖;
圖6是圖4中的二進(jìn)制編碼器的方框圖;
圖7是圖5中的二進(jìn)制編碼器的方框圖;
圖8是根據(jù)本發(fā)明的雙相編碼二進(jìn)制序列的示意圖;
圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)周期的第一個(gè)雙相編碼二進(jìn)制序列的示意圖。
圖1所例舉的電路的示意圖主要包括一臺(tái)發(fā)射機(jī)E，一臺(tái)接收機(jī)R一條三相電纜CTA，兩個(gè)同樣的耦合器C。耦合器插入發(fā)射機(jī)和三相電纜端頭及接收機(jī)和三相電纜端頭之間。
根據(jù)本發(fā)明，每個(gè)耦合器用于將相應(yīng)的發(fā)射機(jī)或接收機(jī)連接到兩根導(dǎo)線(xiàn)之間，其一根是相導(dǎo)體1、2、3中的任意一根，其另一根導(dǎo)線(xiàn)是作為一體的另兩個(gè)相導(dǎo)體。
在圖示范例中，每個(gè)耦合器包括三個(gè)同樣的電容器C1，它們分別與一個(gè)相導(dǎo)體和電感器L相連。在發(fā)射機(jī)(或接收機(jī))和三相電纜之間還安置一變壓器T，將二者電的隔離是有益的。
此電路的優(yōu)點(diǎn)是可以很容易地以公知的方式對(duì)各種部件的最佳值進(jìn)行近似計(jì)算，使它們成為所選擇的信號(hào)傳輸載頻的函數(shù)以及發(fā)射機(jī)(或接收機(jī))和三相電纜CTA相對(duì)于所考慮的耦合器的視在阻抗的函數(shù)。
事實(shí)上，頻率最好選成三相電纜特性的函數(shù)，這樣可以使電纜的傳輸性能最佳。
例如，當(dāng)切削機(jī)的1KV三相電纜的長(zhǎng)度約為1000米時(shí)，頻率的最佳值似乎為300-400Hz，使耦合器調(diào)諧到數(shù)百千赫，可以使電網(wǎng)的低頻(根據(jù)不同國(guó)家可以是50HZ或60HZ)的影響降低。
在三相電纜的各端，每個(gè)耦合器與三個(gè)相導(dǎo)體的任意連接有六種可能性。鑒于作為一體的兩個(gè)相導(dǎo)體與每個(gè)耦合器的連接是等效的。因此，上述六種不同的連接縮減為兩種不同情況，如圖2所示。
圖2中實(shí)線(xiàn)所示電路的情況，對(duì)應(yīng)于三相電纜CTA兩端，當(dāng)耦合器連接的作為一體的兩個(gè)相導(dǎo)體是相同的。這是一種有利的情況，(在六種可能的情況中有兩種是有利的)，從發(fā)射機(jī)的輸出端分兩路經(jīng)導(dǎo)體1和2的信號(hào)，在加到接收機(jī)之前就被恢復(fù)，接收機(jī)收到“完整”的信號(hào)。
另一方面，如果在三相電纜兩端作為一體的相導(dǎo)體不同(對(duì)應(yīng)于六種可能的情況的另外四種情況)，如圖2中虛線(xiàn)所示，與接收機(jī)相接的右邊耦合器的輸入端，相導(dǎo)體2使得兩耦合器間短路。這是一種不利的情況，其中，只有大約“一半”的發(fā)射機(jī)信號(hào)到達(dá)接收機(jī)。然而，這種情況看來(lái)信號(hào)損失只有6dB左右。由于耦合器能采用最佳值，并且由于在相導(dǎo)體中傳輸?shù)男盘?hào)相對(duì)來(lái)說(shuō)不受電磁干擾，這6dB的信號(hào)損失與最終在接收機(jī)處獲得的高于40dB的信噪比是一致的。圖1和圖2中的耦合器C使信號(hào)能可靠傳輸;我們稱(chēng)這些信號(hào)是“確定的”信號(hào)。
圖3用實(shí)例給出了一臺(tái)遙控裝置的方框圖，此裝置，與在礦山工作面上的一臺(tái)切削機(jī)H相連。
