Заглавная страница
Избранные статьи
Случайная статья
Познавательные статьи
Новые добавления
Обратная связь

ТОП 10 на сайте

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Техника нижней прямой подачи мяча.

Франко-прусская война (причины и последствия)

Организация работы процедурного кабинета

Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний

Коммуникативные барьеры и пути их преодоления

Обработка изделий медицинского назначения многократного применения

Образцы текста публицистического стиля

Четыре типа изменения баланса

Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву

Мы поможем в написании ваших работ!

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Влияние общества на человека

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Практические работы по географии для 6 класса

Организация работы процедурного кабинета

Изменения в неживой природе осенью

Уборка процедурного кабинета

Сольфеджио. Все правила по сольфеджио

Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления

Главная Избранные Случайная статья Познавательные Новые добавления Обратная связь FAQ

Тема 1. Анализ и синтез релейно-контактных схем

Стр 1 из 7Следующая ⇒

ДОНЕЦКИЙ ИНСТИТУТ

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

КАФЕДРА АВТОМАТИКА, ТЕЛЕМЕХАНИКА, СВЯЗЬ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЯМ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

Теоретические основы железнодорожной автоматики и телемеханики

Донецк 2019

Учебно- методическое пособие для практических работ с методическими указаниями рассмотрено и утверждено на заседании кафедры АТС и ВТ ДонИЖТа от 27.05 2019, протокол № 10.

Рекомендованы к печати на заседании методической комиссии факультета «Инфраструктура железнодорожного транспорта» протокол № от 21.06. 2019г. № 5.

Составили: ст.преподаватель В.З. Рахматов

Рецензент – доцент А.А. Кучеренко

Общие указания

Курс «Теоретические основы железнодорожной автоматики и телемеханики» предусматривает изучение основных элементов и узлов, освоить принципы работы, определить основные параметрыобеспечивающие безопасные режимы работы.

Освоение основных правил алгебры логики, определения и расчет параметров элементов с целью применения этих знаний при решении конкретных задач.

Учитывая, что профилактические обслуживание и большинство аварийных измерений выполняются без отключения эксплуатируемых приборов, обслуживающий персонал на основании знаний функциональных зависимостей должен квалифицированно выбирать алгоритм измерений для быстрого определения неисправностей в системах автоматики. Особенно это важно при устранении повреждений схем в системах оказывающих влияние на безопасность движения поездов.

Выполнение данных практических работ позволит студентам лучше усвоить принцип работы систем автоматики, основных узлов и блоков, тем самым закрепить теоретический материал и помочь применить свои знания на практике.

Практические работы должны быть оформлены в соответствии с требованиями ЕСКД. Дословное переписывание материалов из учебных пособий не допускается.

Общие указания для выполнения практической работы №1

Практическая работа № 1 по дисциплине «Теоретические основы автоматики и телемеханики» включает три задачи, содержащие вопросы анализа и синтеза релейных схем на контактных электромагнитных реле, в частности: преобразование релейных схем, построение временных диаграмм релейных схем, расчет временных характеристик электромагнитных реле и контрольные вопросы.

Прежде чем приступить к выполнению практической работе, следует изучить основные разделы дисциплины, изложенные в [1], а при необходимости - руководствоваться дополнительной литературой [2-4]. Изучая основные элементы устройств автоматики и телемеханики, особое внимание следует обратить на электромагнитные реле, которые все еще остаются основным элементом железнодорожных устройств сигнализации, централизации, блокирования. Необходимо изучить принцип действия реле, их характеристики, способы изменения временных параметров, методы защиты контактов, обозначение реле и контактов на схемах. В разделе, относящемся к основным типам логических схем, необходимо обратить внимание на типовые полупроводниковые и магнитные логические и функциональные элементы, изучить способы преобразования логических схем, в том числе и на релейно-контактных элементах.

Решение каждой задачи должно быть выполнено в такой же последовательности, как они поставлены. Порядок решения и методические указания изложены ниже, отдельно для каждой задачи.

Задание на практическую работу

Тема 1. Анализ и синтез релейно-контактных схем

Задача 1

Задана структурная формула релейно-контактной схемы

F=fK,

где f - структурная формула контактной цепи;

K - реагирующий элемент в виде электромагнитного реле.

Варианты структурной формулы определяются суммой двух последних цифр шифра студента и приведены в табл.1

Таблица 1 – Варианты структурной формулы релейно-контактной схемы

Вариант	Структурная формула релейно-контактной схемы F
0	{ }·К
1	{ }·К
2	{ }·К
3	{ }·К
4	{ }·К
5	{ }·К
6	{ }·К
7	{ }·К
8	{ }·К
9	·К
10	·К
11	{ }·К
12	{ }·К
13	{ }·К
14	{ }·К
15	·К
16	{ }·К
17	{ }·К
18	{ }·К

При выполнении задачи 1 необходимо:

1. Построить релейно-контактную схему, соответствующую заданной структурной формуле.

