книги / Элементы автоматики и счетно-решающие устройства

а количество импульсов N, поступивших в счетчик, равно

Uп т

т. е. пропорционально Ux.

Аналогичный метод преобразования электрических параметров (R, L и С) в код реализован в схеме рис. 9. 24. Преобразуемый па­

раметр (в данном случае С*) включается на напряжение питания

Рис. 9.23. К преобразованию интервалов времени в код

U последовательно с известным образцовым сопротивлением

При этом потенциал конденсатора нарастает по зависимости

UC~ U { 1 - е - П

где т =RCX.

Через время t= x (рис. 9.24, б)

Uc = U {\-e-')= 0 £ ?> 2U .

Следовательно, если блок сравнения БС сравнивает Uc с на­

пряжением [/0=0,632С/, то стоп-импульс на триггер будет подан через интервал времени tx= т, а количество импульсов в счетчике

будет пропорционально С*:

J V = / 0T = ( / 0/?)C,.

включении Ux блок сравнения БС открывает ключ Ко и цифровой счетчик начинает заполняться импульсами частоты f0 от генерато­ ра импульсов ГИ. Опорное напряжение U0 подается на ПКН через ключи К, которые отпираются потенциалами разрядных триггеров

счетчика. По мере заполнения счетчика компенсирующее напря­ жение UK увеличивается ступеньками, пока не будет достигнуто равенство UK=UX. Тогда блок сравнения запирает ключ Ко и с циф­ рового счетчика снимается цифровой код 1)х.

Рис. 9. 26. Преобразователь напряжение—код с коммутато­ ром

На рис. 9.26 показан вариант схемы преобразователя с бескон­ тактным коммутатором БК, распределяющим импульсы от гене­

пульс (п) опрокидывает триггер Тп старшего разряда ПКН. Если при этом напряжение UBX = UX— t/Kна входе усилителя постоянного тока УПТ больше нуля, то на выходе УПТ UBblx>0 и с выхода триггера Т0 на ключ Кп снимается 0. Это значит, что к моменту прихода следующего (п') импульса ключ Кп закрыт и триггер Тп

останется в опрокинутом состоянии.

Аналогично работают все остальные разряды преобразователя. Однако, если в каком-либо из разрядов после опрокидывания со­ ответствующего триггера состояние ПКН изменится так, что будет UBX=UX— t/K< 0, то на выходе УПТ UBblx=0 и с выхода То на со­

ответствующий триггер будет подана 1. Это значит, что при при­ ходе следующего импульса он через открытый ключ вернет этот триггер в исходное состояние и приращения /7К в данном разряде не произойдет.

После опроса всех разрядов напряжение UK с точностью до на­ пряжения самого младшего разряда будет равно Ux н с преобра­ зователя ПКН может быть снят цифровой код Ux.

На рис. 9. 27 показана еще одна схема преобразователя напря­ жения в код, построенная по принципу прямого уравновешивания и обеспечивающая резкое повышение быстродействия за счет со­ кращения до минимума числа операций уравновешивания. Здесь напряжение Ux через усилитель У с коэффициентом передачи k

вначале прикладывается к амплитудному анализатору AAi первого

Рис. 9. 27. Преобразователь напряжение—код прямого уравнове­ шивания

(старшего) разряда. Амплитудные анализаторы состоят из сравни­ вающих элементов СЭ, настроенных на напряжения срабатыва­ ния, соответствующие в каждом разряде номерам СЭ. Сравни­ вающие элементы содержат реле Р с контактами КР. В каждом амплитудном анализаторе по 9 сравнивающих элементов.

Напряжение kUx подводится одновременно ко всем СЭ анали­

затора AAi, причем срабатывает только тот из них, порог сраба­ тывания которого меньше Ш х. При этом сработавший СЭ своими

контактами самоблокируется, отключает питание от всех более младших по индексу СЭ и включает на сравнение с Ux компенси­

рующее напряжение t/„ с преобразователя код—напряжение (на рис. показан один разряд ПКНО, равное по величине номеру сработавшего СЭ данного разряда. При этом одновременно под­ готавливается к включению шина «t/K— 1» с компенсирующим на­ пряжением, меньшим на единицу данного разряда.

Для облегчения настройки СЭ в преобразователе используется система поправок. Эта система предусматривает настройку СЭ со сдвигом вниз на пол единицы данного разряда с допуском порога срабатывания в ± половину единицы. Так, например, восьмой СЭ настраивается на срабатывание при Ш х= 7,5±0,5. Это значит, что, например, при kUx= 7,6 может сработать либо 8-й, либо 7-й СЭ. В первом случае UK= 8, Ux— UK= 7,6—8 = —0,4<0, т. е. измере­ ние произведено с ошибкой. Тогда отрицательная разность Ux— UK

через фазочувствительный выпрямитель ФЧВ вызовет срабатыва­ ние реле поправки РП1 первого разряда, которое своим контактом К.РП1 переключит Ux на сравнение с компенсирующим напряжени­

ем £/к 1.

