DD214047A1

DD214047A1 - Verfahren und vorrichtung zur automatischen kanalzuordnung von zeitmultiplex uebertragenen analogen messwerten

Info

Publication number: DD214047A1
Application number: DD24822583A
Authority: DD
Inventors: Hans Steinhagen
Original assignee: Meteorol Dienst Der Ddr
Priority date: 1983-02-24
Filing date: 1983-02-24
Publication date: 1984-09-26

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Kanalzuordnung von zeitmultiplex uebertragenen analogen Messwerten, die in einer definierten Kanalfolge ohne Kanalkennung uebertragen werden und bezueglich ihres Signaltraegers nicht separierbar sind. Durch einen Signalselektor 1 werden markante Signaltraegeramplituden der Meswertuebertragungsfolge selektiert sowie ein Taktteiler 2 und ein Kanalzeitzaehlregister 3 so gesteuert, dass die registrierte Kanaluebertragungszeit in das Kanalzeitspeicherregister 4 uebertragen wird.Diese Kanaluebertragungszeit wird im Vergleicher 5 mit der im Zeitzaehlerregister 6 laufenden Zeitinformation verglichen. Erreicht die laufende Zeitinformation des Zeitzaehlerregisters 6 den im Kanalzeitspeicherregister 4 gespeicherten Wert, so wird das Kanalregister 7 fortgeschaltet. Durch die Einfuegung eines Vorvergleichers 8 und eines Kellerspeicherregisters 9 erfolgt ein Uebertrag d. gemessenen Kanaluebertragungszeit in das Kanalzeitspeicherregister 4 nur dann, wenn die Differenz aufeinanderfolgender Kanaluebertragungszeiten kleiner als ein vorgegebener Schrankenwert ist. Durch Rueckkopplung des Kanalregisters 7 auf den Signalselektor koennen Stoerungen mit markanten Signaltraegeramplituden ausserhalb des Zeitintervalls, in dem diese zu erwarten sind, vermieden werden.

Description

veria-aren una Vomcn~ang zur au ~ ο mat i sen en ivanaisiioranung von zeitmultiplex übertragenen analogen Meßwerten

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die 3rfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Kanalzuordnung von zeitmultiplex übertragenen analogen ließwerten, die in einer definierten Kanalfoige ohne Zanalkermung übertragen werden und bezüglich ihres Signaltrasers nicht seOarierbar sind.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

In der Ließwertübertragungstechnik werden verschiedenartige Meßwerte üblicherweise mit einer Kanalkennung zeitmultiplex übertragen. Bei einer zeitmultipiexen Meßwertübertragung ohne Kanalksnnung ist bekannt, nach der übertragung eine Zuordnung von Kanal und Meßwert auf der Grundlage der definierten Kanalfolge sowie der Analyse der übertragenen Meßwerte vorzunehmen, Sind die ließwerte bezüglich ihres Signalträgers separierbar, so existieren einfache technische Systeme (Klassifizierer), die eine automatische KanalzuOrdnung des jeweils übertragenen Meßwertes ermöglichen. Liegt dahingegen eine Separierbarkeit der Meßwerte hinsichtlich ihres Signalträgers nicht vor, so ist bekannt, eine automatische Kanalzuordnung der Heßwerte durch komplexe Analyseprogramme auf einer elektronischen Rechenanlage zu realisieren.

Für den Fall der nicht vorliegenden SeOarierbarkeit der Meß-

werte durch -iiren Signalträger ist die Analyse zur Kanalzuordnung a,uf einer elektronischen Rechenanlage zeitaufwendig. Die Änalyseprοgramme zur Kanalzuordnung auf einer Rechenanlage sind umfangreich und erfordern- im allgemeinen ein größeres elektronisches Rechnersystem.

Ziel der Erfindung

¹O

Ss ist der Zweck der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung geringen Schaltungsaufwandes anzugeben, mit weichen in definierter Kanalfolge ohne Kanalkennimg zeitmultiplex übertragene und bezüglich des Signalträgers nicht separierbare Heizerte dein entsprechenden Kanal automatisch zugeordnet werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine automatische Kanalzuordnung von zeitmultiplex übertragenen und bezüglich ihres Signaiträgers nicht separierbaren analogen ließwerten auf der Grundlage der Kanalfolge mit nachfolgenden Grundsätzen su schaffen.

- Die Kanalfolge, in der die einzelnen Meßwerte Lii (i = 1,,k..n) übertragen werden, ist definiert,

- Die definierte Kanalfolge wird zyklisch wiederholt,

- Längs der definierten Kanalfolge ist für einen beliebigen Kanal Hk mit einer markanten Signalträgeramplitude Ak die Bedingung erfüllt, daß eine eindeutige Separierung der markanten Signalträgeramplitude Ak von den übrigen Ampiitudenwerten Ai (i=1..n, ifk) möglich ist.

- Die zeitmultiples zu übertragenen analogen Heßwerte können in einen für die Meßwertübertragung zweckmäßigen Signalträger gewandelt werden. Als Signalträger sind dabei prinzipiell alle elektrischen Signalträger anwendbar, wie beispielsweise Spannung, Frequenz oder Phase einer Sinus-Schwingung oder Amplitude, Breite Pha..se oder Frequenz von Impulsen.

- Für die Übertragungszeit (Zykluszeit) Tn einer definierten ständigen Kanalfolge (i=1«..*n) sind beliebige Änderungen

zugelassen.

Srfindungsgamäß wird die Aufgabe dadurch, gelöst, daß die Zykluszeit 'I'n durch. Selektion aufeinanderfolgender Kanäle 1.Ik mit markanten Signalträgeramplituden Ak f Ai (i = 1..„n, ifk) gemes-sen 7iird, daß der n-te Teil dieser Zyklus se it als Kanalübertragtingsseit

Ä2

für die Übertragung eines Kanals i der nächsten Kanalfolge zu grundegelegt wird und daß entsprechend der definierten Ka.nalfeise i = 1 ... η im Zeitintervall

(i-1) A¹Z ^t;' < i Λ Ί1

der UeJBwertkana.1 Ui dar 2Iana,lfolge bestimst vjird. Eine vorteil hafte Erweiterung der Erfindung zur Vermeidung von fehlerhaften Kanalzuordnungen durch infolge von Übertragungsstörungen aufgetretenen Pehlniessungen der Zykluszeit Tn besteht darin, die Kanalubertragungsseit J^ ¹I zusätzlich. svjischensuspeich.ern und eine Änderung der für die Zuordnung zugrundegelegten Kanalübertra.gungszeit A2 nur dann zuzulassen, falls 2 aufeinanderfolgende Messungen der Zykluszeit in vorgegebenen Schranken übereinstimmen. Penierhafte Kanalzuordnungen können weiterhin vermieden werden, indem eine Selektion von markanten Signalträgeramplituden Ak f Ai nur in dem Zeitintervall vorgenommen wird, in dem die Signalträgeramplitude tatsächlich zu erwarten ist.

Die Vorrichtung zur automatischen Kanalzuordnung von zeitmultiplex übertragenen ana,logen Heßwerten ohne Kanalkennung be--·' steht aus einem Signalselektor verbunden mit einem Taktteiler, der einen der Anzahl η der in einer Kanalfolge zu übertragenen Ließwerte entsprechenden Teilerfaktor η besitzt sowie mit einem Ka.nalzeitsählerregister, in dem die Kanalübertragungszeit A - gemessen wird, einem Kanalseitspeicherregister zur Speicherung der im Kanalzeitzählerregister registrierten

Kanalübertragungszeit ^ ^* einem Zeitzählerregister für die Registrierung der laufenden Zeitinformation, einem Vergleicher zum Vergleich der im Kana.lzeitspeicherregister gespeicherten Kanalübertragungszeit 4 T mit der.im Zeitzählerregister laufenden Zeitinformation sowie einem mit dem Vergleicher verbundenen Kanalregister.

Durch den Signalselektor-werden die markanten Signalträgeramplitude η Ak φ Ai (i=1 ... η, i Φ k) selektiert sowie der Taktteiler und das Kanalzeitzählerregister so gesteuert, daß nach einer übertragenen Kanalfolge die im Kanalzeitzählerregister registrierte Kanalübertragungszeit ^ ¹T in das Kanalzeitspeicherregister übertragen und damit an den einen Dateneingang des Vergleichers gelangt. An den anderen Dateneingang des Vergleichers gelangen die Daten des laufenden Zeitzähierregisters, Ist die im Zeitzählerregister vorliesende Zeitinformation mit der im Kanalzeitspeicherregister gespeicherten Kanalübertragungszeit 4 T identisch, so wird ein Portschaltimpuls erzeugt, der eine Portschaltung des Kanalregisters vom Kanal LIi s.uf den Kanal Mi + 1 bewirkt. Während einer Kanalfolge werden η positive Vergleiche erreicht, so daß das Ka/aalregister nach der Zykluszeit Tn = η . £ ¹T wieder seine Ausgangsstellung erreicht.

Eine vorteilhafte Erweiterung der Vorrichtung zur Vermeidung von fehlerhaften Zuordnungen durch infolge von Übertragungsstörungen aufgetretenen Fehlregistrierungen der Kanalübertragungszeit 4 '!besteht darin, zusätzlich den Ausgang eines Kellerspeicherregisters mit dem einen Eingang eines Vorvergleichers und den Eingang des Kellerspeicherregisters sowie den zweiten Eingang, des Vorvergleichers mit dem Ausgang des Kanalzeitzählerregis^ers zu verbinden. Jede gemessene Kanalüoertragungsseit A-^ ^Tii^d grundsätzlich nach der Vergleichsoperation des Vorvergleichers im Kellerspeicherregister gespeichert* Die nachfolgende Messung der Kanalübertragungszeit /χ S2 wird zunächst im Vorvergleicher mit der vorhergehenden und noch im Kellerspeicherregister befindlichen Kanalübertragungszeit Δ TI verglichen. Ein Übertrag der Kanalübertragungszeit A T2 in das

Kanalzeitspeicherregister erfolgt nur dann, wenn die Differenz der Bedingung

genügt, wobei S ein beliebiger, vorgegebener Schrankenwert ist.._f Hach der Vergleichsoperation des Vorvergleichers wird unabhängig vom Vergleichsergebnis die im Kanalzeitzählerregister befindliche Kanalübertragungszeit A 22 in das Kellerspeicherregister übertragen. Sine zweite vorteilhafte Erweiterung der Vorrichtung zur Vermeidung von fehlerhaften Zuordnungen diirch infolge von üb ertragungsStörungeη aufgetretenen Fehlregistrierungen der lianalübertragungszeit 4 ΐ besteht darin, zwei Ausgänge des Kanalregisters auf den Signalselektor rückzukoppeln, so daß eine Registrierung des Beginns bzw. des Endes der markanten Signalträgerarnplitude Ak Φ Ai (i = 1 ... n, i ψ k) im Signalselektor nur im Zeitintervall, in dem die markante Signalträgeramplitude Ak vorher übertragen wurde, und in einem vorhergehenden bzw. nachfolgenden Zeitintervall erfolgt, Störungen mit markanten Signalträgeramplituden Ak 4 -^-* &i-^a außerhalb dieses Zeitintervalls auftreten, werden auf diese V/eise im Signalselektor unterdrückt,

AusführungsbeisOiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden

In der Zeichnung zeigen

?ig. 1: Das Zeitdiagramm einer möglichen zeitmultiplexen Meßvjertübertragungsf ο Ige

Ji'ig. 2: ein Prinzipschaltbild der Vorrichtung zur automatischen Kanalsuordnung der zeitmultiples: übertragenen Meßwerte

Pig. 1 zeigt das Beispiel einer zeitmultiplezen Heß^ertübertragungsfolge Mi (i=1 ... n), deren Übertragung zyklisch wiederholt ^ird. Die markante Signalträgeramplitude A1 des Meßwertes H1 genügt der Bedingung

A1,>-Ak:>Ai (i=2...n, i^i)

Die Vorrichtung zur automatischen Kanalzuordnung der zeitmultiplex übertragenen Meßwerte gemäß Pig. , 2. besteht aus -das. Sig- nalselektor 1, der den Taktteiler 2, das Kanalzeitzählerregister 3 j den Vorvergleicher S und das Kanalreglsier 7. steuert- und selbst von den Ausgängen Mi und Mn des Kanalregisters 7 und von der Eingangsamplitude Ai gesteuert -wird. Das Eanalzeitzählerregister 3 ist einerseits mit dem Taktteiler 2 andererseits mit dem Kanalzeitspeicherregister 4, dem Kellerspeicherregister 9 und dem Vorvergleicher 8 verbunden. Des^eiteren ist das Kanalzeitspeicherregister 4 mit dem Vergleicher 5 und dem Vorvergleicher S, das Kellerspeicherregister 9 mit dem Vorvergleicher 8 sowie der Vergleicher 5 neben dem Zeitzählerregister 6 noch mit dem Kanalregi3ter 7 verbunden.

Die Funktion der Vorrichtung zur automatischen Kanalzuordnung von zeitmultiplex übertragenen Meßwerten ist folgende: Die zeitmultiplex übertragene Signalträgerampiitude Ai wird dem Signalselektor 1 zugeführt, der die. Signalträgeramplitude Ai überwacht und im Falle des Ein- oder Ausschaltens der markanten Signalamplitude A1 > Ak Steuerimpulse für den Vorvergleich er 8 und das Kanalregister 7 sowie Rücksetzimpulse für den Taktteiler 2 und das Kanalzeitzählerregister 3 ableitet.' ?/eiterhin wird der Vorrichtung ein Takt mit der Frequenz P zugeführt. Dieses Taktsignal gelangt einerseits zum Taktteiler 2, der das Taktsignal F auf den Zählertakt P/n (n = Anzahl der in einem Zyklus übertragenen Kanäle) herunterteilt und andererseits_ auf das Zeitzählerregister β. Vom Taktteiler 2 gelangt der heruntergeteilte Zählertakt F/n auf das Kanalzeitzählarregister 3* Da das Kanalzeitzählerregister 3 o^e^^eil² ^ZXL Beginn einer Kanalfolge zurückgesetzt -wird, ist die am Ende einer Kanalfolge im Kanalzeitzählerregister 3 gespeicherte Anzahl einzelner Takte Y im Zeitabstand n/P dem η-ten Teil der Zykluszeit Tn proportional

Y = ~ F = Zl T . F

Die am Ende einer Kanalfolge in Kanalzeitzählerregister 3 gespeicherte Taktzahl Y wird normalerweise dem KanalzeitSpeicherregister 4 augeführt, dort eingespeichert und an einen Eingang des Vergleichers 5 angeschlossen. Das Taktsignal F wird direkt im Zeitzählerregister 6 registriert und der Ausgang 2 des Zeitzählerregisters 6 dem anderen Eingang des Vergleichers 5 zugeführt. Dieser Yergleicher 5 erzeugt nun immer dann, wenn beide Eingänge identisch sind

X=Y

einen Impuls zur Fortschaltung des Kanalregisters 7 und einen Rücksetzimpuls für das Zeitzählerregister 6. Die Ausgänge des' Kanalregisters 7 sind entsprechend der zeitmultiplex übertragenen Meßwertfolge M1, M2 ... Mn geordnet. Da innerhalb einer Zykluszeit Tn entsprechend der Kanalzahl .genau η solche positiven Vergleiche auftreten, erreicht das Kanalregister 7 nach η Schritten wieder seine Ausgangsposition. Durch den Fortschalt impuls des Kanalregisters 7, der im Vergleicher 5 im Falle X=Y erzeugt wird, erfolgt an den Ausgängen M1, M2 ... Mn des Kanalregisters die Umschaltung von einem Kanal M1 auf M2 usw. Auf diese Weise -wird an den Ausgängen M1, M2 ... Mn des Kanalregisters -7 in Form eines 1:n-Kodes der Kanal des gerade übertragenen Meßwertes angezeigt. Soll die Ausgabe der Kanalnummer in einem Binärkode erfolgen, so kann das Kanalregister anstatt durch ein.Schieberegister durch ein m-stelliges Zählerregister (m=ld n) realisiert -werden.

Bei realen Meßwertübertragungssystemen muß davon ausgegangen werden, daß Verfälschungen der Signalträgeramplitude Ai auftreten. Am Beispiel von Fig. 1 können dafür 2 Fälle unterschieden werden:

1. Die markante Signalträgeramplitude A1 Ü- Ak tritt auch außerhalb der Übertragung des Kanals M1 auf.

2. Die markante Signalträgeramplitude A1 S-Ak tritt während der Übertragungszeit des Kanals M1 nicht auf.

Die Einrichtung ist nun so aufgebaut, daß derartige Störungsfälle eleminiert werden. Zur Verhinderung von Störungen des

1. Palls werden die Ausgänge M1 und Mn des Kanalregisters 7 auf den Signalselektor .1 rückgekoppelt. Durch einfache logische Verknüpfung innerhalb des Signalselektors 1 wird erreicht, daß eine Selektion der markanten .Signalträgeramplitude nur im.Zeitintervall

ζ Tn- Λ I <C t < zTn +All ζ = 0,1,2 ...

vorgenommen wird. Treten markante Signalträgeramplituden im Zeitintervall .

ζ . Tn + 4 T at ^zTn + (z-1) 4 T ζ = 0,1,2... auf, so werden diese im Signalselektor eleminiert.

Sur Verhinderung von Störungen des 1. Palis, soweit sie im Zeitbereich

ζ ün - Δϊ < t < ζ Tn + 4 ϊ ζ = 0,1,2...

auftreten und zur Verhinderung von Störungen des 2. Palis beinhaltet die Vorrichtung zusätzlich das Kellerspeicherregister 9 und den Vorvergleicher 8. In dem Kellerspeicherregister 9 wird jede der mit dem Kanalzeitzählerregister 3 gemessene Kanalübertragungszeit für die Dauer einer Zykluszeit Tn gespeichert. Unmittelbar vor dem Einspeichern de3 neuen Wertes aus dem Kanalzeitzählerregister 3 in das Kellerspeicherregister 9 wird im Vorvergleicher 8 ein Vergleich der im Kanalzeitzählerregister 3 stehenden Kanalübertragungszeit (aktueller Zeitwert) mit der im Kellerspeicherregister 9 stehenden Kanalübertragungszeit (vorhergehender Zeitwert) vorgenommen. Ist dieser Vergleich positiv, d.h. unterscheiden sich die beiden im Kanalzeitzählerregister 3 und im Kellerspeicherregister 9 vorliegenden Werte nicht bzw. weichen sie voneinander nur um einen im Vorvergleicher vorgegebenen zulässigen Schrankenwert S voneinander ab, so wird der aktuelle Wert des Kanalzeitzählerregisters 3 sowohl in das Kanalzeitspeicherregister 4 als auch in das Kellerspeicherregister 9 übertragen. Ist dieser Vergleich aber negativ, d.h. unterscheiden sich die beiden im Kanalzeitzählerregister 3 und im Kellerspeicherregister 9 vorliegenden

Werte um mehr als der im Yorvergleicher 8 vorgegebene Schrankenwert, so wird der Wert der Kanalübertragungszeit Λ ΐ in das Kellerspeicherregister 9 übertragen und für die nächste Kanalübertragungsfolge der vorher gemessene und im Kanalzeitspeicherregister 4 noch befindliche Wert für die KanalzuOrdnung sugrundegelegt. Die die Kanalzuordnung bestimmenden Kanalübertragungszeiten Δ Ϊ gelangen auf diese Weise nur dann in das Ka,nalzeitspeicherregister 4, "wenn sie sich von der vorher gemessenen Kanalübertragungszeit um weniger als den vorgegebenen SchrankemBert unterscheiden oder "wenn sich die aufeinanderfolgenden gemessenen Kanalübertragungszeiten in vorgegebenen Schranken bestätigt haben.

