Файл: Курсовой проект по дисциплине Теория дискретных устройств на тему Синтез дискретного устройства управления напряжением в электротяговой сети.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.01.2024
Просмотров: 175
Скачиваний: 14
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
;
сигналу «0» – частота
.
Здесь
– среднее значение несущей частоты канала, Гц, принимается из диапазона от 450 Гц до 3200 Гц с шагом fнес = 180 Гц; 
– половина диапазона разнесения частот данного частотного канала, Гц. Ориентировочно можно принять = 45 Гц.
Канал связи включает технические средства, обеспечивающие передачу сигнала от некоторою пункта А к пункту В. На рисунке 4 приведена структурная схема связи источника сообщения и получатели сообщения.
Рисунок 4. Структурная схема системы связи: 1 – источник сообщения; 2 – преобразователь сообщения в сигнал; 3 – передатчик; 4 – приемник; 5 – преобразователь сигнала в сообщения; 6 – получатель сообщения
Преобразователь в предающем устройстве преобразует сообщение
, которое имеет различную природу: в канале обратной связи – уровень напряжения ниже минимально допустимого или выше номинального значения; в канале прямой связи с объектами – вид регулирования на повышение или понижение напряжения в первичный электрический сигнал b(t). В передатчике этот сигнал превращается во вторичный сигнал S( ,t), являющийся функцией не только времена t, но и вида сообщения. В результате модулированные сигнал приводятся к виду, пригодному для передачи по используемой линии связи. Преобразование сообщения в сигнал должно быть обратимым, чтобы не потерять переданную информацию даже при отсутствии помех.
Линия связи – это среда, по которой распространяются сигналы. Для радиоканала это среда распространения радиоволн, для электрических каналов – симметричный или коаксиальный кабель, для опто-электронных систем – волоконно–оптический кабель. При передаче сигнала по линии связи он может искажаться из-за помех n(t). В результате на выходе линии связи сигнал описывается функцией y[S(
,t),n(t)].
Приемное устройство обрабатывает этот сигнал, формируя в начале копию первичного сигналя b(t) на выходе приемника, а затеем копию
переданного сообщения. Приемник на основе анализа y[S( ,t),n(H)], должен определить какой из возможных сообщений предавалось.
В данном проекте количество одновременно предаваемых сообщений зависит от числа тяговых подстанций (ТУ – КП) и от числа точек измерения уровня напряжения на межподстанционных зонах заданного участка железнодорожной линии. Их количество более единицы. Поэтому для каждого сообщения, передаваемого одновременно с другими сообщениями, требуется отдельный частотный канал, отличающийся своей несущей частотой
.
На рисунке 5 приведена структурная схема многоканальной связи.
Рисунок 5. Структурная схема многоканальной связи: M1, M2…, Mn – модуляторы; D1, D2…, Dn – демодуляторы
Сообщения от нескольких источников
преобразуются модуляторами в электрические сигналы 
которые в устройстве уплотнения (объединения)
преобразуются в групповой сигнал S(t), предаваемый по общей линии связи. Далее искаженный сигнал Ŝ(t), из которого выделяются с помощью фильтров копии индивидуальных сигналов
преобразуемых канальными демодуляторами в копии соответствующих сообщений 
Для организации многоканальной системы используются принципы частотного и временного разделения каналов. В данном проекте рекомендуется принимать частотное разделение каналов.
На рисунке 6 показана схема многоканальный симплексной связи системы телерегулирования напряжения для участка линии, включающей четыре межподстанционные зоны с пятью тяговыми подстанциями ТП1,…..,ТП5, на каждой из которых имеются по два объекта управления ОУ1, ОУ2 (управляемые выпрямители), четырьмя постами секционирования, на каждом из которых установлен датчик напряжения ДН1,……, ДН4.
Контролируемые пункты ТУ – КП1…….ТУ – КП4 и
посредством частотных каналов связи
объединены в систему телерегулирования напряжения с управляющим устройством на диспетчерском пункте ДП. В телемеханическое устройство
включено логическое устройство телерегулирования напряжения (ЛУТН).
