теоретические основы автоматики и телемеханики

Однако на входе 8 DD9.3 сохраняется 0, и поэтому дальше сигнал не распространяется.На 79-й позиции клапана поступает сигнал 1 с выхода 4 инвертора DD8.2 на вход 2 инвертора DD9.1, при этом на вход 6 инвертора DD9.2 поступает сигнал 0, а на вход 1 поступает сигнал 8 преобразователя ДД9.3. Импульс, поступивший на вход 9 преобразователя DD9.3, поступает теперь на выход 11 преобразователя DD9.4, и счетчик DD3 на входе R сбрасывается. На входах 1 инвертора DD4.1 и 5 инвертора DD4.2 появляется сигнал 0 и защелка прекращает коммутацию и поддерживает сигнал 0 на выходе 11 DD4.4. На обоих входах также сохраняется сигнал 0 инвертора DD5.4 транзистор VT23 открыт и с его коллектора сигнал 0 поступает на контакт С12 разъема и далее на модулятор передатчика AMPer.Поскольку триггер не переключается, на входе С счетчика DD6 постоянно присутствует сигнал 1, и вентиль останавливается в 99-м положении. Сигнал 1 поступает с выхода 10 инвертора DD4.3 на вход 6 инвертора DD5.2, а импульсы с входа 1 DD2.1 триггерного делителя через инверторы DD5.2 и DD5.3 подаются на вход 14. подаваемого счетчика DD3, который переключается. При поступлении третьего импульса на выход 7 счетчика DD3 появляется сигнал 1 и дальнейший счет блокируется на входе 13. На входы 1 инвертора DD4.1 и 5 инвертора DD4.2 подается сигнал 1 и замок снова начинает переключаться. В результате на выходе 10 инвертора DD5.3 появляется сигнал 0, т.е. третий импульс с выхода 10 инвертора DD5.3 будет очень коротким. Чтобы продлить его использовать цепочку R и C, задерживающую переключение триггера после появления сигнала 1 на выходе 7 счетчика DD3. Реальная длительность третьего импульса на выходе 10 инвертора DD5.3 составляет около 60 мкс. Таким образом, время удержания защелки равно пяти тактовым элементам.В результате переключения триггера-защелки с его выхода 11 инвертора DD4.4 на вход 12 инвертора DD5.4 сигнал 1 поступает на вход 13 инвертора DD5.4 по-прежнему держит сигнал 0, транзистор VT23 остается открытым и сигнал 0 с его коллектора поступает на контакт С12 разъема и далее на модулятор передатчика AMPer, ​​рабочая частота которого не меняется. В момент переключения триггера-защелки на вход С триггера DD2.2 поступает импульс, а поскольку на входе D в это время присутствует сигнал 0, триггер DD2.2 is -Flop не запитан и поэтому импульс сброса счетчика DD3 не формируется.При поступлении сотого импульса триггер-защелка снова переключается. На входе 12 инвертора DD5.4 присутствует 0, а сигнал 1 с выхода 10 инвертора DD4.3 переключает счетчик DD6 и переводит вентиль в 100-е положение, а также возбуждает триггер DD2.2 на вход S.При перемещении клапана в 80-е положение на выходе 4 инвертора DD8.2 появляется 0, но на входе 2 DD9.1 сохраняется сигнал 1. При сбросе триггера DD2.2 сигнал 1 сохраняется на входе 2 инвертора DD9.1. Инвертор DD9.1, вследствие чего импульс на выходе 12 триггера DD2.2 снова сбрасывает счетчик DD3. Защелка удерживается в течение пяти тактовых элементов. Все процессы повторяются до следующего переключения защелки триггера. Однако на вход 13 инвертора DD5.4 теперь поступает сигнал 1 с выхода 3 инвертора DD9.1. Инвертор DD5.4 закрывается, транзистор VT23 окажется закрытымна выходном модуле С12 появляется сигнал 1, который поступает на модулятор передатчика.Операция кодировки импульсов работает так же, как и удлинение 79-го импульса. Информация о состоянии контактов датчиков автомобиля вводится через модули оптопары МО. Выходы оптронов переключаются между входами А и В распределительных матриц.Если контактный датчик на входе запрашиваемой оптопары замкнут, транзистор на его выходе открыт. Для протекания тока создается путь: +12 В - транзистор VT12-VT20 - транзистор VT2-VT11 - диод VD7 - база транзистора VT22 - земля эмиттера VT22. Транзистор VT22 открывается и на вход 5 инвертора DD9.2 подается сигнал 0. На вход 8 инвертора DD9.3 появляется сигнал 1. Одновременно на вход 1 инвертора DD9.1 подается 0, с выхода 3 инвертора DD9. .1 для срабатывания сигнала DD2.2 1. При сбросе триггера DD2.2 по цепям R и C на его выходе 12 формируется импульс, который поступает на вход 9 преобразователя DD9.3' . Поскольку на входе 8 инвертора DD9.3 присутствует сигнал 1, инвертор заблокирован. Инвертор DD9.4 разблокирован,Сигнал «Ошибка ТК» передается на ДП через триггер DD10 и инвертор DD11. Этот сигнал поступает блоком ТУ-КП через контакт С11 разъема модуля ТК-КП и через 5 вход возбуждает триггер DD10.1. С его выхода 2 сигнал 1 поступает на вход D триггера DD10.2.На 78-й позиции клапана, который используется для передачи сигнала «Ошибка ТС», с выхода 11 DD8.4 на С входе триггеров DD10.2 поступает сигнал 1, который срабатывает на этот триггер. В результате на выходе 4 инвертора DD11.2 появляется сигнал 1, который через резистор R переводит VT22 в открытое состояние и начинает процесс кодирования 78-го импульса в серии.При перемещении распределителя в 79-е положение на вход 9 инвертора DD11.3 поступает 0, поэтому состояние входа С триггера DD10.1 меняется с 0 на 1. Если в этот момент сигнал «Ошибка ТС» на входе S исчез, то триггер сбрасывается. Триггер DD10.2 сбрасывается на 78 позицию следующего ряда при условии, что сигнал "Ошибка ТС" больше не возникнет. Если сигнал "Ошибка ТС" не погаснет, то триггер не сбрасывается.Электрическая функциональная схема полукомплекта приведена на рисунке 8. Рисунок 8– Функциональная схема полукомплекта ТС-КП9РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ, АНАЛИЗ ЕГО РАБОТЫ ПУТЕМ ПОСТРОЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ДИАГРАММ ДЛЯ ЗАДАННОГО РЕЖИМА И ИССЛЕДОВАНИЕ СХЕМЫ С ПОМОЩЬЮ ПРОГРАММЫ EWBВ соответствии с задачей ниже рассматривается распределитель, представляющий матрицу 10x10. Коллектор основан на двух счетчиках K561IE8.Принципиальная схема распределителяпоказана на рисунке 9.Рисунок 9 – Принципиальная схема распределителяВременные диаграммы работы блока устройстваВременные диаграммы работы устройства показаны на рисунке 10.Имитационное моделирование блока распределителя с помощью программы EWB 5.12.Мы проведем имитационное моделирование работы этого устройствас помощьюпрограммыEWB. Модуль оптопары, который используется для закрытия входных блоков A и B, заменяется ключом. На выходе из распределителя, идущего к базе транзистора VT22 (сигнал для продления импульса серии кодов), устанавливаем лампочку. Моделирование схемы показало что схема работает исправно. При этом они постоянно поддерживают горение, так как в любой момент времени открыты два транзистора - один час на верхнем и один на нижнем. После достижения позиции 99 распределитель посылает импульс, чтобы продлить последний импульс и сбросить датчик времени. Было бы очень неудобно моделировать это, поэтому давайте ограничимся схемой самого распределителя. Виртуальная модель распределителя изображена на рисунке 10.Рисунок 10–Виртуальная модель исследуемого блока в программе EWB 5.12Рисунок 11 –Временные диаграммы устройства распределителя в программе EWBВременные диаграммы, полученныепри помощи моделирования, соответствуют аналитическим диаграммам.ПЕРЕЧЕНЬ ЭЛЕМЕНТОВ ТС-КПВ таблице 5 указан перечень элементов. Таблица 5 – Перечень элементов устройства ТС-КП Номер позиции Обозначение элемента Наименование элемента Количество Примечание 1 2 3 4 5 Полукомплект ТС-КП 1 R Резистор 6,2кОм 2 2 R Резистор 360кОм 1 3 R Резистор 30кОм 14 4 R Резистор 2,4кОм 16 5 R Резистор 16кОм 3 6 R Резистор 51 кОм 3 7 R Резистор 510кОм 1 8 R Резистор 3,6кОм 2 9 R Резистор 430кОм 2 10 VT1 –VT19, VT21 –VT25 Транзистор n-p-n 25 КТ503Г 11 DD7 К561ИЕ8 1 Счетчик – делитель на 10 12 DD1, DD4, DD5, DD8, DD9, DD11 К561ЛА7 6 И-НЕ 13 DD2 К561ТМ2 2 Триггер 14 DD6, DD3 K561ИЕ9 2 Счетчик – делитель на 8 Окончание таблицы 5 1 2 3 4 5 15 С Конденсатор 0,033 мкФ 2 16 С Конденсатор 2400 мкФ 3 17 С Конденсатор 0,022 мкФ 1 18 VD1-VD9 Диод 9 19 HL1, HL2 Светодиод 2 20 U1-U2 Оптрон 2 Дополнительные элементы для подключения контактов оборудования ТС 21 U Оптрон 80 22 R Резистор 80 РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ Элементы и системы, которые из них состоят могут быть работоспособны или неисправны. Событие, которое переходит из неисправного состояния в неисправное, называется сбоем или сбоем.После составления спецификации и разработки схемы функционирования устройства удаленной сигнализации выполняется упрощенный (приблизительный) расчет.При расчетеучитывается число элементов и средняя частота отказов λi. В таблице 6 приведены эти данные для разработанного устройства.Таблица 6 – Интенсивности отказов элементов устройстваНомерТип элемен- та Обозначение на схеме Количество элементов Ni, шт. Интенсивность отказов λi ,·10-61/ч Произведение λi·Ni, ·10-6 1/ч 1 Схема И-НЕ & 6 0,284 1,70 2 Триггер ТТ 2 0,157 0,31 3 Счетчик СТ 3 0,451 1,35 4 Светодиод HL 2 0,260 0,52 5 Резистор R 124 0,100 12,40 6 КонденсаторС 6 0,062 0,37 7 Диод VD 9 0,034 0,31 8 Транзистор VT 25 0,057 1,43 9 Оптрон U 82 0,050 4,10 Всего 22,49 Интенсивность отказов всего устройства определяется по формуле:Среднее время наработки на отказВероятность безотказной работы устройства в течении года:Таким образом, вероятность безотказной работы устройства в течение времени t=8760 ч составила p=0,82. Методы обеспечения требуемой надежности состоят из высоконадежных, отказоустойчивых, управляемых систем и передовых методов обслуживания. Современные системы построены на основе микроэлектронной и микропроцессорной элементной базы. Основным способом обеспечения их надежности является введение избыточности (аппаратного, программного обеспечения, информации и времени). Эффективный способ повысить надежность систем - улучшить методы обслуживания, поскольку практически все системы с длительным сроком службы подлежат восстановлению. Техническое обслуживание включает запланированные работы, выполняемые в соответствии с инструкциями, ремонтные работы в случае поломки и техническое обслуживание.12РАСЧЕТ ДАЛЬНОСТИ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛА ПРИ ОТСУТСТВИИРЕТРАНСЛЯ ЦИОННЫХ ПУНКТОВ Воздушные и кабельные соединения используются в телемеханикеприборов электроснабжения в ЖД транспорте. Воздушная среда имеет наихудшие условия затухания и ширину спектра рабочих частот по сравнению с медными и биметаллическими проводами. Кабельные соединения имеют значительные преимущества перед воздушными линиями. К числу недостатков кабельных относятся высокая стоимость и высокий расход дефицитных металлов (меди, свинца).При расчете дальности передачи учитываются сигналы: - тип линии связи (в данном случае воздушной); - несущая частота канала связи Fн; - - затухание сигнала, подаваемого оборудованием, Vn; - уровень помех в полосе частот промканала. Для безопасного разграничения частотных каналов скорость передачи Rp на воздушных линиях не должна превышать 0,2 Нп. Уровень сигнала на входе приемника Pк.n при амплитудной модуляции должно быть не менее 1,8 Нп.Определим затухание по формуле: где α – коэффициент затухания, Нп/км; lmax – максимальнаяпротяженность линии. Для данного варианта и в соответствии с методическими указаниями [5]: Рп = 0,2 Нп, Рпом = -10 Нп, Рсп = 1,8 Нп, Вн = 0,5 Нп, α = 21,5∙10-3 Нп/км. Тогда: Наибольшая длина линии определяется по формуле: Следовательно, ЗАКЛЮЧЕНИЕВ данной курсовой работе была разработана блок-схема участка электрической железной дороги, определен объем телемеханики, произведен выбор способа кодирования разработанного и импульсного ряда; определены мощности комплекса устройства дистанционного управления; разработана блок–схема устройства телемеханики; произведен выбор электронных устройств, спроектированных и функциональных диаграмм - наконец, была разработана схема передачи п устройства, удаленного управления; разработана блок-схема устройства телемеханики; произведен выбор электронных устройств, разработанных и функциональных диаграмм - наконец, была разработана схема передачи устройства (ТК-КП) системы комплекса, дистанционное управление; затем была описана работа дистрибьютора и смоделирована его работа в программе EWB, получены временные графики модели. В конце работы вы найдете список элементов разработанной схемы, а также надежность телемеханики и дальность передачи сигнала.БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК Микроэлектронная система телемеханики МСТ-95. Часть 1. Схемы передающего и приемного полукомплектов телеуправления:Учебно-методическое пособие к выполнению лабораторных работ/И. Е. Чертков, Н. А. Калинин, В. М. Филиппов / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2015. 39 с. Микроэлектронная система телемеханики МСТ-95. Часть 2. Схемы передающего и приемного полукомплектов телесигнализации: Учебно-методическое пособие к выполнению лабораторных работ / И. Е. Чертков, Н. А. Калинина, В. М. Филиппов; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2016. 36 с. Автоматизация систем электроснабжения / Ю. И. Жарков, В. Я. Овласюки др. М.: Транспорт, 1990. 359 с. Шило В. Л. Популярные цифровые микросхемы / В. Л. Шило. М.: Радио и связь, 1989. 352 с Автоматическое управление устройствами электроснабжения (телемеханика). Часть 1: Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Теоретические основы автоматики и телемеханики» И. Е. Чертков, Н. А. Калинина, В. М. Филиппов; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2016. 29 с.ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Схемы контролируемых пунктов Рисунок 13 – Оперативная схема ЭЧЭ-129Рисунок 14 – Оперативная схема ЭЧЭ-130Рисунок 15 – Оперативная схема ЭЧЭ-123 Петрушенко