Средства передачи информации. Линии связи.

Контроль и управление объектами в АСУТП происходит путем передачи на определенные расстояния измерительной и командной информации.

Передача информации на место ее потребления должна быть осуществлена с минимальными искажениями (потерей) информации и с максимальным быстродействием (скоростью) при экономически целесообразных затратах.

В зависимости от расстояния различают дистанционный и телемеханический способы передачи информации.

При дистанционном способе, применяемом для небольших расстояний (десятки метров - для гидравлических, сотни метров - для пневматических, несколько километров - для электрических сигналов), специальные средства и методы передачи сигналов не применяют.

В дистанционных системах контроля и управления сигналы передаются обычно в аналоговом виде по обычным индивидуальным каналам связи (многопроводным - для электрических и многотрубным - для пневмо- и гидравлических сигналов). Однако с увеличением расстояния передачи возникают все большие искажения информации, падает быстродействие и возрастает стоимость из-за увеличения стоимости линий связи (кабелей, проводов, импульсных трубок).

Для увеличения дальностей и скорости передачи информации и для снижения ее стоимости применяют специальные средства и способы телемеханики.

Телемеханические системы в зависимости от выполняемых функций подразделяют на системы телеизмерения (ТИ), телесигнализации (ТС), телеуправления (ТУ) и телерегулирования (ТР). Большинство технических средств и способов телемеханики являются общими для всех этих систем.

В телемеханической системе ТИ и ТС можно выделить два комплекта аппаратуры: передающий и приемный, соединенные между собой линией связи. Структурная схема телемеханической информационной системы показана на рис. 1.

Рис. 1. Структурная схема телемеханической информационной системы

В передающем комплекте сигналы об измеряемых параметрах Х₁, Х₂, …, Х_n с измерительных преобразователей 1 (датчиков) поступают на коммутирующее устройство 2, далее на шифратор З и в линию связи. По линии связи сигналы поступают в приемный комплект, где дешифруются в дешифраторе 4 и с помощь коммутатора 5 распределяются на устройства измерения и представления информации б.

Следует отличать канал связи и линию связи.

Каналом связи называется совокупность технических средств,
обеспечивающих передачу сообщений по линии связи от одного
источника информации к одному приемнику. Канал связи образуется за счет определенных средств и способов передачи сигналов на одной и той же линии связи может быть несколько каналов связи.

В качестве линий связи используют проводные линии связи, линии электропередач и радиолинии для электрических сигналов и импульсные трубки для пневматических сигналов.

В зависимости от вида сигнала и способа его преобразования телемеханические системы подразделяют на системы с сигналами интенсивности, с модулированными сигналами и с цифровыми
и нецифровыми кодированными сигналами.

Если использование токовых сигналов в системах интенсивности позволяет увеличить дальность передачи сигналов до нескольких километров, то использование частотных и импульсных сигналов позволяет передавать сигналы на сотни и тысячи километров, а контроль и управление подвижных объектов (например, самосвалов на карьерах) возможен только по частотным радиоканалам.

Использование импульсных сигналов в пневматических система позволяет увеличить максимальную дальность передачи сигналов с 300 м до одного километра.

Коммутаторы предназначены для разделения сигналов как
по времени, так и по различным местным цепям. Они производят
поочередное подключение к линии связи источников и приемников сигналов.

При наличии коммутаторов на передающем и приемном комплекта производится синхронное (во времени) подключение к линии связи соответствующих друг другу источников и приемников сигналов.

В телемеханических системах с модуляцией сигналов и в кодоимпульсных системах необходимым элементом являются прямые преобразователи-шифраторы сигналов и обратные преобразователи-дешифраторы. В прямых преобразователях происходи преобразование измеренной величины в импульсные или непрерывные частотные (обычно синусоидальные) сигналы. На вход прямых преобразователей непрерывный сигнал поступает обычно в виде механического перемещения, электрического напряжения или давления пневматического сигнала.