На вход ЛУТН по каналам обратной связи с межподстанционных зон поступают сообщения об уровне напряжения. В ЛУТН осуществятся логическая обработка поступившей информации и преобразование ее для формирования управляющих воздействий, передаваемых по каналам прямой связи на объекты управления тяговых подстанций.
Таким образом, с помощью многоканальной системы связи достигается объединение устройств управления и объектов управления в сложную систему телерегулирования напряжения для участка электрифицированной линия, обеспечение электроэнергией которого осуществляется от четырех тяговых подстанций.
Рисунок 6
РАЗРАБОТКА ЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ДИСКРЕТНОГО УСТРОЙСТВА ТЕЛЕРУГУЛИРОВАНИЯ (СИНТЕЗ)
Требуется разработать логическую схему устройства телерегулирования напряжения в электротяговой сети для заданного участка железнодорожной линии постоянного тока напряжением 3 кВ с определенным количеством межподстанционных зон при различных ситуациях формирования тяговых нагрузок на каждой из межподстанционных зон.
Алгоритм телерегулирования напряжения должен быть энергоэкономичным и обеспечивать включение устройств регулирования на тяговых подстанциях только по питающим линиям контактной сети, смежным для межподстанционных зон, на которых требуется поддержание напряжения у токоприёмников высокоскоростных поездов не ниже минимального допустимого уровня и не выше максимального значения допустимого для шин тяговых подстанций.
Устройство также должно обеспечивать отображение на рабочем месте энергодиспетчера обобщенной информации о снижении уровня напряжения ниже допустимого для всех межподстанционных зон.
В проекте ограничимся рассмотрением той части системы телерегулирования напряжения, которая формирует сигнализацию о понижении уровня напряжений в контролируемых точках и выдает команды управления на повышение напряжения на шинах подстанции.
Логическая часть устройства телерегулирования должна содержать логические схемы, обеспечивающие решение логических уравнений. На рисунке 7 приведена схема телерегулирования напряжения для варианта участка высокоскоростной линии с четырьмя межподстанционными зонами.
На схеме обозначены три логические схемы ЛС1, ЛС2 и ЛС3, которые требуется разработать.
Датчики напряжения в нашем случае будут вырабатывать сигналы о состоянии уровня напряжения в контролируемых точках. Пусть датчики способны различать три состояния: ниже нормы, выше нормы, в норме. Для кодирования этих трех состояний при двоичном кодировании для каждого датчика потребуется два двоичных разряда z
2z1.
В качестве входных данных для схем ЛС1, ЛС2 используются логические переменные x1, x2, x3, x4. Каждая из этих логических переменных может принимать два значения LOG1 – напряжение в контролируемой точке ниже нормы и LOG0 – напряжение в контролируемой точке не ниже нормы.
Закон кодирования для каждого датчика напряжения и правило вычисления логического сигнала Х приведены в таблице 1.
Рисунок 7
Таблица 1 - Правило кодирования логического сигнала о понижении напряжения
Схема ЛС1 должна формировать сигналы, отражающие информацию сигнализации на ДП о тех межподстанционных зонах, на которых уровень напряжения снизился ниже минимального допустимого значения. На вход ЛС1 из каналов связи ТИ через ЛС3 подаются сигналы от датчиков напряжения DH1…DH4, которые обрабатываются ЛС3 путем формирования логических переменных x1, x2, x3, x4.
На выходе ЛС1 формируются зависимые логические переменные (логические функции), принимающие логическое значение LOG1:
S1= f1(x1, x2, x3, x4) – о необходимости повышения напряжения в одной из четырех межподстанционных зон;
S2= f2(x1, x2, x3, x4) – то же на двух зонах;
S3= f3(x1, x2, x3, x4) – то же на трех зонах;
S4= f
сигналу «0» – частота
. Здесь
– среднее значение несущей частоты канала, Гц, принимается из диапазона от 450 Гц до 3200 Гц с шагом fнес = 180 Гц; – половина диапазона разнесения частот данного частотного канала, Гц. Ориентировочно можно принять = 45 Гц.-
Структурная схема канала связи и электрические сигналы
Канал связи включает технические средства, обеспечивающие передачу сигнала от некоторою пункта А к пункту В. На рисунке 4 приведена структурная схема связи источника сообщения и получатели сообщения.