眾所周知，切削機(jī)是一種要定位的機(jī)械，它以不同的方式與工作面平行移動(dòng)，用定向臂帶動(dòng)以滾削去要開(kāi)采的礦石。切削機(jī)運(yùn)行所需的主要指令包括切削機(jī)在工作面前移動(dòng)的速度和方向的比例指令，和與滾桶各臂的附加向上向下偏移對(duì)應(yīng)的“有”或“無(wú)”指令，以及是否合上安全閘的“有”或“無(wú)”指令。為了正確控制切削機(jī)的運(yùn)行，實(shí)際上需要將遙測(cè)得到的測(cè)量信號(hào)送回，上述臂的位置以及各種偏差精度最好達(dá)到1%;發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度及各種液體壓力的精度可以稍低(例如3%);而且還需要對(duì)運(yùn)行情況和各部件的狀態(tài)進(jìn)行檢查(籍遠(yuǎn)距離的“有”或“無(wú)”信號(hào)化)，諸如，用信號(hào)化的數(shù)據(jù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)，一些主要的電氣閥門(mén)(特別是那些與安全閘相連的閥門(mén))，或者位置指示器(Thesigraph)(這是一種用于指示切削機(jī)在兩個(gè)極端位置之間所處位置的裝置，通過(guò)它可以檢測(cè)到切削機(jī)任何可能的超速運(yùn)行;而后就可啟動(dòng)安全閘進(jìn)行檢查)。
圖3中的裝置接在三相供電電纜CTA上，此三相供電電纜將切削機(jī)H與電源SA相接(實(shí)際上，加到一臺(tái)500KVA變壓器的電壓是5KV，加到饋電電纜CTA的電壓約為1KV)。
電纜包括一段屏蔽電纜和一段柔性電纜。屏蔽電纜延伸到工作臺(tái)CCH，柔性電纜從工作臺(tái)CCH延伸到切削機(jī)H。在切削機(jī)的各部分中，圖中只標(biāo)出了發(fā)動(dòng)機(jī)MH和相關(guān)的電子組件BH。電子組件與電氣閥門(mén)和繼電器EV，切削機(jī)的儀表盤(pán)TBH，以及挖掘裝置CH相連。
靠近供電電纜的控制站，包括儀表盤(pán)TB，從上面可以看到遙測(cè)結(jié)果和遙控信號(hào)化的過(guò)程。上述測(cè)量結(jié)果和遙控信號(hào)化構(gòu)成遙控信息數(shù)據(jù)?？刂普具€包括控制臺(tái)PC，它由按鈕和滑柄組成，用于提供“有”或“無(wú)”指令和比例指令。控制臺(tái)和儀表盤(pán)構(gòu)成相應(yīng)控制站的電子組件BPP的輸入和輸出。此電子組件與一分支三相電纜CTD相連，此分支電纜通過(guò)一連接盒與動(dòng)力電纜相連。
電子組件BPP和BH(在靠近切削機(jī)H處用放大比例給出)具有類(lèi)似的總體結(jié)構(gòu)(盡管它們的部件多少有些不同)。這兩個(gè)組件都包括一個(gè)耦合器(分別為CPP和CH)，來(lái)與分支電纜CTD和動(dòng)力電纜CTA連接;一臺(tái)發(fā)射機(jī)(分別為EP和EH)和一臺(tái)接收機(jī)(分別為RP和RH);一個(gè)總的二進(jìn)制編碼線(xiàn)路(分別為CCBP和CCBH)，它與有關(guān)的輸入和輸出相接。此組件是通過(guò)輔助變壓器從三相電纜CTD和CTA饋電的。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特征，左邊的部件EP和RH和右邊的部件EH和RP，與二進(jìn)制編碼電路中的相應(yīng)部分，一起構(gòu)成獨(dú)立的傳輸通道，它們共同包括的部分只有耦合器和三相電纜，這些都是可靠性高的部件。
切削機(jī)和控制站的二進(jìn)制編碼電路的詳圖分別示于圖4和圖5;它們的上部是遙控命令的傳輸通道，下部是遙測(cè)信息數(shù)據(jù)的傳輸通道。這種通道的總體結(jié)構(gòu)與本說(shuō)明書(shū)開(kāi)始時(shí)提到的專(zhuān)利申請(qǐng)中提出的遙控道相似。
