Методы избирают объектов телемеханики

При передаче информации в системе телемеханического управления конечной целью является объект, на который она передается. Метод избирания (выбора) объекта в значительной мере влияет на принципы выполнения приемо-передающей аппаратуры. Различают три основных метода: прямого, группового (адресного) и кодового избирания.

Прямое избирание характеризуется тем, что сообщение передается одним элементом импульсной серии (импульсом или паузой опреде­ленного качества).

На рис. 5.6, а представлена структурная схема частотной системы телеуправления с прямым избиранием. По каждому частотному каналу может передаваться одно сообщение. Всего система имеет N частотных каналов. На передающей стороне установлено.N частотных генерато­ров GF, которые запускаются при нажатии кнопок SB. Нажатие каж­дой кнопки соответствует определенному сообщению (приказу). Напри­мер, нажатие кнопки SB1 соответствует передаче приказа «Включить первый объект», при этом запускается частотный генератор GF1, выра­батывающий гармонические колебания частотой , которые проходят через полосовой фильтр ZF1 и передаются по линии связи на контроли­руемый пункт. Фильтр ZF1 передающего устройства необходим для того, чтобы исключить попадание в ЛС гармоник, возникающих при модуляции и лежащих вне полосы частот первого канала.

Частотный импульс пропускается фильтром ZF1 приемного уст­ройства, с помощью выпрямителя UZ1 преобразуется в импульс по­стоянного тока и поступает на реле К1, которое срабатывает и вклю­чает первый объект. Для передачи приказа «Отключить первый объект» необходимо нажать кнопку SB2 и запустить генератор GF2. Импульс частотой/₂ пройдет по второму частотному каналу и в конечном итоге посту­пит на реле К2, которое отключит первый объект.

Аналогичным образом можно осуществлять включение и отклю­чение других объектов. Общее количество сообщений (команд), ко­торые можно передать, пользуясь данной системой, соответствует числу частотных каналов N. За одну передачу можно передать все необходимые сообщения, предварительно набрав их нажатием оп­ределенных кнопок.

Прямое избирание можно осуществить, используя систему с вре­менным разделением элементов сигнала (рис. 5.6, б). В этой системе в передающем и приемном устройстве используются синхронно рабо­тающие распределители RG1 и RG2. Здесь набор сообщений также производится нажатием кнопок SB1.. .SBN. Когда распределители пе­редающего ДП и приемного КП устройств находятся на первой пози­ции, идет передача первого сообщения при нажатой кнопке SB1. Со­общение поступает на реле К1, которое замыкает своим контактом исполнительную цепь. При переходе распределителей во вторую по­зицию может быть передано второе сообщение (рис. 5.6, в). За цикл переключений распределителей с позиции 1 до позиции N можно по­очередно передать все необходимые сообщения. Можно несколько ви­доизменить систему, посылая на каждой позиции распределителя им­пульсы с разными качествами, каждому из которых будет соответство­вать определенное сообщение. В этом случае номер импульса можно отождествить с номером объекта, а качеству придать значение опера­ций («Включить-отключить»). Часто используют два качества: напри­мер, короткий и длинный импульс (см. рис. 5.6, в — случай II).

Важным свойством системы телемеханики с прямым избиранием является передача каждого сообщения по независимому частотному или временному каналу связи при общей физической линии связи. Таким образом, системы с прямым избиранием являются многоканальными.

При прямом избирании за один цикл передачи можно передать одно, два или все возможные сообщения. Это свойство системы назы­вается циркулярностью. Исключением являются системы с временным разделением каналов, когда по одному каналу передается два и более сообщений с использованием двух и более качеств импульса, каждое из которых соответствует отдельному сообщению (см. рис. 5.6, в). В таких системах циркулярность соблюдается только в пределах числа сообщений, равного числу каналов.

Сообщения передаются одним импульсом, поэтому время его пе­редачи при частотном разделении определяется длительностью им­пульса и является минимально возможным. В системе с временным разделением даже при передаче одного сообщения распределитель должен сделать полный цикл переключений и опросить все позиции. Поэтому здесь можно говорить только о минимальном времени, зат­рачиваемом при циркулярной передаче на одну команду.

Групповой (адресный) метод избирания заключается в выборе объекта в несколько приемов. Все сообщения разбиваются на груп­пы. Наиболее часто в системах телеуправления сообщения делят на группы по виду выполняемых операций «Включить-отключить». Такое избирание называется одноступенчатым.

