Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с построением и принципом работы устройства.

2. По разрешению преподавателя включить установку в сеть.

3. Тумблер S3 переключить в положение “Ручной запуск”.

4. С помощью кнопки S2 осуществить ручной запуск счетчика и наблюдать порядок индикации на индикаторных лампах.

5. Переключить S3 в положение «Автоматический запуск» и наблюдать порядок индикации цифр на индикаторных лампах.

6. Повторить (5) для второго положения переключателя S2.

7. Измерить на осциллографе частоты работы генератора для обоих положений переключателя S1

8. Наблюдать на осциллографе время переключения и формы импульсов на выходах блоков: счетчика, триггера Д2.1 и дешифратора Д4.

9. На выходах микросхем (контрольных выводах) измерить уровни «1» и «0».

Контрольные вопросы

1. Что такое распределитель и как он работает?

2. Какие виды распределителей существуют и их отличительные стороны?

3. Что такое четырехразрядный двоичный счетчик?

4. Как подключается и работает «Д» триггер?

5. Как устанавливаются триггеры типа «Д» и «J –K» в состоянии «1»?

6. Как работает устройство?

Содержание отчета

1. Временные диаграммы работы генератора и распределителя тактовых импульсов.

2. Осциллограммы выходных импульсов генератора (для двух позиций переключателя S1).

3. Расчетная частота генератора для двух позиций переключателя S1.

4. Значение логических уровней «1» и «0».

5. Таблица состояния счетчика К155ИЕ4.

Л и т е р а т у р а

1. Стрыгин В. В. «Основы автоматики и вычислительной техники». –М.:Энергоиздат, 1981.

2. Зельдин Е. А. «Триггеры». – М.: Энергоиздат, 1983.

3. Справочник по ИМС /Под редакцией Тарабрина. – М., 1983.

Лабораторная работа № 5

ИЗУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИНЦИПОВ ПОСТРОЕНИЯ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СЕТЕЙ И СИСТЕМ.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: 1. Изучение принципов построения телекоммуникационных сетей и систем, принципа действия кодирующего и декодирующего устройства телесигнализации.

2. Снятие зависимостей состояния элементов и выходов устройства телесигнализации от сигналов датчиков.

Теоретическая часть.

Основные принципы телекоммуникационных сетей и систем.

телекоммуникационные сети и системы – это область науки и техники, занимающаяся изучением и построением устройств, преобразующих информацию в сигналы и передающих их на расстояния по линиям связи для измерения, сигнализации и управления без участия человека или с его участием не более, чем на одной стороне.

Устройства телекоммуникационных сетей и систем состоят из передающего полукомплекта, линии связи и приемного полукомплекта. (Рис.1)

Рис.1

Информация в этом случае передается в одном направлении от передающего полукомплекта к приемному. На передающем полукомплекте сообщение преобразуется в удобные для передачи сигналов формы, а на приемном принятые сигналы, которые передавались. УТМ можно разделить по тем функциям, которые они выполняют: а) устройство телеизмерения (ТИ) (Рис.2).

Рис.2

Информация передается с контролируемого пункта (КП) к линиям связи ТИ на диспетчерский пульт, где информация дешифрируется в удобное для диспетчера значение;

б) устройство телесигнализации (ТС) осуществляет передачу разного рода дискретных сообщений о ходе производственного процесса, которое вводится в вычислительную машину или сообщается диспетчеру (Рис.3).

Рис.3

при возникновении аварии при изменении состояния объекта возникают световые и звуковые сигналы на пульте управления диспетчера:

в) устройство телеуправления (ТУ) осуществляет передачу информации в виде команд на включение или отключение разных механизмов. Такие системы находят ограниченное применение. В этом случае необходимо, чтобы объект управления был в поле зрения диспетчера, т.к. отсутствует ТС;

г) системы телеуправления и телесигнализации (ТУ- ТС) являются комбинированными системами, в которых осуществляется передача команд с ПУ на управляемые объекты ТУ и с КП приходит сигнализация ТС об исполнении команды, т.е. объект включается или отключается ( рис.4).

