Разработка телемеханического пункта управления системы телеизмерения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовой проект

Разработка телемеханического пункта управления системы телеизмерения

Киев 2013

Оглавление

• 1. Обоснование и выбор системы телеизмерения
• 2. Описание структурной схемы устройства
• 3. Информационный расчет цифровой системы телеизмерения
• 4. Разработка отдельных блоков модели устройства в среде Concept
• 4.1 Коммутатор элементов кода (KOMME)
• 4.2 Коммутатор каналов (KOMK)
• 4.3 Устройство задания каналов (UZK)
• 4.4 Регистр памяти (OZU)
• 4.5 Устройство повышения достоверности (UPD)
• 4.6 Различитель маркера (RM)
• 4.7 Схема счета и блок отображения информации (BOI)
• 4.8 Генератор тактовых импульсов (IMPULSE)
• 5. Описание работы разработанной схемы в среде Concept
• Список используемой литературы и программного обеспечения
• Приложение

1. Обоснование и выбор системы телеизмерения

телемеханический пункт система телеизмерение

Из четырёх основных телемеханических функций (телеуправление, телесигнализация, телерегулирование и телеизмерение) телеизмерение (ТИ) является наиболее сложным, что обусловлено требованием передачи информации с большой точностью. Разнообразие телеизмерений велико. Однако в последние годы наблюдается тенденция в сторону преимущественного применения кодоимпульсных ТИ, что выявляется при анализе современных систем телемеханики. Вследствие этого уменьшается использование систем ТИ, основанных на других принципах так перестали применять системы интенсивности. В то же время появились новые адаптивные телеизмерения.

Телеизмерение -- получение информации о значениях измеряемых параметров контролируемых или управляемых объектов методами и средствами телемеханики.

Телеизмерение по вызову - телеизмерение по команде, посылаемой с пункта управления на контролируемый пункт и вызывающей подключение на контролируемом пункте передающих устройств, а на пункте управления -- соответствующих приемных устройств.

Телеизмерение по вызову позволяет использовать одну линию связи для поочередного наблюдения за многими объектами телеизмерения. Диспетчер с помощью отдельной системы телеуправления может подключать к каналу телеизмерения желаемый объект телеизмерения. На пункте управления показания можно наблюдать на общем выходном приборе. Если показания имеют различные шкалы, то измеряемые величины подключаются к разным приборам. При телеизмерении по вызову можно применять автоматический опрос объектов телеизмерения циклически по заданной программе.

Телеизмерение по выбору -- телеизмерение путем подключения к устройствам пункта управления соответствующих приемных приборов при постоянно подключенных передающих устройствах на контролируемых пунктах.

Телеизмерение текущих значений (ТИТ) -- получение информации о значении измеряемого параметра в момент опроса устройством телемеханики.

Телеизмерение интегральных значений (ТИИ) -- получение информации об интегральных значениях измеряемых величин, проинтегрированных по заданному параметру, например, времени, в месте передачи.

Телеизмерения имеют особенности, отличающие их от обычных электрических измерений, которые не могут быть применены для измерения на расстоянии вследствие возникновения погрешностей из-за изменения сопротивления линии связи при измерении параметров окружающей среды -- температуры и влажности. Даже если бы указанные погрешности находились в допустимых пределах, передача большого числа показаний потребовала бы большого числа проводов. Кроме того, в некоторых случаях (передача измерения с подвижных объектов -- самолетов, ракет и.др.) обычные методы измерения принципиально не могут быть использованы. Методы телеизмерения позволяют уменьшить погрешность при передаче измеряемых величин на большие расстояния, а также многократно использовать линию связи.

Сущность телеизмерения заключается в том, что измеряемая величина, предварительно преобразованная в ток или напряжение вторичного прибора датчика, дополнительно преобразуется в сигнал, который затем передается по линии связи. Таким образом, передается не сама измеряемая величина, а эквивалентный ей сигнал, параметры которого выбирают так, чтобы искажения при передаче были минимальными. Совокупность технических средств, необходимых для осуществления телеизмерений называют телеизмерительной системой (СТИ).

