Практическое занятие №1
«Построение временной диаграммы работы приёмного устройства телесигнализации»
Цель занятия: приобрести практические навыки в построении временных диаграмм, научиться анализировать взаимодействие отдельных блоков и элементов схемы при приёме серии телесигнализации;
способствовать развитию логического мышления;
воспитывать дисциплину.
Исходные данные: необходимая информация указана повариантно в таблице 1.1.
Таблица 1.1
| № варианта | Порядковые номера длинных импульсов | Порядковые номера длинных пауз |
| 3,5,7 | 1,2 | |
| 2,4,6 | 3,4 | |
| 5,7,9 | 5,6 | |
| 8,10,12 | 9,11 | |
| 11,13,15 | 12,14 | |
| 6,8,10 | 7,9 | |
| 17,19,21 | 18,20 | |
| 10,12,14 | 11,13 | |
| 23,25,27 | 24,26 | |
| 14,16,18 | 15,17 | |
| 29,31,33 | 30,32 | |
| 18,20,22 | 19,21 | |
| 35,37,39 | 36,38 | |
| 22,24,26 | 23,25 | |
| 41,43,45 | 42,44 | |
| 26,28,30 | 27,29 | |
| 47,49,51 | 48,50 | |
| 30,32,34 | 31,33 | |
| 53,55,57 | 54,56 | |
| 34,36,38 | 35,37 | |
| 57,59,61 | 58,60 | |
| 38,40,42 | 39,41 | |
| 3,7,9 | 4,8 | |
| 44,46,48 | 45,47 | |
| 13,15,17 | 14,16 | |
| 48,50,52 | 49,51 | |
| 19,21,23 | 20,22 | |
| 52,54,56 | 53,55 | |
| 23,25,27 | 24,26 | |
| 56,58,60 | 57,59 | |
| 15,17,19 | 16,18 |
Краткие теоретические сведения:
Временные диаграммы строятся для выявления взаимодействия между отдельными блоками и элементами схемы, они должны полностью отражать динамику работы схемы при заданных режимах.
В данном случае необходимо построить временную диаграмму работы схемы при приёме длинных и коротких импульсов и пауз серии телесигнализации. Временная диаграмма работы приёмного устройства телесигнализации будет иметь вид:
| Серия ТС из линии связи | |
| ЛТ И-НЕ-2К 12(Г5) | |
| ЛЗП ТЗк 18 (Г5) | |
| ЛТ И-НЕ-2К 12(Г6) | |
| ЛЗИ ТЗк 18 (Г6) | |
| СЧР, позиции | |
| ДВ, позиции | |
| Выходные цепи МА | |
| Выходные цепи МАI | |
На временной диаграмме необходимо отразить взаимодействие отдельных элементов линейного блока, линий задержки импульсов и пауз, построить позиции при переключении счётчика распределителя, датчика времени; результатом построения должны стать выходные цепи распределителя, позволяющие производить запись информации о включенных объектах (длинных импульсов и пауз).
Построение временной диаграммы следует начинать с построения части серии телесигнализации, поступающей на линейный блок из линии связи. Часть серии телесигнализации должна начинаться с импульса и паузы, предшествующих заданному импульсу.
Затем, в зависимости от длины поступающих импульсов и пауз, показать работу линейного блока, линий задержки импульсов и пауз, позиции счётчика распределителя и датчика времени, матриц МА и МАI.
За сигнал, соответствующий логическому «0», на диаграмме принимается потенциал заземлённого полюса источника питания, т.е. нулевой потенциал. Линия нулевого потенциала в строке диаграммы обозначается как ось абцисс графика.
За сигнал, соответствующий логической единице, принимается потенциал, близкий к потенциалу другого полюса источника питания. Линия отрицательного потенциала в строке диаграммы находится ниже оси абцисс на 10 миллиметров.
Ширина короткого импульса или паузы должна быть 1 миллиметр, ширина длинного импульса или паузы – 10 миллиметров.
Длина позиции распределителя должна соответствовать длине импульса и паузы, а разница в высотах соседних позиций распределителя – 1 миллиметр.
Позиции датчика времени следует строить только для длинных импульсов и пауз, в которых датчик времени успевает отсчитать до 4 позиций и сброситься при поступлении нового элемента серии телесигнализации. Длина позиции датчика времени пропорциональна длине импульса, а разница в высотах соседних позиций составляет 1 миллиметр.