Claims

Srfindungsansprüche

1, Verfahren zur automatischen Kanalzuordnung von zeitmultiplex übertragenen analogen Meßwerten, die in definierter und zyklischer Kanalfolge übertragen werden und bezüglich ihres informationstragenden Signalträgers nicht separierbar sind, deren Folge aber durch eine Signalträgeratnplitude Ak Φ Ai, i = 1 .·· η markiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungszeit einer Kanalfolge durch Messung der Zeit zwischen dem Auftreten zweier markanter Signalträgerasnplituden aufeinanderfolgender Kanalfolgen erfaßt wird, daß durch teilung der Zykluszeit einer Kanalfolge die Kanalübertragungszeit für einen Meßwert ermittelt, registriert und für die nächste Kanalfolge zugrundegelegt wird, daß eine während der Übertragung eines Kanals laufende Zeitinformation ständig mit der registrierten Kanalübertragungszeit verglichen wird und daß nach jedem positiven Vergleich beider Zeitwerte der nächste Kanal der Folge ermittelt wird.

2« Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalübertragungszeiten zweier aufeinanderfolgender Kanalfolgen miteinander verglichen werden und daß eine Registrierung dieses Wertes als Grundlage für die Zuordnung der nächsten Kanalfolge nur dann vorgenommen wird, falls sich zwei aufeinanderfolgende Kanalübertragungszeiten um weniger als ein beliebig vorgegebener Schrankenwert voneinander unterscheiden.

3. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung von Fehlregistrierungen der Zykluszeit eine Selektion der markanten Signalträgeramplituden nur in einem vor-

gegebenen. Zeitintervall vorgenommen wird, in dem das Auftreten dieser Signalträgeramplitude!! zu erwarten ist.

4. Vorrichtung zur automatischen Kanalzuordnung von zeitmultiplex übertragenen analogen Meßwerten nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Signalselektor.markante Signalträgeramplituden der Kanalfolge selektiert und einen Taktteiler, der einen der Anzahl η der in einer Kanalfolge zu übertragenen Kanäle entsprechenden Teilerfaktor η besitzt sovsie ein Kanalzeitzählerregister steuert, so daß nach einer über-, tragenen Kanalfolge im Kanalzeitzählerregister die Kanalübertragungszeit & T registriert ^wird, daß die Kanalübertragungszeit Λ T nach einer übertragenen Kanalfolge im Kanalzeitspeicherregister gespeichert und damit an einen Eingang eines Vergleichers gegeben wird, daß an den anderen Eingang des Vergleichers die Daten eines laufenden Zeitzählerregisters gelangen, daß im Vergleicher im Pail der Identität des Kanalzeitspeicherregisters und des Zeitzählerregisters immer ein P or tschalt impuls erzeugt wird und daß dieser Portschaltimpuls das Zeitzählerregister zurücksetzt und gleichzeitig das Kanalregister fortschaltet.

5. Vorrichtung nach Punkt 4, dadurch gekennzeichnet, daß die im Kanalzeitzählerregister registrierte Kanalübertragungszeit mit der vorhergehenden und im Kellerspeicherregister befindlichen Kanalübertragungszeit im Vorvergleicher miteinander verglichen wird, daß ein übertrag der im Kanalzeitzählerregister befindlichen Kanalübertragungszeit in das KanalzeitSpeicherregister nur dann erfolgt, wenn die Differenz beider aufeinanderfolgenden Kanalübertragungszeiten einen beliebig vorgegebenen Schrankenwert nicht überschreitet und daß unabhängig vom Vergleichsergebnis nach der Vergleichsoperation die im KanalseitZählerregister gespeicherte Kanalübertragungszeit in das Kellerspeicherregister übertragen

6. Vorrichtung nach Punkt 4 dadurch gekennzeichnet, daß

zwei Ausgänge des Kanalregisters so auf den Signalselektor rückgekoppelt werden, daß eine Registrierung des Beginns des Endes der markanten Signalträgeramplituden im Signalselektor nur in einem Zeitintervall erfolgt, in dem die mar kante Signalträgeramplitude entsprechend der vorher übertragenen Kanalfolge zu erwarten ist.

eiten Zeichnungen