控制站的二進(jìn)制編碼電路CCBP(參看圖4)的上部包括一個(gè)針對(duì)要控制的機(jī)器的專(zhuān)門(mén)邏輯LS。這里，要控制的機(jī)器是切削機(jī)，由此邏輯“濾出”重新編組并引導(dǎo)由操作者經(jīng)控制臺(tái)PC發(fā)出的命令，以便只保留可同時(shí)傳輸?shù)募嫒葜噶睢Ｈ魏蚊铄e(cuò)誤，例如不希望有的兩個(gè)按鈕被按下的情況都能加以消除。由專(zhuān)門(mén)邏輯保持換成二進(jìn)制形式的指令，再通過(guò)二進(jìn)制編碼器CB。與此同時(shí)，此編碼器將所需的命令進(jìn)行編碼，使之成為相繼的位序列中的相繼的邏輯信號(hào)。這樣獲得的順序信號(hào)在被耦合器耦合到分支電纜CTD和電源電纜CTA之前，被傳輸?shù)桨l(fā)射機(jī)EP。發(fā)射機(jī)隨后將此信號(hào)調(diào)制到一載頻上(例如，選擇此載頻為400KHZ。此頻率在這樣一個(gè)頻率范圍內(nèi)，使得沿動(dòng)力電纜傳輸引起的衰減降到最低)。
由與切削機(jī)相連的耦合器CH接收的電波，被傳輸?shù)浇邮諜C(jī)RH。此接收機(jī)被調(diào)諧到400KHZ的載頻上(見(jiàn)圖5的上部);由接收機(jī)恢復(fù)的解調(diào)信號(hào)，送給二進(jìn)制譯碼器CB。此二進(jìn)制譯碼器實(shí)際上與一譯碼許可級(jí)相連，譯碼許可級(jí)是用來(lái)檢查予定的正確性準(zhǔn)則是否滿(mǎn)足的。這樣獲得的并行二進(jìn)制指令先由一專(zhuān)門(mén)的輸出邏輯進(jìn)行處理，而再由一輸出級(jí)進(jìn)行處理。在上述范例中，專(zhuān)門(mén)輸出邏輯包括線(xiàn)路VIT和線(xiàn)路T/R。線(xiàn)路VIT用于接收與切削機(jī)的移動(dòng)方向和速度相關(guān)的可變指令(或比例指令)。線(xiàn)路T/R用于接收“有”或“無(wú)”指令。另外還包括線(xiàn)路TEST，用它檢查安全閘EV-FI工作是否良好是有益的。事實(shí)上，當(dāng)速度為零時(shí)，安全閘也要?jiǎng)幼?。剩下的選擇是控制速度的二進(jìn)制命令可根據(jù)操作者的需要，預(yù)先確定一些中間值，它們位于這些命令的極端值之間。線(xiàn)路T/R通過(guò)一輸出級(jí)EB控制可變電氣閥門(mén)或繼電器。為安全起見(jiàn)還設(shè)有一緊急停止級(jí)AU)能使機(jī)器在事故情況下完全停止運(yùn)行。
圖6表示了構(gòu)成二進(jìn)制編碼器CB的主要元件的配置。它包括一個(gè)時(shí)鐘HG，一個(gè)并行串行轉(zhuǎn)換器CPS，一個(gè)雙相編碼器CBF和一選擇器S。
時(shí)鐘HG提供各種信號(hào)，其作用將在下面介紹。相對(duì)于一預(yù)定頻率f，可以按 1/2 的比率確定這些信號(hào)H0的頻率是4f;
H1和H′的頻率是2f，且H1′和
H1之間有1/4周期的相位滯后;
H2，H3，H4和H5的頻率分別為f，f/2，f/4和f/8。
圖7表示了構(gòu)成二進(jìn)制譯碼器DB的主要元件的配置情況。此譯碼器包括一個(gè)整形和幅度標(biāo)定線(xiàn)路MFC，它用來(lái)將接收機(jī)提供的解調(diào)信號(hào)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制信號(hào)。此二進(jìn)信號(hào)實(shí)際上與加到發(fā)射機(jī)EP上的信號(hào)并不完全相似;識(shí)別電路被置于電路MFC之后，用來(lái)檢查控制站和切削機(jī)之間二進(jìn)制信號(hào)的變化，以便消除這種變化或中斷譯碼步驟。
譯碼過(guò)程的要點(diǎn)是恢復(fù)節(jié)拍，以便準(zhǔn)確確定每個(gè)位序列的開(kāi)始，以及每一位在序列中的位置，來(lái)準(zhǔn)確控制由串行并行轉(zhuǎn)換器CSP標(biāo)定的信號(hào)的相繼翻轉(zhuǎn)。線(xiàn)路RSYN用來(lái)從標(biāo)定的二進(jìn)制信號(hào)中恢復(fù)序列的重復(fù)頻率，并在每一序列的開(kāi)始觸發(fā)信號(hào)的翻轉(zhuǎn)。線(xiàn)路RSYN與一緊急停止檢測(cè)線(xiàn)路DAU相連，其原因?qū)⒃谙旅嬲f(shuō)明。此外還有一個(gè)RHI線(xiàn)路，用來(lái)保證每一序列中各位按一定重復(fù)頻率同步。
