Средства передачи информации в системах управления

Средствами передачи информации – называются такие средства, которые обеспечивают передачу сигналов (информации) между звеньями системы автоматического управления. К ним могут относиться также элементы системы, обеспечивающие работу линии (канала) передачи информации в определенном режиме.

В настоящее время используются различные виды линий связи:

- телеграфный канал (двухпроводная линия),

- коаксиальный кабель,

- оптоволоконный кабель.

Существует несколько требований к средствам передачи информации, которые выражаются в следующем:

- сопротивление линии связи должно быть минимальным,

- сигнал при передаче не должен изменяться, или изменение должно быть

минимальным, не влияющим на качество передаваемой информации,

- линия связи должна быть защищена от электромагнитных помех и сама не должна

создавать электромагнитные помехи.

Для улучшения защиты от электромагнитных помех и для синхронизации используют оптоэлектронные элементы или оптроны. На рисунке 48 схематически изображен канал передачи информации.

Рис.48. Канал передачи информации

Используемые в системах управления коммутаторы и усилители относятся к средствам обеспечения передачи информации. При этом коммутаторы способны увеличивать число каналов передачи информации, без увеличения числа линий связи. Для коммутаторов должно соблюдаться условие быстродействия – период коммутации должен быть намного меньше (не менее одного порядка), чем период изменения управляемого параметра.

Усилители.

К усилителям относятся устройства, усиливающие величину характеристик входного сигнала (мощность, напряжение, частоту и т.д.) до необходимой величины.

В зависимости от природы используемых сигналов усилители могут быть гидравлическими, механическими, пневматическими, электрическими, комбинированными и т.д.

Электрические усилители подразделяются на усилители переменного и постоянного тока. Усилители также могут быть транзисторными и тиристорными. Транзисторные усилители в основном имеют коэффициенты усиления от 10 до 100, у тиристорных усилителей коэффициент усиления меньше, быстродействие невысоко.

В системах автоматического управления более широко применяются усилители постоянного тока, но их недостатками является дрейфующий ноль, который обусловлен изменением температурного режима и различным входным напряжением.

Различают интегральные и дифференциальные усилители, которые называют операционными. Обратная связь, имеющаяся в таких усилителях, дает возможность регулирования коэффициента усиления в широком диапазоне. В основном операционные усилители имеют два входа, прямой и инверсный, как показано на рисунке 49.

Рис.49. Дифференциальный операционный усилитель

В указанном усилителе соотношением внешних сопротивлений определен коэффициент усиления:

Входное сопротивление может изменяться с помощью сопротивлений R₁ и R₂, и обычно имеет большую величину.