Главная Минимаркер Железнодорожный транспорт Минимаркер Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте (АТС) Минимаркер Сигналы и селекция сигналов

Сигналы и селекция сигналов

Телемеханические сигналы

В телемеханических системах на расстояние передается информация. Материальными носителями информации являются сигналы. В качестве сигналов выступают импульсы тока в линиях связи или радиосигналы. Импульсы тока несут информацию вследствие того, что обладают различными качествами (признаками). Наиболее широко используются амплитудные, временные, частотные, фазовые, полярные импульсные качества. Рассмотрим их свойства.

При амплитудном признаке (рис. 1,а) импульсные посылки отличаются только по амплитуде путем изменения напряжения источника питания, подключенного к линии связи. Такие посылки различаются в приемном устройстве релейными элементами с разной чувствительностью. Амплитудный признак можно использовать в любых линиях связи, но он обладает низкой помехозащищенностью, так как при возникновении помех или изменении сопротивления линии связи одна амплитуда легко трансформируется в другую. Поэтому амплитудные признаки используют в линиях небольшой протяженности, чаще всего кабельных, обладающих высокой стабильностью. Амплитудный признак используют при двух значениях амплитуды – большом А1 и малом А2, соответствующих значению символов 1 и 0 передаваемой информации.

Импульсные признаки сигналов

Рис. 1 Импульсные признаки сигналов

Временной признак (рис. 1,б) характерен тем, что импульсные посылки друг от друга отличаются длительностью. Для реализации этого признака на передающей стороне должно быть устройство, изменяющее длительность импульсов (времязадающие схемы), а на приемной – элементы, различающие посылки разной длительности. В качестве посылки может быть использована пауза между двумя импульсами одинаковой длительности. При этом изменением признака посылки будет изменение длительности паузы. Временной признак имеет невысокую помехозащищенность, так как длительность может искажаться из-за изменений временных параметров аппаратуры и линии связи. Поэтому он применяется при коротких линиях связи и, как правило, при двух временных интервалах – большом и малом, отличающихся между собой не менее чем в 3 – 4 раза.

При частотном признаке (рис. 1,в) посылки отличаются друг от друга частотой. Частотные качества формируют частотные генераторы. На приемной стороне частоты выделяются с помощью электрических фильтров. Достоинством частотных качеств является хорошая помехозащищенность (трансформация одной частоты в другую маловероятна), простота аппаратуры (легко настроить генератор или фильтр на заданную частоту) и, поэтому возможность передачи по линиям связи большого числа посылок разной частоты. Частотный признак может использоваться как на проводных, так и на беспроводных линиях связи.

Последнее время все большее применение в системах телемеханики находит фазовый признак, при котором импульсные посылки отличаются друг от друга фазой (рис. 1,г). Фазовые качества формируются с помощью фазосдвигающих схем, а принимаются - фазочувствительными схемами. Достоинством фазовых качеств является хорошая помехозащищенность.

Полярный признак имеет два значения, отличающиеся полярностью импульса – положительной или отрицательной. В этом случае используются импульсы постоянного тока или полуволны выпрямленного переменного тока. Полярные качества характеризуются высокой помехозащищенностью, однако для их передачи можно использовать только проводные выделенные линии связи. Полярные посылки различаются в приемном устройстве релейными поляризованными элементами.

Виды селекции

При телемеханическом управлении и контроле основной является задача выбора объекта управления. Селекция – это метод выбора объекта из всего множества объектов, подлежащих управлению. Виды селекции различаются видом сигнала и видом разделения сигналов.

Сигналы подразделяют на одноэлементные и многоэлементные. В одноэлементном сигнале сообщение несет один импульс тока, в многоэлементном сигнале – все импульсы тока. Например, для того, чтобы определить сообщение, которое несет трехэлементный сигнал, необходимо знать качество каждого из трех импульсов. Выделяют также линейное и временное разделение сигналов. При линейном разделении (рис. 2,а) импульсы тока передаются одновременно каждый по своему каналу (физический провод, частотный канал и др.). При временном разделении импульсы тока передаются последовательно во времени (рис. 2,б).

Виды разделения сигналов

Рис. 2 Виды разделения сигналов

Сочетания указанных двух признаков дают четыре вида селекции: разделительная, качественно-комбинационная, распределительная и кодовая. Виды селекции характеризуются информационной емкостью N и временем передачи сообщения (быстродействием) Т. Свойства селекции тем лучше, чем больше N и меньше T.

Разделительная селекция – это линейное разделение одноэлементных сигналов. Для разделительной селекции N = k*n, T = tпр, где k – число качеств импульсов тока, n – число прямых проводов, tпр - время притяжения реле.

Достоинством разделительной селекции являются минимальное время передачи сообщений и возможность независимой и одновременной передачи приказов различным объектам, а минусами – малая емкость и многопроводность (многоканальность). Предположим, надо передать N = 100 сообщений. Тогда, если k = 2, то n = 50. Чтобы увеличить емкость системы применяется многоэлементный сигнал.

Качественно-комбинационная селекция – линейное разделение многоэлементных сигналов. Применение многоэлементного сигнала увеличивает емкость системы: N = kn, T = tпр.

Недостатком качественно-комбинационной селекции является многопроводность. Этот недостаток вообще присущ линейному разделению сигналов. Чтобы его исключить, надо применять временное разделение сигналов. При этом число каналов связи уменьшается в n раз (требуется всего один канал связи), но и в n раз увеличивается время передачи сообщений.

Распределительная селекция – это временное разделение одноэлементных сигналов. Для того чтобы осуществить временное разделение на ПУ и КП устанавливаются специальные устройства распределители. Аппаратура распределителей разнообразна, она может быть построена на основе реле, транзисторах, магнитных элементах. Распределители должны работать синхронно и синфазно.

Емкость распределительной селекции N = k*n, где n – число позиций распределителя. Время передачи сообщений переменное, поскольку приказы объектам передаются последовательно один за другим, при этом Tmax=tср*n и Tmin=tср, где tср - среднее время нахождения распределителя на одной позиции.

Достоинством распределительной селекции является малопроводность, а недостатками – увеличение времени передачи сообщений, усложнение аппаратуры из-за наличия распределителей, а также небольшая емкость.

Чтобы увеличить емкость применяют многоэлементный сигнал.

Кодовая селекция – временное разделение многоэлементных сигналов. Для кодовой селекции N = kn, T = tср*n. Кодовая селекция имеет наибольшую емкость при наименьшем числе каналов связи. Поэтому это лучший вид селекции, который наиболее часто используется.

Иногда в системах телемеханики одновременно используют кодовую и распределительную селекции. Кодово-распределительная селекция используется, если управляемые объекты расположены отдельными группами на большом расстоянии друг от друга. Так расположены объекты (стрелки и светофоры) промежуточных станций на железнодорожном участке. Поэтому кодово-распределительная селекция используется в диспетчерской централизации. Задача выбора управляемого объекта в этом случае делится на две: выбор группы (станции) и объекта в данной группе.

Достоинством кодово-распределительной селекции является возможность с помощью одной команды телеуправления передать приказы нескольким объектам в одной группе.


© 2013 - 2017 Учебно-образовательный портал "Все лекции"
Материалы, представленные на страницах нашего сайта, созданы авторами сайта, присланы пользователями, взяты из открытых источников и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Все авторские права на материалы принадлежат их законным авторам.
Разработка сайта - Скобелев Алексей





Яндекс.Метрика