close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

1331

код для вставкиСкачать
Н. А. КАЛИНИНА, А. П. УСЕНКО, И. Е. ЧЕРТКОВ
МИКРОЭЛЕКТРОННАЯ СИСТЕМА ТЕЛЕМЕХАНИКИ МСТ-95
ЧАСТЬ 1
СХЕМЫ ПЕРЕДАЮЩЕГО И ПРИЕМНОГО
ПОЛУКОМПЛЕКТОВ ТЕЛЕУПРАВЛЕНИЯ
ОМСК 2007
Министерство транспорта Российской Федерации
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
Омский государственный университет путей сообщения
_______________________
Н. А. Калинина, А. П. Усенко, И. Е. Чертков
МИКРОЭЛЕКТРОННАЯ СИСТЕМА ТЕЛЕМЕХАНИКИ МСТ-95
Часть 1
СХЕМЫ ПЕРЕДАЮЩЕГО И ПРИЕМНОГО
ПОЛУКОМПЛЕКТОВ ТЕЛЕУПРАВЛЕНИЯ
Утверждено редакционно-издательским советом университета
в качестве методических указаний к выполнению лабораторных работ
по дисциплине «Автоматизация систем электроснабжения»
Омск 2007
1
УДК 621.331:621.311:621.315
ББК 39. 279
К17
Микроэлектронная система телемеханики МСТ-95. Часть 1. Схемы
передающего и приемного полукомплектов телеуправления: Методические
указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Автоматизация
систем электроснабжения» / Н. А. Калинина, А. П. Усенко, И. Е. Чертков;
Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2007. 38 с.
Рассмотрены принципы выполнения и работы устройств телеуправления
объектами электроснабжения микроэлектронной системы телемеханики
МСТ-95 (подсистемы с частотным разделением каналов связи МСТ-Ч). Приведены сведения о технических характеристиках и конструктивных особенностях
передающего и приемного полукомплектов системы.
Методические указания предназначены для студентов специальности
101800 – «Электроснабжение железных дорог» – очной и заочной форм обучения, могут быть полезны при проведении занятий со слушателями Института
повышения квалификации и переподготовки.
Библиогр.: 4 назв. Рис. 19.
Рецензенты: канд. техн. наук, доцент П. В. Беляев;
канд. техн. наук, доцент В. С. Лазарчук.
__________________________
© Омский гос. университет
путей сообщения, 2007
2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ................................................................................................................
1. Техническая характеристика микроэлектронной системы телемеханики
МСТ-95 ..................................................................................................................
2. Содержание отчета по лабораторным работам .............................................
Лабораторная работа 1. Изучение передающего полукомплекта
телеуправления ТУ-ДП ........................................................................................
1.1. Описание работы схемы ..........................................................................
1.1.1. Шифраторы .............................................................................................
1.1.2. Распределитель .......................................................................................
1.1.3. Блок управления передачей ..................................................................
1.1.4. Генератор тактовых импульсов ............................................................
1.1.5. Логический блок ....................................................................................
1.1.6. Блок кодирования и выходной блок ....................................................
1.2. Порядок выполнения работы ...................................................................
1.3. Контрольные вопросы ..............................................................................
Лабораторная работа 2. Изучение приемного полукомплекта
телеуправления ТУ-КП ........................................................................................
2.1. Описание работы схемы............................................................................
2.1.1. Линейный блок.......................................................................................
2.1.2. Распределитель ......................................................................................
2.1.3. Блок селекции и синхронизации...........................................................
2.1.4. Блок запоминающих устройств и исполнения ...................................
2.1.5. Модуль реле (МР) ..................................................................................
2.2. Порядок выполнения работы ...................................................................
2.3. Контрольные вопросы...............................................................................
Библиографический список .................................................................................
3
5
6
8
9
9
10
15
17
19
19
20
22
23
25
25
26
27
29
31
35
36
36
37
4
ВВЕДЕНИЕ
Развитие и совершенствование технических средств управления системами электроснабжения электрифицированных железных дорог связано с широким внедрением устройств автоматики и телемеханики.
Телемеханическими устройствами называются технические средства,
обеспечивающие передачу на расстояние информации для управления производственными процессами. Эти устройства позволяют централизованно контролировать работу сложных систем, состоящих из объектов, пространственно
разобщенных, но связанных общим режимом, а также активно воздействовать
на объекты при необходимости изменить режим или ликвидировать последствия его частичного нарушения. В связи с этим особую важность приобретает
задача повышения уровня подготовки специалистов, связанных с проектированием и эксплуатацией устройств электроснабжения электрических железных
дорог.
Цель настоящих методических указаний – помочь студентам усвоить основные положения курса «Автоматизация систем электроснабжения» при выполнении лабораторных работ по изучению конструкций и принципов работы
полукомплектов телеуправления подсистемы МСТ-Ч.
В каждой лабораторной работе приведены основные теоретические сведения об устройстве полукомплектов телемеханики и их характеристики, представлены принципиальные электрические схемы основных узлов и рассмотрена
технология проведения на них исследований.
К выполнению лабораторных работ допускаются студенты, получившие
теоретическую подготовку и прошедшие инструктаж по технике безопасности
при работе на стендовой установке.
5
1. ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МИКРОЭЛЕКТРОННОЙ
СИСТЕМЫ ТЕЛЕМЕХАНИКИ МСТ-95
Система МСТ-95 предназначена для управления объектами электроснабжения железных дорог и устройствами электроснабжения городского транспорта и промышленных предприятий, работает она по выделенным проводным
(воздушным или кабельным) линиям связи при цепочечном и древовидном
размещении контролируемых пунктов (КП). Дальность передачи телемеханической информации при цепочечной структуре – до 180 км.
Система МСТ-95 представляет собой телемеханический комплекс,
в состав которого входят подсистема МСТ-Ч (для управления КП с большим
объемом информации); подсистема МСТ-В (для управления КП со средним и
малым объемом информации); аппаратура каналов связи, действующая в тональном и (частично) надтональном диапазонах частоты; автоматизированное
рабочее место диспетчера (АРМ ЭЧЦ).
Подсистема МСТ-Ч (рис. 1) рассчитана на управление 15 КП с одного
диспетчерского пункта (ДП). В составе аппаратуры ДП имеются одно общее
для всех КП передающее устройство телеуправления и индивидуальные для
каждого КП приемные устройства телесигнализации ТС-ДП. Передача команд
телеуправления (ТУ) осуществляется по общему для всех КП частотному каналу в полосе частот тонального телеграфа, а прием сигналов телесигнализации
(ТС) и телеизмерений (ТИ) – по аналогичным частотным каналам, число которых соответствует числу действующих в подсистеме КП. Нa ДП для отображения информации устанавливается щит диспетчера, предусмотрена работа с
АРМ ЭЧЦ. Основные технические данные системы МСТ-95 приведены в табл. 1.
Таблица 1
Краткие технические данные системы МСТ-95
Число
ПродолжиЧисло
Число
Число
объектов
тельность
частотных
Подсис- КП на
датчиков
на один КП
передачи, с
каналов
ТИ на
один
тема
команды
серии
ДП
ТУ ТС
ТУ
ТС один КП
ТУ
ТС
МСТ-Ч
15
80
122
4
2–3
До 5
1
15
МСТ-В
10
16
22
2
До 5
Цикл – до 5,
1
2
по вызову –
2–3
6
Аппаратура контролируемого пункта содержит приемное устройство телеуправления ТУ-КП, передающее устройство телесигнализации ТС-КП,
встроенные преобразователи для ввода телеметрической информации, частотные приемник и передатчик. Каждое устройство КП рассчитано на прием
80 двухпозиционных команд («включить – отключить») и передачу 122 телесигналов в одной кодовой серии.
Диспетчерский пункт
Контролируемые пункты
ТУ
ТУ-ДП
ТС-ДП 1
ТС-ДП 2
ТС-ДП 15
Линия связи ТУ
ТУ-КП 1
ТУ-КП 2
ТУ-КП 15
ТС-КП 1
ТС-КП 2
ТС-КП 15
f2
f1
ТС
f15
Линия связи ТС
Рис. 1. Структурная схема подсистемы МСТ-Ч
В подсистеме применен непрерывный принцип действия, использованы
временное разделение элементов сигналов в кодовых комбинациях, первичная
широтно-импульсная модуляция и тактовая синхронизация. Принятый протокол передачи в сочетании со способом передачи (ШИМ-ЧМ) обеспечивает высокую помехоустойчивость.
В кодовой серии используются три вида модулированных по ширине сигналов: короткие и длинные импульсы (паузы), сверхдлинный импульс.
Устройство ТУ передает непрерывно в канал связи тактовую серию,
состоящую из 30 коротких импульсов и пауз и одного сверхдлинного импульса.
При этом осуществляется непрерывный контроль исправности всего тракта
приема и передачи команд (за исключением исполнительных цепей), в случае
сбоя в передаче серии с КП поступает соответствующий сигнал на ДП. Кодовая
серия ТУ содержит четыре ступени избирания: выбор адреса КП (кодовое), операции (прямое), объекта и группы (групповое).
7
2. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА ПО ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ
Отчет по результатам лабораторной работы оформляется на листах формата А4 или в специальной тетради и должен содержать титульный лист; цель
работы; основные теоретические сведения; структурную и принципиальную
схему исследуемого полукомплекта; схемы, таблицы и функции изучаемых
блоков полукомплекта, составленные в соответствии с заданием, а также временные диаграммы их работы; выводы по результатам выполненной работы;
ответы на контрольные вопросы (по заданию преподавателя).
При написании отчетов по лабораторным работам необходимо соблюдать
требования стандартов предприятия по правилам оформления, использовать
основные принятые условные сокращения:
ТУ – телеуправление;
ТС – телесигнализация;
ТИ – телеизмерения;
ДП – диспетчерский пункт;
КП – контролируемый пункт;
МСТ-Ч – подсистема с частотным разделением каналов связи;
ТУ-ДП – передающий полукомплект телеуправления;
ТУ-КП – приемный полукомплект телеуправления;
ЧМПер – передатчик частотно-модулированных сигналов;
ЧМПр – приемник частотно-модулированных сигналов;
ОП – операция;
ОБ – объект;
ГР – группа;
СДИ – сверхдлинный импульс;
лог. 1 – логическая единица (потенциал высокого уровня);
лог. 0 – логический нуль (потенциал низкого уровня);
ТНП – триггер начала передачи;
ТОП – триггер ограничения передачи;
ТПП – триггер повтора передачи;
ТРБ и ТРИ – триггеры блокировки и исполнения;
ЗУ – запоминающее устройство;
БСС – блок селекции и синхронизации.
8
Лабораторная работа 1
ИЗУЧЕНИЕ ПЕРЕДАЮЩЕГО ПОЛУКОМПЛЕКТА
ТЕЛЕУПРАВЛЕНИЯ ТУ-ДП
Ц е л ь р а б о т ы: практическое ознакомление с передающим полукомплектом телеуправления микроэлектронной системы телемеханики МСТ-95;
изучение устройства полукомплекта и принципа действия его основных узлов.
1.1. Описание работы схемы
В состав передающего полукомплекта телеуправления системы МСТ-95
входят пульт управления МСТ-Ч и блок ТУ-ДП в стойке стола. В блоке ТУ-ДП
установлены модуль телеуправления (МТУ), частотный передатчик ЧМПер и
линейный модуль.
На пульте управления находятся кнопки выбора КП и операции («Отключить» и «Включить»), положение которых фиксируется при нажатии, и кнопки
выбора объекта (без фиксации), а также имеются указатели контроля прохождения командной серии ТУ: «Отключить», «Включить» (контроль выбранной
операции) и «Ошибка» (индикация ошибки в формировании команды).
МТУ регулярно выдает холостую серию импульсов (состоящую из 30 коротких импульсов и пауз и одного сверхдлинного фазирующего импульса), которую передатчик частотно-модулированных сигналов передает в линию связи.
С помощью холостой серии обеспечиваются непрерывный контроль и синхронизация одновременно всех приемных устройств ТУ-КП.
Для посылки команды диспетчер должен нажать сначала западающую
кнопку выбора КП и операции. При этом на пульте появляется сигнал, соответствующий выбранной операции. Затем диспетчер нажимает и удерживает до
завершения посылки команды кнопку выбора объекта. Прохождение команды
сопровождается звуковым и световым («ТУ» на пульте) сигналами.
После нажатия объектовой кнопки (кнопки выбора объекта и группы)
МТУ, завершив передачу предшествующей холостой серии, формирует командную (кодовую), начинающуюся длинным импульсом. Передав ее через
ЧМПер в линию связи, МТУ повторяет эту комбинацию и затем автоматически
восстанавливает передачу холостой серии.
9
Кодовая серия ТУ содержит четыре ступени избирания: выбор адреса КП,
операции, объекта и группы. Кодовая комбинация команды (рис. 2) состоит из
31 импульса. Первый длинный импульс начала передачи (НП) определяет начало передачи команды, шесть следующих импульсов выбирают адрес КП кодом
на одно сочетание (двумя длинными импульсами из шести – С62), затем идут
два импульса выбора операции (один длинный импульс из двух), шестнадцать
импульсов выбора объектов в группе (один длинный импульс из 16), пять импульсов выбора группы (один длинный импульс из пяти). Заканчивается серия
сверхдлинным фазирующим импульсом (СДИ). Командная серия автоматически передается дважды. Команда исполнится при совпадении серий в приемном полукомплекте телеуправления, т. е. на КП.
31
1
2
8
4
10
31
26
Холостая
серия
1
2
СДИ
СДИ
НП
Выбор
КП С62
ОП
С12
ОБ
С161
ГР
С51
31 импульс (первая командная серия)
t
Вторая
серия
Рис. 2. Структура командной серии ТУ
Структурная схема ТУ-ДП (рис. 3) включает в себя следующие основные
блоки: шифратор выбора КП и ОП, шифратор выбора ГР и ОБ, распределитель,
блок кодирования, выходной блок, логический блок, генератор тактовых импульсов, блок управления передачей, блок управления зуммером, блок защиты.
1.1.1. Шифраторы
Устройства, преобразовывающие код одного вида в другой, называют
шифраторами. Шифраторы, установленные в передающем полукомплекте телеуправления, служат для ввода информации в цепи распределителя.
Кнопки выбора КП (рис. 4) объединены в две линии – «От» и «Вк». Нажатие кнопки «От» приводит к открытию транзистора VT11, а нажатие кнопки
«Вк» – VT10. Открывшийся транзистор выставляет сигнал лог. 1 на соответствующий вход распределителя, при этом загорается светодиод «От» или «Вк» на
пульте управления (ПУ).
10
Кнопки выбора объекта (рис. 5) разделены на пять групп. Нажатие объектовой кнопки приводит к открыванию одного из групповых транзисторов VT3 –
VT7, который выставляет лог. 1 на соответствующий вход распределителя.
Кнопки
выбора
КП и ОП
Шифратор
КП и ОП
Кнопки
выбора
ОБ и ГР
Шифратор
ОБ и ГР
Блок
управления
передачей
ЧМПер
Блок
кодирования
Выходной
блок
Распределитель
Генератор
тактовых
импульсов
Пульт управления
Логический
блок
Рис. 3. Структурная схема передающего устройства ТУ
Выход 2
3
Выход 2
4
Выход 2
5
Выход 2
6
Выход 2
7
Выход 3
4
Выход 3
5
Выход 3
6
Выход 3
7
Выход 4
5
Выход 4
6
Выход 4
7
Выход 5
6
Выход 5
6
Выход 6
7
К распределителю
(выбор КП)
«От»
R22
R27
30 k
+12 В
VT11
R55 R54
6,2 6,2 k
Выход 8
Выход 9
HL5
Инд. «От»
HL4
Инд. «Вк»
VT10
R58
2,4 k
R59
1,1 k
Рис. 4. Шифратор выбора КП и ОП
11
К распределителю
(выбор ОП)
«Вк»
Коллекторы групповых транзисторов через диоды VD14 – VD18 образуют общий выход R19, сигнал с которого поступает на D-вход ТНП и вход
1 DD15.1 инвертора управления триггером защиты от «залипания» объектовых
кнопок DD15.3 и DD15.4.
Выход 10
Выход 11
Выход 12
Выход 15
Выход 16
Выход 17
Выход 18
Выход 19
Выход 20
Выход 21
Выход 22
Выход 23
Выход 24
Выход 25
Группа 1
Выход 26
Группа 2
Выход 27
Группа 3
Выход 28
Группа 4
Выход 29
Группа 5
Выход 30
6,2 k
+12 В
VT3
VD14
VT4
VD15
VT5
VD16
6,2 k
6,2 k
6,2 k
VT6
VD17
VT7
VD18
6,2 k
Рис. 5. Шифратор выбора ОБ и ГР
12
К блоку управления
передачей
Выход 14
К распределителю
(выбор ГР)
К распределителю (выбор ОБ)
Выход 13
R19
6,2к
Шифраторы представляют собой преобразователи кодов. Для построения
m
шифратора адресной части кодовой серии применяется числовой код С N , где
N – число элементов серии; m – число элементов, несущих информацию лог. 1
(длинные импульсы). В системе МСТ-Ч m принимается равным двум, т. е. для
2
выбора контролируемого пункта применяется код C N .
Общее количество контролируемых пунктов определяется по формуле:
N!
N КП =
;
(1.1)
m!(N − m)!
N КП =
6!
1× 2× 3× 4× 5× 6
=
= 15 .
2!(6 − 2)! 1× 2×1× 2× 3× 4
В соответствии с приведенным расчетом шифратор выбора КП и ОП
позволяет выбрать 15 контролируемых пунктов.
Условное обозначение шифратора в схеме
X1 1 CD 1 Y 1
показано на рис. 6, где X = {X1 – X15} – входы
X2 2
2 Y2
...
3 Y3
шифратора, Y = {Y1 – Y6} – выходы.
X i ...
Y
4 4
...
Для получения выходных функций шифра5 Y5
X 15 15
Y
6
6
2
тора C 6 составим таблицу входов или выходов
Рис. 6. Условное
(табл. 2).
обозначение
шифратора в схеме
В соответствии с данными табл. 2 определим матрицу выходов для шифm
ратора C N . Матрица имеет N – 1 столбцов и N строк. Для примера составим
2
матрицу для шифратора С 6 , где число столбцов N – 1 = 5; число строк N = 6:
X1
X1
X
Y= 2
X3
X2
X6
X6
X7
X3
X7
X10
X10
X4
X8
X11
X13
X5
X9
X12
.
X14
X4
X5
X8
X9
X11
X12
X13
X14
X15
X15
13
(1.2)
Матрица (1.2) позволяет получить функции выходов:
⎧Y1 = X1 ∨ X 2 ∨ X3 ∨ X 4 ∨ X5 ;
⎪Y = X ∨ X ∨ X ∨ X ∨ X ;
1
6
7
8
9
⎪ 2
⎪⎪Y3 = X 2 ∨ X 6 vX10 ∨ X11 ∨ X12 ;
⎨
⎪Y4 = X3 ∨ X 7 vX10 ∨ X13 ∨ X14 ;
⎪Y5 = X 4 ∨ X8 ∨ X11 ∨ X13 ∨ X15 ;
⎪
⎪⎩Y6 = X5 ∨ X9 ∨ X12 ∨ X14 ∨ X15 .
(1.3)
Таблица 2
Таблица состояний шифратора выбора КП и ОП
Вход
X1
X2
X3
X4
X5
X6
X7
X8
X9
X10
X11
X12
X13
X14
X15
Выход
Y1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Y2
1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
Y3
0
1
0
0
0
1
0
0
0
1
1
1
0
0
0
Y4
0
0
1
0
0
0
1
0
0
1
0
0
1
1
0
Y5
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
1
0
1
0
1
Y6
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
1
0
1
1
Шифратор выбора ОБ и ГР представляет собой прямоугольную матрицу,
число входов которой определяется количеством объектов в группе, а число
выходов – количеством групп. В системе МСТ-95 применяется шифратор
16 × 5, т. е. 16 объектов в каждой из пяти групп.
Таким образом, шифратор выбора КП и ОП позволяет управлять оборудованием на 15 контролируемых пунктах, а шифратор выбора ОБ и ГР –
80 объектами.
14
1.1.2. Распределитель
Распределитель (рис. 7) включает в себя счетчик, состоящий из двух четырехразрядных двоичных счетчиков DD1.1 и DD1.2 (микросхема К561ИЕ10),
демультиплексор DD2 (К561КП2) и четыре мультиплексора (МХ) DD6 – DD9
(К561КП2). Адрес открытого канала формируется элементами DD1 и DD2.
Счетчик DD1.1 формирует общие для четырех мультиплексоров адреса
открытого канала, а демультиплексор DD2 управляет выбором одного из этих
четырех мультиплексоров по адресу, который определяется состоянием выходов 6 DD1.1 и 11 DD1.2. В каждый момент времени открыт только один из 32
каналов распределителя.
Выходы четырех мультиплексоров распределителя объединены и нагружены на резистор R3, на нем появляется лог. 1, если есть сигнал на входе
открытого в данный момент канала, которая обеспечивает кодирование соответствующего импульса в командной серии.
Импульсы на переключение распределителя поступают с выхода 10 DD3.3
логического блока, формируются они генератором тактовых импульсов DD3.1,
DD3.2, частота которого делится на два триггером-делителем DD4.1 для получения равных по времени импульсов и пауз.
В схемах телеуправления счетчик реализован на микросхеме К561ИЕ10,
которая содержит два двоичных счетчика. Каждый счетчик основан на четырех
D-триггерах. Линии С (тактовая) и ЕС (разрешение тактов) взаимозаменяемые,
но отличаются друг от друга противоположными активными уровнями, поэтому можно организовать счет по каждому фронту такта: положительному и отрицательному.
Особенностью схемы распределителя является то, что адресные входы
всех четырех микросхем мультиплексоров соединены параллельно, т. е. если
бы не было входа запрета, то при каждом импульсе, поступающем на вход
счетчика 1 DD1.1, выходы всех четырех мультиплексоров переключались бы
одновременно. Для поочередной работы мультиплексоров в счетную схему введен демультиплексор DD2, задача которого – удерживать разрешающий нулевой потенциал в течение восьми импульсов: сначала – на одной схеме МХ, затем – на другой и т. д.
15
13
14
15
12
1
5
2
4
6
11
10
9
13
14
15
12
1
5
2
4
6
11
10
9
Рис. 7. Функциональная схема распределителя
16
К блоку кодирования
От шифраторов
От шифраторов
13
14
15
12
1
5
2
4
6
11
10
9
DD6
x0 MX
x1
x2
x3
x4
x5
X 3
x6
x7
EI
A
B
C
DD7
x0 MX
x1
x2
x3
x4
x5
X 3
x6
x7
EI
A
B
C
DD8
x0 MX
x1
x2
x3
x4
x5
X 3
x6
x7
EI
A
B
C
DD9
x0 MX
x1
x2
x3
x4
x5
X
x6
x7
EI
A
B
C
16 k
7
16 k
6
3
16 k
10
9
DD2
13
A MX 0 14
1
B
15
2
12
С
3
1
4
EI
5
5
X
2
6
4
-U
7
+12 В
11
11
12
13
14
От шифраторов
DD1.2
9 С СТ
1
2
10 EC
4
15 R
8
16 k
7 R
4
2
5
4
6
8
+12 В
(10 DD3.3)
2 EC
+12 В
16 k
От логического DD1.1
блока 1 С СТ 1 3
13
14
15
12
1
5
2
4
6
11
10
9
R7
От шифраторов
В течение времени, пока «открыта» каждая из микросхем мультиплексора, происходит «опрос» всех восьми ее входов.
1.1.3. Блок управления передачей
Полукомплект ТУ-ДП может работать в двух режимах: трансляции холостых серий и трансляции командных серий, которые определяются состоянием блока управления передачей (рис. 8).
1-й выход
распределителя
С9
2400
DD12.1
2
1
От VT2
От триггера
защиты
DD11.3
8
10
9
6,2 k
+12 В
R65
30 k
R64
От VT11
VT13
2,4 k
R56
VT1
30 k
От VT10
R15
6,2 k
R62
6,2 k
R63
С6
2400
30 k
R14
+12 В
От R19
DD11.4
12
R57
11
13
51 k
3
DD12.2
5
6
4
DD4.2
8
13
S TT
9 D
11
C
10
12
R
ТНП
С12
2400
DD12.3
8
10
9
DD13.1
6
1
S TT
5 D
3
C
4
2
R
ТОП
DD13.2
8
13
S TT
9 D
11
C
10
12
R
ТПП
VD49
К блоку кодирования (1 DD10.1)
Рис. 8. Функциональная схема блока управления передачей
При трансляции холостой серии распределитель «движется» по позициям. Триггеры начала передачи (ТНП), ограничения передачи (ТОП), повторной
передачи (ТПП) заблокированы сигналом лог. 1 с коллектора VТ13 и удерживаются в состоянии лог. 0.
Сигнал лог. 0 с выхода 13 ТНП блокирует работу генератора зуммера и
прохождение сигналов кодирования на вход 1 DD10.1. Лог. 0 на входе 8 DD10.3
блокирует сброс датчика времени DD5.
При трансляции командной серии и нажатии на КП кнопки «Вк» или
«От» с коллектора VТ10 или VТ11 сигнал поступает в цепь базы транзистора
VТ13, открывая его. Лог. 0 с коллектора этого транзистора деблокирует триггеры ТНП, ТОП и ТПП.
17
Для того чтобы начать трансляцию команды, необходимо нажать и удерживать объектовую кнопку, например, это третий объект в пятой группе. Через
открывшийся транзистор выбора группы на D-вход ТНП подается лог. 1. После
естественного завершения текущей холостой серии распределитель переходит в
первую позицию. В этот момент открывается транзистор VT1, с его коллектора
на вход 2 DD12.1 поступает лог. 1, на выходе 4 DD12.2 сигнал изменяется с
лог. 0 на лог. 1 и триггер ТНП из нулевого состояния переходит в состояние
«единицы».
Переключившийся триггер ТНП выставляет лог. 1 на вход 1 DD10.1 блока кодирования (рис. 11), разрешая прохождение сигналов с распределителя.
Так как на первой позиции на входе распределителя находится лог. 1, поданная
через эмиттер-базу VT1, на входе 2 DD10.1 также будет лог. 1. На выходе
11 DD10.4 сигнал изменится с лог. 0 на лог. 1, и фронт этого сигнала по Rвходу сбросит (переключит в нулевое положение) счетчик DD5. Произойдет
удлинение первого импульса – начала передачи.
Далее на всех позициях распределителя, где на входе имеется лог. 1, будет происходить удлинение импульса серии. Тридцать первый импульс удлиняется до сверхдлинного, как и в холостой серии.
При переключении триггера ТНП (см. рис. 8) открывается транзистор
VT12, загорается на пульте сигнал «ТУ» визуального контроля командной серии и, кроме того, переключается по S-входу триггер ограничения передачи
ТОП, который удерживает лог. 1 на С-входе ТНП.
При переходе распределителя на вторую позицию в первой командной
серии на выходе 10 DD12.3 сигнал изменится с лог. 0 на лог. 1 и триггер повтора передачи ТПП переключится в единичное состояние.
Переключившийся триггер ТПП подачей лог. 0 на вход 9 DD11.3 препятствует сбросу ТНП на 31-й позиции, поэтому командная серия повторяется
дважды. При переходе распределителя на вторую позицию во второй серии
ТПП переключится в нулевое состояние, так как он работает в счетном режиме.
Теперь на 31-й позиции сигналом с VТ2 триггер ТНП переключится в нулевое состояние, и схема после посылки двух командных серий автоматически
перейдет в режим посылки холостых серий, даже если кнопки остаются нажатыми. Диод VD49 исключает шунтирование сигнала сброса ТНП открытым
транзистором VT13.
18
Сформированная серия поступает на модулятор передатчика с коллектора
транзистора VT8. Светодиод HL2, расположенный на лицевой панели модуля,
позволяет визуально контролировать транслируемую серию.
Если отпустить объектовую кнопку и, не отжимая кнопки выбора КП,
вновь нажать какую-либо объектовую, то команда не будет сформирована, так
как триггер ограничения передачи ТОП остался в единичном состоянии.
Для того чтобы можно было вновь подать команду, необходимо отжать
кнопку выбора КП, при этом транзистор VT13 закроется и переключит триггер
ТОП в нулевое состояние.
1.1.4. Генератор тактовых импульсов
2
1
DD3.1
3
560 k
R9
6,2 k
R8
Генератор тактовых импульсов (ГТИ) состоит из мультивибратора
(DD3.1, DD3.2) и триггера-делителя DD4.1 (рис. 9). Генератор предназначен
для выработки импульсов тактовой серии. Частота импульсов генератора делится на два триггером-делителем DD4.1 для получения равных по времени
импульсов и пауз. Частоту импульсов кодовой серии можно измерить на выходе 1 DD4.1 и подстраивать резистором R9.
5
6
С2
0,033
DD3.2
4
DD4.1
6
S TT
5 D
3
C
4
R
1
К логическому
блоку (8 DD3.3)
2
Рис. 9. Функциональная схема генератора тактовых импульсов
1.1.5. Логический блок
Логический блок (рис. 10) предназначен для объединения тактовой серии
с длинными импульсами блока кодирования, а также для управления работой
распределителя.
На входе 9 DD3.3 присутствует лог. 1 от датчика времени 7 DD5. Импульсы, поступающие от генератора, на выходе логического блока инвертируются.
19
При сбросе датчика времени в момент начала работы блока кодирования
на выходе 7 DD5 будет лог. 0, который блокирует прохождение серии от генератора, и распределитель не переключается. Когда датчик времени DD5
(рис. 11) дойдет до третьей позиции, то фронтом импульса с выхода 7 DD5 он
разрешит работу логического блока и распределитель переключится в следующую позицию.
От генератора тактовых
DD3.3
импульсов (1 DD4.1)
8
9
От блока кодирования
(7 DD5)
К счетной схеме
распределителя (1 DD1.1)
10
К блоку кодирования (9 DD10.3) и
выходному блоку (1, 2 DD11.1)
+12 В
R16
6,2 k
От генератора тактовых
DD5
2
импульсов (1 DD4.1) 14
СТ 0
1
C
1
R12
DD10.1
2
1
DD10.2
5
3
6
R20
2,4 k
DD3.4
12
VT2
13
R18
2,4 k
R13
2,4 k
4
DD10.3
8
10
9
11
DD10.4
12
11
13
51 k
R10
С3 30 k
2400
R21
51 k
С7
2400
31-й выход
распределителя
R17
16 k
К логическому
блоку (9 DD3.3)
От блока управления
передачей (13 DD4.2)
От распределителя
(3 DD6 DD9)
Рис. 10. Функциональная схема логического блока
DD11.1
1
2
3
DD11.2
5
6
13 EC
15 R
4
30 k
С4
2400
R50
К ЧМП и
зуммеру
VD8
R11
30 k
+12 В
16 k
R49
2,4 k
HL1
3
7
11
4
5
10
Датчик VD4
времени
VT8
R51
2
3
4
5
6
7
HL2
Рис. 11. Функциональная схема блока кодирования и выходного блока
1.1.6. Блок кодирования и выходной блок
Блок кодирования (см. рис. 11) предназначен для придания импульсам
отличительных признаков. В системе телемеханики МСТ-95 в качестве отличительного признака используется удлинение кодированного импульса.
20
Выходной блок предназначен для передачи серии импульсов на вход передатчика частотно-модулированных сигналов ЧМП и включает в себя элементы DD11.1 и DD11.2, а также транзистор VT8.
Рассмотрим работу блока кодирования при трансляции холостой серии.
Непрерывная последовательность равных по времени импульсов и пауз с выхода 1 DD4.1 генератора тактовых импульсов (см. рис. 9) поступает на инвертор
DD3.3 логического блока (см. рис. 10) и счетный вход DD5 блока кодирования.
Когда счетчик находится в третьей позиции, через диод VD4 на вход 13 DD5
поступает сигнал лог. 1 и дальнейший счет блокируется. Инвертированный сигнал с выхода 1 DD4.1 поступает на счетный вход 1 DD1.1 и инвертор DD11.1.
Так как на всех позициях распределителя (кроме 31-й) на входе 5 DD11.2 присутствует уровень лог. 1, импульсная последовательность проходит на модулятор передатчика.
На 31-й позиции распределителя открывается транзистор VT2 и на входы
DD3.4 поступает лог. 1. Сигнал лог. 0 с выхода 11 DD3.4 выставляет лог. 1 на
выходе 4 DD11.2. Транзистор VT8 открыт, и с его коллектора на модулятор передатчика поступает лог. 0. Передатчик посылает в линию частоту Fср, равную
45 Гц, соответствующую частоте импульса.
Так как на вход 9 DD10.3 тоже поступает лог. 1, на выходе 11 DD10.4 сигнал изменится с лог. 0 на лог. 1. Фронт этого сигнала через конденсатор С3
сбрасывает счетчик DD5 в нулевое положение, на его выходе 7 DD5 появляется
лог. 0, который поддерживает лог. 1 на выходе 10 DD3.3 (блокирует прохождение импульсов от ГТИ). Распределитель останавливается.
Счетчик DD5 начинает считать импульсы, поступающие на С-вход, которые с момента сброса имеют такую последовательность: пауза – первый импульс – пауза – второй импульс – пауза – фронт третьего импульса, на котором
появится лог. 1 на выходе 7 DD5, а на выходе 10 DD3.3 – лог. 0, т. е. начнет
формироваться пауза, которой предшествовал импульс, равный по длительности пяти коротким элементам серии. Сигнал с выхода 7 DD5 блокирует дальнейший счет по входу 13 DD5.
Так как во время паузы распределитель остается на 31-й позиции, лог. 0 с
выхода 11 DD3.4 продолжает поддерживать лог. 0 на модуляторе передатчика,
т. е. продолжает транслироваться частота импульса.
21
По окончании паузы на выходе 10 DD3.3 уровень изменится с лог. 0 на
лог. 1 и распределитель перейдет в 32-ю позицию. Транзистор VT2 закрывается, но благодаря конденсатору С4 на входах DD3.4 еще поддерживается лог. 1,
следовательно, на выходе 11 DD10.4 вновь сформируется лог. 1, которая
повторно сбросит счетчик по R-входу DD5, и на выходе 10 DD3.3 будет зафиксирована лог. 1 продолжительностью пять элементов серии, как и при первом
сбросе.
Таким образом, в линию связи будет передан импульс, равный 11 элементам серии.
1.2. Порядок выполнения работы
Выходы
Входы
1) Получить индивидуальную рабочую схему (принципиальную схему)
модуля ТУ-ДП у преподавателя.
2) Определить основные блоки и составить структурную схему передающего полукомплекта телеуправления, пользуясь описанием работы схемы.
3) Выделить выбранные блоки на рабочей (индивидуальной) схеме.
4) Изучить отдельно каждый блок передающего полукомплекта телеуправления:
а) шифраторы КП и ОП и ОБ и ГР (составить таблицу выходов, получить
функции выходов и построить временную диаграмму для заданных значений
номера КП, операции, номера объекта и группы);
б) другие блоки (представить структуру
блока в виде «черного ящика» (рис. 12), дать
Название
блока
и его
его описание, т. е. составить таблицу назначесодержание
ний входов и выходов (табл. 3), описать рабосписок
элементов
ту рассматриваемых блоков при прохождении
микросхем
холостой серии и командной; построить временную диаграмму работы блока для задан- Рис. 12. Условное обозначение
ного режима при прохождении холостой или
изучаемого блока в виде
«черного ящика»
командной серии.
Временная диаграмма, поясняющая работу блока управления передачей
(БУП), представлена на рис. 13.
5) Загрузить файл, с помощью которого моделируется работа изучаемого
блока в среде Electronics Workbench (7-я версия, Multisim), и сравнить времен22
ные диаграммы, построенные самостоятельно, с временными диаграммами,
представленными на логическом анализаторе или осциллографе данной модели.
6) Сделать выводы по полученным данным.
Таблица 3
Описание структурной схемы блока
Обозначение
Назначение
Вход
Выход
1.3. Контрольные вопросы
1) Что происходит при нажатии только одной кнопки выбора «ОБ и ГР»?
2) В какой момент времени начинается формирование командной серии,
если обе кнопки выбора («КП и ОП» и «ОБ и ГР») были нажаты, когда распределитель находился в 10-й позиции?
3) С помощью какого сигнала триггеры ТНП и ТОП переходят в единичное состояние?
4) Каким образом происходит сброс триггеров ТПП и ТНП?
5) Будет ли формироваться командная серия для выполнения одной и той
же операции, если диспетчер отпустил только кнопку выбора «ОБ и ГР», а затем вновь нажал другую кнопку выбора объекта и группы?
6) С помощью какого сигнала триггер ТОП переключается в нулевое
состояние?
7) Сколько тактов в длинном и сверхдлинном импульсах?
8) С помощью какого элемента схемы происходит второй сброс датчика
времени?
9) За счет чего «заполняется» пауза между 31-й и 32-й позициями распределителя при образовании сверхдлинного импульса?
23
24
11 DD11.3
10 DD11.3
12 DD13.2 (ТПП)
10 DD12.3
2 DD13.1 (ТОП)
13 DD4.2 (ТНП)
10 DD4.2
4 DD12.2
9 DD4.2
VT13
10 DD12.3
4 DD12.2
3 DD12.1
VT1
31
1
2
3 31
Первая кодовая серия
1
3 31
Вторая кодовая серия
Рис. 13. Временная диаграмма работы блока управления передачей
Кодируемая 1 2 3 4 21
серия
Нажатие Нажатие
кнопки Холостая
кнопки
«КП и ОП» «ОБ и ГР» серия
(4 КП) (1 об. 4 гр.)
t
t
t
t
t
t
t
t
t
t
t
t
t
t
t
Отжатие Отжатие
кнопки
кнопки
«ОБ и ГР» «КП и ОП»
Лабораторная работа 2
ИЗУЧЕНИЕ ПРИЕМНОГО ПОЛУКОМПЛЕКТА
ТЕЛЕУПРАВЛЕНИЯ ТУ-КП
Ц е л ь р а б о т ы: практическое ознакомление с приемным полукомплектом телеуправления микроэлектронной системы телемеханики МСТ-95;
изучение устройства полукомплекта и принципа действия его основных узлов.
2.1. Описание работы схемы
В состав приемного полукомплекта ТУ-КП входят частотный приемник
ЧМПр, модуль ТУ-КП, модули наборных реле МР и модуль защиты от залипания герконов МЗГ.
Приходящая из линии связи тактовая серия через частотный приемник
поступает в модуль ТУ-КП. В соответствии с тактовой серией переключается
распределитель, находящийся в этом модуле.
При холостых сериях устройство осуществляет только контроль синхронности и синфазности действия с передающим полукомплектом. В случае
сбоя при приеме тактовой серии устройства защиты, размещенные в модуле
ТУ-КП, блокируют выполнение команды и соответствующий сигнал передается на диспетчерский пункт.
Командную серию, как и холостые, начинают принимать полукомплекты
всех КП, однако содержательную часть команды принимает только тот КП, которому согласно адресу она предназначена. Устройства других КП, продолжая
прием, воспринимают только такты.
На КП, принимающем команду, каждый длинный импульс, следующий
после приема адреса, открывает выходные цепи распределителя. На четвертом
длинном импульсе подается питание на модули наборных герконовых реле МО
и включается реле выбора операции. Далее в соответствии с командой срабатывают реле выбора объекта и группы, контакты которых образуют пирамиду,
подготавливающую цепь для включения соответствующего исполнительного реле.
После завершения приема первой командной серии все элементы модуля
ТУ-КП (за исключением органа блокировки сброса наборных реле) приходят в
25
исходное состояние. Устройство начинает прием второй командной серии. Если вторая серия совпала с предыдущей, то на завершающем ее сверхдлинном
импульсе срабатывает реле разрешения исполнения команды РИ, подавая питание в цепь исполнительного реле.
При несовпадении обеих серий срабатывают устройства защиты, запрещающие исполнение команды. Защита от исполнения ложной команды в случае залипания контакта какого-либо из герконовых реле осуществляется МЗГ,
который блокирует прием команды и по каналу ТС передает на ДП сигнал
«Сбой». МЗГ снабжен визуальной индикацией, по ней легко выделить группу
контактов, среди которых находится «залипший». Все модули имеют индикаторы, дающие возможность визуально контролировать их работу.
Структурная схема ТУ-КП (рис. 14) включает в себя следующие элементы: линейный блок, распределитель, блок селекции и синхронизации, блок контроля и защиты, запоминающие устройства, блок исполнения.
ЧМПр
Линейный
блок
Распределитель
Блок селекции и
синхронизации
Запоминающие
устройства
Блок контроля и
защиты
Блок исполнения
Рис. 14. Структурная схема приемного устройства телеуправления
2.1.1. Линейный блок
Линейный блок (рис. 15) состоит из четырех схем И-НЕ, выполняет функцию Y = a × b, где а – сигнал, поступающий от приемника; b – разрешение
(запрет), поступающее от триггера задержки блока селекции и синхронизации.
Кодовая серия с выхода приемника частотно-модулированных сигналов
поступает на входы 1, 2 DD5.1, а с выходов 3, 4 DD5 – в блок селекции и синхронизации (БСС) для проверки длительности импульсов и пауз соответственно. На вход 9 DD5.3 приходят импульсы от триггера задержки (ТЗД) блока
26
селекции и синхронизации. При нормальном режиме работы на входе 9 DD5.3
находится лог. 1, которая позволяет импульсам кодовой серии пройти через инвертор DD5.4 на вход 1 DD6.1 счетчика распределителя (рис. 16). Лог. 0 на входе 9 DD5.3 появляется только при формировании сверхдлинного импульса или
при срабатывании какой-либо защиты.
К БСС определение
продолжительности импульса
Вход от
приемника (а)
2
DD5.1
1
R10
110 k
3
5
6
К БСС определение
продолжительности паузы
DD5.2
8
4
DD5.3
9
10
DD5.4
12
13
11
К распределителю
От триггера
задержки (b)
Рис.15. Функциональная схема линейного блока
2.1.2. Распределитель
Распределитель (см. рис. 16) выполнен на четырех демультиплексорах
DD8 – DD11. Входы Х объединены и через резистор R19 подключены к источнику +12 В. Выходы (выводы 13, 14, 15, 12, 1, 5, 2, 4) микросхем образуют
8 × 4 = 32 выхода распределителя. Счетчик DD6.1 генерирует адреса (номера)
открываемого канала демультиплексора, подаваемые на входы А (20), В (21),
С (22) DD8 – DD11. Демультиплексор DD7 управляет «выбором кристалла»,
т. е. в любой момент времени работает только одна из микросхем DD8 – DD11,
а остальные находятся в режиме разомкнутых каналов независимо от входного
адреса. Действительно, вход 3 DD7 соединен с общей шиной и на нем находится сигнал лог. 0. В каждый момент времени открыт только один канал DD7 и,
значит, на одном из выводов 13, 14, 15 или 12 присутствует лог. 0, который и
разрешает по входу ЕI (вывод 6) работу одной из микросхем DD8 – DD11.
Через резисторы R15 – R18 на входы разрешения ЕI подается сигнал
лог. 1, когда соответствующий канал DD7 разомкнут. Адрес открытого канала
DD7 определяется состоянием счетчика DD6. Следует обратить внимание на то,
что счетчик DD6.1 считает по фронту импульса, подаваемого на вход С
(1 DD6.1), а счетчик DD6.2 – по спаду (срезу) импульса на входе ЕС (10 DD6.2).
27
На вход 1 DD6.1 поступает серия ТУ через инверторы DD5. Входы 1, 2
первого из них (1, 2 DD5.1, см. рис. 15) подключены к контакту разъема А31,
куда поступает сигнал с выхода приемника (рабочая схема). На вход 9 DD5
(рис. 17) подается блокирующий сигнал от триггера задержки ТЗД блока селекции и синхронизации.
6
3
+12 В
7
+12 В
16 k
10
9
16 k
11
DD10
11 A MX 0 13
14
1
10
B
15
2
9 С
12
3
1
6 EI
4
5
5
3 X
2
6
7 -U
4
7
DD7
13
A MX 0 14
1
B
15
2
12
С
3
1
4
EI
5
5
X
2
6
4
-U
7
R19
5,1 k
DD11
11 A MX 0 13
14
1
10 B
15
2
9 С
12
3
1
6 EI
4
5
5
3 X
2
6
7 -U
4
7
Рис. 16. Принципиальная схема распределителя
28
Выходы распределителя (микросхемы DD8 - DD11)
11
12
13
14
16 k
DD6.2
9 С СТ
1
2
10 EC
4
15 R
8
DD9
11 A MX 0 13
14
1
10
B
15
2
9 С
12
3
1
6 EI
4
5
5
3 X
2
6
7 -U
4
7
16 k
3
4
5
6
+12 В
От линейного
DD6.1
блока
1 С СТ
1
(11 DD5.4)
2
2
+12 В
EC
4
7
R
8
DD8
11 A MX 0 13
14
1
10 B
15
2
9 С
12
3
1
6
4
EI
5
5
3 X
2
6
7 -U
4
7
Основное отличие распределителя приемного полукомплекта от распределителя передающего полукомплекта (см. п. 1.1.2) состоит в том, что вместо
четырех мультиплексоров работают четыре демультиплексора.
2.1.3. Блок селекции и синхронизации
Блок селекции и синхронизации (см. рис. 17) предназначен для проверки
длительности элементов принимаемой серии телеуправления, т. е. для определения в кодовой серии длинных импульсов и пауз, а также для синхронизации
работы распределителей и автоматического ввода их в синхронизм в случае
рассинхронизации.
R8
51 k
С4
2400
R7
51 k
R2
С1
0,033
8
5
3
2
К линейному
блоку (9 DD5.3)
10
К счетчику длинных
импульсов (14 DD12)
DD1.2
6
DD1.3
9
С3 R3
2400 51 k
2,4 k
2,4 k
R1
VD1
От линейного
блока (4 DD5.2)
От линейного
блока (3 DD5.1)
С2
2400
DD1.1
1
К 1 DD4.1 и
5 DD14.1
К 5 DD4.2, 1 DD13.1,
1 DD16.1 и
VD25 - VD29
К 1 DD20.1
2
1
DD1.4
12
13
4
11
R4
51 k
+12 В
От 10 DD4.3
К ТЗП1 (6 DD14)
DD2
14 C СТ 0
1
2
3
13 EC
4
5
15 R
6
7
Датчик
времени
VD4
2
1
3
7
11
4
5
10
VD2
+12 В
От распределителя
(2 DD11) 31-й выход
DD3.1
6
S TT
5 D
3
C
4
R
R6
13 k
VD3
Рис. 17. Функциональная схема блока селекции и синхронизации
29
Если ТЗД сброшен, то на входе 9 DD5.3 присутствует лог. 1 и серия через
все инверторы DD5 поступает на вход 1 DD6.1 счетной схемы распределителя.
На переднем фронте каждого импульса счетчик DD6 изменяет свое состояние,
что приводит к поочередному открыванию одного из каналов демультиплексоров DD8 – DD11, образующих распределитель на 32 выхода. Одновременно
принимаемая серия поступает с выхода 4 DD5.2 линейного блока на конденсатор С2, а противофазная серия – с выхода 3 DD5.1 на конденсатор С3 и входы 2
и 6 DD4. Во время паузы (лог. 0) на выходе 3 DD5 находится лог. 1 и конденсатор С3 разряжен, так как на другой его обкладке также присутствует потенциал,
соответствующий лог. 1, поданный через резистор R3 от источника +12 В. На
переднем фронте импульса на выходе 3 DD5 устанавливается лог. 0, а так как
конденсатор С3 разряжен, на входе 9 DD1.3 также появляется лог. 0, который
по мере заряда С3 через резистор R3 сменится на лог. 1.
На время существования лог. 0 на входе 9 DD1.3 на выходе 10 DD1.3
появляется лог. 1, сбрасывающая по входу 15 счетчик DD2, а на выходе
11 DD1.4 – лог. 0, синхронизирующий генератор DD1.1, DD1.2. Действительно,
если на входе 2 DD1.1 находится лог. 0, то и на выходе 4 DD1.2 будет лог. 0.
Следовательно, конденсатор С1 быстро разряжается через резистор R1 и
диод VD1. После окончания импульса синхронизации на входе 2 DD1.1 устанавливается лог. 1 и генератор начинает работать с формирования паузы на
выходе 4 DD1.2.
То же самое происходит при переходе от импульса к паузе принимаемой
серии. Только в этом случае короткий лог. 0 будет на входе 8 DD1.3. Таким образом, независимо от момента перехода от импульса к паузе и наоборот фаза
колебаний генератора «привязана» к фронту и спаду импульсов серии, что повышает точность анализа импульсов и пауз по длительности.
После сброса по R-входу датчик времени DD2 начинает считать импульсы генератора, поступающие на вход 14. Выход 3 DD2 соответствует длинному
импульсу серии, а выход 11 DD2 – сверхдлинному. Если серия прервана, а на
входе линейного блока 1 DD5.1 уровень импульса равен лог. 1, то счетчик DD2,
дойдя до последней позиции, самоблокируется по входу 13 сигналом с выхода 10. Если серия прервана на паузе (на 1 DD5.1 – лог. 0), то DD2 самоблокируется сигналом с выхода 10 DD4.2, как только на DD2 появится лог. 1.
30
2.1.4. Блок запоминающих устройств и исполнения
Блок исполнения (рис. 18) предназначен для разрешения исполнения приказа при условии, что не сработала ни одна из защит.
Первый длинный импульс начала передачи в МСТ-95 не обрабатывается.
Лог. 1 с первого выхода распределителя 13 DD8 поступает на вход блокировки
счета 13 DD12, и счетчик остается в нулевой позиции. При прохождении
распределителем первой адресной позиции на D-входе триггера КП1 устанавливается лог. 1. Если этот импульс серии длинный, то счетчик длинных импульсов DD12 переходит в первую позицию, так как на вход 14 DD12 поступит
импульс с выхода 3 DD2. Фронт лог. 1 с выхода 1 DD12 переводит КП1 в единичное состояние по С-входу.
Следует заметить, что в цепи С-входа КП1 (3 DD18.1) установлен резистор R43, чего нет в аналогичной цепи КП2. При сброшенном счетчике длинных
импульсов лог. 1 с выхода 2 DD12 удерживает оба триггера КП в нулевом
состоянии. При первом адресном импульсе DD12 переходит из нулевой позиции в первую, т. е. на R-входе КП1 сигнал меняется с лог. 1 на лог. 0 и одновременно на С-входе – с лог. 0 на лог. 1.
Поскольку R-вход приоритетный, фронт импульса на С-входе может быть
не воспринят из-за перекрытия спада на R-входе и фронта на С-входе, т. е.
имеют место «логические гонки». Резистор R43 в совокупности с собственной
емкостью входа микросхемы задерживают фронт на С-входе с тем, чтобы на
R-входе мог установиться лог. 0. Когда распределитель достигнет второй адресной позиции, лог. 1 появится на D-входе триггера КП2. Напомним цепь прохождения сигналов выбора адреса КП: +12 В, резистор R19, открытый канал
распределителя, затем через разъем и кодирующую перемычку – на контакт
разъема (А2 – для КП1, С2 – для КП2) и D-вход соответствующего триггера
КП. Если этот импульс серии длинный, то счетчик DD12 переходит во вторую
позицию. Фронт лог. 1 с выхода 3 DD12 переключает в единичное состояние
триггер КП2 по С-входу.
Итак, оба триггера КП переведены в состояние лог. 1. На выходе
4 DD19.2 появился сигнал лог. 1, поступающий на D-вход триггера блокировки
реле ТРБ (DD14.2) и вход 8 DD19.3, этот же сигнал запирает диод VD38.
31
VD21 VD21
R30
51 k
DD20.1
1 С СТ
1
2
2 EC
4
7 R
8
3
4
5
6
DD20.2
С СТ 1
2
10 EC
4
15 R
8
11
12
13
14
R47
51 k
R43
110 k
R48
30 k
9
DD18.1
1
S TT
D
C
2
R
КП1
DD18.2
8
13
S TT
9 D
11
C
10
12
R
КП2
Счетчик
длинных
импульсов
R31
51 k
R46
6
5
3
4
51 k
R62
30 k
DD19.1
1
2
VD46
VD47
R61
51 k
3
DD19.2
5
6
DD16.4
12
VD48
11
13
4
VD49
2
1
3
7
11
4
5
10
От распределителя
(Х11)
К 10 DD3.2 (Х5)
От 13 DD8 (Х3)
От 4 DD1.2 (Х12)
От 13 DD3.2 (Х9)
От 3 DD2 (Х4)
DD12
СТ 0
C
1
2
3
13
EC
4
5
15 R
6
7
14
R29
51 k
R19
16 k
От распределителя (Х10)
R57
30 k
VD38
VD42
DD17.2
13
8
S TT
9 D
11
C
12
10
R
ТРИ
DD19.4
DD16.3
12
8
11
10
13
9
DD19.3
DD15.3
8
8
10
10
9
9
DD3.1
13
8
S TT
9 D
11
C
12
10
R
ТРБ
R54
16 k
R53
30 k
VD44
VD45
К VT4 (Х20)
К VT2 (Х13)
VD41
R56
30 k
R51
16 k
С12
2400
R55
30 k
VD43
К упр. РИ (Х15)
От 2 DD11 (Х2)
Рис.18. Функциональная схема блока запоминающих устройств и исполнения
32
С приходом третьего длинного импульса – выбора операции – сигнал
лог. 1 появится на выходе 7 DD12 и по С-входу заставит переключиться триггер
ТРБ, который через резистор R56 открывает транзистор VT2 и, следовательно,
VT1 (см. рабочую схему). На модули МР подается питание, о чем свидетельствуют загоревшиеся светодиоды на их лицевых панелях.
Одновременно с появлением лог. 0 на выходе 10 DD19.3 на выходе
10 DD15.3 устанавливается лог. 1, которая через резистор R54 открывает транзистор управления набором VT4. Объединенные эмиттеры транзисторных ключей МР через VT4 получат потенциал общего провода и один из транзисторов,
чья база подключена к текущей позиции распределителя, откроется, включив
герконовое реле. Реле встает на «самоблокировку».
Далее транзистор VT4 будет открываться на тех позициях распределителя, где был длинный импульс в приходящей серии, что позволит включаться
соответствующим реле МР.
При включении ТРБ сигнал лог. 1 поступает также с выхода 13 через диод VD49 и резистор R58 на вход DD26.1. В результате с выхода 4 DD26.2 через
резистор R93 в точку Х19 будет тоже подана лог. 1, поэтому уровень в точке
Х19 не изменится при замыкании контактов герконов, хотя на аноде VD19 он
станет равным лог. 0. Таким образом, блокируется работа МЗГ при исполнении
командной серии. Когда в работу включается РВ, уровень лог. 1 на входе
DD26.1 поддерживается через диод VD48 с выхода 11 DD16.4 счетчика времени. В момент включения ТРБ лог. 0 с его выхода 12 снимает запрет на
переключение триггера реле исполнения ТРИ (DD17.2) в единичное состояние.
В конце первой серии в момент перехода распределителя на 32-ю позицию (момент переключения ТЗД в нулевое состояние) на входе 13 DD19.4 появится лог. 1.
Если серия была принята правильно, то в счетчике длинных импульсов
DD12 будет записано число шесть: два – выбор КП, один – выбор операции,
один – выбор объекта, один – выбор группы, один – сверхдлинный. Тогда на
выходе 5 DD12 также имеется лог. 1 и, следовательно, на выходе 11 DD19.4
появится лог. 0, который поступает на инвертор DD16.3.
Лог. 1 с выхода 10 DD16.3 по С-входу переключает триггер ТРИ в единичное состояние, так как на D-входе была лог. 1, однако сигнал лог. 1 с выхода
10 DD16.3 не поступает в цепь управления РИ (контакт А3 разъема), так как на
выходах 12 включенных ТРБ и ТРИ находится уровень лог. 0 и открытые дио33
ды VD43 и VD44 шунтируют эту цепь. На выходе 10 DD15.3 появится лог. 1,
так как на входе 9 DD15.3 находится лог. 0, и транзистор VT4 откроется, но РИ
не включится, поскольку цепь управления РИ зашунтирована. В момент перехода распределителя в первую позицию счетчик длинных импульсов DD12 по
R-входу устанавливается в нулевую позицию, сбрасывая оба триггера КП.
Триггеры ТРБ и ТРИ остаются в состоянии лог. 1, а реле – включенными.
Начинается прием второй серии. Если она идентична первой, то в момент
перехода распределителя в 32-ю позицию на выходе 10 DD16.3 (см. первую серию) появится лог. 1. Поскольку ТРИ был в состоянии лог. 1, на D-входе находится лог. 0, следовательно, произойдет переключение триггера реле исполнения ТРИ в состояние лог. 0. Фронт лог. 1 с выхода 12 ТРИ через конденсатор
С12 поступает на R-входы счетчиков реле времени DD20 и переключает их в
нулевое состояние. На выходе 11 DD16.4 появится лог. 1, которая через резистор R57 удерживает открытыми транзисторы VT2 и VT1, а через диод VD42
переводит триггер ТРБ (рабочая схема) в состояние лог. 0.
Лог. 1 с выхода 12 ТРБ переключает ТРИ по R-входу в нулевое состояние. Диоды VD43 и VD44 запираются. Сигнал лог. 1 с выхода 10 DD16.3 через
резистор R53 поступает в цепь управления РИ (контакт А3, так как транзистор
управления набором VT4 открыт – реле исполнения РИ включается и встает на
«самоблокировку» (контакт С7 разъема). На передней панели модуля загорается светодиод «РИ». Кроме того, открывается транзистор VT5, шунтируя базу
транзистора VT4, – набор других команд становится невозможен до тех пор,
пока включено РИ.
Счетчик реле времени считает импульсы, поступающие на вход 1 DD20.1
от генератора, и при записи в DD20.2 числа 14 (общее число импульсов –
14 × 16) на выходе 11 DD16.4 появится лог. 0. Счетчик самоблокируется. Транзисторы VT2 и VT1 закрываются, снимая питание с МР (рис. 19). Все реле обесточатся. Схема готова к приему новой команды.
Следует иметь в виду, что генератор синхронизируется фронтом и спадом
импульсов серии, поэтому фактическая частота следования импульсов на
С-входе счетчика времени DD20.1 примерно вдвое выше собственной частоты
генератора. При частоте генератора 18 Гц выдержка времени – около 6 с. Это
время может быть уменьшено путем удаления обоих диодов VD46, VD47 или
одного из них.
34
Обратите внимание на то, что при снятии питания с МР, т. е. когда на выходе 11 DD16.4 появился лог. 0, на входе DD26.1 некоторое время (примерно
13 мс) сохраняется сигнал лог. 1 за счет цепочки С13, R92. Этого времени
должно быть достаточно, чтобы успели разомкнуться все герконы. В противном случае будет ложно зафиксировано залипание геркона.
2.1.5. Модуль реле (МР)
Цепи самоблоК реле
кировки реле
исполнения
ОТ и РИ
Шины питания реле
Входы от распределителя на длинных
импульсах выбора операции, объекта и
группы
В модуле расположено шесть герконовых реле (конструкции МЭЗ), каждое из которых имеет три нормально открытых контакта, т. е. замыкающихся.
Один контакт используется для
МР1
самоблокирования, два других –
ОТ
для коммутации внешних цепей.
Каждое реле управляется своим
транзисторным ключом. База
каждого из транзисторов подключается к индивидуальному
МР2
выходу распределителя модуля
ОБ
ТУ-КП (рабочая схема). Эмиттеры транзисторов объединены и
подключаются к общему для
МР3
всех МР выходу «Управление
набором» модуля ТУ-КП. На
ГР
этом выходе сигнал (потенциал
общего провода) появляется
только при наличии в принимаеМР4
мой серии длинного импульса.
Таким образом, во время длинного импульса может включитьРИ
ся только то реле, на базе транзистора которого присутствует
сигнал от распределителя.
Шина управления набором
В МР имеется светодиод
ПМР, расположенный на лицеРис. 19. Схема примерного
подключения МР
вой панели модуля, который за35
горается при приеме командной серии после выбора данного КП и продолжает
гореть до тех пор, пока удерживается набранная комбинация реле.
Диоды, включенные в коллекторы транзисторов, исключают протекание
тока от выхода распределителя через прямосмещенный переход «база – коллектор» и замкнутый контакт самоблокировки или шунтирующий диод в цепи
«Пит. МР» при холостых сериях.
2.2. Порядок выполнения работы
1) Получить индивидуальную рабочую схему (принципиальную схему)
модуля ТУ-КП у преподавателя.
2) Определить основные блоки и составить структурную схему приемного полукомплекта телеуправления, пользуясь описанием работы схемы.
3) Выделить выбранные блоки на рабочей (индивидуальной) схеме.
4) Изучить отдельно каждый блок схемы (показать структуру блока в виде «черного ящика» (см. рис. 12), дать описание структуры блока (см. табл. 2) и
работы рассматриваемых блоков при прохождении холостой и командной
серий, построить временную диаграмму работы блока для заданного режима
при прохождении холостой или командной серии).
5) Загрузить соответствующий файл, с помощью которого моделируется
работа изучаемого блока в среде Electronics Workbench (7-я версия, Multisim) и
сравнить временные диаграммы, построенные самостоятельно, с временными
диаграммами, представленными на логическом анализаторе или осциллографе
данной модели.
6) Сделать выводы по полученным данным.
2.3. Контрольные вопросы
1) Чем различаются распределители приемного и передающего полукомплектов телеуправления?
2) Как происходит самосинхронизация генератора импульсов блока селекции и синхронизации?
3) За счет чего распределитель переходит в 32-ю позицию?
36
4) С помощью какого элемента счетчик длинных импульсов игнорирует
импульс начала передачи в кодовой серии?
5) Для чего предназначен резистор R43 на входе С триггера КП1?
6) Что происходит в приемном полукомплекте телеуправления, если кодовая серия предназначена для другого КП и триггер КП1 переключился в состояние лог. 1?
7) С помощью какого сигнала происходят срабатывание и сброс триггера
блокировки реле, зачем это необходимо?
8) В какой момент времени триггер реле исполнения ТРИ переключается
в состояние лог. 1?
9) Каким образом модули МР встают на «самоблокировку»?
10) Зачем необходима задержка времени при срабатывании полукомплекта ТУ-КП и выполнении приказа?
Библиографический список
1. П о ч а е в е ц В. С. Автоматизированные системы управления устройствами электроснабжения железных дорог / В. С. П о ч а е в е ц. М.: Маршрут,
2003. 318 с.
2. Автоматизация систем электроснабжения / Ю. И. Ж а р к о в, В. Я. О в л а с ю к и др. М.: Транспорт, 1990. 359 с.
3. О в л а с ю к В. Я. Автоматика и телемеханика электроснабжающих устройств / В. Я. О в л а с ю к, В. С. П о ч а е в е ц, Н. Д. С у х о п р у д с к и й. М.: Транспорт, 1989. 239 с.
4. Ш и л о В. Л. Популярные цифровые микросхемы / В. Л. Ш и л о. М.:
Радио и связь, 1989. 352 с.
37
Учебное издание
КАЛИНИНА Наталья Александровна,
УСЕНКО Александр Павлович,
ЧЕРТКОВ Иван Евгеньевич
МИКРОЭЛЕКТРОННАЯ СИСТЕМА ТЕЛЕМЕХАНИКИ МСТ-95
Часть 1
СХЕМЫ ПЕРЕДАЮЩЕГО И ПРИЕМНОГО
ПОЛУКОМПЛЕКТОВ ТЕЛЕУПРАВЛЕНИЯ
___________________
Редактор Т. С. Паршикова
***
Подписано в печать
.05.2007. Формат 60 × 84 1/16.
Плоская печать. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 2,4. Уч.-изд. л. 2,6.
Тираж 120 экз. Заказ
.
**
Редакционно-издательский отдел ОмГУПСа
Типография ОмГУПСа
*
644046, г. Омск, пр. Маркса, 35
38
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
28
Размер файла
799 Кб
Теги
1331
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа