Назначение, принципы построения систем телемеханики. Объясните принцип действия систем передачи информации

Развитие производства и его автоматизации выявили необходимость передачи на расстояние сигналов, связанных с функциями контроля и управления, и термин «телемеханика» был присвоен технике передачи именно этих сигналов. Так как практически передача таких сигналов на расстояние производится только средствами электротехники, то конкретно телемеханика - это область электротехники, охватывающая методы и технические средства для передачи на расстояние сигналов контроля и управления. Телемеханика неразрывно связана с автоматикой и является ее продолжением на более высокой ступени развития.

С развитием радиорелейных линий связи исключительно важное значение приобретают системы радиотелеуправления и радиотелеконтроля. Такие системы обеспечивают возможность передачи на очень большие расстояния и за очень малые отрезки времени большого количества команд и информации. Наибольшее развитие и широкое применение получили радиотелеуправление и радиотелеконтроль в космической технике. Спутники-автоматы, выполняют ряд измерений физических параметров по командам с земли с полным контролем получаемых результатов. На обитаемых космических станциях и на кораблях наряду с ручным местным управлением существует телеуправление и телеконтроль с Земли, обеспечивающие тем самым безопасность космонавтов.

Применение для автоматизации и централизации контроля и управления методов и средств телемеханики, а также малогабаритной аппаратуры в значительной мере повышает надежность работы оборудования. Весьма эффективно применение телемеханики в коммунальном хозяйстве. Водопровод, канализация, газификация, теплоснабжение, городской транспорт, наружное освещение - все эти объекты городов, оборудованные телемеханическими устройствами, дают большую экономию и повышают оперативность в работе.

Основные понятия и определения телемеханики установились процессе развития отрасли и четко отражают принципиальные конструктивные решения. К основным понятиям телемеханики относятся: телемеханическая система, телеуправление, телеконтроль, канал связи.

Телемеханической системой называется система, обеспечивающая управление на расстоянии и контроль состояния подвижны и неподвижных объектов. Телемеханическая система состоит и двух основных частей: системы телеуправления и системы телеконтроля.

Канал связи образуется устройством, передающим информацию (энергию), устройством, воспринимающим эту информацию, и физической средой, через которую происходит передача данного вида энергии (информации). Передача информации означает, что изменение напряжения (тока) на выходе канала воспроизводит в том или ином масштабе изменение напряжения (тока).

Рис. 8 - Примеры передачи различных сигналов по каналам связи с некоторыми допустимыми искажениями на входе канала

распределитель автоматика телемеханика реле

В зависимости от вида энергии, передаваемо на расстояние, и диапазона частот используемых колебаний различают электрические, оптические и акустические каналы связи. По своей конструкции каналы связи подразделяются на проводной и радиоканал.

Проводной канал связи образуется двумя проводами или системой провод - земля. Во втором случае земля выполняет роль второго провода. В простейшем виде при передаче по проводам импульсов постоянного тока передающее устройство может состоять из источника тока и реле. Реле в зависимости от наличия или отсутствия напряжения на его обмотке будет включать или отключать источник тока от канала связи. При этом приемное устройство может состоять из приемного реле и источника тока. При срабатывании реле на выходе приемного устройства образуется импульс напряжения, при отключении реле импульс исчезает. По проводному каналу передаются также сигналы переменного напряжения, при этом передающее устройство содержит элементы, обеспечивающие формирование и передачу таких сигналов (генератор, усилитель и другие элементы). Ток, протекающий в проводном канале связи, может непосредственно изменяться в соответствии с передаваемой информацией.

Радиоканал связи образуется путем использования радиопередающего устройства, работающего на определенной несущей частоте, и радиоприемного устройства, настроенного на ту же несущую частоту. В радиоканале связи для передачи информации используется модуляция одного из параметров несущей частоты - амплитуды, частоты, фазы - или не скольких параметров одно временно, если это требуете? для закона передачи информации.

Модуляция - это преобразование электрических сигналов, несущих определенную информацию в изменение параметров колебательного процесса высокой частоты. Модуляция колебаний осуществляется в передающем устройстве. В результате модуляции образуются колебания различных высоких частот, занимающих сравнительно узкую (относительно несущей частоты) полосу частот.

В приемном устройстве высокочастотные колебания демодулируются, в результате чего на его выходе образуется сигнал, вое производящий передаваемую информацию и отличающийся обычно от модулируемого сигнала лишь масштабом и наличием некоторых искажений.

Пропускная способность канала связи определяется объеме! информации, передаваемой в единицу времени, и зависит от полосы пропускаемых им частот и соотношения мощностей сигнал и помехи на входе приемного устройства. Отношение мощности сигнала и помех на входе приемного устройства характеризует возможную степень искажения отдельных сигналов помехами i следовательно, возможность безошибочного разделения различны сигналов. С увеличением отношения мощностей сигнала и помехи на входе приемного устройства степень искажения сигналов помехами уменьшается, что позволяет увеличить объем передаваемо информации в единицу времени по данному каналу связи.

Таким образом, увеличение пропускной способности канал связи может быть достигнуто лишь путем увеличения полосы пропускаемых им частот и выходной мощности передающего устройства.