Методические указания к решению задачи 3

 

       Для осуществления функции управления в сложных системах автоматики необходимо следить за изменением параметров объектов (давление, температура, угловое или линейное перемещение и др.). Непрерывное или периодическое измерение на большом расстоянии физических величин производится при помощи системы телеизмерения (ТИ). Основным требованием, предъявляемым к системе ТИ, является точность передачи контролируемых параметров. Погрешности системы ТИ возникают из-за несовершенства способов преобразования сигналов, нелинейности характеристик преобразователей и каналов связи, нестабильности параметров элементов системы, влияния помех и других факторов.

    В системах ближнего (до 10 км) действия используются обычно системы интенсивности: балансная и небалансная. Небалансная система представляет собой схему с выносным прибором. Измеряемая величина х(t) преобразуется датчиком в напряжение U_д=к х(t), которое подводится к линии связи (ЛС). Ток в линии связи I пропорционален U_д и измеряется миллиамперметром, установленном на приемном (диспетчерском) пункте. Основная погрешность таких схем обусловлена изменением от температуры сопротивления проводов ЛС. Для уменьшения влияния продольного сопротивления проводов R_пр на точность измерения последовательно в цепь на приемном пункте включается балластный резистор R_б из условия R_б >> R_пр. Настраивается (тарируется) система ТИ на минимальную погрешность при оптимальной (наиболее характерной для данных условий) температуре t_опт. При отличии температуры от оптимальной за счет изменения погонного сопротивления проводов ЛС в системе ТИ возникает погрешность. Абсолютная погрешность определяется как разность токов D I измерительного прибора при оптимальной t_опт и реальной t_экс температуре, а относительная погрешность из соотношения:

 

%

 

   В задаче требуется определить относительную погрешность d в реальных условиях эксплуатации системы ТИ.

    Для решения задачи 3 необходимо прежде всего определить первичные параметры ЛС для заданной длины l (сопротивления проводов R_пр и сопротивление утечки R_ут) при оптимальной температуре t_опт =20⁰С и температуре эксплуатации t_экс. Поэтому рекомендуется выбрать следующий алгоритм решения задачи:

1. Определение первичных параметров при t_опт.

1.1. Определение сопротивления проводов

 

R_пр= R_л l

1.2. Определение сопротивления утечки

 

R_ут= R_из/l

2. Определение первичных параметров при t_экс.

 

2.1. Определение удельного сопротивления

 

R_л^/=R_л+ D R_л^t D t

где D t= t_экс- t_опт – разница температур, при которых система настраивалась на минимальную погрешность (t_опт) и реальной температуры эксплуатации системы;

D R_л^t – удельное приращение сопротивления проводов линии святи при приращении температуры.

 

Примечание:   Отрицательное  значение   D t   обеспечивают

отрицательное приращение D R_л.

 

2.2. Определение сопротивления проводов

 

R_пр^/= R_л^/l

2.3. Сопротивление утечки при t_экс принимается таким же, как и при t_опт, поскольку на величину удельного сопротивления изоляции оказывает влияние и влажность, и температура, и загрязнение изолирующих элементов – факторы, которые трудно учесть.

 

R_ут^/= R_ут

 3. Линия связи представляется Т – образной схемой замещения, при этом схема телеизмерительной системы имеет вид

 

 

     4. Определяется ток измерительного прибора I_ип при t_опт.

     5. Определяется ток измерительного прибора I_ип^/ при t_{эк с}.

     6. Рассчитывается относительная погрешность измерения.

 

*100%

     Погрешность измерения d для заданных вариантов должна находиться в пределах 0,5 до 4,5 %. Расчет производить с точностью не менее 4-х значащих цифр после запятой.

 

Контрольные вопросы

1. Привести обобщенную структурную схему микропроцессорного комплекта с описанием назначения отдельных блоков.

2. По варианту, определенному суммой двух последних цифр шифра студента, привести определение, назначение и основные характеристики следующих элементов систем автоматики и управления:

0 – резисторный датчик;

1 – индуктивный датчик;

2 – емкостной датчик;

3 – реле постоянного тока;

4 – поляризованное реле;

5 – комбинированное реле;

6 - реле переменного тока;

7 – индукционное реле;

8 – логическая схема И;

9 - логическая схема ИЛИ;

10 - логическая схема НЕ;

11 – шифратор;

12 – дешифратор;

13 – распределитель на реле;

14 – распределитель на бесконтактных элементах;

15 – D – триггер;

16 – JK – триггер;

17 – счетчик;

18 – регистр сдвига.

 

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.