6.4. Методы синхронизации распределителей

При временном разделении каналов связи телемеханики в передающем и прием­ном устройствах применяются распределители, которые должны переключаться синх­ронно и синфазно, т.е., двигаясь с одинаковой скоростью, одновременно переключать­ся на одну и ту же позицию. Рассинхронизация и сбой в работе распределителей приводят к смещению элементов сигнала сообщения при приеме и искажению информации.

Переключение распределителя из одной позиции в другую происходит при поступ­лении на его вход импульсов, которые принято называть продвигающими или тактовы­ми. Номер позиции, которую занимает распределитель, всегда соответствует номеру им­пульса, поступившего на его вход. Если в исходном состоянии распределитель находится в нулевой позиции, то первый тактовый импульс переключает его в первую позицию, второй — во вторую и т.д. Это свойство используется для синхронного переключения распределителей. Наиболее широко применяются три метода синхронизации: от общей питающей сети переменного тока, циклическая и пошаговая (тактовая) синхронизация. Различие в методах синхронизации заключается лишь в способах образования тактовой серии импульсов, подаваемых на распределители передающего и приемного устройств.

Метод синхронизации от общей питающей сети основан на том, что напряжения в любой точке электрической цепи синхронны во времени, поэтому питающая сеть мо­жет быть использована в качестве генератора тактовых импульсов (рис. 6.15). Положи­тельные полуволны после выпрямления синусоидального напряжения сети служат так­товыми импульсами, которые поступают на приводы ПР распределителей Р1 передаю­щего и Р2 приемного устройств.

Первоначально распределители находятся в нулевой позиции. Для одновременного запуска рас­пределителей привод распределителя ПР переда­ющего устройства подключается к сети, а на при­вод ПР приемного распределителя передается спе­циальный синхронизирующий (фазирующий) им­пульс ФИ, который переводит распределитель Р2 в нулевую позицию, если в этот момент он нахо­дился в другой, и подключает его к сети. После фазирующего импульса первый импульс от пита­ющей сети переводит распределители в первую по­зицию, начинается новый цикл переключений.

Такой метод синхронизации распределителей наряду с простотой и относительно невысокой стоимостью имеет ряд недостатков: не всегда имеется общая питающая сеть;

частота переключений определяется частотой напряжения питающей сети, кото­рая составляет 50 Гц;

при полном или частичном отключении питающей сети, когда нет напряжения на диспетчерском или контролируемом пункте, работа телемеханики невозможна;

напряжение питающей сети в удаленной точке может иметь значительный фазо­вый сдвиг, а сигнал в канале связи—запаздывание, в результате чего импульсы на приемном устройстве могут поступать на позиции распределителя, отличающиеся от тех, в которых они были переданы;

невозможность резервирования питания устройств телемеханики другими источ­никами, например, применением аккумуляторной батареи.

Синхронизация распределителей от общей питающей сети, достаточно широко ис­пользуемая в промышленных устройствах телемеханики, оказывается неприемлемой при

телемеханизации устройств электроснабжения элек­трифицированных железных дорог.

Метод циклической синхронизации (рис. 6.16) заключается в применении индивидуальных ге­нераторов тактовых импульсов ГТИ1 и ГТИ2 с одинаковой частотой колебаний на передающем и приемном устройствах. Распределитель Р1 по­лучает импульсы от генератора ГТИ1, а распре­делитель Р2 — от генератора ГТИ2. Запуск рас­пределителей осуществляется синхронизирующим импульсом в нулевой позиции. На распределитель Р2 синхронизирующий импульс поступает по ка­налу связи с передающего устройства. Он воздей­ствует на привод ПР распределителя Р2 и генера­тор ГТИ2, устанавливая их в исходное состояние, в котором в этот момент находятся распредели­тель Р1 и генератор ГТИ1.

Выполнить генераторы тактовых импульсов с абсолютно одинаковой и стабильной частотой прак­тически невозможно. Разница частот генераторов всегда будет существовать, и ошибка будет накапли­ваться с каждым шагом, что в конечном итоге вы­зовет рассинхронизацию распределителей. Это явля­ется существенным недостатком. Для предотвраще­ния рассинхронизации необходима в конце каждого цикла передачи синхронизация ГТИ2 с помощью фазирующего или дополнительного импульса.

Метод тактовой синхронизации получил наи­более широкое применение, так как он обеспе­чивает наибольшую надежность. Этот метод зак­лючается в том, что оба распределителя переклю­чаются одним генератором тактовых импульсов ГТИ (рис. 6.17, а). Начало работы распределите­лей определяется фазирующим импульсом в на­чале цикла, когда распределители находятся в нулевой позиции. Если распределитель Р2 находится в другой позиции, то он устанавливается фазирующим импульсом в нулевую позицию (рис. 6.17, б).

При таком методе синхронизации необходимы каналы связи для передачи такто­вых импульсов и сигналов (информационных импульсов). Систему выполняют так, чтобы использовать один общий канал для информационных и тактовых импульсов. Для этого тактовым импульсам, которые передают на каждой позиции распределителей, прида­ют дополнительный импульсный признак, например, временнбй. На рис. 6.17, б пока­зано, что для передачи сигнала 1 используется длинный импульс, а сигнала 0 — корот­кий. Переключение распределителей происходит в начале каждого импульса, незави­симо от его длительности. Импульсы отделяются друг от друга паузами одинаковой продолжительности. Фазирующему импульсу придают отличительный признак от сиг­налов 0 и 1, как правило, его выполняют длиннее длинного, т.е. сверхдлинным.

Синфазность работы распределителей передающего и приемного устройств долж­на обеспечиваться во всех случаях дополнительными методами. Конец каждого цикла сопровождается посылкой в канал связи специального фазирующего импульса, с по­мощью которого проверяется вся предшествующая передача. Если прием этого импуль­са не совпадает с переходом приемного распределителя в контрольную (обычно нуле­вую) позицию, то фиксируется сбой, принятое сообщение аннулируется, распредели­тели принудительно переводятся в режим синфазной работы.