разования телеграфных каналов существует хорошо налаженная аппаратура для передачи телеграмм и других сообщений связи. Поэтому в этом случае происходит простая замена сообщений.

Телеграфная связь – низкоскоростная передача данных и команд для различных счетных и управляющих машин.

имплексная связь – поочередная двусторонняя связь между СибАДИдвумя пунктами по одному каналу, при которой в каждом из них пе-

редача пр ём сообщений ведутся поочерёдно.

Телеграф рован е постоянным током. Дуплексная связь –

одновременная двусторонняя связь по одной линии связи, когда пере-

дача и пр ём телемеханических сообщений ведутся одновременно.

Телеграф рован е переменным током называется частотным телеграф рован ем. Частотное телеграфирование является более совершенным, так как о еспечивает передачу большего числа сообще-

ний и на большее расстояние, чем постоянным током.

Телефонная связь используется для двусторонней передачи речи на расстоян е в тональном диапазоне (300–3400 Гц), который уже

нормального звукового диапазона (30–16 000 Гц).

Каналы связи в зоне тонального телеграфирования. Для пе-

редачи телемеханических соо щений в этом диапазоне (0,3–3,4 Гц) используют телеграфные каналы, организуемые различной серийно выпускаемой каналоо разующей аппаратурой. В каждом телеграфном канале вместо телеграфных посылок можно передавать телемехани-

ческие сообщения.

Уже сейчас сотовую связь можно рассматривать как один из вариантов обмена информацией в распределенных системах АСУТП. В ряде случаев GSM-радиотелемеханика экономически эффективнее. При этом у GSM есть некоторые преимущества: качество связи, охваченная территория, доступность, меньшая цена оборудования, простота обслуживания эксплуатации, сокращение первоначальных вложений, мобильность.

3. СОСТАВ ТЕЛЕМЕХАНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ

3.1. Основные элементы, узлы и схемы телемеханики

Телемеханические устройства представляют собой сложные комплексы, состоящие из отдельных функциональных узлов, блоков и аппаратов, связанных в единую электрическую схему [6].

75

Телемеханическая аппаратура, выпускавшаяся отечественной промышленностью до 60-х гг., комплектовалась в основном из релей- но-контактных электромеханических элементов. Наиболее широкое распространение среди них получили электромагнитные реле постоянного тока, нейтральные и поляризованные, шаговые искатели различных типов. Релейно-контактная аппаратура позволяет легко реализовать разнообразные функции в устройствах телемеханики, такие, например, как переключение различных цепей, формирование и уси-

СибАДИтельно невысокой максимально допустимой частотой переключений, имеет значительные размеры и массу, потребляет больше энергии, недостаточно вибростойка, предъявляет высокие требования к среде, в которой она работает, требует постоянного проведения профилактических мероприятий.

ление мпульсных с гналов, элементарные логические функции, создание временных задержек, разделение электрических цепей и др.

Опыт эксплуатац телемеханических систем с релейно-контактной аппаратурой показал, что они при соответствующем обслуживании вполне надежно ра отают, хорошо контролируются, сравнительно удобны в эксплуатац . Схемы, построенные на релейно-контактной аппаратуре, достаточно просты и четки.

В то же время релейно-контактная аппаратура обладает рядом существенных недостатков, с одной стороны, препятствующих совершенствован ю характеристик телемеханических устройств, а с другой – требующих постоянного наблюдения за ее состоянием и тщательного обслуживания. Такая аппаратура вследствие наличия в ней подвижных частей и контактов требует индивидуальной регули-

ровки, имеет ограниченное ыстродействие, характеризуется относи-

В связи с бурным развитием автоматики, полупроводниковой техники и радиоэлектроники релейно-контактная аппаратура в устройствах телемеханики все больше вытесняется бесконтактными элементами. Бесконтактные элементы обладают значительно большим сроком службы, высокой скоростью переключения, повышенной надежностью, небольшими размерами массой, потребляют незначительное количество энергии, требуют меньшего, но в то же время более квалифицированного обслуживания, могут работать во влажных и запыленных местах, агрессивных средах и достаточно вибростойки.

Из бесконтактных элементов в устройствах телемеханики наиболее широко применяются полупроводниковые диоды и триоды (транзисторы), магнитные элементы с прямоугольной петлей гистере-

76

зиса и магнитные усилители. Для создания некоторых типов телемеханических устройств на базе отдельных бесконтактных элементов разработаны специальные субблоки, или модули, каждый из которых выполняет одну или несколько логических, переключательных, импульсных и других функций. Таким набором субблоков является система « пектр», положенная в основу группы телемеханических уст-

СибАДИройств, выпускаемых заводом телемеханической аппаратуры (г. Нальч к).

Дальнейш м совершенствованием элементной базы устройств телемехан ки является использование микроэлектроники, например интегральных м кросхем. Интегральные схемы представляют собой комплекс устройств, о ъединяющий в полном блоке несколько функциональных устройств (генератор импульсов, усилитель и т. п.). На интегральных м кросхемах построены агрегатные средства телемеханической техн ки (АСТТ).

Основными узлами устройств телемеханики являются генераторы импульсов, распределители, шифраторы и дешифраторы, а в устройствах теле змерен я, кроме того, датчики и преобразователи. Назначение и функции некоторых из этих узлов рассмотрены ниже. Чтобы иметь представление о различных способах реализации этих узлов на базе как контактных, так и бесконтактных элементов, далее приведены примеры выполнения основных функциональных узлов телемеханических устройств, даны соответствующие пояснения.

