Vnesh_vozm – модель внешних возмущений на объект регулирования;

С – генератор тактовых имульсов для автоматического формирования различных ошибок в канале связи;

Kratnost – элемент настройки кратности автоматически подсчитываемых ошибок в канале связи;

– Элементы индикации:

Code_out – индикатор отправляемого передающей стороной в канал связи сообщения в заданном помехозащитном коде;

Code_in – индикатор принятого приемной стороной сообщения в заданном помехозащитном коде;

Result – индикатор подсчитанного количества ошибок заданной элементом Kreatnost кратности в двоичном коде.

OU – осциллограф для отображения процесса регулирования технологического параметра объекта регулирования локальной системой автоматического регулирования.

Примечание: элементы Peredacha, Priyem, Line, Local_SAR являются блоками, внутренняя реализация которых рассматривается далее. Блоки моделируются элементом Subsystem из панели обозревателя элементов САР среды Simulink.

Взаимодействие элементов модели на данном уровне рассмотрения заключается в следующем. В различные моменты времени находящийся на посту управления программный задатчик Programm_Vz формирует соответствующие требуемые значения регулируемого технологического параметра Vz. Также размещенный на посту управления блок Peredacha из требуемого значения технологического параметра формирует сообщение в заданном помехозащитном коде для передачи удаленному объекту управления по линии связи, в которой возможны случайные искажения отдельных символов. Моделируемая блоком Line Линия связи в рамках учебной задачи имеет топологию «точка-точка», то есть подразумевает постоянное монопольное использование её постом управления и одним удаленным пунктом, где размещен объект управления. Кроме того, для удобства моделирования данные передаются параллельным кодом. В процессе передачи сообщения по каналу связи в нем с некоторыми вероятностями могут исказиться отдельные группы символов (разрядов) от одного, до всех, либо с другой вероятностью сообщение может быть доставлено на удаленный пункт неискаженным. Для удобства изучения влияния искажений на передаваемые сообщения модель линии связи предоставляет возможность детерминированного формирования и перебора всех возможных искажений, которые осуществляются над передаваемым сообщением по сигналам тактового генератора С с периодом 0.1 сек, что позволяет за время моделирования 12.8 сек перечислить все возможные искажения 8-разрядного двоичного числа.

Блок Priyem – представляет собой телемеханическое оборудование, размещенное на удаленном объекте, предназначенное для приема и анализа сообщений из линии связи. Используя в качестве входных сигналов поступающие из канала связи сообщения в заданном помехозащитном коде, блок Priyem должен выполнить обратное преобразование по отношению к тому, что выполняет блок Peredacha, то есть декодировать сообщение и определить сопоставленную ему уставку. Вычисленное значение уставки подается на один из входов локальной системы автоматического регулирования Local_SAR на другой вход которой подаются внешние возмущения Vnesh_vozm, моделирующие влияние окружающей среды на объект регулирования. Результаты работы локальной системы автоматического регулирования в условиях влияния окружающей среды и изменения величин уставок, передаваемых по линии связи отображаются на индикаторе ОU.

Кроме того, в модели присутствует дополнительный индикатор Result, который служит для отображения в виде эпюр процесса подсчета необнаруженных трансформаций уставок вследствие искажений различной кратности передаваемых по линии связи сообщений. Кратность подсчитываемых и отображаемых индикатором Result ошибок, приведших к необнаруженным трансформациям передаваемых по линии связи сообщений, задается блоком Kratnost.

Далее приведем описание блока Peredacha. Модель блока представлена на рисунке:

Рис. 2. Модель блока Peredacha.

Блок Peredacha представляет собой модель поста телеуправления.

Состав блока:

Commands (1 of N) – дешифратор команд. Входным сигналом дешифратора является десятичное число в диапазоне от 1 до 15. Выходной сигнал элемента представлен в коде 1 из N, где N – шестнадцатеричный номер команды. Дешифратор команд позволяет определить текущую команду, формируемую задатчиком, за счет того, что он осуществляет перевод десятичного числа на входе в диапазоне от 0 до 15 в код «1 из N» (распределяет разные входные сигналы по различным выходам). Код «1 из N» означает, что только на одном выходе дешифратора, шестнадцатеричный эквивалент которого соответствует текущему значению входного сигнала, присутствует логическая единица, а на остальных выходах присутствует ноль. Таким образом, при подаче на вход дешифратора числа 1, логическая единица появится на выходе 1, при подаче на вход числа 15 – на F.

Coder 2^n – кодер обыкновенного двоичного кода. Преобразует код «1 из N» в код «2^n» (обыкновенный двоичный код). Данный кодер формирует информационную часть разделимого кода, которая, по сути, представляет двоичный код номера передаваемой команды. Например, если логическая единица подается на вход под номером 1, то выходной двоичный сигнал кодера будет иметь вид k3k2k1k0=0001, если логическая единица подается на вход 9, то – 1001 и т.д.

Coder_izb_code – кодер контрольной части разделимого кода. Кодер контрольной части доопределяет по заданному правилу значения контрольных разрядов, исходя из текущих значений информационных на выходе кодера обыкновенного двоичного кода.

Кроме управляющих элементов на схеме приведены индикаторы, для контроля правильности работы управляющих элементов. Индикаторы применять необязательно.

Работа модели происходит следующим образом. Сигнал из задатчика в виде десятичного числа поступает на вход Programm_Vz, а оттуда в дешифратор команд. Дешифратор команд формирует на одном из выходов логическую единицу, сохраняя на остальных значение логического нуля. При разных значениях сигнала на входе логическая единица будет формироваться на разных выходах. Всего выходов 15, поэтому дешифратор команд может сформировать 15 различных команд. Выходные сигналы дешифратора команд поступают на входы кодера обыкновенного двоичного кода, который переводит номер своего входа с логической единицей в четырехразрядный двоичный эквивалент, формируя, таким образом, информационную часть сообщения для передачи её по линии связи. Помимо линии связи выходные сигналы декодера обыкновенного кода поступают на соответствующие входы кодера избыточного кода с целью вычисления последним значений контрольных разрядов. Совокупность сформированных кодером обыкновенного кода информационных разрядов и кодером избыточного кода контрольных отправляется в линию связи в соответствии с форматом сообщения (позицией каждого контрольного и информационного разряда в сообщении).

Студент в данной модели должен разработать структуру блока Coder_izb_code в соответствии с вариантом избыточного кода, используемого для передачи сообщений, остальные элементы модели включены в шаблон. Прежде чем разрабатывать модель блока Coder_izb_code следует изучить устройство остальных элементов модели.

На рисунке 3 представлена модель дешифратора команд.

На рисунке 4 приведена реализация кодера обыкновенного кода 2^n.

Рис. 3. Модель дешифратора Рис. 4 Реализация кодера обыкновенного команд. кода.

Все используемые элементы представляют собой устройства сравнения с различными константами. Константы характеризуют значения уставок при которых на соответствующем выходе формируется логическая единица. Элемент сравнения формирует логическую единицу только при совпадении входного сигнала со значением записанной в него константы.

В соответствии с указанной формулой для 8-миразрядного кода запишем выражения для определения значения разрядов его контрольной части, аналитические выражения для определения значений синдрома декодирующим устройством для данного кода имеют вид:

Рис. 5 Модель кодера инверсного кода.

В случае правильного приема кодовой комбинации значения разрядов синдрома должны иметь нулевые значения: i0=i1=i2=i3=0. Наличие единичных значений синдрома свидетельствует о наличии ошибок: единичное значение только в одном из синдромов - ошибка в соответствующем контрольном разряде, который присутствует в уравнении разряда синдрома с единичным значением; три единичных значения - ошибка в соответствующим информационном разряде, который не присутствует в уравнении разряда синдрома с нулевым значением; два или четыре единичных значений в синдроме - ошибка в двух и более разрядах.

Рис. 6 Модель линии связи с искажениями.

CD – двоичный восьмиразрядный счетчик для моделирования искажений различной кратности;

Элементы XOR – каждый элемент в зависимости от управляющего сигнала, поступающего с соответствующего выхода счетчика инвертирует, либо повторяет входной сигнал на своем выходе. Таким образом, элементы XOR позволяют вносить различные искажения в передаваемые по линии связи сообщения. Кратность искажения определяется количеством логических единиц на выходах счетчика CD.

Error_counter – счетчик с выходным сигналом в виде десятичного числа, показывающего кратность внесенной в передаваемое сообщение ошибки.

Рис. 7 Модель счетчика кратности ошибок Error_counter.