Обобщённая структура ТИ приведена на рис.1.1 На рисунке видно, что система ТИ представляет собой комплекс технических средств, в который входит датчик , передатчик , канал связи , приёмник и выходной прибор .

Рис. 1.1 Обобщённая структурная системы ТИ

Выходным сигналом датчика чаще всего являются угол поворота , постоянный ток 0 - 5 мА или напряжение 0 - 10 В. Передатчик осуществляет преобразование параметра в сигнал, , который модулирует носитель того или иного вида в канале связи. Искажённый случайным воздействием помех и климатических условий сигнал поступает в приёмник, где подвергается преобразованию к виду , удобному для отображения в выходном приборе.

Главное требование, предъявляемое к СТИ, заключается в том, что она должна обеспечить заданную точность телеизмерения. Поэтому основной характеристикой СТИ является точность.

В цифровых системах используются дискретные, квантованные по уровню сигналы, как правило, кодовые комбинации, представляющие собой определенное значение измеряемой величины. Такими системами являются кодоимпульсные системы телеизмерения. Системы с цифровым отсчетом измеряемой величины получают все большее распространение из-за точности показаний и удобства считывания.

Для реализации в проекте выберем кодоимпульсный тип системы телеизмерений. Потому, что такие системы обеспечивают высокую точность измерений удобство считывания.

2. Описание структурной схемы устройства

Цифровые и кодоимпульсные системы ТИ отличает дискретная структура сигнала , подаваемого в линию связи, не подчиняющаяся линейной зависимости от измеряемой величины (см. рис.1.1).

Сигнал , отображающий значение измеряемой величины в цифровых системах ТИ представляет собой кодовую комбинацию одного из используемых кодов.

Для преобразования измеряемой величины в код непрерывная функция времени , а точнее , подвергается дискретизации по времени и по уровню. Каждому дискретному уровню присваивается свой порядковый номер, который представляется в том или ином коде. Через равные промежутки времени текущее значение параметра отожествляется с ближайшим уровнем квантования , кодируется и передаётся в приёмник. В приёмнике производится дешифрация принятого кода, т.е. определение посланного номера уровня, по которому в выходном приборе воспроизводится в той или иной форме телеизмеряемая величина.

Так как по заданию требуется разработать ПУ, поэтому рассмотрим структурную схему пункта управления цифровой системы телеизмерения.

Рис. 2.1 Структурная схема устройства пункта управления цифровой системы телеизмерения

На данной схеме отображены следующие элементы:

- генератор элементов кода, вырабатывает импульсы для работы;

- коммутатор элементов кода. На входе тактовые импульсы, выходной сигнал - сигнал логической единицы, последовательно появляющийся на выходах от 1 до ;

- коммутатор каналов. Тоже что и с учётом замены величины на ;

- элементы «И»;

- различитель маркера (синхросигнала);

Входной сигнал - сигнал синхронизации, закодирован выбранным признаком. На выходе сигнал логической единицы. Структура РМ выбирается по условию, что он выделяет из всех сигналов, приходящих из линии связи, синхронизирующий сигнал.

- параллельный регистр, служит для хранения кодовой комбинации;

- схема счёта, она преобразует «К-код» с выхода АЦП в «К1-код», отображающей измеряемую величину в технических единицах её измерения;

- блок отображения информации, служит для отображения измеряемой величины;

В своей структуре содержит встроенное ОЗУ и индикаторы с соответствующими дешифраторами. Возможно использование кодопреобразователя двоичного кода в двоично-десятичный, если такое преобразование не совмещено со схемой счёта.

- устройство задания каналов, служит для выработки сигнала, появляющегося при совпадении номера канала заданным оператором и номера канала, по которому фактически принимается информация;

Имеет две входные величины:

1) номер канала, вводимый оператором;

2) сигнал с выхода коммутатора каналов.

- устройство повышения достоверности K-кода, помехозащищённого кода, которым закодировано сообщение с КП. На входе двоичный код в последовательной форме, а на выходе код, способный обнаруживать или исправлять ошибки в последовательной форме.

Принцип работы данной схемы:

Работа начинается с приёма синхронизирующего сигнала, поступающего по каналу коммутатора каналов. Этот сигнал поступает на вход различителя маркера, который вырабатывает выходной сигнал «сброс». Этим сигналом в исходное состояние устанавливается , . С приходом следующего тактового импульса коммутатор элементов устанавливается в позицию 1, при этом устанавливается в позицию 1 сигналом «сброс». Приходящий символ из линии связи через схему записывается в ячейку 1 , так как выходной сигнал коммутатора элементов присутствует только на выходе 1. Аналогично за «к» тактов в запишутся все информационные символы «к» - разрядного кода. Параллельно с записью в принимаемая кодовая операция поступает в и если ошибки не обнаружены, то на выходе появляется сигнал, поступающий на вход схемы . Если обнаруживает искажение, то этого сигнала нет. Сигнал с выхода коммутатора поступает в и если оператором выбран канал номер 1, то на выходе появляется логическая 1, поступающая на второй вход схемы . На третий вход схемы поступает синхронизирующий сигнал с позиции «к+1» коммутатора элементов. Поэтому на выходе появляется сигнал, запускающий схему счёта. В результате полученный - код записывается во внутрь блока отображения информации. Само отображение появляется при поступлении разрешающего сигнала по «» - каналу.

3. Информационный расчет цифровой системы телеизмерения

Определим отдельные составляющие погрешности телеизмерения по заданной величине :

- инструментальная погрешность, которой обладает датчик телеизмеряемой величины;

- погрешность квантования по времени вместе с устройством восстановления непрерывных сообщений по дискретным отчетам;

- погрешность квантования по уровню;

- погрешность шумов в линии связи.

Рассчитаем коэффициент аппроксимации при параболической интерполяции:

Для оценки эффективности использования каналов связи вычисляется так называемый коэффициент избыточности отчетов:

Шаг дискретизации в соответствии с теоремой В.А. Котельникова определяется граничной частотой спектра сообщения

Шаг дискретизации по времени принято называть циклом опроса и обозначать .

Из полученных расчетов видно, что не превышает требуемое быстродействие системы, т.е.

Зададим коэффициент, учитывающий защитный интервал между каналами .

Рассчитаем время, которое отводится на опрос одного датчика при равномерной дискретизации:

Определим защитный интервал:

Рассчитаем частоту коммутации каналов (скорость выдачи кодовых слов):

Определим максимально возможный шаг квантования по уровню:

Рассчитаем требуемое минимальное число уровней квантования:

Тогда необходимая разрядность первичного - кода определится из соотношения:

Мощность первичного кода будет:

Предположим, что и теперь уточним шаг квантования по уровню:

Определим масштабные коэффициенты :

С учётом округления масштаба уточняем значения и в рассматриваемом примере:

При этом коэффициент использования мощности первичного кода будет:

Получившееся значение является наилучшим решением с точки зрения допустимой информационной избыточности.

Рассчитаем значение измеряемой величины на последнем - ом уровне квантования и определим соответствующую этому значению кодовую комбинацию первичного - кода:

Убедимся в правильности расчета масштабного коэффициента:

где - шаг квантования по уровню измеряемой величины А.

Следовательно, расчёт масштабного коэффициента и всех параметров устройств первичного преобразования телеметрической информации выполнен правильно.

По данной требуемой точности телеизмерения определим абсолютную погрешность :

Дисперсия этой погрешности:

Рассчитаем величину дисперсии ошибки от помех в канале связи . Зададимся и корректирующей способностью -кода и в соответствии с таблицей 1. Минимальное кодовое расстояние и корректирующая способность кода изменяются в соответствии с увеличением номера итерации по закону, иллюстрируемому табл. 1.

Таблица 1

итерации	1	2	3	4	5	6	7	8	9
	1	2	3	3	4	4	5	5	5
	0	1	2	1	3	2	4	3	2
	0	0	0	1	0	1	0	1	2

Номер итерации, в котором указаны число обнаруживаемых и исправляемых ошибок, используется для выбора типа корректирующего кода. Примем вначале , и , найдем величину дисперсии ошибки от помех в канале связи по формуле:

Где - вероятность искажения в канале связи одного двоичного символа;

- шаг квантования по уровню;

- разрядность первичного кода;

С помощью пакета MathCAD найдем дисперсию ошибки:

Сравним полученное значение

с : .

Таким образом, безызбыточный код не может быть использован для передачи телеметрической информации с ошибкой . Возьмем , повторим расчет и получим:

Полученное выражение получилось меньше допустимого:

.

Таким образом, для дальнейшего проектирования принимаем код, у которого , а значит код, который обнаруживает одну ошибку и не исправляет ни одной. Выбираем в качестве корректирующего кода - код с проверкой на нечетность.

Уточним значения отдельных составляющих погрешности телеизмерения по результатам расчёта параметров системы:

где , , , - принятые при расчете и выборе параметров значения соответствующих величин.

Вычислим значение и сравниваем его с допустимым значением :

Следовательно, рассчитанные параметры цифровой системы телеизмерения обеспечат требуемую точность телеизмерения.

4. Разработка отдельных блоков модели устройства в среде Concept

4.1 Коммутатор элементов кода (KOMME)

Коммутатор элементов кода представляет собой блок, осуществляющий последовательный сдвиг логической единицы от одного выхода к другому. При этом на остальных выходах устанавливаются логические нули. Тактовые импульсы поступают на вход коммутатора от генератора тактовых импульсов. Сдвиг производится на каждом такте. Кроме тактового входа блок содержит вход сброса и вход, разрешающий работу блока.

Число выходов коммутатора элементов кода определяется разрядностью кода, приходящего из линии связи плюс один выход на устройство повышения достоверности. Значит, в данном блоке будет 10 выходов.

В данном блоке зададим следующие входы, выходы и внутренние переменные:

di1 - вход для тактовых импульсов;

r - вход сброса;

RAZ - вход, разрешающий работу блока;

d1, d2, …, d10 - выходы;

a - внутренняя переменная, обеспечивающая изменение состояния выходов по переднему фронту тактового импульса.

Рис. 4.1.1 Блок коммутатора элементов кода

Программа для данного блока:

IF di1=FALSE THEN a:=0; END_IF;

IF di1=TRUE AND a=0 AND d1=FALSE AND d2=FALSE AND d3=FALSE AND d4=FALSE AND d5=FALSE AND d6=FALSE AND d7=FALSE AND d8=FALSE AND d9=FALSE AND d10=FALSE AND rabbloka=1

THEN d1:=TRUE; d2:=FALSE; d3:=FALSE; d4:=FALSE; d5:=FALSE; d6:=FALSE; d7:=FALSE; d8:=FALSE; d9:=FALSE; d10:=FALSE;

a:=1;

END_IF;

IF di1=TRUE AND a=0 AND d1=TRUE AND d2=FALSE AND d3=FALSE AND d4=FALSE AND d5=FALSE AND d6=FALSE AND d7=FALSE AND d8=FALSE AND d9=FALSE AND d10=FALSE AND rabbloka=1

THEN d1:=FALSE; d2:=TRUE; d3:=FALSE; d4:=FALSE; d5:=FALSE; d6:=FALSE; d7:=FALSE; d8:=FALSE; d9:=FALSE; d10:=FALSE;

a:=1;

END_IF;

IF di1=TRUE AND a=0 AND d1=FALSE AND d2=TRUE AND d3=FALSE AND d4=FALSE AND d5=FALSE AND d6=FALSE AND d7=FALSE AND d8=FALSE AND d9=FALSE AND d10=FALSE AND rabbloka=1

THEN d1:=FALSE; d2:=FALSE; d3:=TRUE; d4:=FALSE; d5:=FALSE; d6:=FALSE; d7:=FALSE; d8:=FALSE; d9:=FALSE; d10:=FALSE;

a:=1;

END_IF;

IF di1=TRUE AND a=0 AND d1=FALSE AND d2=FALSE AND d3=TRUE AND d4=FALSE AND d5=FALSE AND d6=FALSE AND d7=FALSE AND d8=FALSE AND d9=FALSE AND d10=FALSE AND rabbloka=1

THEN d1:=FALSE; d2:=FALSE; d3:=FALSE; d4:=TRUE; d5:=FALSE; d6:=FALSE; d7:=FALSE; d8:=FALSE; d9:=FALSE; d10:=FALSE;

a:=1;

END_IF;

IF di1=TRUE AND a=0 AND d1=FALSE AND d2=FALSE AND d3=FALSE AND d4=TRUE AND d5=FALSE AND d6=FALSE AND d7=FALSE AND d8=FALSE AND d9=FALSE AND d10=FALSE AND rabbloka=1

THEN d1:=FALSE; d2:=FALSE; d3:=FALSE; d4:=FALSE; d5:=TRUE; d6:=FALSE; d7:=FALSE; d8:=FALSE; d9:=FALSE; d10:=FALSE;

a:=1;

END_IF;

IF di1=TRUE AND a=0 AND d1=FALSE AND d2=FALSE AND d3=FALSE AND d4=FALSE AND d5=TRUE AND d6=FALSE AND d7=FALSE AND d8=FALSE AND d9=FALSE AND d10=FALSE AND rabbloka=1

THEN d1:=FALSE; d2:=FALSE; d3:=FALSE; d4:=FALSE; d5:=FALSE; d6:=TRUE; d7:=FALSE; d8:=FALSE; d9:=FALSE; d10:=FALSE;

a:=1;

END_IF;

IF di1=TRUE AND a=0 AND d1=FALSE AND d2=FALSE AND d3=FALSE AND d4=FALSE AND d5=FALSE AND d6=TRUE AND d7=FALSE AND d8=FALSE AND d9=FALSE AND d10=FALSE AND rabbloka=1

THEN d1:=FALSE; d2:=FALSE; d3:=FALSE; d4:=FALSE; d5:=FALSE; d6:=FALSE; d7:=TRUE; d8:=FALSE; d9:=FALSE; d10:=FALSE;

a:=1;

END_IF;

IF di1=TRUE AND a=0 AND d1=FALSE AND d2=FALSE AND d3=FALSE AND d4=FALSE AND d5=FALSE AND d6=FALSE AND d7=TRUE AND d8=FALSE AND d9=FALSE AND d10=FALSE AND rabbloka=1

THEN d1:=FALSE; d2:=FALSE; d3:=FALSE; d4:=FALSE; d5:=FALSE; d6:=FALSE; d7:=FALSE; d8:=TRUE; d9:=FALSE; d10:=FALSE;

a:=1;

END_IF;

4.2 Коммутатор каналов (KOMK)

Коммутатор каналов работает, так же как и коммутатор элементов кода. На один из его входов подается сигнал с первого выхода коммутатора элементов кода, но второй подаются тактовые импульсы. Количество выходов для данного блока это количество каналов плюс один выход для синхронизирующего сигнала. В рассматриваемом случае блок коммутатора каналов имеет 6 выходов.

В данном блоке зададим следующие входы, выходы и внутренние переменные:

di1 - вход для сигналов с коммутатора элементов кода;

sbros - вход сброса;

d1, d2, …, d6 - выходы;

a - внутренняя переменная, обеспечивающая изменение состояния выходов по переднему фронту тактового импульса.

Рис. 4.2.1 Блок коммутатора каналов

Программа для данного блока:

IF di1=FALSE THEN a:=0; END_IF;

IF di1=TRUE AND a=0 AND d1=FALSE AND d2=FALSE AND d3=FALSE AND d4=FALSE AND d5=FALSE AND d6=FALSE

THEN d1:=TRUE; d2:=FALSE; d3:=FALSE; d4:=FALSE; d5:=FALSE; d6:=FALSE;

a:=1;

END_IF;

IF di1=TRUE AND a=0 AND d1=TRUE AND d2=FALSE AND d3=FALSE AND d4=FALSE AND d5=FALSE AND d6=FALSE

THEN d1:=FALSE; d2:=TRUE; d3:=FALSE; d4:=FALSE; d5:=FALSE; d6:=FALSE;

a:=1;

END_IF;

IF di1=TRUE AND a=0 AND d1=FALSE AND d2=TRUE AND d3=FALSE AND d4=FALSE AND d5=FALSE AND d6=FALSE

THEN d1:=FALSE; d2:=FALSE; d3:=TRUE; d4:=FALSE; d5:=FALSE; d6:=FALSE;

a:=1;

END_IF;

IF di1=TRUE AND a=0 AND d1=FALSE AND d2=FALSE AND d3=TRUE AND d4=FALSE AND d5=FALSE AND d6=FALSE

THEN d1:=FALSE; d2:=FALSE; d3:=FALSE; d4:=TRUE; d5:=FALSE; d6:=FALSE;

a:=1;

END_IF;

IF di1=TRUE AND a=0 AND d1=FALSE AND d2=FALSE AND d3=FALSE AND d4=TRUE AND d5=FALSE AND d6=FALSE

THEN d1:=FALSE; d2:=FALSE; d3:=FALSE; d4:=FALSE; d5:=TRUE; d6:=FALSE;

a:=1;

END_IF;

IF di1=TRUE AND a=0 AND d1=FALSE AND d2=FALSE AND d3=FALSE AND d4=FALSE AND d5=TRUE AND d6=FALSE

THEN d1:=FALSE; d2:=FALSE; d3:=FALSE; d4:=FALSE; d5:=FALSE; d6:=TRUE;

a:=1;

END_IF;

IF sbros THEN d1:=FALSE; d2:=FALSE; d3:=FALSE; d4:=FALSE; d5:=FALSE; d6:=FALSE;

END_IF;

4.3 Устройство задания каналов (UZK)

С помощью данного блока УЗК оператор выбирает отображаемый канал. При совпадении заданного оператором номера канала и номера канала, по которому принимается информация, на выходе блока УЗК появляется сигнал.

В данном блоке зададим следующие входы, выходы:

k1, k2, …, k5 - входы для сигнала с выхода коммутатора каналов;

s1, s2, …, s5 - входы для выбора номера канала оператором;

d1 - выход.

Рис. 4.3.1 Блок устройства задания каналов

Программа для данного блока:

IF s1 THEN d1:=k1;

ELSIF s2 THEN d1:=k2;

ELSIF s3 THEN d1:=k3;

ELSIF s4 THEN d1:=k4;

ELSIF s5 THEN d1:=k5;

END_IF;

4.4 Регистр памяти (OZU)

ОЗУ в устройстве ПУ служит для хранения кодовой комбинации, поступающей с выходов коммутатора элементов кода. Другими словами, ОЗУ преобразует последовательный код в параллельный.

Блок ОЗУ имеет входы, на которые последовательно поступают элементы кода 9, а также вход сброса. Число выходов равно числу входных разрядов последовательного кода их так же 9.

В данном блоке зададим следующие входы, выходы:

kod1, kod2, …, kod9 - входы для элементов кода;

sbros - вход сброса;

out1, out2, …, out9 - выходы.

Рис. 4.4.1 Блок регистра памяти

Программа для данного блока:

IF sbros THEN out1:=FALSE; out2:=FALSE; out3:=FALSE; out4:=FALSE; out5:=FALSE; out6:=FALSE; out7:=FALSE; out8:=FALSE; out9:=FALSE;

END_IF;

IF kod1=TRUE THEN out1:=TRUE; END_IF;

IF kod2=TRUE THEN out2:=TRUE; END_IF;

IF kod3=TRUE THEN out3:=TRUE; END_IF;

IF kod4=TRUE THEN out4:=TRUE; END_IF;

IF kod5=TRUE THEN out5:=TRUE; END_IF;

IF kod6=TRUE THEN out6:=TRUE; END_IF;

IF kod7=TRUE THEN out7:=TRUE; END_IF;

IF kod8=TRUE THEN out8:=TRUE; END_IF;

IF kod9=TRUE THEN out9:=TRUE; END_IF;

4.5 Устройство повышения достоверности (UPD)

Устройство повышения достоверности, расположенное на ПУ, предназначено для обратного преобразования помехозащищенного кода в двоичный. Схема данного устройства определяется типом выбранного помехозащищенного кода и методом его формирования.

В качестве корректирующего кода примем код с проверкой на нечетность. Тогда декодер этого кода можно построить так, чтобы на него поступала входная комбинация из линии связи, и изменял состояние своего выхода при приходе каждой логической единицы. На момент прихода всех разрядов из линии связи на выходе УПД будет логическая единица при нечетном числе единиц в кодовой комбинации и ноль - при четном.

В данном блоке зададим следующие входы, выходы и внутренние переменные:

out - выход;

kod1,…,kod9,kod10K,kod10LS - входы чтения кодовой комбинации

Рис. 4.5.1 Блок устройства повышенной достоверности

Программа для данного блока:

XOR_BOOL - блок сложения по модулю 2

Девять старших разрядов считываются с выхода OZU,а младший(контрольный) разряд считывается в момент его прихода из линии связи

4.6 Различитель маркера (RM)

Различитель маркера представляет собой устройство, выделяющее из входного сигнала специальный синхронизирующий сигнал. При проектировании используем 10 разрядный код с проверкой на четность. Исходя из этого, в качестве синхронизирующего сигнала примем последовательность из 10 единиц.

В данном блоке зададим следующие входы, выходы:

kod - вход для сигнала из линии связи;

sbros - вход сброса;

takt - тактовый вход;

out - выход для синхронизирующего сигнала.

Рис. 4.6.1 Блок различителя маркера

Данный блок реализуем с помощью схемы «FBD»:

Рис. 4.6.2 Внутренняя структура блока различителя маркера

Схема «И», на которую подается сигнал с генератора тактовых импульсов и сигнал из линии связи выделяет из входного сигнала единицы и потактно подает их на вход счетчика. При подаче на вход счетчика 10 единиц подряд на его выходе появляется синхронизирующий сигнал. Если во входной комбинации появляется ноль или приходит команда сброса, счетчик обнуляется, и счет единиц производится заново.

4.7 Схема счета и блок отображения информации (BOI)

Схема счета предназначена для отображения измеряемой величины в технических единицах ее измерения (в данном случае кВт). При разрешающем счет сигнале блок схемы счета производит пересчет двоичного числа, образованного состояниями его входов, в десятичное число с учетом масштабного коэффициента и выводит полученное десятичное число на индикатор.

В данном блоке зададим следующие входы, выходы и внутренние переменные:

out - выход;

kod1,…, kod9 - входы;

indikcat - вход разрешающий индикацию.