Рис.4

Иногда применяют комбинацию функций ТУ и ТИ, так называемое телерегулирование. Самостоятельно такие устройства не выпускаются. Примером может служить управление диспетчером заполнения резервуара жидкостью. Когда уровень жидкости достигает желаемого, это будет показано системой ТИ, диспетчер прекращает подавать сигнал ТУ.

Широко применяются комплексные системы ТУ- ТС- ТИ. Эти системы обеспечивают полное управление объектами.

Если объекты управления собраны в одно место, то применяют системы телемеханики для сосредоточенных объектов. Например: управление строительным краном или электрической подстанцией.

Если объекты управления, например, линии газо- или нефтепроводов, в которых необходимо контролировать давление и расход и управлять насосами, то применяют системы телемеханики рассредоточенных (распределенных) объектов.

телекоммуникационные сети и системы отличаются друг от друга еще по характеру использования линий связи.

В телекоммуникационных сетях и системах применяются:

а) проводные линии связи;

б) линии электропередач;

в) радиотракты.

В телекоммуникационных сетях и системах многократно используются линии связи, т.е. по одной паре линии проводов можно передавать множество сообщений, что достигается применением каналов связи.

Телеуправление и телесигнализация. Основные понятия.

Существуют несколько видов управления объектами:

а) местное управление (МУ);

б) дистанционное управление (ДУ);

в) телеуправление (ТУ);

Разница между ДУ и ТУ заключается в том, что при ДУ для управления каждым объектом применяется отдельная линия связи, тогда как в ТУ одна линия связи применяется для управления многими объектами. В телемеханике принят двухступенчатый метод ( процесс) управления. Сначала диспетчер выбирает объект, далее посылается команда «вкл» или «выкл» с помощью ключа или кнопки. Двухступенчатость управления уменьшает вероятность неправильной посылки команды. На случай ошибки в телемеханике применятся защита, сигнализирующая или запрещающая дальнейшие действия диспетчера. Применяют также и многоступенчатость управления. Принцип иерархичности основан на разделении информации по рангам. Информация, возникающая на разных ступенях полностью или почти полностью решается в пределах этой ступени и лишь часть передается на следующую ступень. Системы ТУ-ТС обычно позволяют управлять в течении одного цикла только одним объектом. На иногда возникает необходимость в циркулярном управлении, т.е. в одновременной передаче команд для управления несколькими объектами в течении одного цикла.

Виды сигнализации:

а) сигнализация о состоянии объектов системы. Она может осуществляться либо автоматически либо по вызову диспетчера. Кроме сигнализации о состоянии объекта может предусматриваться сигнализация об исправности системы. Для этой цели выделяется один из каналов связи с КП и всегда идет сигнал исправности.

б) сигнал, подтверждающий выполнение команды ТУ. Если сигнализация об объекте всегда бывает адресной, то сигнализация о подготовке аппаратуры к включению часто бывает общей для всех объектов.

в) сигнализация в выходе измеряемого параметра за установленные пределы.

Телесигнализация обладает приоритетом с ТУ, т.к. в некоторых ситуациях она может нести очень большую для диспетчера информацию, приводящей к возможной отмене намеченных ранее команд ТУ.

Состояние элементов кодирующего устройства в исходном положении датчиков.

В исходном состоянии датчиков (тумблеры) Т1, Т2, Т3, Т4 (рис.5) находятся в отключенном состоянии ( в нижнем положении).