На этом первый цикл уравновешивания заканчивается и реле тактов РТ переключает разность Ux— UK на оценку амплитудным

анализатором ААц второго разряда, одновременно увеличивая ко­ эффициент передачи усилителя в 10 раз. Второй и последующий анализаторы работают аналогично, за исключением того, что в по­

с точностью ± знак и ошибка на 1 знак не играет роли.

Выход цифрового кода снимается с дополнительных контактов ПКН, не показанных »а рисунке. Очевидно, что общее время одного преобразования в рассматриваемой схеме равно.

Контакты и реле, как и в других случаях, могут быть заменены бесконтактными переключателями при необходимости дальнейше­ го уменьшения времени преобразования.

Глава X

ОСНОВЫ ТЕЛЕУПРАВЛЕНИЯ

10. 1. ОСОБЕННОСТИ ТЕЛЕУПРАВЛЕНИЯ

До сих пор, говоря об управлении автоматическими системами на расстоянии, т. е. дистанционном управлении, мы понимали под этим передачу на расстояние управляющего сигнала по какой-то линии связи в виде электрических проводов. В отдельных случаях этот сигнал может передаваться и без проводов, например по радио.

Однако современные автоматические системы часто бывают настолько сложными, что требуют для управления ими не одного, а различных сигналов, которые иногда должны передаваться одно­

временно. Применение в этом случае отдельных линий связи для каждого сигнала сильно усложняет и удорожает автоматическую систему.

Для решения подобных задач в современной технике получили применение так называемые системы телеуправления, в которых

передача на расстояние относительно большого количества сигна­ лов (команд) производится по значительно меньшему числу линий связи (в пределе — по одной линии).

На рис. 10. 1 для сравнения показаны условные схемы системы дистанционного управления (а) и системы телеуправления (б).

Управляющий

орган

Рабочая цепь

—

а)

Рис. 10. 1. К сравнению системы дистанционного управления (а)} и системы телеуправления (б)

В системе телеуправления несколько управляющих органов управ­ ляет соответствующими им объектами по одной и той же линии связи. Для выполнения этой же задачи понадобилось бы столько систем дистанционного управления, сколько имеется управляемых объектов.

Однако современные системы телеуправления характеризуются не только этим свойством. В сложных автоматических устройствах необходимо обеспечить контроль выполнения передаваемых команд. Для этого системы телеуправления обычно снабжаются обратной сигнализацией, осуществляемой по той же линии связи и подтверж­ дающей выполнение объектами посылаемых им команд.

Кроме того, для надежности работы современные системы те­ леуправления обычно снабжаются элементами, защищающими управляемые объекты от выполнения так называемых «ложных», случайных команд. Управляемый объект должен реагировать толь­ ко на вполне определенную установленную для него команду и оставлять без внимания все другие виды команд. Только тогда будет полная гарантия его надежной работы. К числу ложных

команд могут быть отнесены, например, ошибки человека, управ­ ляющего системой, случайные замыкания и обрывы проводов, наведение посторонних э. д. с. (помехи) и т. д.

Простейшим примером хорошо известной системы телеуправ­ ления является обычный автоматический телефон. Набирая опре­ деленную комбинацию цифр, мы автоматически связываемся толь­ ко с одним нужным нам абонентом из большого числа абонентов, обслуживаемых данной телефонной станцией.

Система телеуправления состоит в общем случае из ряда основ­ ных блоков, структурная схема соединения которых показана на рис. 10.2. Рассмотрим назначение каждого из этих блоков.

Рис. 10.2. Обобщенная структурная схема одной линии си­ стемы телеуправления

У п р а в л я ю щ и й о р г а н служит для включения команды (сигнала). Простейшим примером его может служить обыкновен­ ный телеграфный ключ.

Ш и ф р а т о р предназначен для создания строго определенной, характерной только для данной команды, комбинации состояний управляющей электрической схемы.

Р а с п р е д е л и т е л ь служит для последовательного переклю­ чения одной или нескольких цепей, подключенных к его контактам.

П р и е м н и к предназначен для преобразования получаемых из

большого числа передаваемых команд той, которую необходимо

Параллельно во времени (одновременно) в такой системе мо­ жет, очевидно, посылаться только N команд (по количеству линий

связи).

Рис. 10. 3. Пример простой качественной системы теле­ управления:

10.2. 2. Распределительная система телеуправления

Распределительная система телеуправления основана на по­ сылке по одной линии связи нескольких различных команд после­ довательно во времени (поочередно). Осуществить такую пооче­ редную посылку команд можно при помощи двух специальных синхронно и синфазно работающих переключателей (распредели­ телей). Такие переключатели должны переключать линию связи

Рис. 10.4. Пример распределительной системы телеуправ­ ления

одновременно с обоих концов на соответствующие управляющие и управляемые цепи. Число М передаваемых сигналов в такой си­ стеме равно числу п пластин распределителя.

Простейший пример распределительной системы телеуправле­ ния показан на рис. 10. 4. Щетки левого и правого распределителей Р одновременно попадают на пластины с одинаковыми номерами. Следовательно, каждый из управляющих ключей оказывается по­