Рисунок 4. Структурная схема системы связи: 1 – источник сообщения; 2 – преобразователь сообщения в сигнал; 3 – передатчик; 4 – приемник; 5 – преобразователь сигнала в сообщения; 6 – получатель сообщения
Преобразователь в предающем устройстве преобразует сообщение
, которое имеет различную природу: в канале обратной связи – уровень напряжения ниже минимально допустимого или выше номинального значения; в канале прямой связи с объектами – вид регулирования на повышение или понижение напряжения в первичный электрический сигнал b(t). В передатчике этот сигнал превращается во вторичный сигнал S( ,t), являющийся функцией не только времена t, но и вида сообщения. В результате модулированные сигнал приводятся к виду, пригодному для передачи по используемой линии связи. Преобразование сообщения в сигнал должно быть обратимым, чтобы не потерять переданную информацию даже при отсутствии помех.Линия связи – это среда, по которой распространяются сигналы. Для радиоканала это среда распространения радиоволн, для электрических каналов – симметричный или коаксиальный кабель, для опто-электронных систем – волоконно–оптический кабель. При передаче сигнала по линии связи он может искажаться из-за помех n(t). В результате на выходе линии связи сигнал описывается функцией y[S(
,t),n(t)]. Приемное устройство обрабатывает этот сигнал, формируя в начале копию первичного сигналя b(t) на выходе приемника, а затеем копию
переданного сообщения. Приемник на основе анализа y[S( ,t),n(H)], должен определить какой из возможных сообщений предавалось. В данном проекте количество одновременно предаваемых сообщений зависит от числа тяговых подстанций (ТУ – КП) и от числа точек измерения уровня напряжения на межподстанционных зонах заданного участка железнодорожной линии. Их количество более единицы. Поэтому для каждого сообщения, передаваемого одновременно с другими сообщениями, требуется отдельный частотный канал, отличающийся своей несущей частотой
. На рисунке 5 приведена структурная схема многоканальной связи.
Рисунок 5. Структурная схема многоканальной связи: M1, M2…, Mn – модуляторы; D1, D2…, Dn – демодуляторы
Сообщения от нескольких источников
преобразуются модуляторами в электрические сигналы которые в устройстве уплотнения (объединения) преобразуются в групповой сигнал S(t), предаваемый по общей линии связи. Далее искаженный сигнал Ŝ(t), из которого выделяются с помощью фильтров копии индивидуальных сигналов
преобразуемых канальными демодуляторами в копии соответствующих сообщений Для организации многоканальной системы используются принципы частотного и временного разделения каналов. В данном проекте рекомендуется принимать частотное разделение каналов.
-
Включение дискретного устройства телерегулирования напряжения в многоканальную систему связи
На рисунке 6 показана схема многоканальный симплексной связи системы телерегулирования напряжения для участка линии, включающей четыре межподстанционные зоны с пятью тяговыми подстанциями ТП1,…..,ТП5, на каждой из которых имеются по два объекта управления ОУ1, ОУ2 (управляемые выпрямители), четырьмя постами секционирования, на каждом из которых установлен датчик напряжения ДН1,……, ДН4.
Контролируемые пункты ТУ – КП1…….ТУ – КП4 и
посредством частотных каналов связи объединены в систему телерегулирования напряжения с управляющим устройством на диспетчерском пункте ДП. В телемеханическое устройство
включено логическое устройство телерегулирования напряжения (ЛУТН). На вход ЛУТН по каналам обратной связи с межподстанционных зон поступают сообщения об уровне напряжения. В ЛУТН осуществятся логическая обработка поступившей информации и преобразование ее для формирования управляющих воздействий, передаваемых по каналам прямой связи на объекты управления тяговых подстанций.