Порядок выполнения занятия:
1. Согласно исходным данным построить отрезок серии телесигнализации.
2. Дать описание взаимодействия элементов схемы при приёме длинных импульсов (чётный порядковый номер варианта) и пауз (нечётный порядковый номер варианта).
3. Согласно построенной серии построить временную диаграмму взаимодействия нижеперечисленных блоков и элементов схемы: линейного блока - элементы И-НЕ-2К 12(Г5), И-НЕ-2К 12 (Г6); линий задержки импульсов и пауз (ЛЗИ,ЛЗП) - ТЗк 18 (Г5), ТЗк 18 (Г6); позиции счётчика распределителя (СЧР), датчика времени (ДВ);выходные цепи матриц МА, МА’ .
4. Сделать выводы по выполненному занятию.
Практическое занятие №2
«Построение временной диаграммы работы передающего устройства телеуправления»
Цель занятия: приобрести практические навыки в построении временных диаграмм, научиться анализировать взаимодействие отдельных блоков и элементов схемы при формировании серий телеуправления;
способствовать развитию логического мышления;
воспитывать дисциплину.
Исходные данные: необходимая информация указана повариантно в таблице 1.1.
Таблица 1.1
| № варианта | Номер контролируемого пункта | Тип операции | Номер объекта | Номер группы |
| Включить | ||||
| Отключить | ||||
| Включить | ||||
| Отключить | ||||
| Включить | ||||
| Отключить | ||||
| Включить | ||||
| Отключить | ||||
| Включить | ||||
| Отключить | ||||
| Включить | ||||
| Отключить | ||||
| Включить | ||||
| Отключить | ||||
| Включить | ||||
| Отключить | ||||
| Включить | ||||
| Отключить | ||||
| Включить | ||||
| Отключить | ||||
| Включить | ||||
| Отключить | ||||
| Включить | ||||
| Отключить | ||||
| Включить | ||||
| Отключить | ||||
| Включить | ||||
| Отключить | ||||
| Включить | ||||
| Отключить |
Краткие теоретические сведения:
Необходимо построить временную диаграмму работы схемы на подготовительной серии и двух командных сериях телеуправления.
На временной диаграмме необходимо отразить взаимодействие отдельных элементов логического блока, блока управления передачей, блока кодирования; позиции переключения счётчика распределителя, датчика времени. Результатом построения должны стать серии телеуправления: подготовительная и две командных, формирующиеся в выходном инверторе логического блока.
Построение временной диаграммы следует начинать с построения серии импульсов, образующихся генератором тактовых импульсов (от триггера делителя).
За сигнал, соответствующий логическому «0», на диаграмме принимается потенциал заземлённого полюса источника питания, т.е. нулевой потенциал. Линия нулевого потенциала в строке диаграммы обозначается как ось абцисс графика.
За сигнал, соответствующий логической единице, принимается потенциал, близкий к потенциалу другого полюса источника питания. Линия отрицательного потенциала в строке диаграммы находится ниже оси абцисс на 10 миллиметров.
Ширина короткого импульса или паузы должна быть 2 миллиметра, ширина длинного импульса – 10 миллиметров.
Длина позиции распределителя должна соответствовать длине импульса и паузы, а разница в высотах соседних позиций распределителя – 1 миллиметр.
Порядок выполнения занятия:
1 Согласно исходным данным построить серию телеуправления.
2 Дать описание работы и взаимодействия элементов схемы на подготовительной серии, при формировании двух командных серий телеуправления.
3 Согласно описанию построить временную диаграмму работы элементов логического блока:ТД 7(Г4), ЛБ 1(Г3); позиции счётчика распределителя СчР; блока управления передачей: триггера НП 7 (Г5), триггера ТОП 7 (Г2), триггера ТПП 7(Г8), усилителя УСБ И-НЕ-2К 10 (Г6); триггера кодирования ТК12 (Г3); триггера группы через инверторИ-НЕ-2К 10(Г5) и серии телеуправления в линию связи ЛБ И-НЕ-2К 1 (Г5); + «И».
Временная диаграмма работы приёмного устройства телеуправления должна строиться по следующим осям:
| ТД 7(Г4) | |
| ЛБ 1(Г3) | |
| Позиции СчР | |
| И-НЕ-2К 10(Г5) (Триггер Гр) | |
| Триггер НП 7 (Г5) | |
| Триггер ТОП 7 (Г2) | |
| Триггер ТПП 7(Г8) | |
| Триггер ТК 12 (Г3) | |
| УСБ И-НЕ-2К 10 (Г6) | |
| ЛБ И-НЕ-2К 1 (Г5); + «И» | |
| Наименование серий и частей серий |
4 Сделать выводы по выполненному занятию.
Практическое занятие №3
Построение временной диаграммы приёма холостой серии устройством ТУ КП».
Цель занятия: приобрести практические навыки в построении временных диаграмм, научиться анализировать взаимодействие отдельных блоков и элементов схемы при приёме холостой серии;
способствовать развитию логического мышления;
воспитывать дисциплину.
Краткие теоретические сведения:
На временной диаграмме необходимо отразить взаимодействие линейного триггера, триггера задержки, модуля реле времени, принимающего сверхдлинный импульс и формирующих схем, осуществляющих защиту от рассинхронизации и от искажения импульсов. Построение временной диаграммы следует начинать с построения холостой серии телеуправления.
За сигнал, соответствующий логическому «0», на диаграмме принимается потенциал заземлённого полюса источника питания, т.е. нулевой потенциал. Линия нулевого потенциала в строке диаграммы обозначается как ось абцисс графика.
За сигнал, соответствующий логической единице, принимается потенциал, близкий к потенциалу другого полюса источника питания. Линия отрицательного потенциала в строке диаграммы находится ниже оси абцисс на 10 миллиметров.
Ширина короткого импульса или паузы должна быть 2 миллиметра, ширина длинного импульса – 10 миллиметров.
Длина позиции распределителя должна соответствовать длине импульса и паузы, а разница в высотах соседних позиций распределителя – 1 миллиметр.
Порядок выполнения занятия:
1. Построить холостую серию телеуправления – переключение линейного триггера и счётчика распределителя при приёме холостой серии.
2. Дать описание работы и взаимодействия линейного триггера, триггера задержки, модуля реле времени, принимающего сверхдлинный импульс, и формирующих схем, осуществляющих защиту от рассинхронизации и от искажения импульсов.
3. Согласно описанию построить временную диаграмму работы приёмного устройства телеуправления на холостой серии.
Временная диаграмма работы приёмного устройства телеуправления должна строиться по следующим осям:
| ЛТ 1(Г5) | |
| ЛТ 1(Г6) | |
| И-НЕ-1к (Г5), (РВк)14 | |
| Позиции СчР | |
| ТЗД (Г5) | |
| ТЗД (Г7) | |
| ТПП (Г8) | |
| Ф 11 (1) | |
| Ф 11 (16) | |
| Ф 16 (2) | |
| Ф 16 (15) | |
| РВк 14 (Г4) |
4. Сделать выводы по выполненному занятию.
Практическое занятие №4
«Расчёт дальности передачи по каналам связи телемеханики»
Цель занятия: приобрести практические навыки в расчёте дальности передачи по каналам связи с учётом характеристик проводной линии связи, схем организации каналов связи телемеханики, параметров затуханий и помех в линии связи;
способствовать развитию логического мышления;
воспитывать дисциплину.
Исходные данные: необходимая информация указана повариантно в таблице 4.1.
Таблица 4.1
| № варианта | Тип проводной линии связи | Несущая частота канала связи | Вид модуляции | Тип изоляции | Расстояние между проводами, см | Диаметр проводов, мм |
| Воздушная | f1 | Амплитудная | ||||
| Кабельная | f2 | Частотная | МК-4х4х1,2 | |||
| Воздушная | f3 | Амплитудная | ||||
| Кабельная | f4 | Частотная | МК – 7х4х1,2 | |||
| Воздушная | f5 | Амплитудная | ||||
| Кабельная | f6 | Частотная | МКС-4х4х0,9 | |||
| Воздушная | f7 | Амплитудная | ||||
| Кабельная | f8 | Частотная | МКС -4х4х1,2 | |||
| Воздушная | f9 | Амплитудная | ||||
| Кабельная | f10 | Частотная | МКС-7х4х1,2 | |||
| Воздушная | f11 | Амплитудная | ||||
| Кабельная | f12 | Частотная | МК-4х4х1,2 | |||
| Воздушная | f13 | Амплитудная | ||||
| Кабельная | f14 | Частотная | МК – 7х4х1,2 | |||
| Воздушная | f15 | Амплитудная | ||||
| Кабельная | f16 | Частотная | МКС-4х4х0,9 | |||
| Воздушная | f17 | Амплитудная | ||||
| Кабельная | f18 | Частотная | МКС -4х4х1,2 | |||
| Воздушная | f19 | Амплитудная | ||||
| Кабельная | f20 | Частотная | МКС-7х4х1,2 | |||
| Воздушная | f1 | Амплитудная | ||||
| Кабельная | f2 | Частотная | МК-4х4х1,2 | |||
| Воздушная | f3 | Амплитудная | ||||
| Кабельная | f4 | Частотная | МК – 7х4х1,2 | |||
| Воздушная | f5 | Амплитудная | ||||
| Кабельная | f6 | Частотная | МКС-4х4х0,9 | |||
| Воздушная | f7 | Амплитудная | ||||
| Кабельная | f8 | Частотная | МКС -4х4х1,2 | |||
| Воздушная | f9 | Амплитудная | ||||
| Кабельная | f10 | Частотная | МКС-7х4х1,2 |
Порядок выполнения занятия:
1. Определить предельно-допустимое затухание сигнала в линии связи по формуле:
аmax = Рп -(Рпом + Рсп) – аап ,
где Рп - уровень передачи, Нп;
при воздушных линиях связи - Рп 
0,6 Нп;
при кабельных линиях связи - Рп 1,1 Нп;
Рпом - уровень помехи, дБ; Рпом = - 49 дБ;
Рсп - уровень превышения сигнала на стороне приёма над возможным уровнем помех;
Рсп = 2,8 Нп при амплитудно-модулированных сигналах;
Рсп = 1,8 Нп при частотно-модулированных сигналах;
аап – затухание, вносимое аппаратурой связи;
аап = 3,5 – 5 дБ;
Единицы измерения непер (Нп) и децибел (дБ) связаны соотношениями:
1Нп = 8,68 дБ 1дБ = 0,115 Нп
2. Определить возможную дальность передачи:
lmax= 
,
где 
- коэффициент затухания в Нп/км, зависящий от типа линии и несущей частоты канала связи (табл 4.2, 4.3). Для частот, не содержащихся в приведённых таблицах, коэффициенты определяют по методу линейной интерполяции. Для воздушных линий связи коэффициенты даны для сырой погоды, когда затухание наибольшее.
Таблица 4.2 Коэффициент затухания для симметричных междугородних кабелей с кордельно-бумажной (МК) и кордельно-стирофлексной (МКС) изоляцией, мНп/км
| Частота, кГц | Тип изолдяции | ||
| МК-4х4х1,2 МК – 7х4х1,2 | МКС-4х4х0,9 | МКС -4х4х1,2 МКС-7х4х1,2 | |
| 0,3 | 25,7 | 34,2 | 26,7 |
| 0,5 | 32,6 | 43,7 | 33,4 |
| 1,0 | 44,0 | 59,0 | 45,7 |
| 1,5 | 50,6 | 70,1 | 53,6 |
| 2,0 | 56,0 | 80,8 | 59,3 |
| 2,5 | 61,5 | 88,0 | 63,9 |
| 3,0 | 64,0 | 96,0 | 67,6 |
| 3,5 | 67,7 | 100,0 | 70,7 |
| 4,0 | 69,4 | 104,0 | 74,4 |
| 4,5 | 71,7 | 108,0 | 75,5 |
| 5,0 | 74,0 | 112,0 | 77,5 |
Таблица 4.3 Коэффициент затухания для воздушных линий связи со стальными проводами в сырую погоду, мНп/км
| Частота, кГц | Расстояние между проводами | |||
| 20 см | 60 см | |||
| Диаметр проводов | ||||
| 4 мм | 5 мм | 4 мм | 5 мм | |
| 0,3 | 9,3 | 8,3 | 8,4 | 7,2 |
| 0,5 | 12,5 | 11,0 | 11,4 | 9,8 |
| 0,8 | 16,8 | 14,8 | 14,8 | 13,0 |
| 1,2 | 21,6 | 19,8 | 19,3 | 16,8 |
| 2,0 | 30,5 | 26,6 | 25,9 | 23,2 |
| 3,0 | 39,0 | 34,6 | 34,1 | 30,0 |
| 5,0 | 53,8 | 47,8 | 47,6 | 40,9 |
3. Сделать выводы по работе.
Практическое занятие №5
«Составление схемы организации каналов связи телемеханики»
Цель занятия: приобрести практические навыки в составлении схем подключения аппаратуры каналов связи телемеханики для заданного вида связи;
способствовать развитию логического мышления;
воспитывать дисциплину.
Исходные данные: необходимая информация указана повариантно в таблице 5.1.
Таблица 5.1
| № варианта | Вид связи | Кол-во ж.д. станций | Кол-во постов секционирования | Кол-во тяговых подстанций |
| Симплексная | ||||
| Дуплексная | ||||
| Симплексная | ||||
| Дуплексная | ||||
| Симплексная | ||||
| Дуплексная | ||||
| Симплексная | ||||
| Дуплексная | ||||
| Симплексная | ||||
| Дуплексная | ||||
| Симплексная | ||||
| Дуплексная | ||||
| Симплексная | ||||
| Дуплексная | ||||
| Симплексная | ||||
| Дуплексная | ||||
| Симплексная | ||||
| Дуплексная | ||||
| Симплексная | ||||
| Дуплексная | ||||
| Симплексная | ||||
| Дуплексная | ||||
| Симплексная | ||||
| Дуплексная | ||||
| Симплексная | ||||
| Дуплексная | ||||
| Симплексная | ||||
| Дуплексная | ||||
| Симплексная | ||||
| Дуплексная |
Краткие теоретические сведения:
Для подключения аппаратуры телемеханики может быть использованы две схемы, отличающиеся количеством используемых проводов для взаимосвязи между диспетчерским полукомплектом и контролируемыми пунктами. Если по одной паре проводов осуществляется односторонняя связь, то такая связь называется симплексной, если двусторонняя, то она называется дуплексной.
Для работы устройств телемеханики при симплексной связи необходимо иметь две пары проводов: в одной из них образуются все каналы, работающие в одну сторону (телеуправление по линии ТУ), а в другой – в противоположную (телесигнализация и телеизмерение по линии ТС).
При симплексной связи для ТС и ТУ можно использовать одну и ту же частоту. Рекомендуется для телеуправления разъединителями применять частоту f3 , для ТУ подстанциями – f4 , разъединители постов секционирования можно отнести на управление по подсистеме «Лисна-В» или оставить на «Лисна-Ч» - на усмотрение. Для телесигнализации оборудования станций, подстанций и постов секционирования выбрать частоты f5 - f13.
При дуплексной связи используются частотные каналы телеуправления и телесигнализации между каналами ТУ и ТС оставляют разграничивающую полосу, чтобы уменьшить влияние высоких уровней передатчиков на низкие уровни приходящих сигналов. Примерное распределение частот при дуплексной связи следующее: f1 отводится для телеуправления разъединителями контактной сети в системах телемеханики с временным разделением каналов связи («Лисна-В»); f2 - для ТУ подстанций (постов секционирования) в системах с частотным разделением («Лисна-Ч»); f3 и f4 – разграничивающая полоса; f5 - резервный канал ТС (или телеизмерения по вызову); f6 - для ТС разъединителей контактной сети; f 7 - f1n - для ТС тяговых подстанций и постов секционирования в системах с частотным разделением каналов связи.
При этом необходимо помнить, что в системе «Лисна-В» для передачи информации по телесигнализации должна использоваться одна частота, в виду того, что эта подсистема с временным разделением каналов связи, что означает подключение контролируемых пунктов к линии связи поочерёдно или в выбранном режиме. При выборе частот для передачи информации по телесигнализации в системе «Лисна -Ч» необходимо выбрать для каждого контролируемого пункта индивидуальную частоту, так как в этом случае информация передаётся одновременно со всех контролируемых пунктов в виду того, что эта система рассчитана на частотное разделение каналов связи телемеханики.
Порядок выполнения занятия:
1. Дать описание вида связи с указанием используемых частот в соответствии с заданным вариантом.
2. Построить схему включения аппаратуры в линию связи.
3. Дать описание преимуществ, недостатков и особенностей (если таковые имеются) заданного вида связи.
4. Сделать выводы по работе.