2. Упростить заданную структурную формулу контактной цепи.

3. Построить релейно-контактную схему, соответствующую полученной упрощенной форме структурной формулы контактной цепи.

4. Начертить функциональную схему, соответствующую полученной упрощенной форме структурной формулы и выполненную на элементах, реализующих логические функции отрицания, конъюнкции и дизъюнкции.

5. Осуществить преобразование упрощенной релейно-контактной схемы с целью получения эквивалентной по действию схемы, но отличающейся от исходной наличием только замыкающих (фронтовых) контактов.

6. Осуществить преобразование упрощенной релейно-контактной схемы с целью получения эквивалентной по действию схемы, но отличающейся от исходной наличием только размыкающих (тыловых) контактов.

Задача 2.

Задана релейно-контактная схема (рис.8), состоящая из приемного реле И, срабатывающего от импульсов постоянного тока, и четырех взаимосвязанных реле А, Б, В, Z, работой которых управляет контакты реле И. Для заданной схемы известно, что при последовательном включении обмоток реле А и Б, а также реле А и В, реле А, Б и А, В будут возбуждены.

Рисунок 8 - Схема взаимосвязанных реле.

Для анализа схемы необходимо:

1. Построить временную диаграмму работы всех реле схемы при поступлении в обмотку реле И двух импульсов с учетом временных параметров реле А, Б, В, Z. Временные параметры этих реле при включении для заданного варианта, определяемого последней цифрой шифра студента, приведены в таблице 2, а временные параметры при выключении для заданного варианта, определяемого предпоследней цифрой шифра студента, приведены в таблице 3.

Таблица 2 – Временные параметры реле при включении

Время, с	Вариант (последняя цифра шифра)
Время, с	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
t_тр	0.5	0.4	0.6	0.6	0.4	0.7	0.5	0.7	0.6	0.4
t_дв	0.1	0.1	0.3	0.2	0.2	0.3	0.2	0.2	0.1	0.1

Таблица 3 - Временные параметры реле при выключении

Время, с	Вариант (предпоследняя цифра шифра)
Время, с	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
t^’_тр	0,8	0,6	0,9	0,8	0,7	1,0	0,8	1,0	0,9	0,7
t^’_дв	0,2	0,1	0,3	0,1	0,2	0,4	0,1	0,3	0,2	0.1

Студенты, сумма цифр шифра которых является нечетной (Н), составляют временную диаграмму при поступлении в обмотку реле И двух импульсов, начиная построение с интервала, а студенты, сумма цифр шифра которых является четной (Ч) – с импульса (Н и Ч на рис.8). Длительность импульсов и интервалов между ними одинакова для всех вариантов и равна .

Приемное реле И имеет следующие временные параметры, одинаковые для всех вариантов.

В исходном состоянии реле А, Б, В, Z обесточены. Временную диаграмму построить для промежутка времени, равного 25 с.

2. Записать структурные формулы для моментов включения реле А, Б, В, Z, а также тех моментов времени, когда происходят изменения в цепях питания включенных реле (при срабатывании и отпускании реле И).

Задача 3.

Построить тяговую характеристику и рассчитать временные параметры быстродействующего электромагнитного реле постоянного тока. Исходные данные электрических и конструктивных параметров выбирается по последней цифре шифра студента из табл.4.

Таблица 4 – Электрические и конструктивные параметры реле

Параметры	Вариант (последняя цифра шифра)
Параметры	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
W, вит	1900	1200	2300	1500	1300	2200	1800	1400	1600	2100
R, Ом	30	19	36	24	21	35	28	22	25	33
S, см²	2,2	1,8	2,4	2,1	2,0	2,3	2,5	2,0	2,4	2,1
d_max, мм	1,9	1,4	1,6	1,5	1,7	1,3	1,8	1,2	1,6	1,5
H, мм	0,30	0,22	0,25	0,24	0,27	0,20	0,28	0,19	0,24	0,23

Коэффициент запаса электромагнитного реле К_з (коэффициент надежности) выбирается по предпоследней цифре шифра из табл.5.

Таблица 5 – Коэффициент надежности

Вариант	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
К_з	1,5	1,9	1,8	1,6	1,7	1,9	1,8	1,6	1,7	2,0

Механическая характеристика реле F_м=f(d) имеет вид, показанный на рис.10.

Рисунок 10 – Механическая характеристика реле

Задача 1

При интервале частот Df в выделенном диапазоне частот канала связи DF=F_max-F_min составить частотный спектр системы ТУ-ТС для исполнительного пункта, включающего N_г групп, каждая из которых содержит N_o объектов. Исходные данные для составления спектра выбираются по табл. 1 и табл. 2.

Таблица 1 – Частотные параметры системы ТУ-ТС

Предпоследняя цифра шрифта	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
F_min, кГц	0,5	0,7	0,4	0,6	0,3	0,7	0,4	0,5	0,3	0,6
F_max, кГц	4,6	5,9	6,8	5,6	4,4	7,1	5,5	5,8	6,6	4,7
Df, Гц	15	20	25	20	15	25	20	20	25	15

Таблица 2 – Количество объектов в системе ТУ-ТС

Последняя цифра шрифта	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
N_г-количество групп в системе	6	5	6	5	6	4	5	5	7	5
N_о- количество объектов в группе	8	12	9	11	10	12	10	11	8	9

Задача 2.

В системе ТУ – ТС для защиты от ошибок передаваемых команд и известительных сигналов используется избыточное кодирование с помощью кодов Хэмминга и сменно-качественная частотная манипуляция передаваемых по линии связи сигналов.

Варианты исходной комбинации определяются суммой двух последних цифр шифра студента и приведены в табл. 3.

Таблица 3 – Комбинации кода на все сочетания

Вариант	Комбинация	Вариант	Комбинация	Вариант	Комбинация
0,18	100001	6	100111	12	101101
1	010010	7	011000	13	011110
2	100011	8	101001	14	101111
3	010100	9	011010	15	011001
4	100101	10	101011	16	101010
5	010110	11	011100	17	011011

Для выполнения задачи необходимо:

1. Выполнить операцию кодирования заданий кодовой комбинации с помощью кода Хэмминга. Определить избыточность кодовой комбинации.

2. Используя способ сменно-качественного кодирования определить последовательность передаваемых в линию связи частот для полученной комбинации кода Хэмминга. Выбрать частоты 500 Гц, 600 Гц, 700 Гц, 800 Гц. Результат представить в виде частотно-временной диаграммы.

Адрес

Смысл

МК

АИП

АГ

……..

Рисунок 4 – Структура кода команды ТУ

Различные части команды формируются с помощью шифраторов, входы которых связаны с органами управления оператора (кнопки или рукоятки набора признака, адреса, смысла). Выходы шифраторов формируют кодовую комбинацию без избыточности, часть которой представлена в табл. 3 в виде индивидуального задания.

Для защиты кодовой комбинации от помех при передачи по линиям связи используются различные коды: код с проверкой на четность или нечетность, код с постоянным весом, код Бауэра, код Хэмминга, циклические коды и многие другие. При этом одни коды предназначены для обнаружения ошибок в кодовой комбинации, другие – для исправления ошибок.

Среди кодов с исправлением ошибок наибольшее распространение на практике имеет код Хэмминга. Код Хэмминга, исправляющий одиночные ошибки (кодовое расстояние d 3) состоит из k информационных (заданных) и m контрольных (проверочных) символов, связанных соотношением:

где n – общее число символов кодовой комбинации кода Хэмминга.

Избыточность кодовой комбинации определяется, как отношение числа проверочных символов (разрядов) к общему числу разрядов кода И=m/n. Количество проверочных разрядов кода m рассчитывается по формуле:

где ][ - символ округления до большего целого числа.

В коде Хэмминга места контрольных разрядов в кодовой комбинации определяются степенью числа 2: 2⁰=1, 2¹=2, 2²=4, 2³=8, … т.е. контрольными будут 1-й, 2-й, 4-й, 8-й и т.д. разряды кодовой комбинации. Остальные разряды (3-й, 5-й, 6-й, 7-й, 9-й и т.д.) заполняются информационными символами k.

Образование комбинации кода Хэмминга достаточно просто

поясняется на примере составления таблицы Хэмминга следующего вида.

Таблица 4 – Таблица Хэмминга

Десятичный номер разряда	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Двоичный номер разряда	0001	0010	0011	0100	0101	0110	0111	1000	1001	1010
Буквенное об-е разряда	а₁	a₂	a₃	a₄	a₅	a₆	a₇	a₈	a₉	a₁₀
Разряд	m₁	m₂	k₁	m₃	k₂	k₃	k₄	m₄	k₅	k₆
Кодовая комбинация

Значения информационных разрядов k₁- k₆ в соответствии с заданием (табл. 3) записываются в таблицу на 3, 5, 6, 7, 9 и 10 места. Для того чтобы определить значения контрольных разрядов (), составляют контрольные суммы . Сумма - это сумма по модулю два значений разрядов, двоичные номера которых имеют 1 на i – м месте справа, т.е.

Сумма по модулю два равна 1, если число единиц в сумме нечетно, и равна 0, если число единиц четно. В каждую контрольную сумму входит только один контрольный разряд. Поэтому, если приравнять все суммы =0, можно определить значение контрольных разрядов , т.е.

Значения контрольных разрядов () записываются в таблицу на 1, 2, 4 и 8 места. В итоге полученная комбинация кода Хэмминга содержит 10 разрядов, из которых 6 информационных и 4 контрольных.

Для передачи кодовой комбинации по линии связи (ЛС) с применением сменно-качественного кодирования в системе ТУ – ТС используется четыре частоты: две частоты f_Н1 и f_Н0 используются для передачи 1 или 0 в нечетных разрядах кодовой комбинации (1, 3, 5,…); f_Ч1 и f_Ч0 – для передачи 1 или 0 в четных разрядах кодовой комбинации (2, 4, 6,…). Поэтому передаваемая кодовая комбинация состоит из чередующихся четных и нечетных пар частот, например, f_Н1, f_Ч1, f_Н1, f_Ч0, f_Н0, f_Ч1 и т.д. Частотно временная диаграмма такой последовательности будет иметь вид, показанный на рис. 5.

Рисунок 5 – Частотно-временная диаграмма сигнала

Проверка правильности передаваемой комбинации на приемном пункте заключается в проверке чередования частот нечетных и четных разрядов. Если чередование частот нарушено, комбинация воспринимается как ошибочная.

Тема: Системы телеизмерений

Задача 3.

Определить относительную погрешность небалансной системы телеизмерения, включающей воздушную линию связи, при различных значениях температуры окружающей среды в эксплутационных условиях. Схема небалансной системы интенсивности представлена на рис. 6.

Рисунок 6 – Небалансная система интенсивности

Исходные данные для расчета приведены в табл. 5 и табл. 6. Схему замещения линии связи представить в виде симметричного Т- образного четырехполюсника.

Таблица 5 – Параметры линии связи

Последняя цифра шифра	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
l, км	0,5	1,1	0,9	1,3	0,7	1,2	1,5	0,8	1,4	0,6
U_g, В	8		11		10		12		9
R_л, Ом/км	140		155		150		145		160
R_из=500 кОм*км, R_ма=20 Ом, t_опт=20⁰С, D R_л^t=1,5 Ом/град

Таблица 6 – Температура эксплуатации линии связи

Предпоследняя цифра шифра	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
t_экс, С	-11	-16	-13	-18	-15	-19	-14	-17	-10	-12
R_б, кОм	2,0		2,4		2,2		2,3		2,5

Литература

1. Теоретические основы железнодорожной автоматики и телемеханики. Учебник для вузов / Под ред. В.В. Сапожникова. – М: Транспорт, 1995.

2. Теоретические основы железнодорожной автоматики и телемеханики / Под ред. А.С. Переборова. – М: Транспорт,1984.

3. Ильин В.А. Телеуправление и телеизмерение. – 4-е изд.., перераб. И доп. – М: Энергоиздат,1982.

4. Тутевич В.Н. Телемеханика: Учебное пособие для вузов спец. “Автоматика и телемеханика”. – М: Высш. шк., 1985. – 423 с.

5. Сороко В.Н., Разумовский Б.А. Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханика: (Справочник. В 2-х т. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Транспорт, 1981.

6. Переборов А.С. и др. Диспетчерская централизация: Учебник для вузов ж.-д. транспорта/ А.С. Переборов, О.К. Дрейман, Л.Ф. Кондратенко; Под ред. Вал. В. Сапожникова. - М.: Транспорт, 1989.- 303 с.

ДОНЕЦКИЙ ИНСТИТУТ

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

КАФЕДРА АВТОМАТИКА, ТЕЛЕМЕХАНИКА, СВЯЗЬ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЯМ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

Теоретические основы железнодорожной автоматики и телемеханики

Донецк 2019

Составили: ст.преподаватель В.З. Рахматов

Рецензент – доцент А.А. Кучеренко

Общие указания

Общие указания для выполнения практической работы №1

Задание на практическую работу

Тема 1. Анализ и синтез релейно-контактных схем

Задача 1

Задана структурная формула релейно-контактной схемы

F=fK,

где f - структурная формула контактной цепи;

K - реагирующий элемент в виде электромагнитного реле.

Варианты структурной формулы определяются суммой двух последних цифр шифра студента и приведены в табл.1

Таблица 1 – Варианты структурной формулы релейно-контактной схемы

Вариант	Структурная формула релейно-контактной схемы F
0	{ }·К
1	{ }·К
2	{ }·К
3	{ }·К
4	{ }·К
5	{ }·К
6	{ }·К
7	{ }·К
8	{ }·К
9	·К
10	·К
11	{ }·К
12	{ }·К
13	{ }·К
14	{ }·К
15	·К
16	{ }·К
17	{ }·К
18	{ }·К

При выполнении задачи 1 необходимо:

1. Построить релейно-контактную схему, соответствующую заданной структурной формуле.

2. Упростить заданную структурную формулу контактной цепи.