42. Цифровые системы телеизмерений. Структура устройства кп. Цифровые системы телеизмерений

Основным достоинством цифровых или кодоимпульсных систем ТИ является отсутствие принципиальных ограничений для повышения точности телеизмерения благодаря дискретному характеру сигналов. Эти системы легко реализуются на современной технической базе.

Цифровые или кодоимпульсные системы ТИ отличает дискретная структура сигнала у, подаваемого в линию или в канал связи, не имеющая линейной зависимости от измеряемой величины.

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

На рис. 8.1 приведена структурная схема устройства контролируемого пункта, отображающая работу многоканальной цифровой системы ТИ.

Измеряемые величины D1, …, DN через соответствующие датчики Д1, …, ДN с унифицированным выходным сигналом Dx1(t), …, DxN(t) поступает на вход аналоговых коммутирующих ключей Кл1, …,КлN, которые управляются коммутатором каналов Кк. Последний работает в циклическом режиме, переключаясь по окончании передачи очередного телеизмерения.

Коммутатор Кк и ключи Кл образуют измерительные каналы, формируемые по принципу временного разделения, что позволяет одновременно с передачей осуществлять дискретизацию функции Х(t) по времени.

Преобразование дискретных отсчетов в код происходит в следующем блоке цифровой системы ТИ – в аналого-цифровом преобразователе (АЦП), в выходном регистре RG которого формируется цифровой код текущего значения телеизмеряемой величины D. 

Рис. 8.1. Структурная схема устройства контролируемого телемеханического пункта

С выходного регистра RG АЦП код считывается и передаётся в канал связи через устройство повышения достоверности передачи информации (УПД). Считывание цифрового эквивалента с RG и выдача его в канал связи производится в последовательном коде, для реализации которого в структуру системы вводится коммутатор Кэ и схемы совпадения схемы И1, …, Ик. Частота fг переключения Кэ задаётся генератором тактовых импульсов (ГТИ). Через схемы И1, …, Ик код из RG АЦП поступает в УПД, в котором реализуется один из известных алгоритмов кодирования сообщения принятым помехоустойчивым кодом.

Из структурной схемы цифровой системы ТИ видно, что кроме N измерительных каналов  коммутатором Кк организуется ещё один (N+1) канал, предназначенный для формирования и передачи специального сигнала, синхронизирующего работу распределителей ПУ и КП. Для этого используется формирователь синхронизирующего сигнала (ФСС), вырабатывающий специальный сигнал синхронизации. На рис. 8.2 приведена структурная схема, отображающая работу устройства пункта управления многоканальной цифровой системы ТИ

43. Цифровые системы телеизмерений. Структура устройства пункта управления.

Рис. 8.2. Структурная схема устройства телемеханического пункта управления

Устройство ПУ системы ТИ является приёмником сигнала телеизмерений. Его работа начинается с приёма синхронизирующего сигнала (см. раздел 8.3), который различается блоком РСС (различитель синхронизирующего сигнала). Выходной сигнал этого блока устанавливает коммутаторы каналов Кк и элементов кода Кэ приёмника в синхронное состояние соответственно с Кк и Кэ передатчика (устройства КП).

Поступающая вслед за синхронизирующим сигналом кодовая комбинация первого измерительного канала записывается через схемы совпадения И1, …, Ик в оперативное запоминающее устройство ОЗУ. При совпадении двух условий – отсутствии искажений и выбранном оператором канале №1 – на (к+1) такте работы коммутатора элементов кода Кэ информация с ОЗУ поступает в масштабирующее устройство. Это устройство преобразует номер отсчёта АЦП в значение телеизмеряемой величины в технические единицы её измерения, что делает удобным её считывание оператором с блока отображения информации (БОИ).

При наличии искажений в принятом сообщении УПД не выдаёт разрешающего сигнала, поэтому сообщение не поступает в масштабирующее устройство и в дальнейшем не отображается в БОИ.

Если оператор выбрал не первый канал, а, например, третий, то информация третьего канала отобразится на БОИ при поступлении сообщения именно по третьему каналу, а информация по первому каналу не отобразится.

При необходимости вводится устройство синфазирования по посылкам (УСП), подстраивающие фазу ГТИ приёмника под фазу ГТИ передатчика (см. раздел 8.4).

Структура цифровых систем ТИ видоизменяется при использовании различных алгоритмов передачи информации и принципов построения АЦП, коммутаторов, устройств повышения достоверности и других блоков системы, однако рассмотренные основные процессы передачи и приёма сообщений сохраняются.