與二進(jìn)制譯碼器平行，配置了一個(gè)譯碼允許電路AD，它給轉(zhuǎn)換器CSP提供一個(gè)允許信號(hào)VAL。在圖示范例中，上述電路AD包括一個(gè)用于檢查已標(biāo)定信號(hào)平均值的可信度的電路VM，以及一個(gè)用于檢查由RSYN電路提供的信號(hào)的序列平均持續(xù)時(shí)間的可信度的電路DS。電路VM和DS的輸出連到一個(gè)與門(mén)，只有當(dāng)可信度測(cè)試被證實(shí)時(shí)，才向轉(zhuǎn)換器提供觸發(fā)信號(hào)VAL。反之，已標(biāo)定的二進(jìn)制信號(hào)就不會(huì)翻轉(zhuǎn)。
最好在轉(zhuǎn)換器CSP的輸出端加一個(gè)附加允許電路(圖中未示出)，以利用冗余度。在相繼的序列的各位之間通常要有這種冗余。如果在給定數(shù)量的連續(xù)序列中，經(jīng)檢查，證明這些平行二進(jìn)制信號(hào)屬同樣重復(fù)，譯碼允許電路不中斷轉(zhuǎn)換器CSP的翻轉(zhuǎn)，此允許電路才將平行二進(jìn)制信號(hào)傳輸?shù)絍IT、T/R和TEST各電路。(轉(zhuǎn)換器CSP的輸出，在沒(méi)有觸發(fā)新的翻轉(zhuǎn)時(shí)就被阻塞)。
圖8給出了本發(fā)明所構(gòu)思的連續(xù)二進(jìn)制信號(hào)序列的范例(與本說(shuō)明書(shū)開(kāi)始時(shí)提到的專(zhuān)利申請(qǐng)的說(shuō)明有關(guān))。此序列包括16個(gè)有效位(選擇這個(gè)數(shù)目是為了與所使用的轉(zhuǎn)換器的平行輸入-輸出數(shù)相等)。實(shí)際上，前三位由頻率為H0＝4f的同步信號(hào)(每位二個(gè)矩形波)所占據(jù)，剩下的13位可用來(lái)傳輸信息。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有益的特征，信息位的編碼是雙相型的，每一信息位中編碼的二進(jìn)位制狀態(tài)值，是根據(jù)在每一位中間的二進(jìn)制過(guò)度情況轉(zhuǎn)換的。因此，向上的一位中間過(guò)渡就是0狀態(tài)，反之就是1狀態(tài)。雙相編碼的意義在于，二進(jìn)制信號(hào)的二進(jìn)制等于最大值的一半。根據(jù)連續(xù)的信息的值相同或者不同，出現(xiàn)的中間信號(hào)的頻率將是2f或f。當(dāng)信息位的值相同時(shí)，中間信號(hào)的頻率為2f(同步信號(hào)頻率H0的一半)當(dāng)信息位的值不同時(shí)，中間信號(hào)的頻率為f(同步信號(hào)頻率H0的四分之一)。如果考慮到頻率為f和2f的矩形信號(hào)，僅具奇次諧波，則在頻率域內(nèi)信號(hào)位的連續(xù)信號(hào)頻譜成分和同步位的連續(xù)信號(hào)頻譜成分是完全不同的。這一特性使得有可能在接收端從已標(biāo)定的二進(jìn)制信號(hào)中取出每一序列譯碼所需的同步信號(hào)。這一特性也使通過(guò)將同步頻率引入信息位，來(lái)定義一個(gè)緊急停止命令成為可能。這樣定義的緊急停止，在譯碼期間特別容易識(shí)別。
圖8所示的范例中，同步頻率為1700HZ，而序列的重復(fù)頻率H5為f/8，相當(dāng)于序列的持續(xù)時(shí)間為18 87MS。
由二進(jìn)制編碼器(圖6所示)對(duì)連續(xù)二進(jìn)制信號(hào)進(jìn)行處理的過(guò)程如下假如預(yù)先給定了時(shí)鐘信號(hào)H0、
H1和H1′，首先產(chǎn)生一原始信號(hào)。再取H1′作為序列的前三位，把零電平作為由轉(zhuǎn)換器CPS提供的初始信號(hào)的二進(jìn)制狀態(tài)0，把最大電平作為此初始信號(hào)的二進(jìn)制狀態(tài)I。而后，產(chǎn)生一已編碼的信號(hào)，當(dāng)原始信號(hào)和
H1的電平相同時(shí)，此編碼信號(hào)為最大電平，當(dāng)原始信號(hào)與