Рис.5

На 1-ом и на 2-ом входах элементов Д1.1 и Д2.1 имеются логические «I». Отсюда на 3-их выходах этих обоих элементов будем иметь логические «0», а на 4-ом и 5-ом входах элементов Д1.2 и Д2.2 будем иметь соответственно «0» и «I». Тогда, согласно принципа работы схемы И-НЕ, на выходах 6 элементов Д1.2 и Д2.2 будем иметь логические «I». Логические «0» и «I», поданные соответственно на входы 9, 10 элементов Д1.3 и Д2.3, позволяют получить на выходах 8 элементов Д1.3 и Д2.3 (выходы Х1, Х2 кодирующего устройства) параллельный код, имеющий вид 11. Состояние 11 выхода кодирующего устройства сохраняется и при других позициях тумблеров строки 1,2,3,4,5 табл.1.

Состояние элементов и выхода кодирующего устройства в зависимости от рабочих положений тумблеров.

Как известно, если имеет код, состоящих из четырех элементов, то полное сочетание такого четырехразрядного двоичного кода будет равно 16. Поскольку у исследуемом устройстве ТМ в качестве датчиков использованы четыре тумблера, то комбинируя их состояние, можно получить 16 кодовых комбинаций, однако при таком количестве промежуточных элементов на выходах Х1, Х2.кодирующего устройства невозможно получить 16 кодовых комбинаций. Исследованием установлено, что при 16 позициях тумблеров Т1, Т2, Т3, Т4 на выходах кодирующего устройства можно получить всего четыре параллельных кодовых комбинаций. К специфическим особенностям такого вида кодирующего устройства относится то, что на его выходе получаем двухразрядные коды, которые передаются по двум проводам, а изменение положений датчиков не всегда приводит к получению новых кодовых комбинаций. К специфическим особенностям такого вида кодирующего устройства относится то, что на его выходе получаем двухразрядные коды, которые передаются по двум проводам, а изменение положений датчиков не всегда приводит к получению новых кодовых комбинаций. Это объясняется количеством используемых элементов и работой элементов И-НЕ. Полное состояние элементов И-НЕ и состояние выходов Х1, Х2 кодирующего устройства, в зависимости от всех позиций датчиков приведены в таблице 1.

Состояние элементов и выходов системы ТМ в зависимости от входных состояний декодирующего устройства

Их таблицы 1 видно, что на выходе декодирующего устройства могут быть следующие двухразрядные двоичные кодовые комбинации 00, 01, 10, 11. рассмотрим для таких состояний датчиков состояние промежуточных элементов и выходов декодирующего устройства.

Состояние элементов декодирующего устройства ТС в исходном положении тумблеров.

В исходном состоянии датчиков на выходах Х1, Х2 декодирующего устройства имеем двухразрядный параллельный код 11. Тогда на выходах 3 и 6 элементов Д3.1, Д3.2, Д4.1 имеем логические «0». Такие промежуточные состояния элементов позволяют получить на выходах элементов Д5.1, Д5.2, Д5.3 (соответствующие выходам У1, У2, У3) логические «0», а на выходе элемента Д5.4 (У4) логический «1», от которого срабатывает четвертая сигнальная лампа. Это означает, что все микросхемы исправны, датчики ( тумблеры) находятся в отключенном состоянии ( нерабочем).

Состояние элементов и выходов У1, У2, У3, У4 декодирующего устройства в зависимости от изменения входных кодовых комбинаций приведены в табл.2. как видно их этой таблицы, четырем датчикам соответствуют четыре состояния входных ламп.

Табл.1

№	Состояние датчиков (тумблеров)	Состояние элементов декодирующего устройства	Состояние выходов
	Т1 Т2 Т3 Т4	Д1.1 Д1.2 Д1.3 Д2.1 Д2.2 Д2.3	Х1 Х2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16	0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1	0 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0	1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Табл.2

Вид кода	Состояние выходных элементов декодирующего устройства	Состояние выходов
Х1 Х2 0 0 0 1 1 0 1 1	Д3.1 Д3.2 Д3.3 Д3.4 Д4.1 Д4.2 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1	Д5.1 Д5.2 Д5.3 Д5.4 У1 У2 У3 У4 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1