При многоступенчатом групповом избирании сообщения делят на группы, а группы — на подгруппы и т.д. Разделение осуществля­ется с целью уменьшения числа элементов сигнала. Например, для передачи восьми сообщений при прямом избирании требуется сиг­нал, содержащий восемь элементов, и соответственно нужно восемь частотных или временных каналов связи. При групповом избирании для передачи тех же восьми сообщений, разбитых на две группы, тре­буется сигнал, содержащий шесть элементов (два для выбора груп­пы, четыре для выбора объекта), и соответственно — шесть каналов связи. Наглядность экономии элементов сигнала и каналов связи возрастает при увеличении числа объектов управления.

Кодовое избирание характеризуется тем, что каждое сообщение передается определенной кодовой комбинацией. Может быть исполь­зован любой код, чаще предпочтение отдается двоичным кодам на одно сочетание.

На рис. 5.7, а приведена структурная схема кодовой системы теле­управления с частотным разделением элементов сигнала. В переда­ющем устройстве команда набирается одной кнопкой из общего чис­ла N. После нажатия кнопки SB команда подается на шифратор, где происходит преобразование кода на одно сочетание (нажата одна кнопка из множества N) в код, с помощью которого команда по ли­нии связи передается на приемное устройство. Каждый элемент кода передается по своему частотному каналу. Генераторы гармоничес­ких колебаний GF1...GFN запускаются в соответствии с кодовой комбинацией, при этом частотные импульсы генераторов проходят через фильтры ZF1...ZFN в линию связи. На приемном устройстве каждый частотный импульс кодовой серии проходит через свой фильтр, поступает на преобразователь UZ, который преобразует его в импульс постоянного тока. Комбинация импульсов постоянного тока аналогичная той, которая была на выходе шифратора, посту­пает на дешифратор, где расшифровывается, при этом на одном из его выходов, соответствующем номеру нажатой кнопки, появляется сигнал 1, который и поступает на соответствующее выходное реле К.

На рис. 5.7, б представлен процесс преобразования сообщения при передаче его с передающего устройства на приемное. Например, для включения первого объекта необходимо нажать кнопку SB1. При этом на выходе шифратора появится кодовая комбинация 11000, т.е. на выходах 1 и 2 будут импульсы постоянного тока, на выходах 3,4,5 импульсы будут отсутствовать. Генераторы GF1 и GF2 при поступ­лении на их входы сигнала 1 запускаются и работают с частотами: GFl- ,GF2-f₂. При нажатии другой кнопки будет передаваться другая кодовая комбинация, соответствующая другому сообщению. В каждой кодо­вой комбинации содержится два сигнала 1 и три — 0, т.е. используется двоичный код на одно сочетание . С помощью этого кода можно передать десять сообщений

= -- ---= 10.

Кодовое избирание широко используется в системах с временным разделением элементов сигнала (рис. 5.7, в). В такой системе кодовая комбинация параллельного кода после выхода

из шифратора ДП поступает на преобразователь, где она преобразуется в соответству­ющую комбинацию последовательного кода. Все ее элементы посту­пают в линию связи поочередно во времени. На КП с помощью пре­образователя происходит обратное преобразование последователь­ного кода в параллельный. Комбинация параллельного кода поступает на дешифратор, на одном из выходов которого — x_N по­является передаваемая команда.

В кодовых системах за один цикл передачи можно передать толь­ко одну команду (сообщение), так как при одновременной передаче, например, двух кодовых комбинаций элементы одной невозможно в приемном устройстве отделить от элементов в другой. Таким обра­зом, кодовые системы не обладают свойствами циркулярности, а зна­чит, все сообщения в случае необходимости передаются поочередно. Полное время передачи всех сообщений в кодовых системах всегда больше, чем в системах с прямым избиранием.

В частотных системах с прямым избиранием все команды можно передать одновременно, каждую по своему частотному каналу. Пол­ное время передачи всех команд равно времени

передачи одной ко­манды. В частотных кодовых системах одновременно передаются все элементы одной команды, а сами команды передаются поочередно, полное время их передачи равняется суммарному времени передачи всех команд.

Время, затрачиваемое на передачу одного сообщения, в кодовых системах с временным разделением (кодово-распределительных) мо­жет быть существенно меньше, чем в системах с временным разделе­нием и прямым избиранием, так как число позиций распределителей может существенно отличаться.

На электрифицированных железных дорогах применяют системы телемеханики преимущественно с временным разделением элементов сигнала, так как в системах с частотным разделением используется сравнительно большое число достаточно сложных и дорогих элемен­тов — генераторов, фильтров и др. Частотные системы телемеханики применяют только в тех случаях, когда число объектов на одном КП невелико (от одного до трех), например, в системах, предназначенных для телемеханизации рассредоточенных объектов. Если число объек­тов на КП превышает три, то более эффективны системы с временным разделением, так как стоимость распределителей в этом случае мень­ше стоимости генераторов и фильтров, а надежность их выше.