Temir yo’l transportida telemexanik boshqaruv va nazorat tizimlari fanidan

7, 8 – Практическое занятие
Тема занятии
Изучить схем способы разделения сигналов
Передаваемые по каналу связи элементарные сигналы должны быть четко отделены один от другого, и иметь вполне определенный порядок передачи. На основании этого порядка и разделения элементарных сигналов производится дешифрация сообщений (команд), которые были переданы. Очевидно, что и сами многотактные сигналы необходимо отделять один от другого. В противном случае может произойти их смешивание, если одна и та же цепь связи используется для передачи сигналов от различных, территориально разобщенных источников сигналов. Примером может служить рисунок 4, в соответствии с которым из-за наличия группового (общего) канала ТС, одновременная передача сигналов ТС от различных ЛПДЦ приведет к смешиванию сигналов.

Известны различные способы разделения сигналов, но в устройствах железнодорожного транспорта применяются пространственное и временное разделения.

При пространственном разделении для передачи каждого элементарного сигнала (или всего многотактного сигнала) выделяется один канал связи. Тогда для передачи многотактного сигнала необходимо столько каналов связи, сколько тактов (элементарных импульсов) содержит этот сигнал. Пример пространственного разделения показан на ри.12,а.

В схеме рис.12,а для передачи значений каждого такта используется своя линия связи. В принципе, в каждой линии связи должно быть использовано два провода – прямой (Л) и обратный (ОЛ). С целью экономии расхода общего числа проводов рис.12,а предусматривает использование индивидуальных прямых проводов (Л1, Л2, Л3) и общего обратного провода (ОЛ).

В рассматриваемой схеме передача символа «1» происходит при направлении тока в проводах Л1, Л2, Л3 от РП к ИП (положительная полярность), а символа «0» – при направлении тока от ИП к РП (обратная полярность), т.е. используется полярный импульсный признак.

Рис.12. Пространственное (схемное) разделение элементов многотактного сигнала

Если, например, требуется передать сигнал 101, то для этого необходимо рукоятки К1 иК3 перевести в левое положение, рукоятку К2 – в правое, а затем нажать кнопку передачи ПК. Тогда:

а) через реле Р1 будет протекать ток прямой полярности по цепи:

плюсовой полюс батареи П → левый контакт К1 → провод Л1 → обмотка Р1 → обмотка ОЛ → кнопка ПК → общий полюс батареи О. Реле Р1 сработает и замкнет свой правый контакт;

б) через реле Р2 будет протекать ток обратной полярности по цепи:

полюс О батареи → кнопка ПК → обмотка ОЛ → обмотка Р2 → провод Л2 → правый контакт К2 → минусовой полюс батареи М. Реле Р2 сработает и замкнет свой левый контакт;

в) через реле Р3 будет протекать ток прямой полярности по цепи:

полюс П → левый контакт К3 → провод Л3 → обмотка Р3 → обмотка ОЛ → кнопка ПК → общий полюс батареи О. Реле Р3 сработает и замкнет свой правый контакт. Таким образом в результате нажатия кнопки ПК многотактный сигнал 101 будет зафиксирован на ИП замыканием правого (1) контакта реле Р1, левого (0) контакта реле Р2 и правого (1) контакта реле Р3.

Каналы связи рис.12,а разделены физическим пространством и каждой передаче любого многотактного сигнала однозначно соответствует вполне определенной направление токов в проводах Л1, Л2, Л3 или, как иногда говорят «свое состояние схемы линейной цепи». Поэтому, способ рис.12,а иногда называется схемным разделением сигналов.

Недостаток схемного разделения сигналов состоит в громоздкости линейной цепи (на рис.12,а – 4 провода). Сокращения количества проводов можно получить разделением сигналов в пространстве частоты. Пример такого разделения показан на рис.13, из которого видно, что линия связи содержит только два провода – Л1 и Л2.

При частотном способе разделения элементарных сигналов каждому элементарному сигналу отводится отдельный частотный канал, так что порядковый номер элемента сигнала всегда соответствует номеру канала. Каналы разделяются электрическими фильтрами Ф1, Ф2, Ф3 на РП и , , на ИП (см.рис1). для генерации частотного импульсного признака на ИП установлены генераторы синусоидальных колебаний Г1÷Г6, каждый из которых может вырабатывать только одну частоту. Значения частот f₁, f₂, … f₆ указаны на рис.13.

Рассмотрим работу схемы рис.13 на том же примере, что был приведен для рис.12,а, т.е. передаче сигнала 101. при положении рукояток К1, К2 и К3, указанных в примере рис.12,а (К1 – влево, К2 – вправо, К3 – влево) к линии связи через соответствующие электрические фильтры одновременно подключаются генераторы Г1, Г4 и Г5. поэтому в линии связи одновременно подаются три напряжения переменного тока с частотами колебаний соответственно f₁, f₄ и f₅.

Напряжение переменного тока частотой f₁ появляется на верхнем по схеме выходе электрического фильтра , затем выпрямляется выпрямителем В1 и обеспечивает протекание постоянного тока по верхней обмотке реле Р1 в направлении слева на право. Это реле сработает и замкнет свой правый контакт.

Напряжение переменного тока частотой f₄ появится на нижнем по схеме выходе электрического фильтра , выпрямится выпрямителем В4 и обеспечит протекание постоянного тока по нижней обмотке реле Р2 в направлении справа на лево. Это реле сработает и замкнет свой левый контакт.

Рис.13. Пространственное (частотное) разделение элементов многотактного сигнала

Напряжение переменного тока частотой f₅ появится на верхнем выходе электрического фильтра , выпрямится выпрямителем В5 и обеспечит срабатывание реле Р3 по верхней обмотке. Реле Р3 замкнет свой правый контакт.

Таким образом, в результате передачи и приема одного и того же сигнала 101 состояние реле Р1, Р2, Р3 в схемах рис.12,а и рис.13 будут одинаковыми.

При разделении для передачи всех элементарных сигналов (или всех многотактных сигналов) выделяется один канал связи, в котором элементарные сигналы (или многотактные сигналы) передаются по очереди, т.е. они разделены временем. При этом способе разделения, например, элементов многотактного сигнала, каждый отрезок времени можно рассматривать как временной элементарный канал. Необходимым условием применения временного способа разделения является синхронное и синфазное подключение к линии связи в пункте передачи (РП) и приема (ИП) устройств, передающих и принимающих элементарные сигналы. Устройства, осуществляющие подключение к линии связи получили название распределителей.

На рис.14 в упрощенном виде показана схема, поясняющая способ временного разделения элементов многотактного сигнала. На схеме распределитель распорядительного пункта обозначен как РРП, а исполнительного пункта – РИП.

Рис.14. Временное разделение элементов многотактного сигнала

В качестве распределителей РРП и РИП используются специальные многопозиционные электромеханические реле, которые называются шаговыми искателями. Подвижные контакты этого реле называются щетками (Щ), а неподвижные – ламелями (1,23). При каждом срабатывании электромагнита шагового искателя его щетки перемещаются с очередной ламели на соседнюю (с нулевой на первую или с первой на вторую, или со второй на третью и т.д.). При последующем выключении электромагнита движения щеток искателя не происходит.

Рассмотрим работу схемы рис.14 на примере, приведенном при описании схемы рис.12,а, т.е. при передаче многотактного сигнала 101. Для этого, также как и примере рис.12,а, рукоятки К1 и К3 переводятся в левое положение, а рукоятка К2 – в правое. После этого на электромагниты РРП и РИП одновременно подается первый импульс, в результате чего их щетки Щ переключаются с ламелей 0 на ламели 1. Тогда провод Л на РП подключается к рукоятке К1, а на ИП – к обмотке реле Р1. Поэтому через обмотку реле Р1 начинает протекать ток прямой полярности и реле замыкает свой правый контакт. Цепь протекания тока через обмотку реле Р1 описана в примере рис.12,а но для схемы рис.14 в описании цепи вместо фразы «провод Л1» следует читать «провод Л».

После подачи на электромагниты РРП и РИП второго импульса щетки искателей переключаются с ламелей 1 на ламели 2. в результате этого от провода л отключаются рукоятка К1 и реле Р1 и подключаются рукоятка К2 и реле Р2. Через обмотку реле Р2 начинает протекать ток обратной полярности и оно замыкает свой левый контакт. Цепь протекания тока через обмотку реле Р2 описана в примере рис.12,а, но для схемы рис.14 в описании цепи вместо фразы «провод Л2» следует читать «провод Л».

После подачи на электромагниты РРП и РИП третьего импульса щетки искателей переместятся с ламелей 2 на ламели 3. Произойдет отключение от провода Л рукоятки К2 и реле Р2 и последующее подключение к проводу Л рукоятки К3 и реле Р3. Цепь включения обмотки реле Р3 аналогична цепи включения обмотки реле Р3 рис.12,а, но в описании цепи для рис.14 вместо фразы «провод Л3» следует читать «провод Л».

Из сравнения работы схем рис.12,а и 14 видно, что РРП и РИП (рис.14) позволяют поочередно использовать провод Л сначала в качестве провода Л1 (рис.12,а), затем Л2 (рис.12,а), затем Л3 (рис.12,а). таким образом РРП и РИП осуществляют разделение по времени (временное разделение) элементов многотактного сигнала.

Сравнивая пространственный и временной способы разделения элементарных сигналов, нетрудно сделать следующие выводы:

– время передачи всего многотактного сигнала в системах с пространственным разделением элементарных сигналов определяется длительностью только одного элементарного импульса (быстродействующий способ), а время передачи такого же сигнала в системах с временным разделением – суммарным временем передачи всех элементарных сигналов (медленнодействующий способ);

– системы с пространственным разделением элементарных сигналов предполагают использование более сложных и громоздких линейных цепей.

Рис.15. Разделение сигналов ДЦ «Луч»

Выше были изложены пространственный и временной способы применительно к разделению элементарных сигналов, из которых состоит многотактный сигнал. Однако эти способы могут быть использованы и для разделения многотактных сигналов. Разделение сигналов диспетчерской централизации систем «Луч» показано на рис.15, на котором сигналы ТС показаны в виде прямоугольников.

Каждый прямоугольник обозначен двумя числами (например, 4-1). Первое число показывает номер канала связи, а второе – номер многотактного сигнала в канале. Высота прямоугольников соответствует ширине частотной полосы канала, а основание – временем передачи многотактного сигнала. Система «Луч» использует как пространственный способ разделения многотактных сигналов, для чего предусмотрены защитные полосы частот, так и временной, для чего предусмотрены защитные интервалы времени. Разделение элементарных сигналов, передаваемых за время , осуществляется временным способом.