1.Введение.

К характерным особенностям современной техники относится широкое внедрение методов и средств автоматики и телемеханики, вызванное переходом на автоматизированное управление. Непрерывно усложняются функции выполняемые системами автоматизированного управления, а относительная значимость этих систем в процессе производства непрерывно растет.

В основе любой технической системы управления лежат информационные процессы связанные с первичным отбором, сбором, предварительной обработкой информации, ее передачей, хранением, распределением, отображением, регистрацией, считыванием и исполнением команд управления.

С увеличением сложности системы, функции, выполняемые отдельными устройствами все более дифференцируются. Появляются специализированные устройства сбора, передачи, исполнения команд управления. Комплекс этих устройств с передачей информации на расстояние представляет собой систему телемеханики. С укрупнением систем управления и все большей автоматизацией процессов переработки информации системы телемеханики перерастают в крупные автоматизированные информационные системы. Развитие их идет по двум направлениям. Первое связано с постепенным усложнением систем телемеханики за счет как усложнения структур так и увеличения удельного веса процессов обработки информации, второе с внедрением вычислительной техники в управление производством.

2.Общие исходные данные.

Число управляемых и контролируемых объектов на каждом контролируемом пункте (КП) равно 10 а именно:

2 - для телеизмерения (ТИ)

3 – для телесигнализации (ТС)

5 – для телеуправления и телесигнализации (ТУ И ТС)

Система телемеханики может работать в режимах ТС, ТУ, ТИ.

Работа в любом режиме начинается с посылки пунктом управления (ПУ) кодовой комбинации общего адреса состоящего из адреса номера КП и адреса режима.

Передача команд ТУ производится только по вызову. После вызова нужного КП телеуправление осуществляется пятью ключами выбора объектов и двумя ключами (кнопками) для включения или отключения объекта. Ключи выбора объектов и кнопки являются общими для всех КП.

Приём сигналов ТС и ТИ производятся или по вызову или путём циклического опроса. Одновременно сигналы ТС и ТИ не передаются.

Для приёма сигналов ТС предусмотрены сигнальные лампы, ключи квитирования (для ТУ-ТС) и общая кнопка квитирования (для ТС).

Для приёма сигналов ТИ по вызову предусматриваются два ключа вызова (общие для всех КП).

ТИ №1 – всегда воспроизводится в аналоговой форме;

ТИ №2 – всегда воспроизводится в цифровой форме.

Подключение каждого КП к ПУ при непрерывном циклическом опросе на нужное число циклов осуществляется с помощью счетчика и распределителя или счетчика и дешифратора.

При работе системы по вызову циклический опрос отменяется и происходит групповой вызов КП. Группы состоят из двух или трех КП.

При передаче сигналов ТУ в одном цикле с ПУ посылаются символы кодовой комбинации выбора объекта и характера операции.

10. При выполнении режимов ТС или режима ТИ передача осуществляется двумя разными кодами: адрес КП одним кодом, адрес режима другим.

11. Как при циклическом опросе так и при опросе по вызову система должна рабо тать во всех трех режимах.

Без вмешательства диспетчера система работает в режиме ТС с автоматическим циклическим опросом одного КП за другим. Диспетчер может перевести систему из режима ТС в режим ТИ при той же циклической работе системы.

При работе системы по вызову, диспетчер может вызвать любой КП в любое время и работать с ним в любом режиме столько времени, сколько сочтет нужным. Поэтому должны быть предусмотрены индивидуальные ключи или кнопки для того чтобы после вызова группы КП можно было поочередно подключать каждый КП.

12. Представление информации одного ТИ производится путем цифрового отсчета с помощью цифрового индикатора.

Представление информации второго ТИ осуществляется в аналоговой форме с использованием цифро-аналоговых преобразователей.

3. Индивидуальные исходные данные.

Число КП – 4

ТС осуществляется при помощи бесконтактной схемы светлого щита.

Синхронизация распределителей – циклическая.

Линия связи – цепочная.

Код адреса КП – инверсный.

Код режима КП – Хемминга с исправлением одной ошибки.

Код для передачи сигнала ТУ – Хемминга.

Циклический код для передачи сообщений ТИ и ТС с КП и ПУ – код с обнаружением 2-х ошибок.

Погрешность телеизмерения – 1%

Тип аналого-цифрового преобразования для ТИ – в код Грея перемещением

Тип цифрового индикатора одного ТИ – с формированием цифр из элементов в процессе считывания.

Тип цифро-аналогового преобразования второго ТИ – с весовыми значениями резисторов для суммирования токов.

4. Выбор и расчет кода.

Разработку системы телемеханики следует начинать с построения временной диаграммы, которая является графическим представлением временных соотношений между разными фазами работы системы.

Временная диаграмма позволяет оценить основные принципы построения системы и её работу в целом.

Данные полученные из временной диаграммы являются исходными для дальнейших расчётов, а также для построения структурных и функциональных схем системы.

Временная диаграмма приведена на рис. 4. 1а. В начале работы системы, т.е. в начале цикла с пункта управления (ПУ) на все контролируемые пункты (КП) посылается синхрокомбинация (СК), которая синхронизирует и синфазирует работу распределителей на КП с распределителями на ПУ.

После этого следует посылка общего адреса, который предназначен для вызова необходимого КП, установления требуемого режима работы.

На рис. 4. 1б показаны тактовые импульсы, которые поступают с генератора импульсов на распределитель для его переключения. Длительность одного импульса и одной паузы, следующей за импульсом составляет одну временную позицию (t1, t2, t3, … tn). В данном случае длительность импульса равна длительности паузы.

Для определения длительности цикла в течении которого может быть передана и принята вся служебная и полезная информация необходимо определить число временных позиций (ВП), требуемых для передачи каждого сообщения.

Для обеспечения синхронной и синфазной работы в начале каждого цикла передается синхрокомбинация занимающая три временных позиции. Затем с ПУ на КП посылается общий адрес, причем в начале следует посылка кодовой комбинации для выбора требуемого КП. Так как число КП равно длина кодовой комбинации обычного двоичного кода не должна превышать трех разрядов. Например для вызова КП 1 посылается код 001, а для вызова КП 4 код 100.

Так как комбинация должна пересылаться инверсным кодом, то длина комбинации составит шесть разрядов, т.к. в этом случае в линию посылается удвоенное число символов по сравнению с двоичным кодом, причем если в исходной комбинации четное число единиц, то добавляемая комбинация повторяет исходную, а если нечетное, то добавляемая комбинация инвертируется по отношению к основной. Таким образом, например, для вызова КП 1 в инверсном коде посылается комбинация 001110, а для вызова КП 3 – 011011.