Автоматизация систем электроснабжения (стр. 2 )

В групповом избирании вся совокупность возможных сообщений делится на группы. Конкретное сообщение кодируется путем формирования номера группы и номера сообщения в группе прямым избиранием.

Кодовое избирание – это сопоставление сообщений комбинациям импульсов в соответствии с некоторыми закономерностями. Для получения возможности обнаружения ошибок в качестве такой закономерности принимают сочетания Cmn . При данном типе кодирования в серии, состоящей из n-импульсов, m отличаются от остальных (например, формируются более длительными).

Каждый из видов кодирования применяется в зависимости от конкретных условий. Прямое избирание – самый простой тип кодирования. Фактически как такового кодирования не происходит. Номеру сообщения напрямую сопоставляется номер импульса. Соответственно количество импульсов равно количеству сообщений. При большом количестве сообщений время передачи пакета информации может оказаться недопустимо большим. При групповом избирании формирование номера группы и номера сообщения обладает теми же преимуществами и недостатками, что и прямое избирание, однако при большом количестве сообщений дает существенное уменьшение количества импульсов. Кодовое избирание позволяет получить наименьшее количество импульсов при одном и том же количестве сообщений. Среди типов двоичных кодов наибольшей емкостью обладает двоичный код на все сочетания, однако он является также непомехозащищенным.

Защита от помех имеет большое значение при выборе способа избирания того или иного вида сообщений. Поэтому чаще всего применяют код на одно сочетание. Данный код позволяет обнаруживать все одиночные ошибки, поскольку количество импульсов каждого вида всегда одинаково. В качестве дополнительных мер обеспечения помехозащищенности серии телемеханики можно применять контрольные импульсы.

Также в состав серии могут быть включены дополнительные служебные импульсы, например, для отделения одной серии от другой, определения корректности работы передающего устройства, указания появления ошибки, указания типа серии и др.

В курсовом проекте требуется определить способы кодирования информации, при которых время передачи серии телесигнализации или команды телеуправления (в зависимости от задания) не превышает максимальное время передачи tMAX.

Максимальное время передачи серии телесигнализации определяется по следующей формуле:

где nДИ – количество длинных импульсов;

nДП – количество длинных пауз;

nКП – количество коротких пауз;

kДИ – кратность длинного импульса;

fГТИ – частота генератора тактовых импульсов.

Время передачи команды телеуправления определяется по следующей формуле:

где nДИ – количество длинных импульсов;

nСИ – количество служебных импульсов;

nКИ – количество коротких импульсов;

kДИ – кратность длинного импульса;

кC – количество серий в команде;

fГТИ – частота генератора тактовых импульсов.

Количество длинных и коротких импульсов определяется принятым способом кодирования каждой ступени избирания. При разработке протокола необходимо стараться подобрать наиболее простые способы избирания, отвечающие требованиям ограничения времени передачи серии (команды).

Количество возможных сочетаний ширины импульсов может быть больше либо равно количеству кодируемых сообщений.

В курсовом проекте необходимо привести несколько вариантов серий, произвести расчет времени их передачи и на основании анализа полученных результатов определить наиболее рациональный способ. Для каждого варианта необходимо построить временную диаграмму серии, составить таблицы сопоставления входных данных (номера КП, объекта и т. д.) сочетаниям соответствующих импульсов серии. В таблице принять следующее обозначение 0 – короткий импульс, 1 – длинный импульс. Пример приведен в таблицах 2.1–2.4.

Исходя из структуры протокола информационного обмена необходимо определить состав структурных элементов устройства.

Например, для трех контролируемых пунктов и 9 объектов на каждом выбрали прямое избирание КП и кодовое избирание объекта кодом C62. Первый импульс в серии отображает тип серии.

Пример такой серии приведен на рисунке 2.1.

Рис. 2.1. Пример разработанной серии телеуправления

По диаграмме серии считаем количество длинных и коротких импульсов для расчета длительности команды. В данной серии имеется 12 импульсов, из них: 3 служебных (фазирующий импульс (ФИ) посчитан за два), 4 длинных и 6 коротких. В таблицах 2.1–2.4 приведен пример сопоставления типов импульсов исходной информации, которая должна быть передана в виде команды (номер контролируемого пункта, операция, номер объекта).

Таблица 2.1

Тип серии

№ имп.	командная серия	холостая серия
1	1	0

Таблица 2.2

Номер контролируемого пункта

№ имп.	1	2	3
2	1	0	0
3	0	1	0
4	0	0	1

Таблица 2.3

Номер операции

№ имп.	Включить	Отключить
5	1	0
6	0	1

Таблица 2.4

Номер объекта

№ имп.	1	2	3	4	5	6	7	8	9
7	1	1	1	1	0	0	0	0	0
8	1	0	0	0	1	1	1	0	0
9	0	1	0	0	1	0	0	1	1
10	0	0	1	0	0	1	0	1	0
11	0	0	0	1	0	0	1	0	1

2.2 Составление структурной схемы устройства телемеханики

Устройства системы телемеханики являются сложными системами. Для синтеза принципиальной схемы целесообразно разделить проектируемое устройство на простые функциональные блоки и определить взаимосвязи между ними. В данном разделе курсового проекта необходимо привести структурную схему проектируемого устройства, формально описать назначение каждого из блоков и взаимосвязи между ними. В описании также следует привести общее описание работы устройства во всех режимах его работы. Структуру разрабатываемого устройства можно составить по аналогии с существующими системами [1, 6]. На основе данного раздела формируется содержание следующих разделов проекта.

2.3 Синтез функциональной схемы блоков устройства телемеханики

Для каждого блока структурной схемы необходимо составить функциональную схему и описать работу данного блока на уровне элементов составленной схемы. Важным дополнением к описанию работы блока является таблица переключений (если схема комбинаторная) или временная диаграмма (если схема переключательная).

В структуре каждого устройства, как правило, присутствует счетчик-распределитель. Этот блок задает последовательность выполнения операций внутри устройства. Необходимость данного блока вызвана еще и тем, что информация между устройствами передается последовательно, а поступает в устройство либо отображается им параллельно во времени.

Счетчик-распределитель, как правило, представляет комбинацию двоичного счетчика и двоичного дешифратора. В системе телемеханики, как правило, число выходных позиций равно числу импульсов в серии (исключение составляют устройства, в которых служебный фазирующий импульс формируется в двух позициях счетчика-распределителя). Исходя из этого можно определить разрядность счетчика:

,

где m – требуемое число позиция распределителя;

n – количество разрядов счетчика.

При выборе оптимального способа кодирования и формирования фазирующего импульса (на одной или двух позициях распределителя) следует обратить внимание, что количество позиций счетчика-распределителя, равное 2n, является наиболее оптимальным, поскольку отпадает необходимость ограничения предела счета счетчика путем его принудительного сброса. Формирование прочих функциональных блоков может быть осуществлено на основе схем существующих систем телемеханики.

Построение временной диаграммы следует выполнять на основе анализа построенной схемы, следуя рекомендациям из

2.4 Выбор элементной базы и создание принципиальной схемы

По итогам работы над предыдущими разделами на основе структурной схемы из функциональных схем блоков необходимо составить принципиальную схему всего устройства и описать порядок его работы. Также к описанию требуется составить временную диаграмму, отображающую изменение сигналов в ключевых элементах схемы при различных режимах работы устройства.

В качестве элементной базы необходимо выбрать серии интегральных схем, на базе которых предполагается функционирование спроектированного устройства. В результате должна быть построена принципиальная схема устройства, расставлены условные буквенно-цифровые обозначения элементов схемы и составлена спецификация задействованных элементов.