H1的電平不同時(shí)，此編碼信號(hào)為最小電平。由這個(gè)編碼信號(hào)構(gòu)成的輸出信號(hào)，除非由緊急停止命令代替同步信號(hào)H0。
圖4和圖5下部所示的遙控信息通道與剛描述的遙控通道的結(jié)構(gòu)基本相似，其主要區(qū)別在于，由于遙控信號(hào)的數(shù)據(jù)量很大，根據(jù)本發(fā)明這些數(shù)據(jù)被分配到若干個(gè)序列周期中了(例如10個(gè))。由于遙控命令的傳輸頻率高，信息流動(dòng)保持高的速度。此外，在編碼前應(yīng)對(duì)測(cè)量信號(hào)的幅值進(jìn)行標(biāo)定。
圖5下部所示的傳輸部分自右至左包括一個(gè)與信號(hào)化(“有”或無(wú)，或可變)信號(hào)相關(guān)的專(zhuān)門(mén)邏輯LSS，一個(gè)與測(cè)量信號(hào)相關(guān)的專(zhuān)門(mén)邏輯LSM(它在標(biāo)定放大器AMP的輸出端)。在重要的信號(hào)化信號(hào)中，位置指示器(Thesigraph)和超速傳感器CTS的狀態(tài)應(yīng)該注意。它的能在兩個(gè)極端位置之間提供切削機(jī)的位置。超速傳感器可迅速檢測(cè)出可能出現(xiàn)的任何超速運(yùn)行，這時(shí)，就必須啟動(dòng)安全閥EV-F。切削機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度屬于重要的測(cè)量信號(hào)的范圍內(nèi)。
鑒于實(shí)際使用并行-串行轉(zhuǎn)換器的現(xiàn)有容量，可以觸發(fā)若干個(gè)連續(xù)翻轉(zhuǎn)來(lái)把各種有用的控制信息信號(hào)考慮進(jìn)去。為了傳輸所有的數(shù)據(jù)就需要一個(gè)有若干序列的周期。
隨后，象前面一樣，在二進(jìn)制信息編碼器CBI中對(duì)這種序列周期進(jìn)行雙相編碼。選擇一個(gè)與遙控載頻不同的載頻，例如選為335KHZ。
在接收端，由接收機(jī)RRF1提供的解調(diào)信號(hào)被加到二進(jìn)制信息譯碼器DBI，此譯碼器對(duì)解調(diào)信號(hào)進(jìn)行標(biāo)定和整形，經(jīng)過(guò)對(duì)節(jié)拍的識(shí)別，(特別是識(shí)別出循環(huán)頻率)和檢查了預(yù)定的可信度準(zhǔn)則以后，譯碼器使相繼的串行-并行轉(zhuǎn)換得到保證，并將信號(hào)在信號(hào)化信號(hào)處理級(jí)SS和測(cè)量信號(hào)處理級(jí)SM之間加以分配，如果需要的話(huà)，測(cè)量信號(hào)可以轉(zhuǎn)換成模擬量，最好加一級(jí)SYNC來(lái)利用冗余，這種冗余必須由周期同步信號(hào)提供。
遙控信息數(shù)據(jù)在儀表盤(pán)TB上顯示，然而這些信息也可以通過(guò)一延伸到地面的遙控監(jiān)視電路TV。傳輸?shù)接?jì)算機(jī)CLC或顯示板VISU，供給有關(guān)人員。
圖9表示了一個(gè)周期中第一個(gè)二進(jìn)制序列的一個(gè)范例，此序列與圖8中的序列不同點(diǎn)僅在于，在三個(gè)同步位之后有一個(gè)周期同步位，因此，只有12個(gè)信息位。
實(shí)際上，本申請(qǐng)人已經(jīng)注意到，可以通過(guò)單獨(dú)一位來(lái)識(shí)別周期節(jié)拍，對(duì)于周期的第一序列，此位的二進(jìn)制狀態(tài)是“1”，對(duì)于后面的序列，此位的二進(jìn)制狀態(tài)是“0”，這樣周期節(jié)拍的識(shí)別就很容易且很可靠，不管做多少次試驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中，從未發(fā)現(xiàn)此位出現(xiàn)虛假的“1”，而且很容易利用與這種周期同步位相關(guān)的冗余。
很明顯，上述說(shuō)明是參照?qǐng)D解進(jìn)行的，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在不偏離本發(fā)明的范圍內(nèi)提出許多修改，這樣一來(lái)，耦合器的特殊結(jié)構(gòu)，就可以改變，在將兩個(gè)導(dǎo)體連接起來(lái)作為一體把發(fā)射機(jī)或接收機(jī)連到三相電纜上的方法中，輕微的非對(duì)稱(chēng)是允許的，雖然在電纜的兩個(gè)點(diǎn)上連結(jié)兩個(gè)耦合器時(shí)，這種非對(duì)稱(chēng)會(huì)導(dǎo)致信號(hào)損失，在某些不利的場(chǎng)合會(huì)超過(guò)前面提到的6dB，剩下的選擇是根據(jù)三相電纜的特性可以選擇最佳載頻，使得構(gòu)成耦合器的各種元件阻抗達(dá)到最佳值，最后應(yīng)該提出，在遙控命令和遙測(cè)信息命令交叉交換的情況下，標(biāo)準(zhǔn)的和/或模塊的元件將介入兩個(gè)信號(hào)傳輸通道中。實(shí)際上，遙測(cè)信息通道的元件可以用于遙控通道，最重要的是能把緊急停止信號(hào)考慮進(jìn)去。如果要傳輸大量的指令，這些元件特別有利。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有益的應(yīng)用，上述信號(hào)傳輸裝置可以通過(guò)電話(huà)與地連接加以完善，以便在與電力設(shè)備有一適當(dāng)距離的地面上安放具有控制臺(tái)和顯示板的編碼一譯碼系統(tǒng)來(lái)代替剛在前面介紹的帶有控制臺(tái)和顯示板的編碼-一譯碼系統(tǒng)。在圖3中，這種配置基本上實(shí)現(xiàn)了EP和RP之間的電話(huà)連接，以及EP和RP與CCBP的電話(huà)連接，而且使用獨(dú)立的電源供電。
權(quán)利要求
1.用于帶有三相供電電纜(有三個(gè)相導(dǎo)體)的電力設(shè)備的一種信號(hào)傳輸方法，這種信號(hào)傳輸是通過(guò)對(duì)載頻進(jìn)行調(diào)幅，其中要傳輸?shù)男盘?hào)被加在三相電纜中任何一個(gè)相導(dǎo)體和另兩個(gè)可作為一體的相導(dǎo)體之間的一點(diǎn)上，接收的信號(hào)從三相電纜中任何一個(gè)相導(dǎo)體和另兩個(gè)可作為一體的相導(dǎo)體之間的另一點(diǎn)取出。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的方法，其中要傳輸?shù)男盘?hào)在16位序列中被編碼成二進(jìn)制雙相型。16位序列的前三位被同步信號(hào)占有，此同步信號(hào)的周期為序列中一位的持續(xù)時(shí)間的一半。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2的方法，其中要傳輸?shù)男盘?hào)在若干16位序列的周期中被編碼成二進(jìn)制雙相型。周期中第1序列的第4位為狀態(tài)1，而后續(xù)序列的第4位為狀態(tài)0。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1的方法，其中對(duì)上述電力設(shè)備的遙控命令朝一個(gè)方向傳輸，測(cè)量信號(hào)和信號(hào)化信息數(shù)據(jù)從上述設(shè)備傳回。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4的方法，其中遙控命令以編碼成位序列的雙相形式傳輸，返回信息數(shù)據(jù)以編碼成一些序列周期的雙相形式傳輸。
6.用于帶三相供電電纜(有三個(gè)相導(dǎo)體)的電力設(shè)備的一種信號(hào)傳輸裝置，它包括一臺(tái)發(fā)射機(jī)和一臺(tái)調(diào)諧到載頻的接收機(jī)。發(fā)射機(jī)和接收機(jī)連接到供電電纜相距一定距離的兩點(diǎn)上。它們相互獨(dú)立地連接在三相導(dǎo)體中的任意一個(gè)導(dǎo)體和另兩個(gè)可作為一體的導(dǎo)體之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6的裝置，其中，在電纜的各端，每個(gè)相導(dǎo)體都與同樣的電容器相連。在導(dǎo)體和發(fā)射機(jī)之間以及導(dǎo)體和接收機(jī)之間分別配置了隔離變壓器;在變壓器與導(dǎo)體之間配置了一個(gè)電感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求
6的裝置，其中一臺(tái)遙控命令發(fā)射機(jī)和一臺(tái)遙測(cè)信息接收機(jī)被置于與上述電力設(shè)備有一段距離的一個(gè)駕駛倉(cāng)內(nèi);在電力設(shè)備上，安裝著一臺(tái)遙控命令接收機(jī)和一臺(tái)遙測(cè)信息發(fā)射機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求
6的裝置，在發(fā)射機(jī)前，進(jìn)一步包括一個(gè)二進(jìn)制編碼器，此二進(jìn)制編碼器由一個(gè)並行-串行轉(zhuǎn)換器和一個(gè)雙相編碼器組成;它在接收機(jī)之后，進(jìn)一步包含一個(gè)譯碼器，此譯碼器由一個(gè)串行-並行轉(zhuǎn)換器和一個(gè)控制該串行-並行轉(zhuǎn)換器的譯碼允許線(xiàn)路組成，后者可檢驗(yàn)每個(gè)接收到的序列的平均值和平均延續(xù)時(shí)間的可信度。
10.根據(jù)權(quán)利要求
9的裝置，其中用二進(jìn)制編碼器周期性地觸發(fā)並行-串行轉(zhuǎn)換器。在接收機(jī)后面，配置了一個(gè)利用周期信號(hào)化信號(hào)的冗余的線(xiàn)路。
11.根據(jù)權(quán)利要求
7的裝置，其中一臺(tái)遙控命令發(fā)射機(jī)和一臺(tái)遙測(cè)信息接收機(jī)被置于與電力設(shè)備有一段距離的一個(gè)駕駛倉(cāng)內(nèi)。在電力設(shè)備上，安裝著一臺(tái)遙控命令接收機(jī)和一臺(tái)遙測(cè)信息發(fā)射機(jī)。
12.根據(jù)權(quán)利要求
11的裝置，在發(fā)射機(jī)之前還包括一個(gè)二進(jìn)制編碼器，此二進(jìn)制編碼器由一個(gè)並行-串行轉(zhuǎn)換器和一個(gè)雙相編碼器組成;在接收機(jī)之后進(jìn)一步包括一個(gè)譯碼器，此譯碼器由一個(gè)串行-並行轉(zhuǎn)換器和一個(gè)控制該串行-並行轉(zhuǎn)換器的譯碼允許線(xiàn)路組成。譯碼允許線(xiàn)路可檢驗(yàn)每個(gè)接收到的序列的平均值和平均延續(xù)時(shí)間的可信度。
13.根據(jù)權(quán)利要求
12的裝置，其中每一個(gè)二進(jìn)制編碼器都可用于周期性地觸發(fā)並行-串行轉(zhuǎn)換器。在每臺(tái)接收機(jī)的后面，配置了一個(gè)利用周期信號(hào)化信號(hào)的冗余的電路。
專(zhuān)利摘要
為了傳輸與帶有三相供電電纜(它有三個(gè)相導(dǎo)體)的電力設(shè)備相關(guān)的信號(hào)，將被傳輸?shù)男盘?hào)加到三相電纜的任一相導(dǎo)體和另兩個(gè)被看成一體的相導(dǎo)體之間的一點(diǎn)，接收信號(hào)從三相電纜的任一相導(dǎo)體和另兩個(gè)可作為一體的相導(dǎo)體之間的另一點(diǎn)取出。在電纜的每端，每個(gè)相導(dǎo)體均與同樣的電容器相連。在導(dǎo)體和發(fā)射機(jī)之間以及導(dǎo)體和接收機(jī)之間，分別配置了隔離變壓器，在變壓器與導(dǎo)體之間配置了一個(gè)電感器。
文檔編號(hào)H04B3/54GK85106370SQ85106370
公開(kāi)日1987年3月18日 申請(qǐng)日期1985年8月24日
發(fā)明者馬克·諾爾 申請(qǐng)人:法國(guó)煤礦研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan