RO106312B1 - Metoda si dispozitiv pentru recepția unui semnal de telecomanda, prin rețele electrice de joasa tensiune - Google Patents

Abstract

Invenția se refera la o metoda si un dispozitiv pentru recepția unui semnal de telecomanda, prin rețele electrice de joasa tensiune, avind drept scop recepția sigura a unor telecomenzi privind modul de funcționare a unor consumatori electrici, racordați la rețeaua electrica. Metoda si dispozitivul se bazeaza pe recepția unor semnale constind in deformarea controlata a formei de unda a tensiunii rețelei, pe intervalul a G (155 - 180°), deformările fiind programabile si codificate, receptorul fiind astfel conceput, incit sa asigure o imunitate deplina la perturbatiile aleatoare suprapuse peste tensiunea rețelei. In principal, receptorul urmărește fiecare semialternanta pe intervalul a G (155 - 180°), luind decizii asupra existentei sigure a semnalului util.

Description

Invenția se referă la o metodă și un dispozitiv pentru recepția unui semnal de telecomandă prin rețele electrice de joasă tensiune, având drept scop recepția sigură a unor telecomenzi privind modul de funcționare a unor consumatori electrici racordați la rețeaua electrică.

tn scopul explicitării soluției tehnice se prezintă, in continuare, câteva elemente privind tehnica transmisiei telecomenzilor. Semnalul de telecomandă constă în deformarea controlată a formei de undă a tensiunii la 20...25° (grade electrice) înaintea trecerii prin zero. Această deformare controlată se realizează cu un dispozitiv tiristorizat de scurtcircuitare a secundarului unui transformator MT/JT, deformarea reflectându-se pe bara de medie tensiune și de aici in secundarul tuturor transformatoarelor MT/JT racordate la aceeași barii de medie tensiune. Semnalul de telecomandă de recpeționat se prezintă sub forma unei semiperioade care între 155 și 180 prezintă o atenuare a amplitudinii, mărimea acestei atenuări fiind funcție de distanța dintre locul de injecție al semnalului și locul de recepție.

Pentru recepția acestui semnal sunt cunoscute mai multe soluții adoptate funcție de configurația rețelelor, gradul lor de poluare, precizia de recepție necesară etc.

De regulă, transmisia semnalului se face în cod, un bit 1 constituind o succesiune de o semiperioadă deformată controlat și una nedeformată, iar un bit 0 constituind o succesiune de două semialtemanțe nedeformate.

Una din soluțiile cunoscute constă în integrarea unei semiperioade între 155 și 180°, memorarea integralei, integrarea următoarei semiperioade pe același interval și memorarea integralei, după care urmează compararea celor două valori. In caz de egalitate (cu o anumită toleranță dată de nivelul de zgomot al rețelei) se înregistrează un bit 0, iar în caz de inegalitate se înregis2 trează un bit 1.

Metoda prezintă dezavantajul că se pretează, în general, în rețele curate din punct de vedere al perturbațiilor, fiind în același timp deficitară, din punct de vedere al sensibilității, ponderea semnalului util din integrală fiind foarte mic.

In același scop mai este cunoscut un dispozitiv care memorează succesiv amplitudinea formei de undă la un unghi c< (155...180°), în caz de egalitate a amplitudinilor memorate înregistrându-se un bit 0, iar în caz de inegalitate înregistrându-se un bit 1. Forma de undă a tensiunii este permanent însoțită de perturbații (paraziți) aleatoare ca mărime și timp de apariție. Un semnal perturbator apărut pe unghiul de memorare duce întotdeauna la o recepție falsă care constituie un important dezavantaj.

Tot pentru recepția unui asemenea semnal de telecomandă mai este cunoscut un dispozitiv prevăzut cu un comparator dublu având nivelele de tensiune reglate (și cu acces) pe intervalul 155180° a unei semiperioade. In absența semnalului, trecerea tensiunii prin cele două nivele de tensiune se face normal, la un interval de timp tl. In cazul apariției semnalului, panta tensiunii este mai abruptă, trecerea prin cele două nivele de tensiune făcându- se într-un timp t2« ti. Prelucrarea în continuare a informației se face similar ca la metodele descrise anterior. Și în acest caz orice perturbație locală α formei de undă conduce la o recepționare falsă a semnalului.

Mai este cunoscută o metodă la care se măsoară timpul de trecere a tensiunii (pe frontul căzător) printr-un nivel de tensiune prestabilit între o semiperioadă perturbată și neperturbată, înregistrându-se diferența de timp. Și la acest caz recepția este perturbată de paraziți locali.

Problema pe care o rezolvă invenția constă în recepționarea sigură a semna106312 lului de telecomandă cu imunitate la perturbați! locale, avându-se în vedere că perturbațiile sinusoidale au local amplitudine importantă, dar valoarea medie apropiată de zero, iar perturbațiile nesinusoidale au o energie mult mai mică decât semnalul util, ambele forme de perturbați! conducând la o Tecepție nesigură prin metodele sus menționate.

Metoda pentru recepția unui semnal de telecomandă prin rețele electrice de JT, conform invenției, înlătură dezavantajele menționate mai sus prin aceea că vizează integrarea formei de undă a unei semialternanțe in intervalul 155...180°, în raport cu o tensiune rampă căzătoare, memorarea valorii integralei, integrarea următoarei semialternanțe, pe același interval, în raport cu aceeași tensiune rampă, memorarea valorii integralei și compararea valorilor celor două integrale, egalitatea valorilor memorate înregistrându-se ca un 0, inegalitatea lor înregistrându-se ca un 1.

Dispozitivul pentru aplicarea metodei, conform invenției, este alcătuit dintr-un transformator racordat la faza pe care se dorește a se face recepția unui semnal de telecomandă, transformatorul fiind urmat de un redresor monoalternanță semnalul redresat aplicându-se unui bloc de formare a logicii de comandă care generează semnalele de comandă necesare funcționării dispozitivului și unui circuit de formare a rampei care generează un semnal ce urmărește tensiunea rețelei până într-un punct (o< - 155°), iar apoi evoluează după o rampă descrescătoare, semnalele de la ieșirea redresorului și a circuitului de formare a rampei fiind aplicate unui prim amplificator diferențial urmat de un integrator care încarcă succesiv două circuite de memorare numai în intervalul <x £ (155...180°), un al doilea amplificator diferențial comparând tensiunile celor două circuite de memorare, un comutator analogic permițând trecerea semnalului din al doilea amplificator diferențial într-un discriminator de zgomot, semnalul de la ieșirea discriminatorului de zgomot fiind semnalul util ce urmează a fi decodificat.

Dispozitivul pentru recepție a unui semnal de telecomandă prin rețele electrice de joasă tensiune, conform invenției, prezintă cel puțin următoarele avantaje:

- imunitate sporită la semnalele perturbatoare suprapuse peste forma de undă a tensiunii rețelei;

- simplitate și siguranță în funcționare;

- sensibilitate sporită în raport cu alte tipuri de receptoare bazate pe integrare.

Se dă, în continuare, un exemplu de aplicare a invenției în legătură cu fig. 1...5, care reprezintă:

- fig.l, diagrama de principiu privind integritatea formelor de undă, pentru ilustrarea metodei;

- fig.2 și 3, diagrama de semnal pentru două perturbații aleatoare;

- fig.4, schema bloc a dispozitivului de recepție;

- fig.5, diagrama de semnal în diferite puncte ale dispozitivului.

In fig.l sunt prezentate trei diagrame pentru ilustrarea metodei, conform invenției. Figura prezintă trei forme de undă, după cum urmează:

- A (<x): forma de undă a tensiunii din rețea, în intervalul de 155... 180°;

- B (c<): forma de undă a tensiunii din rețea cu semnal util, în intervalul de

155...180°;

- C (cx): tensiunea rampă căzătoare generată pe intervalul de 155...180°.

în conformitate cu metoda, considerând o scmipcrioadă fără semnal și o semiperioadă cu semnal, se compară:

180° r51 - J* ^Γ A(cx)- C(xj <ic< , cu

155° “

180°

- j BH - C(-) '-d <

155°

Rampa C(o<) poate fi reglabilă în sensul că este generată la 155 , dar tre106312 cerca prin zero se poate regla în intervalul 175... 180°, în scopul obținerii unei sensibilități dorite. Având în vedere că se procedează la o integrare pe intervalul 155... 180°, se ia In considerare aspectul energetic al semnalului util, unele semnale perturbatoare ca cele din fig.2 sau fig.3, având un aport energetic foarte redus, în raport cu semnalul util, dar, ca formă dc undă, afectând corectitudinea recepției, conform unor metode descrise mai sus.

Faptul că integrarea se face, nu în raport cu o referință de potențial zero, ci în raport cu rampa C(o< ), conferă metodei o precizie incomparabil mai mare din cauza diferenței:

Δ -Si -s₂

Dispozitivul pentru recepția unul semnal de telecomanda, conform invenției, într-un exemplu de realizare, este alcătuit dintr-un transformator TR, racordat la faza pe care se dorește a se face recepția, în secundarul căruia este montat tm redresor monoaltemanță RM, semnalul redresat comandând un bloc de formare a logicii de comandă BFLC și un circuit de formare a rampei CFR, un amplificator diferențial AD1 având aplicat pe intrare o tensiune rampa căzătoare și semnalul redresat, un comutator analogic KO aplică semnalul din ieșirea amplificatorului diferenția] AD1 pe intrarea unui integrator I ce poate fi adus în stare inițială de un comutator analogic Kl, semnalul din ieșirea integratorului I fiind aplicat succesiv pe intrarea unui circuit de memorare CM1, respectiv CM2, prin intermediul a câte, tm comutator analogic K2, respectiv K3, ieșirile circuitelor de memorare CM1 și CM2 fiind aplicate pe intrarea unui amplificator diferențial AD2 al cărui semnal de ieșire este aplicat unui discriminator de zgomot DZ prin intermediul unui comutator analogic K4.

Blocul de formare a logicii de comandă BFLC, sincronizat cu semnalul monoaltemanță, generează următoarele semnale și comenzi:

la ieșirea 1, comanda de generare a rampei căzătoare de tensiune la 155°, înainte de trecerea tensiunii prin zero; se aplică circuitului de formare a rampei CFR;

la ieșirea 2, comanda de închidere a comutatorului analogic KO pe intervalul ο<<=(155...180°);

la ieșirea 3, comanda de aducere în stare inițială a integratorului 1 prin închiderea comutatorului analogic Kl, imediat după trecerea prin zero a tensiunii rețelei;

la ieșirea 4, în ipoteza numirii semiaitemanțelor din rețea pare și impare, comanda 4 provoacă închiderea comutatorului analogic K2 pe intervalul o< €(155... 180°) al semialternanțelor impare;

la ieșirea 5, comanda de închidere a comutatorului analogic K3 pe intervalulc< G(155...18O°) al semialternanțelor pare;

la ieșirea 6, comandă de închidere a comutatorului analogic K4, un interval scurt de timp, la începutul fiecărei semialtemanțe a tensiunii rețelei. Apariția acestei comenzi este condiționată de starea semialtemanței imediat trecute, în sensul că, dacă semialtemanța trecută a generat un semnal logic 1, comanda 6 este inhibată pe perioada semialternanței actuale.

Circuitul de formare a rampei CFR urmărește în amplitudine tensiunea monoaltemanță, iar la un unghi de 155°, de la amplitudinea tensiunii, din acest punct generează o tensiune rampa căzătoare a cărei trecere prin zero poate fi reglată între 175...180 .

Considerând dispozitivul racordat la o fază în care sunt injectate semnale de telecomandă, redresorul monoalternanță RM redresează tensiunea rețelei, aplicând semnalul, format din semiperioade, blocului de formare a logicii de comandă BFLC, circuitului de formare a rampei CFR și amplificatorului diferenția] AD1. La un unghi de 155°, blo106312 cui de formare a logicii de comandă BFLC lansează comanda de generare a rampei 1, în amplificatorul diferențial AD1 intrând tensiunea redresata și tensiunea rampă căzătoare sau, cu referire la fig.1, tensiunea A(cn) și tensiunea C( c<). Diferența A(c<)-C(c<) amplificată este aplicată integratorului Γ, comutatorul analogic KO fiind închis de comanda 2 pe intervalul 155...180°. Având în vedere faptul că pe intervalul 155...180° comutatorul analogic K2 este închis de comanda 4, circuitul de memorare CM1 memorează mărimea semnalului obținut la ieșirea integratorului I. Pe următoarea semi alternanță, în amplificatorul diferențial AD1 va intra tensiunea redresată și tensiunea rampă căzătoare sau, cu referire la fig.1, tensiunea B(o<) și tensiunea C(c<). Diferența B(c<)C(o<) amplificată este aplicată integratorului I, comutatorul analogic KO fiind închis de comanda 2 pe intervalul

155...180°. Pe același interval, comutatorul K3 este închis, iar circuitul de memorare CM2 memorează mărimea semnalului ieșit din integratorul I.

Amplificatorul diferențial AD2 amplifică diferența tensiunilor memorate de circuitele de memorare CMI și CM2, prin comutatorul analogic K4 semnalul fiind transferat. într-un discriminator de zgomot DZ având rolul de a separa semnalul util de eventualele zgomote.

Dispozitivul pentru recepția unui semnal de telecomandă asigură la ieșire:

- un impuls cu nivel logic 1 când, pentru o succesiune de două semialternanțe, in amplificatorul diferențial AD1 intră succesiv tensiunile A(c<) și B(><);

- un impuls cu nivel logic 0 când, pentru o succesiune de două semialternanțe, în amplificatorul diferențial AD1 intră succesiv tensiunile A(o') și A(' ).

în fig.5 sunt ilustrate diagramele de semnal în diferite puncte ale dispozitivului precum și localizarea în timp a comenilor 1...6.

La ieșirea din redresorul monoalternanță RM ies semnalele A£<), respectiv B(c< ). Circuitul de formare a rampei CFR formează tensiunea C(o<) pe intervalul 155...180°. Succesiv, în amplifi5 cat om 1 diferențial AD1 intră tensiunile A(oC)-C(o<) respectiv B(o< )-C(o< ) rezultând la ieșire un șir de semnale D(©<) care, după integrare de către integratorul I, arată ca în diagrama E(c<).

Prin selecție de către comutatoarele analogice K2, respectiv K3, tensiunile pe circuitele de memorare CMI, respectiv CM2, sunt G(o<), respectiv H(zx ). Cele două tensiuni simt introduse in am15 plificatorul diferențial AD2 a cărui tensiune de ieșire F(c< ) este trecută, prin intermediul comutatorului analogic K4, într-un discriminator de zgomot DZ. In cazul în care, la ieșirea discriminatoru20 lui de zgomot DZ apare un semnal de nivel logic 1, acest semnal va inhiba comanda numărul 6 a blocului de formare a logicii de comandă BFLC pentm semialtemanța următoare.

într-o schemă concretă de utilizare, tensiunea UdATE de la ieșirea dispozitivului se aplică unui decodificator.

Claims (3)

1. Metodă pentm recepția unui semnal de telecomandă, prin rețele electrice de joasă tensiune, semnalul de telecomandă constând dintr-o succesiune pro35 gramată de semialtemanțe nedeformate și semialternanțe controlat deformate într-un interval 155... 180°, caracterizată prin aceea că, vizează integrarea formei de undă a unei semialtemante

40 (Α(σς)) în intervalul 155...180° în raport cu o tensiune rampă căzătoare (C(c<)), memorarea valorii integralei, integrarea următoarei semialtemanțe (A(o<f) sau B('-<)) P^e același interval, in raport cu

45 aceeași tensiune rampă căzătoare, memorarea valorii integralei și compararea valorilor celor două integrale, egalitatea valorilor memorate înregistrându-se ca un bit 0, inegalitatea lor înre50 gistrându-se ca un bit 1 selectat.

2. Dispozitiv pentru recepția unui semnal de telecomandă, prin rețele electrice de joasă tensiune, pentru aplicarea metodei de Ia revendicarea 1, caracterizat prin aceea că, este alcătuit dintrun transformator (TR) racordat la faza pe care se dorește a se face recepția unui semnal de telecomanda, transformatorul (TR) fiind urmat de un redresor monoaltemanță (RM), semnalul redresat aplicându-se unui bloc de formare a logicii de comandă (BFLC) care generează semnalele de comandă necesare funcționării dispozitivului, și unui circuit de formare a rampei (CFR) care generează un semnal ce urmărește tensiunea rețelei pana într-un punct (<=< = 155 ), iar apoi evoluează după o rampă descrescătoare, semnalele de la ieșirea redresorului (RM) și a circuitului de formare a rampei (CFR) fiind aplicate unui prim amplificator diferențial (AD1) urmat de un integrator (I) care încarcă succesiv im circuit de memorare (CM1), respectiv un alt circuit de memorare (CM2) numai în intervalul c/^(155 ...180°), un al doilea amplificator diferențial (AD2) comparând tensiunile celor două circuite de memorare (CM1 și CM2), un comutator analogic (K4) permițând trecerea semnalului din al doilea amplifictor diferențial (AD2) într-un discriminator de zgomot (DZ), semnalul de la ieșirea discriminatorului de zgomot fiind semnalul util ce urmează a fi decodificat.

3. Dispozitiv pentru recepția unui semnal de telecomandă, prin rețele electrice de joasă tensiune, conform reven5 dicării 2, caracterizat prin aceea că, blocul de formare a logicii de comandă (BFLC) furnizează o comandă de generare a tensiunii romj>ă căzătoare (1) pe intervalul 155...180 , care se aplică cir10 cuitului de formare a rampei (CFR), o comandă (2) de închidere a unui comutator analogic (KO) pentru o< 6(155180°), comutatorul analogic (KO) fiind montat între primul amplificator dife15 rențial (AD1) și integrator (I), o comandă (3) de aducere în stare inițială a integratorului (I) prin închiderea unui comutator analogic (Kl), două comenzi alternative (4 și 5) care încarcă circuite20 le de memorare (CM1 respectiv CM3), prin două comutatoare analogice (K2, respectiv K3) pentru o< €(155...180°), pe fiecare semialternanța, și o comandă (6) de închidere a comutatorului (K4)

25 montat înaintea discriminatorului de zgomot (DZ), un interval scurt de timp, la începutul fiecărei semioltemanțe a tensiunii rețelei, apariția acestei comenzi fiind condiționată de starea semiolter30 nanței precedente în sensul că, dacă semialternanța trecută a generat un semnal logic 1, această comandă (6) este inhibată pe perioada semialtemanței actuale.