А.А. Абросимов
ТЕЛЕМЕХАНИКА
Конспект лекций
Самара
Самарский государственный технический университет
2011
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» |
Кафедра «Автоматика и управление в технических системах»
А.А. АБРОСИМОВ
ТЕЛЕМЕХАНИКА
Конспект лекций
Самара
Самарский государственный технический университет
2011
Печатается по решению редакционно-издательского совета СамГТУ
УДК 621.398
ББК 32.968
А 16
Абросимов А.А.
А 16 Телемеханика: конспект лекций / А.А. Абросимов. – Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2011. – 195 с.: ил.
Рассмотрены вопросы теории и реализации устройств и систем телемеханики.
Целью дисциплины «Телемеханика» является приобретение студентами теоретических знаний и практических умений в комплексе вопросов, связанных с областью применения, особенностями, принципами построения, структурами и реализацией телемеханических систем. Дисциплина обобщает и углубляет знания, полученные ранее при изучении различных дисциплин учебного плана, она требует от студента творческого применения полученных знаний.
Конспект лекций предназначен для студентов дневного и заочного факультетов, обучающихся по специальности 220201 «Управление и информатика в технических системах», может быть полезен студентам других специальностей.
УДК 621.398
ББК 32.968
А 16
Рецензент канд. техн. наук, доцент В.Г. Щетинин
© А.А. Абросимов, 2011
© Самарский государственный технический университет, 2011
Предисловие
Дисциплина «Телемеханика» введена в учебный план специальности 220201 «Управление и информатика в технических системах» как дисциплина специализации. Это соответствует традиционному названию целого класса систем контроля и управления, широко применяемого в различных отраслях промышленности, в том числе в Самарском регионе. Объективно эти системы имеют ряд особенностей, существенно отличающий их от автоматизированных систем управления.
В настоящее время по дисциплине отсутствуют учебники и учебные пособия.
В первой главе даётся определение телемеханики как отрасли науки и техники, приводятся особенности, отличающие телемеханику от смежных направлений техники и обычных систем автоматического управления, формулируются основные проблемы телемеханики. Краткая история развития телемеханики дополняется сведениями о широком применении телемеханических систем в Самарской области.
Во второй главе вводятся основные понятия о системах телемеханики. Даётся характеристика различным типам объектов, наличие которых требует применения телемеханики, выполняющей различные телемеханические функции, рассмотрены основные структуры систем телемеханики.
В третьей главе рассмотрены вопросы организации многоканальной телемеханической связи, позволяющие использовать одну линию связи для контроля и управления множеством объектов.
В четвёртой главе приводится характеристика телемеханических кодов, применяемых в цифровых системах телемеханики. Большое внимание уделено корректирующим кодам, начиная с принципов их построения. Рассмотрены структуры, порядок построения наиболее широко применяемых корректирующих кодов.
В пятой главе дана характеристика модуляции телемеханических сигналов, используемых для повышения помехоустойчивости передаваемых сообщений. Рассмотрены методы непрерывной модуляции и методы дискретной модуляции, приведены способы оценки спектров импульсных сигналов, применяемых в телемеханике.
В шестой главе рассмотрены вопросы организации телемеханических линий и каналов связи. Основное внимание уделено проводным линиям связи, имеющим широкое распространение: дано определение первичным и вторичным параметрам, режиму и условиям согласованной передачи электромагнитной энергии по проводной линии, особенностям использования линий электропередач в телемеханике. Рассмотрены вопросы организации телемеханических каналов с применением радиосвязи, получающей всё большее распространение.
Вопросы помехоустойчивости систем телемеханики рассмотрены в седьмой главе. При передаче на большие расстояния телемеханические сигналы подвергаются воздействию помех и искажаются. Поэтому повышение помехоустойчивости, оцениваемое теорией В.А. Котельникова и реализуемое для телемеханики иными методами, является чрезвычайно актуальным.
Принципы построения телемеханических систем, рассмотренные в восьмой главе, приведены на примере системы телеизмерений с временным разделением сигналов. Телемеханическая функция телеизмерений, во-первых, является наиболее распространённой в системах телемеханики, во-вторых, она является наиболее сложной в реализации. Приведено описание типовой структуры комплекса устройств цифровой системы телеизмерений, рассмотрены вопросы синхронизации и синфазирования работы распределителей.
В заключительной девятой главе рассмотрены вопросы реализации систем телемеханики, построения основных функциональных блоков и узлов.