Рис. 4.7.1 Блок отображения информации

Программа для данного блока:

IF count=TRUE AND indikato=TRUE AND a=0 AND u=TRUE THEN

out:=(BOOL_TO_REAL(kod1)*256.0+BOOL_TO_REAL(kod2)*128.0+

BOOL_TO_REAL(kod3)*64.0+BOOL_TO_REAL(kod4)*32.0+

BOOL_TO_REAL(kod5)*16.0+BOOL_TO_REAL(kod6)*8.0+

BOOL_TO_REAL(kod7)*4.0+BOOL_TO_REAL(kod8)*2.0+

BOOL_TO_REAL(kod9)*1.0)*0.3623;

a:=1;

END_IF;

IF count=FALSE OR indikato=FALSE OR u=FALSE THEN a:=0; END_IF;

4.8 Генератор тактовых импульсов (IMPULSE)

Генератор тактовых импульсов служит для выработки синхронизирующих импульсов с определенной частотой.

В данном блоке зададим следующие входы, выходы:

R - вход сброса или запуска генератора;

S - вход остановки генератора;

C - выход.

Рис. 4.8.1 Генератор тактовых импульсов

Программа для данного блока:

VAR

TIMER : TON;

END_VAR

TIMER(IN := NOT p, PT := t#1s);

IF sd THEN

p := TIMER.Q;

IF R THEN

C:=FALSE;

p:=FALSE;

sd:=FALSE;

ELSIF p THEN

p_1:=NOT C;

C:=p_1;

END_IF;

ELSE

sd:=S;

p:=TRUE;

END_IF;

5. Описание работы разработанной схемы в среде Concept

Работа устройства начинается с включения ГТИ (IMPULSE) и прихода синхронизирующего сигнала из комбинации двенадцать единиц. Затем этот сигнал поступает на вход различителя маркера (RM), с помощью которого формируется общий сигнал сброса. Данный сигнал сбрасывает коммутатор элементов кода (KOMME), коммутатор каналов (KOMK), УПД (UPD), ОЗУ (OZU) в начальное состояние. Этот же сигнал подает на вход коммутатора элементов кода в качестве разрешающего сигнала.

На следующем такте сигнал сброса обнуляется, KOMME вырабатывает сигнал на первом выходе, который также поступает на вход KOMK, который вырабатывает сигнал на своем первом выходе. Сигнал KOMME через элемент И попадает на соответствующий вход регистра памяти. На второй вход элемента И приходит сигнал из линии связи. Таким образом, если на входе из линии связи пришла единица, то она попадает в соответствующий вход OZU. OZU передает сигнал на схему счета (BOI). Параллельно с этим устройство повышения достоверности (UPD) меняет состояние своего выхода, если из линии связи пришла единица, и не меняет, если пришел ноль. После прихода следующего тактового импульса коммутатор элементов кода вырабатывает сигнал на следующем выходе. Аналогичные действия происходят на OZU. Таким образом, за 10 тактов происходит запись информационной части полученного кода в OZU.

На 10 такте работы KOMME схема счета разрешает счет, если канал, выбранный оператором на УЗК (UZK) совпадает с текущим номером канала на выходах KOMK, и если на выходе UPD находится еденица (т.е. если выполняется условие нечетности входного сигнала). В этом случае комбинации из OZU запоминается в схеме счета. Если канал заданный оператором не совпадает с текущим и (или) не выполняется условие нечетности входной комбинации, разрешающий сигнал на схему счета не подается. Сразу после поступления 10 такта работы во время отсутствия сигнала с ГТИ происходит сброс ГТИ и ОЗУ.

На следующем шаге коммутатор элементов кода вновь устанавливает единицу на первом выходе, при этом коммутатор каналов устанавливает единицу уже на втором выходе. Таким образом, аналогично описанному выше алгоритму обрабатываются все 5 каналов.

После того, как схема обработает все каналы, коммутатор каналов вырабатывает единицу на своем дополнительном 6 выходе. Этот сигнал проходит на разрешающий индикацию вход схемы счета, и переданное число отображается на индикаторах.

Список используемой литературы и программного обеспечения

1. Абросимов А.А., «Конспект лекций по дисциплине Телемеханика», СамГТУ, 2006;

2. Абросимов А.А., «Методическое пособие по курсовому проекту», 2006;

3. Windows Vista;

4. Microsoft Office Word 2007.

Размещено на Allbest.ru

...