5.4 Методы синхронизации распределителей

При временном разделении каналов связи телемеханики в пере­дающем и приемном устройствах применяются распределители, ко­торые должны переключаться синхронно и синфазно, т.е. двигаясь с одинаковой скоростью, одновременно переключаться на одну и ту же позицию. Рассинхронизация и сбой в работе распределителей при­водят к смещению элементов сигнала сообщения при приеме и иска­жению информации. Переключение распределителей из одной позиции в другую про­исходит при поступлении на его вход импульсов, которые приня­то называть продвигающими или тактовыми. Номер позиции, ко­торую занимает распределитель, всегда соответствует номеру им­пульса, поступившего на его вход. Если в исходном состоянии распределитель находится в нулевой позиции, то первый такто­вый импульс переключает его в первую позицию, второй — во вторую и т.д. Это свойство используется для синхронного пере­ключения распределителей. Наиболее широко применяются три метода синхронизации: от общей питающей сети переменного тока, циклическая и пошаговая (тактовая) синхронизация. Разли­чие в методах синхронизации заключается лишь в способах обра­зования тактовой серии импульсов, подаваемых на распределите­ли передающего и приемного устройств.

Метод синхронизации от общей питающей сети основан на том, что напряжения в любой точке электрической цепи синхронны во времени, поэтому сеть может быть использована в качестве генера­тора тактовых импульсов (рис. 5.8, а). Положительные полуволны после выпрямления синусоидального напряжения сети служат так­товыми импульсами, поступают на приводы (ПР) распределителей Р1 передающего и Р2 приемного устройств.

Первоначально распределители находятся в нулевой позиции. Для одновременного запуска распределителей с передающего устройства на привод распределителя передается специальный синхронизирую­щий (фазирующий ) импульс ФИ, который переводит распредели­тель Р2 в нулевую позицию, если в этот момент он находится на дру­гой. После фазирующего импульса первый импульс от питающей сети переводит распределители в первую позицию, начинается новый цикл переключений.

Такой метод синхронизации распределителей наряду с простотой и относительно невысокой стоимостью имеет ряд недостатков:

- не всегда имеется общая питающая сеть;

- частота переключений определяется только частотой напряже­ния питающей сети, которая составляет 50 Гц;

- при полном или частичном отключении питающей сети, когда нет напряжения на ДП или КП, работа телемеханики невозможна;

- напряжение питающей сети в удаленной точке может иметь зна­чительный фазовый сдвиг, а сигнал в канале связи — запаздывание, в результате чего импульсы на приемном устройстве могут посту­пать на позиции распределителя, отличающиеся от тех, на которых они были переданы;

- невозможность резервирования питания устройств телемеханики другими источниками, например, применением аккумуляторной батареи.

Синхронизация распределителей от общей питающей сети, дос­таточно широко используемая в промышленных устройствах теле­механики, оказывается неприемлемой при телемеханизации устройств электроснабжения электрифицированных железных дорог.

Метод циклической синхронизации (рис. 5.8, 6) заключается в при­менении индивидуальных генераторов тактовых импульсов ГТИ1 и ГТИ2 с одинаковой частотой колебаний на передающем и прием­ном устройствах. Распределитель Р1 получает импульсы от генера­тора ГТИ1, а Р2 — ГТИ2. Запуск распределителей осуществляется синхронизирующим импульсом в нулевой позиции. На распредели­тель Р2 синхронизирующий импульс поступает по каналу связи с пе­редающего устройства. Он воздействует на привод распределителя Р2 и генератор ГТИ2, устанавливая их в исходное состояние, в кото­ром в этот момент находятся распределитель Р1 и генератор ГТИ1.

Выполнить генераторы тактовых импульсов с абсолютно одина­ковой и стабильной частотой практически невозможно. Разница ча­стот генераторов всегда будет существовать и ошибка будет накап­ливаться с каждым шагом, что в конечном итоге вызовет рассинхронизацию распределителей. Это является существенным недостатком. Для предотвращения рассинхронизации необходима синхронизация ГТИ2 с помощью фазирующего или дополнительного импульса в конце каждого цикла передачи.

Метод тактовой синхронизации получил наиболее широкое при­менение, так как он обеспечивает наибольшую надежность. Этот метод заключается в том, что оба распределителя переключаются одним генератором тактовых импульсов ГТИ (рис. 5.8, в). Начало работы распределителей определяется фазирующим импульсом в начале цикла, когда распределители находятся в нулевой позиции. Если распределитель Р2 находится в другой позиции, то он устанав­ливается фазирующим импульсом в нулевую (рис. 5.8, г).

При таком методе синхронизации необходимы каналы связи для передачи тактовых импульсов и сигналов (информационных импуль­сов). Систему выполняют так, чтобы использовать один общий канал для информационных и тактовых импульсов. Для этого такто­вым импульсам, которые передают на каждой позиции распредели­телей, придают дополнительный импульсный признак, например, временной. На рис. 5.8, г показано, что для передачи сигнала 1 ис­пользуется длинный импульс, а сигнала 0 — короткий. Переключе­ние распределителей происходит в начале каждого импульса, неза­висимо от его длительности. Импульсы отделяются друг от друга паузами одинаковой продолжительности. Фазирующему импульсу придают отличительный признак от сигналов 0 и 1; как правило, его выполняют длиннее длинного, т.е. сверхдлинным.

Синфазность работы распределителей передающего и приемного устройств должна обеспечиваться во всех случаях дополнительными методами. Окончание каждого цикла сопровождается посылкой в канал связи специального фазирующего импульса, с помощью кото­рого проверяется вся предшествующая передача. Если прием этого импульса не совпадает с переходом приемного распределителя в кон­трольную (обычно нулевую) позицию, то фиксируется сбой, приня­тое сообщение аннулируется, распределители принудительно пере­водятся в режим синфазной работы.