breadcrumbs_revolution_theme

Для ввода в устройства автоматики и телемеханики первичной информации и вывода переработанной информации применяют специальные технические средства. С их помощью осуществляют согласование и гальваническую развязку высоковольтных и сильноточных цепей управления оборудованием, линий связи и слаботочных цепей электронных схем.

Обычно в первичных цепях имеются импульсные помехи, наиболее часто возникающие в результате коммутационных процессов при переключение электромагнитных аппаратов контакторов, электродвигателей, соленоидов. Через входные и выходные узлы эти помехи могут проникать в электронное устройство и вызывать сбои в его работе и даже разрушение вследствие повреждения пробоя транзисторов интегральных схем и других узлов и деталей устройства. Поэтому важнейшая функция входных и выходных устройств предотвращение проникновения внешних помех в электронные схемы. Для этого применяют гальваническую развязку и обеспечивают возможно более слабые магнитные и емкостные связи между электронной схемой и цепями управления.

Как во входных, так и выходных узлах передачи цифровой информации в 1 бит часто используют слаботочные электромеханические реле, обеспечивающие идеальную гальваническую развязку цепей. Однако реле относительно малонадежны и громоздки, быстродействие их в некоторых случаях недостаточно. Во входных цепях наиболее целесообразно применять без якорные реле с герметизированными контактами реле с герконами. Для выходных узлов управления служат более мощные реле с допустимыми токами через контакты 5-10 А.

В электронных устройствах ранних выпусков для обеспечения гальванической развязки во входных цепях использовали магнитные гистерезисные элементы и трансформаторы. Однако вследствие магнитной и емкостной связи между обмотками такие устройства не обеспечивали достаточно надежной защиты электронных устройств от помех. Кроме того, такие элементы трудоемки в изготовлении, так как при этом не могут быть применены групповые интегральные методы их изготовления.

Вместе с этим используют разделительные трансформаторы LIDER, сетевые трансформаторные фильтры и в настоящее время, например для гальванической развязки в источниках питания, в аппаратуре каналов связи при ее подключении к линии связи. В современной электронной технике для гальванической развязки цепей применяют оптроны. Оптрон это элемент, состоящий из источника светового излучения и светоприемника. Промышленностью выпускается большое многообразие различных оптронов. В качестве приемников светового излучения фоторезисторы, фотодиоды, фототранзисторы, фототиристоры. Сигналы, получаемые с выхода таких фотоприемников, как фоторезисторы и фотодиоды, достаточно слабы и не могут быть использованы для непосредственно управления, например логическими элементами, поэтому на их выходе применяют дополнительные усилители.

В качестве примера применения оптронов рассмотрим схему связи двух устройств передающего и приемного через двухпроводную линию связи большой протяженности несколько десятков или сотен метров. Выходной усилитель питается от отдельного источника питания 24 В, гальванически не связанного с основными источниками питания. При использовании оптронных связей обеспечивается хорошая гальваническая развязка, практически отсутствует магнитная и емкостная связь. Однако помеха из первичной цепи может проникать в электронную схему и через оптронную связь.

Если вводится дискретная информация в 1бит например, да -нет, к которой не предъявляется высоких требований по быстродействию, то надежную защиту от проникновения помехи через оптронную связь можно обеспечить, вводя небольшое замедление на срабатывание приемного оптрона 2-10 мс, например, подключением конденсатора параллельно приемному фотодиоду.

Устройства ввода и вывода информации

Для управления приводом масляного выключателя в устройствах автоматики и релейной защиты устройств электроснабжения железных дорог применяют мощный выходной тиристорный элемент. Для гальванической развязки цепей в схемах использованы тиристорный оптрон и герконовое реле. Эти тиристорные элементы обладают низкой помехоустойчивостью. Они могут ложно срабатывать от помех, возникающих в соединительных линиях. Значительное повышение помехоустойчивости в приведенных схемах включением на выходе тиристора LC-контура. Существует два различных механизма действия этого контура. С одной стороны, LC-контур препятствует проникновению внешний помехи на тиристор. Для коротких импульсов помех индуктивность представляет большое сопротивление, включенное последовательно с тиристором, а конденсатор С и дополнительный конденсатор СД небольшой емкости малое шунтирующее сопротивление. Конденсатор СД выбирают небольшой емкости потому, что при включении тиристора он разряжается через тиристор и при большой длительности разрядного импульса может быть поврежден. Если при воздействии помехи фильтрующие свойства контура оказались недостаточными и тиристор ложно включился, то заряженный конденсатор С быстро разрядится при закрытом тиристоре на индуктивность. В LC-контуре возникает затухающий колебательный процесс. При первой обратной полуволне этого процесса тиристор запрется. Если помеха достаточно продолжительная, то тиристор вновь откроется и вновь запрется. В зависимости от параметров контура такой процесс может продолжаться в течение определенного времени 5-10 мс. Окончательно включиться тиристор сможет только, если помеха или сигнал превышает это время. Практические наблюдение показали, что в цепях вторичной коммутации цепи управления и контроля помех подобной длительности не возникает. И хотя амплитуда помех может достигать несколько сотен и даже 1000-2000 В, ложные включение тиристора крайне маловероятны. При использовании такой схемы длительность управляющего импульса, очевидно, должна быть больше длительности рассмотренного переходного процесса.

Выходные устройства отображения информации

Выходные устройства автоматики и телемеханики используют для отображения различной информации. Кроме обработки и передачи информации, устройства телесигнализации обеспечивают ее отображение с помощью сигнальных элементов. Различные устройства контроля должны выдавать световые или другие сигналы об исправной работе или отдельных нарушениях. В релейных устройствах автоматики и защиты для этого служат специальные сигнальные реле блинкеры, которые, сработав, выбрасывают металлический флажок или световое табло с лампами накаливания, которые включаются контактами этих устройств. В электронных устройствах сигнальные лампы в табло включается транзисторными усилителями. В качестве элементов памяти применяют специальные RS- триггеры повышенной помехоустойчивости.

В этих устройствах используют лампы мощностью 2-3 Вт с небольшим напряжением питания 6-12 В и током 60-105 мА. В качестве сигнальных элементов в устройствах телемеханики электрифицированных железных дорог ЭСТ-62 и Лисна служат магнитотиратронные световые ячейках, магнитный сердечник имеет четыре записи выходную и считывания и сброса.

На обмотку записи импульс поступает с дешифраторов приемного устройства телесигнализации при приеме сообщения и сердечник переходит в состояние 1. После окончания приема информации в устройстве ТС проверяется правильность приема и затем информация, записанная на сердечнике, считывается с него. Считывающий импульс поступает на обмотку сердечник переходи в состояние 0, а на него обмотке появляется импульс. Этот импульс через интегрирующую цепочку RC и конденсатор С поступает на управляющий электрод тиратрона, тиратрон загорается. Интегрирующая цепочка повышает помехоустойчивость. Диод VD2 создает шунтирующую цепь для импульса обратной полярности, который может возникнуть в выходной обмотке при записи информации на сердечник. В сигнальной ячейке для двухпозиционных объектов применяют два магнитных сердечника, на один из которых записывают информацию при включенном, а на другой при отключенном состояние объекта. Тиратрон зажигается только при несоответствии положения квитирующего ключа SB на диспетчерском щите положению управляемого объекта. Под положением несоответствия понимают два состояния, ключ находится во включенном положении, а объект отключен, ключ отключен, а объект включен. Если положение ключа соответствует положению объекта, то тиратрон погашен и ключ не светится. О положении объекта судят по положению головки ключа мимическая сигнализация. Для сигнализации о положении несоответствия импульсы с сердечников на управляющий электрод тиратрона подаются через контакты ключа. Допустим, что при включенном объекте на сердечник трансформатора Т1 записывается сигнал 1, а на сердечник Т2-сигнал 0. Если ключ отключен положение несоответствия, то замкнут его контакт 1.Поэтому присчитывании импульс с сердечника трансформатора Т1 поступит на управляющий электрод тиратрона, и он загорится, сигнализируя несоответствие положения ключа и объекта. Можно привести положение ключа в соответствие с объектом квитировать, переключив, его в положение «Включено» тогда контакт 1 разомкнется и импульс с сердечника трансформатора Т1 присчитывании сигнала 1 на тиратрон не поступит, тиратрон будет погашен. Если в положении ключа «Включено» объект отключится, то устройством ТС будет записана единица в сердечник трансформатора Т2. При считывании ее имульсов вновь поступит на тиратрон, который загорится, так как вновь наступит положение несоответствия. Переключив ключ в положение «Отключено» положение соответствия, разорвем контакт 2 и прекратим поступление импульсов на тиратрон при сигнале 1 на сердечнике трансформатора Т2. В рассмотренной сигнальной ячейке положение объекта определяется по положению ключа, причем в положении соответствия ключа и объекта тиратрон погашен. Тиратрон горит только в положении несоответствия. Иногда применяют световую сигнализацию положения объекта, причем положение объекта «Включено» отображают одним, а «Отключено» другим цветом, например красный «Включено», зеленый «Отключено». Для этого чтобы быстрей определить переключившейся объект, осуществляют также сигнализацию о положении несоответствия мигающий свет. Такого вида сигнализацию широко используют при отображении информации на щитах управления тяговых подстанций метрополитенов, а также многих устройств телемеханики, применяемых в энергетических системах.

Такие ячейки обеспечивают большие удобства оператору, не надо подходить к щиту и приводить в соответствии с полученным сигналом ключ квитировать сигнал. Однако они сложны в реализации и требуют большого числа компонентов. Поэтому в устройствах телемеханики электрических железных дорог преимущественное применение находит мимическая сигнализация.

В ячейки сигнализации выполненной на интегральных микросхемах, имеются два помехоустойчивых RS- триггера оперативной Т1 и выходной Т2 памяти. Аналогично рассмотренной выше магнитно- титратронной ячейки запись 0 сброс в триггеры Т1 всех ячеек сигнализации одновременно осуществляют в начале цикла телесигнализации по выходу Установку в 0.

При приеме информации в нужные ячейки сигнализации в Т1 вводится сигнал по выходу запись 1. После проверки правильности приема информации происходит перезапись состояния триггера Т1 в триггер Т2 с помощью подачи импульса на вход считывание. Если ключ SB находиться в положении «Несоответствие», то высоким потенциалом, поступающим через ключ, открывается элемент L3 и светодиод CD начинает светиться.

На щите энергоучастка электрической железной дороги длинной 100-200 км размещается до 4 тыс. телесигналов. Поэтому выходной элемент должен содержать возможно малое число компонентов, иначе их общее число оказывается очень большим. Так, в данной схеме всего три корпуса, в каждом по три трехвходовых элементов И-НЕ каждый триггер собран из двух трехвходовых схем И-НЕ, в то время как в аналогичных ячейках для двухцветной сигнализации с учетом схем контроля от ложных срабатываний при повреждениях приходится затрачивать в 2-3 раза больше число корпусов.

Более подробную информацию можете получить у наших специалистов по телефону.

Остались вопросы?