Таким образом, с помощью многоканальной системы связи достигается объединение устройств управления и объектов управления в сложную систему телерегулирования напряжения для участка электрифицированной линия, обеспечение электроэнергией которого осуществляется от четырех тяговых подстанций.
Рисунок 6
-
1 2
РАЗРАБОТКА ЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ДИСКРЕТНОГО УСТРОЙСТВА ТЕЛЕРУГУЛИРОВАНИЯ (СИНТЕЗ)
-
Словесное описание задачи телерегулирования напряжения в электротяговой сети
Требуется разработать логическую схему устройства телерегулирования напряжения в электротяговой сети для заданного участка железнодорожной линии постоянного тока напряжением 3 кВ с определенным количеством межподстанционных зон при различных ситуациях формирования тяговых нагрузок на каждой из межподстанционных зон.
Алгоритм телерегулирования напряжения должен быть энергоэкономичным и обеспечивать включение устройств регулирования на тяговых подстанциях только по питающим линиям контактной сети, смежным для межподстанционных зон, на которых требуется поддержание напряжения у токоприёмников высокоскоростных поездов не ниже минимального допустимого уровня и не выше максимального значения допустимого для шин тяговых подстанций.
Устройство также должно обеспечивать отображение на рабочем месте энергодиспетчера обобщенной информации о снижении уровня напряжения ниже допустимого для всех межподстанционных зон.
В проекте ограничимся рассмотрением той части системы телерегулирования напряжения, которая формирует сигнализацию о понижении уровня напряжений в контролируемых точках и выдает команды управления на повышение напряжения на шинах подстанции.
-
Обозначение независимых логических переменных и логических функций при разработке дискретного устройства
Логическая часть устройства телерегулирования должна содержать логические схемы, обеспечивающие решение логических уравнений. На рисунке 7 приведена схема телерегулирования напряжения для варианта участка высокоскоростной линии с четырьмя межподстанционными зонами.
На схеме обозначены три логические схемы ЛС1, ЛС2 и ЛС3, которые требуется разработать.
Датчики напряжения в нашем случае будут вырабатывать сигналы о состоянии уровня напряжения в контролируемых точках. Пусть датчики способны различать три состояния: ниже нормы, выше нормы, в норме. Для кодирования этих трех состояний при двоичном кодировании для каждого датчика потребуется два двоичных разряда z
2z1.
В качестве входных данных для схем ЛС1, ЛС2 используются логические переменные x1, x2, x3, x4. Каждая из этих логических переменных может принимать два значения LOG1 – напряжение в контролируемой точке ниже нормы и LOG0 – напряжение в контролируемой точке не ниже нормы.
Закон кодирования для каждого датчика напряжения и правило вычисления логического сигнала Х приведены в таблице 1.
Рисунок 7
Таблица 1 - Правило кодирования логического сигнала о понижении напряжения
| Z | | X | Состояние | |
| Z2 | | Z1 | ||
| 0 | | 0 | 0 | В норме |
| 0 | | 1 | 1 | Ниже нормы |
| 1 | | 0 | 0 | Выше нормы |
| 1 | | 1 | 0 | Не определено |
Схема ЛС1 должна формировать сигналы, отражающие информацию сигнализации на ДП о тех межподстанционных зонах, на которых уровень напряжения снизился ниже минимального допустимого значения. На вход ЛС1 из каналов связи ТИ через ЛС3 подаются сигналы от датчиков напряжения DH1…DH4, которые обрабатываются ЛС3 путем формирования логических переменных x1, x2, x3, x4.
На выходе ЛС1 формируются зависимые логические переменные (логические функции), принимающие логическое значение LOG1:
S1= f1(x1, x2, x3, x4) – о необходимости повышения напряжения в одной из четырех межподстанционных зон;
S2= f2(x1, x2, x3, x4) – то же на двух зонах;
S3= f3(x1, x2, x3, x4) – то же на трех зонах;
S4= f