Передача телемеханічної інформації

Телемеханічна інформація носить різко виражений нерівномірний характер. При стаціонарному режимі в нормальних умовах має місце щодо невеликий потік інформації, при аварійних режимах - різке зростання («спалах») інформації. З погляду теорії інформації будь-яка ТМС є системою передачі повідомлень. Під повідомленням розуміють усе те, що підлягає передачі (об'єкт передачі), тобто певна сума відомостей. На відміну від повідомлення під інформацією розуміють відомості, що знаходяться в повідомленнях, які являють собою новизну. Інформація характеризує взаємовідношення між повідомленням і його одержувачем. Повідомлення передають за допомогою сигналів, які є матеріальними носіями інформації.

З погляду стійкості всі сигнали підрозділяють на статичні й динамічні. Для передачі телемеханічної інформації використовують динамічні сигнали; динамічні сигнали ділять на дискретні, що полягають із деякого числа посилок (елементів сигналу) з певними ознаками, і безперервні. У сучасних ТМС використовують, як правило, дискретні сигнали, однак зустрічаються й безперервні телемеханічні сигнали.

Рис. 12. Імпульсні ознаки:

а - полярний; 6 — амплітудний; в - часовий; г — фазовий; д — частотний

Передавальний пристрій ТМС формує дискретні сигнали з імпульсних посилок, яким надають певні якісні (імпульсні) ознаки. Чим більше помітних імпульсних ознак можна додати елементам сигналу, тем більше число повідомлень може містити телемеханічний сигнал. Максимальне число імпульсних ознак сигналу визначається особливістю прийомного пристрою надійно відрізняти ці ознаки один від іншого в умовах дії перешкод. Вибір виду імпульсних ознак залежить від типу каналу зв'язки, по якім передають сигнали.

До основних видам імпульсних ознак сигналу відносять наступні (мал. 12):

а) полярна ознака — імпульсні посилки відрізняються полярністю (позитивної або негативної), характеризуються високою завадостійкістю; полярна ознаку використовують тільки при застосуванні провідної лінії зв'язку;

б) амплітудна ознака - імпульсні посилки відрізняються по амплітуді; при кабельних лініях зв'язку відсутні викривлення; недостатня завадостійкість і складність прийомної апаратури при великій кількості амплітудних ознак приводять до використання двох значень амплітудної ознаки (великої й малої амплітуди);

в) часова ознака — імпульсні посилки відрізняються друг від друга тривалістю імпульсу й паузами між імпульсами; велика кількість посилок різної тривалості приводить до збільшення часу передачі сигналу, тому посилкам надають не більш двох-трьох значень по тривалості;

г) фазова ознака — імпульсні посилки відрізняються друг від друга по фазі стосовно деякого опорного сигналу, наявного в місці приймання;

л) частотна ознака - імпульсні посилки відрізняються друг від друга по частоті; частотна ознака є досить завадостійкою й дозволяє одночасно передавати кілька сигналів різної частоти по одній лінії зв'язку (провідний і бездротової).

Передача дискретних телемеханічних сигналів має переваги перед передачею безперервних сигналів: менша схильність викривленням у процесі передачі, значна простота виявлення цих викривлень, достатня зручність уведення в обчислювальні пристрої, відсутність необхідності розрізнення великої кількості сигналів, що як завгодно мало відрізняються друг від друга, і т.д.

Процес вистави безперервної функції деяким кінцевим числом її дискретних значень називається квантуванням. Заміна безперервного сигналу дискретним приводить до появи погрішності. Квантування сигналу здійснюють по амплітуді або за часом. Квантування широке застосовують у пристроях ТИ.

У телемеханіку для формування сигналів використовують кодування, що представляє собою процес перетворення повідомлення в дискретний сигнал у вигляді кодових комбінацій (цифр, букв і т.д.). Існує одноелементне й багатоелементне кодування. При одноелементнім кодуванні сигнали відрізняються друг від друга ознакою. При багатоелементнім кодуванні сигнали відрізняються друг від друга або числом елементів, або комбінацією елементів з різними ознаками.

Для керування більшістю телекерованих об'єктів потрібна передача тільки двох команд («включити», «відключити»), тому широке поширення в телемеханіку одержало одноелементне кодування.

Процес, зворотний кодуванню, називають декодуванням. Він полягає у виділенні сигналу з модульованого коливання.

Для передачі сигналів по каналу зв'язку необхідно мати переносник (носій), у якості якого використовують синусоїдальні коливання або безперервну послідовність імпульсів.

Процес зміни параметра носія інформації відповідно до переданого повідомлення (сигналом) називається модуляцією. Що модулює ( у цьому випадку телемеханічний) сигнал впливає на який-небудь параметр носія (несучих коливань): амплітуду, фазу, частоту. Залежно від модулюємого (змінюваного) параметра носія розрізняють амплітудну, фазову й частотну модуляції. Якщо ж у якості носія інформації служить безперервна послідовність імпульсів, то розрізняють амплітудно-імпульсну, частотно-імпульсну й фазоімпульсну модуляції.

У промисловій телемеханіці застосовують провідні лінії зв'язку (повітряні й кабельні). У порівнянні з кабельними, повітряні лінії піддаються зовнішнім перешкодам, мають меншу надійність, а також значно більшу залежність параметрів від метеорологічних умов і т.д. Найбільше часто використовують телефонні міські й низькочастотні кабелі далекого зв'язку.

Рис. 17.13. Види структур ліній зв'язку:

а — ланцюгова; б — деревоподібна; 1, 2 — об'єкти телемеханіки.

Для телемеханіки застосовують телеграфний або телефонний канал, тобто виділяють певну смугу частот. Телемеханічні повідомлення перегавкають у смузі тонального діапазону (3400 — 5300 Гц), у високочастотному діапазоні (вище 5300 Гц), а також у смузі подтонального діапазону (0-300 Гц).

Більша частина промислових об'єктів належить до стаціонарних. Вони можуть бути розкидані поодинці або невеликими групами на великій площі (розосереджені об'єкти) або сконцентровані в одному пункті (зосереджені об'єкти). При цьому для обох випадків організація каналів зв'язку має свої особливості. Розрізняють радіальну, ланцюгова та деревоподібну структури ліній зв'язку, з яких найбільш простою є радіальна.

Рис. 14. Класифікація перешкод і їх джерел