- •А.А. Абросимов
- •Предисловие
- •Введение
- •1. Предмет телемеханики
- •1.1. Определение, особенности и основные проблемы телемеханики
- •1.2. Краткая история развития телемеханики
- •1.3. Применение систем телемеханики в самарской области
- •Ключевые термины и понятия
- •2.2. Телемеханические функции
- •2.3. Основные структуры систем телемеханики
- •Ключевые термины и понятия
- •3. Организация многоканальной телемеханической связи
- •3.1. Временное разделение сигналов
- •3.2. Частотное разделение сигналов
- •3.3. Частотно-временное разделение сигналов
- •Ключевые термины и понятия
- •Частотное разделение сигналов – разделение сигналов, при котором каждый сигнал занимает свой частотный интервал, не занятый другими сигналами.
- •Контрольные вопросы
- •4. Коды в телемеханике
- •4.1. Код и его характеристики
- •4.2. Классификация кодов
- •4.3. Общие способы представления кодов
- •4.4. Первичные коды
- •4.4.1. Единичный (унитарный, числоимпульсный) код
- •4.4.2. Единичный позиционный код
- •4.4.3. Единично-десятичный код
- •Примеры единично-десятичного кода
- •4.4.4. Двоичный нормальный (натуральный) код
- •4.4.5. Двоично-десятичные коды
- •Примеры двоично-десятичного кода с весовыми коэффициентами 8-4-2-1
- •4.4.6. Код Грея
- •4.5. Корректирующие коды. Принципы обнаружения и исправления ошибок
- •4.6. Коды с обнаружением ошибок
- •4.6.1. Коды, построенные путём уменьшения числа используемых комбинаций
- •4.6.1.1. Код с постоянным весом
- •Пятиразрядный код с двумя единицами и пример семиразрядного кода с тремя единицами
- •4.6.1.2. Распределительный код
- •4.6.2. Коды, построенные добавлением контрольных разрядов
- •4.6.2.1. Код с проверкой на чётность
- •Примеры построения кода с проверкой на чётность
- •4.6.2.2. Код с числом единиц, кратным трём
- •Примеры кода с числом единиц, кратным трём
- •4.6.2.3. Код с удвоением элементов (корреляционный код)
- •4.6.2.4. Инверсный код
- •Примеры инверсного кода
- •4.7. Коды с обнаружением и исправлением ошибок
- •4.7.1. Коды Хэмминга
- •Число контрольных символов в зависимости от числа информационных разрядов для исправления одной ошибки
- •Пример предварительной таблицы кода Хэмминга
- •Проверочная таблица кода Хэмминга
- •Проверочная таблица кода Хэмминга, заполненная информационными символами
- •Проверочная таблица принятой кодовой комбинации примера 4.2
- •Примеры кодов Хэмминга, обнаруживающих две ошибки и исправляющих одну ошибку
- •4.7.2. Циклические коды
- •Математические основы циклических кодов.
- •Принципы построения циклических кодов.
- •Единичная и единичная транспонированная матрицы четырёхразрядного двоичного кода
- •Получение остатков для строк единичной транспонированной матрицы
- •Дополнительная матрица контрольных элементов
- •Получение частных остатков для единичной матрицы
- •Определяющая матрица четырёхразрядного циклического кода
- •Образующий многочлен.
- •Неприводимые многочлены
- •Образующие многочлены для обнаружения единичных и двойных ошибок
- •Декодирование циклических кодов.
- •Укороченные циклические коды.
- •Образующая матрица укороченного (12, 4) псевдоциклического кода
- •4.7.3. Итеративные коды
- •Ключевые термины и понятия
- •5. Сигналы в телемеханике
- •5.1. Модуляция сигналов
- •5.2. Амплитудная модуляция
- •Амплитудная модуляция с двумя боковыми полосами.
- •Амплитудная модуляция с одной боковой полосой.
- •Амплитудная манипуляция.
- •5.3. Частотная модуляция
- •Частотная манипуляция.
- •Реализация частотной модуляции.
- •5.4. Двукратная непрерывная модуляция
- •5.5. Импульсные методы модуляции
- •5.5.1. Амплитудно-импульсная модуляция
- •5.5.2. Широтно-импульсная модуляция
- •5.5.3. Фазоимпульсная модуляция
- •5.5.4. Частотно-импульсная модуляция (чим)
- •5.5.5. Кодоимпульсная модуляция (ким)
- •5.5.6. Дельта-модуляция
- •5.5.7. Разностно-дискретная модуляция (рдм)
- •5.5.8. Лямбда-дельта-модуляция
- •5.5.9. Многократные методы модуляции
- •5.6. Спектры импульсных сигналов
- •Ключевые термины и понятия
- •Модуляция – образование сигнала путем изменения параметров переносчика под воздействием сообщения.
- •Контрольные вопросы
- •6. Линии и каналы связи в телемеханике
- •6.1. Линии связи и их классификация
- •Типы и виды линии связи
- •6.2. Проводные линии связи
- •Первичные параметры проводных линий связи
- •6.3. Каналы связи по линиям электропередач
- •6.4. Каналы связи по радио
- •Частотные диапазоны для передачи информации
- •Ключевые термины и понятия
- •Канал связи – совокупность технических средств для независимой передачи информации от источника к получателю.
- •Контрольные вопросы
- •7. Помехоустойчивость систем телемеханики
- •7.1. Помехи и их характеристики
- •7.2. Искажение сигналов под действием помех
- •7.3. Теория потенциальной помехоустойчивости в.А. Котельникова
- •7.4. Помехоустойчивость реальных приёмников телемеханических сигналов
- •Требования к достоверности контрольной и управляющей информации согласно гост 26.205-83
- •7.5. Помехоустойчивость передачи кодовых комбинаций при независимых ошибках
- •7.6. Методы повышения помехоустойчивости
- •7.6.1. Классификация методов повышения помехоустойчивости
- •7.6.2. Передача с повторением
- •7.6.3. Передача с обратной связью
- •Ключевые термины и понятия
- •Контрольные вопросы
- •8. Принципы построения телемеханических систем
- •8.1. Характеристики систем телеизмерения
- •8.2. Цифровые системы телеизмерений
- •8.3. Синхронизация в системах с временным разделением сигналов
- •8.4. Синфазирование в системах с временным разделением сигналов
- •Ключевые термины и понятия
- •Контрольные вопросы
- •9. Реализация систем телемеханики
- •9.1. Структурные схемы основных функциональных блоков
- •9.1.1. Коммутаторы
- •9.1.2. Устройство повышения достоверности
- •9.1.3. Устройство масштабирования
- •9.1.4. Генератор тактовых импульсов
- •9.2. Программно-техническая реализация функциональных блоков на программируемых логических контроллерах
- •Ключевые термины и понятия
- •Контрольные вопросы
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •Телемеханика
- •443100, Г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244. Главный корпус
- •443100, Г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244. Корпус №8
Ключевые термины и понятия
Коммутатор (или распределитель) – это устройство с одним входом и многими выходами, на вход коммутатора подаются тактовые импульсы переключения, выходной сигнал логической единицы последовательно появляется на одном выходе, начиная с первого и заканчивая последним.
Устройство повышения достоверности – это устройство, преобразующее двоичный код в помехозащищённый код на передающей стороне и выполняющее обратное преобразование на приёмной стороне.
Устройство масштабирования служит для преобразования номера отсчёта АЦП в значение телеизмеряемой величины в технических единицах её измерения.
Контрольные вопросы
Дайте определение функциональному блоку «Коммутатор».
Составьте алгоритм работы коммутатора.
Дайте определение функциональному блоку «Устройство повышения достоверности».
Составьте алгоритм работы устройства повышения достоверности.
Для решения какой задачи предназначен блок масштабирования?
Изложите последовательность составления алгоритма работы устройства телемеханики.
Заключение
В конспекте лекций изложены основные теоретические вопросы, характеризующие задачи контроля и управления объектами, рассредоточенными на значительных площадях или расстояниях. На примере системы телеизмерений освещены вопросы проектирования современных цифровых систем телемеханики с использованием программируемых логических контроллеров.
При разработке систем телемеханики необходимо сочетание несложных и во многом интересных вопросов, изложенных в настоящем конспекте лекций, с ранее полученными знаниями по другим дисциплинам учебного плана. Такими дисциплинами являются математические основы теории систем, теоретические основы кибернетики, электротехника и электроника, схемотехника цифровых устройств, технические средства автоматизации и управления, информационное обеспечение систем управления и некоторые другие.
Сочетание учебного материала указанных дисциплин в конкретной проектной задаче, как правило, различно, и это создаёт определённые трудности для обучаемого. Эти трудности, несомненно, преодолимы, но их необходимо иметь в виду при практическом применении изложенного материала.
В конспект включен ряд вопросов, которые могут выноситься на самостоятельную проработку, учитывая их несложный характер и объём выделенного лекционного времени. К таким вопросам относится часть разделов «Коды в телемеханике», «Модуляция телемеханических сигналов» и других. Включение их в конспект позволяет студентам сократить время на поиск информации в библиографических источниках, а также контролировать усвоение материала по контрольным вопросам.
Библиографический список
1. Ильин, В.А. Телеуправление и телеизмерение. – М.: Энергоиздат, 1982. – 560 с.
2. Райнес, Р.Л., Горяинов, О.А. Телеуправление. – М.: Энергия, 1965. – 536 с.
3. Катков, Ф.А., Дидык, Б.С., Стулов, В.А. Телемеханика. – Киев: Вища школа, 1974. – 248 с.
4. Пшеничников, А.М., Портнов, М.Л. Телемеханические системы на интегральных микросхемах. – М.: Энергия, 1977. – 296 с.
5. Устройства телемеханики на элементах третьего поколения для управления объектами трубопроводного транспорта. – М.: ВНИИОЭНГ, 1978. – 157 с.
6. Макаров, В.А. Теоретические основы телемеханики. – Л.: Изд. ЛГУ, 1974. – 287 с.
7. Митюшкин, К.Г. Телеконтроль и телеуправление в энергосистемах. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 314 с.
8. Тутевич В.А. Телемеханика. – М.: Высш. шк., 1985. – 423 с.
9. Колесник, В.Д., Мирончиков Е.Т. Декодирование циклических кодов. – М.: Связь, 1968. – 320 с.
10. Малов, В.С., Купершмидт, Я.А. Телеизмерение. – М.: Энергия, 1975. – 352 с.
11. http://www.rosteleservice.ru/products-and-services/telemechanics-systems/
12. http://telemex.nm.ru/news.htm
13. http://www.asutp.ru/?p=600521
14. http://www.mir-omsk.ru/products/avtosistem/AIICKYE/