Телемеханика и связь

Стандартом определяется состав спецификации дискретных сигналов: номинальные уровни (напряжение или ток); расположение (внутри или вне аппаратуры) и полное сопротивление генерирующей цепи; форма импульсов (уровень, время перехода, длительность, полярность, остаточная пульсация); тип гальванической развязки и предельные напряжения помех (нормального вида, общего вида).

Рис. 8.2. Временные параметры двоичных сигналов

Типы аналоговых сигналов в стандарте определяются как одно- и двухполярные.

Уровни аналоговых сигналов нормируются в номинальной области, определяющей рабочие условия функционирования, вклю- чая возможные рабочие перегрузки, а также в аварийной области, в которой выделяются верхний и нижний пределы устойчивости к повреждению аппаратуры.

Стандартом определяется состав спецификации аналоговых сигналов: пределы диапазона, сопротивление нагрузки (максимальное для тока, минимальное для напряжения), тип гальвани- ческой развязки и предельные напряжения помех (нормального вида, общего вида). Ни точность, ни полоса частот сигнала (например, скорость изменения) не устанавливаются, так как они являются техническими характеристиками.

Рекомендуемые значения аналоговых сигналов предлагается выбирать из числа токовых сигналов в диапазонах: 0–5 мА, 0–10 мА, 4–20 мА, ±5 мА, ±10 мА.

Физическая реализация интерфейса между УТМ и аппаратурой процесса – это линия связи, по которой передается информация с помощью дискретных и аналоговых сигналов.

Основные характеристики интерфейсных сигналов определяются номинальными значениями напряжений и токов двоичных

111

ELIB.PSTU.RU

сигналов, а также предельными значениями напряжений и требованиями к изоляции для дискретных и аналоговых сигналов.

Значения двоичных сигналов в стандарте ограничиваются номинальными напряжениями (Uíîì) постоянного тока: 12 В, 24 В, 48 В, 60 В. Для пассивного двоичного входа номинальные значения напряжения могут быть определены по согласованию между изготовителем и пользователем.

Классы токов для двоичных входных и выходных сигналов согласно ГОСТу представлены в табл. 8.4.

Предельные значения напряжений и требования к изоляции для аналоговых и дискретных сигналов представлены в табл. 8.5 и 8.6.

Двоичные сигналы разделяются на активные и пассивные.

Êактивным относятся сигналы, источник питания которых находится вне УТМ. Характеристики активных входных и выходных сигналов представлены в табл. 8.7.

Êпассивным относятся сигналы, источник питания которых находится внутри УТМ. Эти сигналы подаются в аппаратуру в виде контактов, размыкающих или замыкающих цепи определенного сопротивления. При этом для надежной работы нормируется значение тока, протекающего через контакты

èнагрузку. Характеристики пассивных входных и выходных сигналов представлены в табл. 8.8.

112

ELIB.PSTU.RU

Таблица 8.5

Пределы помех по напряжению и требования к изоляции для аналоговых сигналов

Примечания: 1. Аппаратура должна выдерживать без повреждений указанные значе ния напряжения и тока не менее 1 мин.

2.Для общего применения.

3.Для специального применения.

4. PF промышленная частота 50/60 Гц (ГОСТ 27918); OSC затухающая синусоида волны колебаний (ГОСТ 27918); IMP одиночный импульс высокого напряжения (ГОСТ 27918).

ELIB.PSTU.RU

Î ê î í ÷ à í è å ò à á ë . 8 . 6

Примечания: 1. Аппаратура должна выдерживать без повреждений указанные значе ния напряжения и тока не менее 1 с.

2. Аппаратура должна выдерживать без повреждений указанные значения напряже ния и тока не менее 1 мин.

В стандарте определяется, что максимальное сопротивление нагрузки (кОм) должно быть ограничено:

·для входных токовых сигналов – отношением напряжения 5 В

êноминальному значению тока (мА);

·для выходных токовых сигналов – отношением напряжения 10 В к номинальному значению тока (мА);

·для сигналов напряжения – 200 кОм/В.

ELIB.PSTU.RU

ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ

1.Системы связи.

2.Канал связи.

3.Преобразование непрерывных сообщений в дискретные сигналы.

4.Импульсная модуляция.

5.Спектры непериодических сигналов: включение постоянного напряжения, импульс прямоугольной формы, импульс косинусоидальной формы.

6.Спектры непериодических сигналов: импульс колокольной формы, включение синусоидального напряжения, импульс из целого числа периодов синусоид.

7.Переход спектральной плотности одиночного импульса в дискретный спектр бесконечной последовательности импульсов.

8.Спектральная диаграмма сигнала АМ при синусоидальном модулирующем сигнале.

9.Спектральная диаграмма сигнала АМ при косинусоидальном модулирующем сигнале.

10.Модулятор и демодулятор сигнала АМ.

11.Спектральная диаграмма сигнала ЧМ при синусоидальном модулирующем сигнале.

12.Спектральная диаграмма сигнала ЧМ при косинусоидальном модулирующем сигнале.

13.Непомехоустойчивые коды.

14.Помехоустойчивые коды.

15.Коды с исправлением ошибки.

16.Код Хемминга.

17.Циклический код.

18.Интерфейс RS-232.

117

ELIB.PSTU.RU

19.Интерфейс RS-485.

20.Интерфейс RS-422.

21.Протокол ModBus.

22.Протокол ÑAN.

23.Промышленная сеть ControlNet.

24.Промышленная сеть DeviceNet.

25.Промышленная сеть EtherNet/IP.

26.Многоканальные системы связи с временным разделением сигналов.

27.Многоканальные системы связи с частотным разделением сигналов.

28.Многоканальные системы связи с частотно-временным разделением сигналов.

29.Основные положения базовых стандартов на устройства и системы телемеханики.

30.Полосовые фильтры.

31.Заграждающие фильтры.

32.Фильтры нижних частот.

33.Фильтры верхних частот.

ELIB.PSTU.RU

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника. СПб.: БХВ-Петербург, 2004. 528 с.

2.Ильин В.А. Телеуправление и телеизмерение: учеб. пособие для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоиздат, 1982. 560 с.

3.Тутевич В.Н. Телемеханика: учеб. пособие для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. шк., 1985. 423 с.

4.Сухоруков А.С. Теория электрической связи: конспект лекций. М.: Изд-во Мос. техн. ун-та связи и информатики, 2000. 74 с.

5.Крук Б.И., Попантонопуло В.Н., Шувалов В.П. Телекоммуникационные системы и сети: учеб. пособие. В 3 т. 3-е изд. испр. и доп. М.: Горячая линия-Телеком, 2003. 647 с.

6.Пахомов Г.И. Теория передачи сигналов: учеб. пособие / Перм. гос. техн. ун-т. Пермь, 2006. 157 с.

119

ELIB.PSTU.RU

Учебное издание

Аристов Евгений Валерьевич

ТЕЛЕМЕХАНИКА И СВЯЗЬ

Учебное пособие

Редактор и корректор В.В. Мальцева

Подписано в печать 10.12.2010. Формат 90 ) 60/16. Усл. печ. л. 7,5. Тираж 100 экз. Заказ ¹ 270/2010.

Издательство Пермского государственного технического университета.

Адрес: 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, к. 113. Тел.: (342) 219-80-33.

ELIB.PSTU.RU