Note de curs
„Teoria dispozitivelor discrete
automata si telemecanica feroviara"
pentru studenții cu frecvență redusă ai specialității
190402 - "Automatizare, telemecanica si comunicatii in transportul feroviar"
Alcătuit de: Yusupov R. R.
1. Informații generale
Pe de o parte, metodele de realizare a sistemelor discrete ale unei centrale telefonice automate feroviare sunt metode generale, dar, pe de altă parte, au și o specificitate pronunțată, determinată de cerințele operaționale și tehnice speciale pentru sistemele de transport. În acest sens, în acest curs vom avea în vedere metode generale și speciale pentru analiza și sinteza dispozitivelor discrete.
1.1. Caracterizarea elementelor discrete
Informațiile transmise între noduri (blocuri) individuale în sistemele PBX sunt afișate prin semnale discrete. Fiecare semnal este caracterizat de un anumit parametru, care poate avea două valori: una dintre ele este luată condiționat ca 0, cealaltă ca 1. Pentru reprezentarea fizică a informațiilor se folosesc elemente discrete, care, respectiv, pot fi în două stări. : 0 sau 1. Numerele 0 și 1 nu oferă nicio evaluare cantitativă a stărilor elementului, ele desemnează doar aceste stări.
Fiecare mesaj discret are propriul său semnal discret, care este o anumită secvență de simboluri 0 și 1 de o anumită lungime, de exemplu 101100111. Această secvență de simboluri se numeștecuvânt cod. Se formează folosind un alfabet format din douălitere: 0 și 1, numite respectiv 0 logic și 1 logic. Cuvântul cod poate fi considerat ca un număr în sistemul numeric binar. În consecință, informațiile din sisteme de automatizare, telemecanică și comunicații pot fi reprezentate sub formă de numere binare, adică.fiecare mesaj discret trebuie să corespundă unui anumit număr.
Numerele binare sunt reprezentate ca o combinație de stări ale elementelor discrete.Blocul funcționalal sistemelor de automatizare, telemecanică și comunicații este un set de elemente discrete conectate într-un mod corespunzător.
Prin element discret înțelegem un dispozitiv care îndeplinește o funcție și are o caracteristică de releu (Fig. 1.1).
Pentru un element cu o astfel de caracteristică, o modificare a valorii de intrarexdetermină o modificare bruscă a valorii de ieșirez, care ia doar două valori discrete: 0 și 1. Elemente reale au întotdeauna o diferență între valorile parametrului de intrare (x 1 și x 0 ), la care parametrul de ieșire se schimbă de la 0 la 1 și înapoi de la 1 la 0.
Raportul parametrilor de intrare corespunzători modificărilor inverse și directe ale valorii de ieșire se numește coeficient de retur al elementului discret
Cu cât valoareaKv este mai aproape de unitate, cu atât valorile parametrului de intrare corespunzător 0 și 1 logic pot diferi unele de altele. Tensiunile surselor de alimentare, rezistențele rezistențelor, capacitatea condensatoarelor, interferența nu a dus la funcționarea incorectă a elementului discret. Cu un raport de retur ridicat, este mai ușor să asigurați funcționarea fiabilă a elementului discret.
Ca parametri (caracteristici) ai semnalelor de intrare și de ieșire ale unui element discret, de regulă, se folosesc următoarele: valoareaa amplitudiniia curentului sau tensiunii (amplitudinea mare corespunde valorii semnalului 1, mică amplitudine - 0); valoarearezistență(egalitatea rezistenței întredouă cleme la zero datorită faptului că circuitul este scurtcircuitat, corespunde unei valori de semnal de 1; egalitatea acestei rezistenţe la infinit datorită unui circuit deschis corespunde unei valori de semnal de 0).
Împreună cu parametrii de mai sus, sistemele ATS utilizeazăfrecvențacurent sau rată de repetare a impulsurilor,timp(durata) mesajelor individuale,număr de impulsuri,fazacurent sau tensiune. Parametrii semnalelor de intrare și de ieșire ale unui element discret pot fi aceiași sau diferiți. Trecerea unui element de la o stare la alta poate avea loc aproape instantaneu sau cu o oarecare întârziere.
Elementele discrete pot fi împărțite în active și pasive. Pentru elementeleactive, semnalele de ieșire sunt generate de energia unor surse speciale, iar semnalele de intrare servesc doar pentru control, cum ar fi, de exemplu, pentru tranzistori și relee electromagnetice. În elementelepasive, semnalul de ieșire este format din energia semnalelor de intrare, ca, de exemplu, în diodele semiconductoare.
Elementele discrete capabile să-și mențină starea sau semnalul de ieșire după terminarea semnalului de intrare care a determinat trecerea la această stare se numescelemente de memorie(elemente cu fixare a impactului). Pentru a trece un astfel de element într-o stare nouă, este necesară o nouă acțiune de intrare.
În cazul general, un element discret poate fi reprezentat ca un pol (n–q) (Fig. 1.2), având de la 1 lanintrări , care primesc semnale de intrarex1,x2, . Ieșirilexnși 1 până laq, pe care semnalele de ieșirez1,z2, .zq.
Un element discret este format din organe care reacţionează care percep semnale de intrare, executive,emiterea de semnale de iesire, iar intermediar, procesarea si transmiterea impactului de la organele de reactie catre cele executive. Aceste organe pot fi fie exprimate explicit, fie combinate. Starea părților și detaliilor unui element caracterizează starea sa internă, care în cazul general poate lua r valori:s1,s2, .sr.
Elementele cu două poziții au două stări interne, dintre care una este notată cu 0 și cealaltă cu 1. Astfel de elemente se numescbinare. Elementele cu mai multe poziții sunt caracterizate prin prezența a trei sau mai multe stări. Secvența de tranziție a unui element de la o stare la alta este determinată de proprietățile elementului însuși și de succesiunea semnalelor care sosesc la intrările sale. De exemplu, elementele discrete cu mai multe poziții sunt relee polarizate neutru, comutatoare cu mai multe poziții, detectoare cu pas. Un releu polarizat neutru poate fi în trei stări, corespunzătoare absenței tensiunii pe înfășurarea sa, prezenței unei tensiuni de polaritate pozitivă și prezenței unei tensiuni de polaritate negativă.
Elementele discrete auproprietatedirectivitate, adică. transmiterea semnalului este posibilă numai de la intrare la ieșire, în acest caz stările intrărilor și stările interne ale elementului nu depind de semnalele de ieșire. O altă proprietate importantă a elementului estesepararea intrărilor și ieșirilor, ceea ce înseamnă că un semnal primit la una dintre intrări (ieșiri) nu provoacă apariția unui semnal la alte intrări (ieșiri).
Toate elementele electrice discrete pot fi împărțite în două clase: de contact și fără contact, care diferă în design și principiu de funcționare.