Особое значение в устройствах телемеханики имеют так называемые защитные узлы. С помощью этих узлов обеспечиваются электрическая защита оборудования, защита устройств от различных сбоев в работе, от помех, вызывающих искажение передаваемых сигналов и команд, а также контроль за состоянием и работой функциональных узлов устройства каналов связи.

Генераторы импульсов. Назначение генераторов импульсов в устройствах телемеханики состоит в образовании серии импульсов, передаваемых в линии связи между полукомплектами устройства.

Релейно-контактные генераторы импульсов представляют собой устройства, собранные из электромагнитных реле. Наиболее элементарными являются генераторы, построенные на двух реле. Такие генераторы принято называть пульс-парами (рис. 3.1.1,а).

После нажатия кнопки КП через размыкающий контакт реле 2П.1 подается питание на обмотку реле 1П и последнее срабатывает; через его замыкающий контакт 1П.1 получает питание обмотка реле

77

2П, которое, срабатывая, во-первых, размыкающим контактом 2П.2 обрывает цепь питания линии связи, нормально обтекаемой током, а во-вторых, размыкающим контактом 2П.1 обесточивает реле 1П. Реле 1П в свою очередь замыкающим контактом 1П.1 обесточивает обмотку реле 2П, что приводит схему в исходное положение. Таким обра-

Рис. 3.1.1. Двухрелейный генератор импульсов:

а – принципиальная схема; – временная диаграмма импульсов

В схемах устройств телемеханики генератор импульсов содержит специальные элементы, которые образуют в серии импульсный избирающий признак (например, удлиненную паузу или импульс), соответствующий определенной команде или положению объекта. Применяя в схемах пульс-пары реле с выдержкой времени, можно регулировать длительность импульса или паузы.

В качестве примера рассмотрим работу еще одной схемы генератора импульсов (рис. 3.1.2), используемой в некоторых устройствах телемеханики. Схема состоит из пульс-пары (реле 1П, 2П); дополнительного реле Д, имеющего выдержку времени на отпускание; кнопок управления: объектных КУ и общей пусковой КП для устройства телемеханики; шагового искателя ШИ.

78

79

сов при изменениях в широких пределах напряжения питания и температуры окружающего воздуха, практически мгновенный переход из нерабочего режима в рабочий, и наоборот. Схемы бесконтактных генераторов импульсов достаточно хорошо описаны в технической литературе по электронике и телемеханике.

Сиб3.2. ДатчикиАДавтоматических системИ

Основой любого управления является информация. Информацию о состоян объекта воспринимает датчик.

Датч к – устройство, предназначенное для восприятия измеряемого параметра прео разования его в величину, удобную для дальнейшего спользования.

Датч ки меют различную конструкцию, зависящую в основном от ф з ческой пр роды измеряемой величины, принципа измерения.

В общем случае датчик можно рассматривать состоящим изчув-

ствительного, прео разующего и кодирующего элементов.

Чувствительный элемент (ЧЭ), являющийся необходимым элементом датчиков систем автоматики, непосредственно взаимодействует с контролируемым процессом.

Главная характеристика чувствительного элемента – коэффици-

где Jчэ – количество информации о процессе, полученное с помощью чувствительного элемента; Рчэ – значение отрицательного влияния метода средства измерения на процесс.

Преобразующий элемент (ПЭ) – второй за ЧЭ элемент, который преобразует сигнал ЧЭ в механический, гидравлический, пневматический, удобный для дальнейшего координирования и передачи.

Основная характеристика ЧЭ – коэффициент чувствительности

где ХвхЧЭ – сигнал на входе ЧЭ; ХвыхЧЭ – сигнал на выходе ЧЭ.

80

При линейной статистической характеристике преобразующего элемента

в информационный сигнал, удобный для восприятия последующими устройствами.

В больш нстве случаев на выходе ПЭ бывает непрерывный аналоговый с гнал, в то время как усилительно-преобразующее устройство (УПУ) спользует элемент с прерывистым (дискретным) сигналом (промежуточное реле, электромагнит). Поэтому КЭ преобразует аналоговый с гнал в дискретный (рис. 3.2.1).

Хвых КЭ

Рис. 3.2.1. Временные диаграммы кодирующего элемента

Классификация датчиков. Классификация датчиков может осуществляться по различным признакам.

По виду контакта: ٧ контактные;

81

٧ бесконтактные. По принципу действия:

•параметрические;

•генераторные;

•комбинированные.

Параметрические датчики преобразуют изменение неэлектрической величины в изменение какого-либо параметра электрической цепи (напр мер, разрыв или короткое замыкание электрической цепи, изменен е акт вного сопротивления, индуктивности, взаимной ин-

СибАДИ

дуктивности, емкости).

Генераторные датчики под действием измеряемой величины сами генер руют электрическую энергию, поэтому для своей работы не требуют п тающего напряжения (например, термоэлектрические

датчики, фотогенераторы, тахогенераторы, вибродатчики).

Комб н рованные датчики – это датчики с промежуточным преобразован ем. Измеряемая величина первоначально преобразуется

Динамической характеристикой датчика называют зависимость

выходной величины Хвых от времени.

В общем случае динамическая характеристика описывается диф-

ференциальным уравнением связи

вых вых вых вх вх вх

Чувствительность, порог чувствительности, основная погрешность преобразования, динамический режим работы датчи-

ка. Для оценки работы датчиков в установившемся режиме используются понятия: чувствительность, порог чувствительности, вид статической характеристики, погрешность преобразования.

82

Чувствительность S – это отношение приращения выходной величины к приращению входной, когда последнее стремится к нулю:

(рис. 3.2.3).

Хвых

Хвх

Хп

Рис. 3.2.3. Статическая характеристика: Хп – порог чувствительности

83