7 варик. Курсовой проект по дисциплине Теория информации. Системы сбора, обработки и передачи информации На тему Расчётная часть проекта телемеханической компьютеризованной системы сбора, обработки и передачи информации
 Скачать 0.99 Mb.
|
                            МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫНТУ «ДНЕПРОВСКАЯ ПОЛИТЕХНИКА» Кафедра АКС КУРСОВОЙ ПРОЕКТ По дисциплине «Теория информации. Системы сбора, обработки и передачи информации» На тему «Расчётная часть проекта телемеханической компьютеризованной системы сбора, обработки и передачи информации» Вариант № 7 Выполнил студент группы Проверил доц. Заславский А.М. г. Днепр 2019 Содержание 1.Введение…………………………………………………………………………2 2. Анализ технологической схемы объекта автоматизированного телеуправления……….. ………………………………………………………….3 3.Структура блоков сообщений в канале передачи данных и функциональная схема телемеханической системы……………………………………...……….. 4 4.Расчёт и построение образующей матрицы для циклических кодов сообщений с выявлением 1, 2-х и 3-х кратных рассеянных ошибок………... .7 5.Таблицы кодов……………………………………..…………………………. 12 6.Требуемая скорость и полоса частот передачи сигналов кодированных сообщений............................................................................................................. 15 7.Потенциальная помехоустойчивость проектируемой телемеханической системы……. …………………………………………………………………….19 8.Обеспечение требуемой пропускной способности каналов связи проектируемой телемеханической системы………………………………….. 20 9.Расчёт характеристик канала текущих телеизмерений…………………. .. .22 10.Основные результаты аналитического эскизного проектирования телемеханической системы…………………………………………………… 28
Сбор, обработка (преобразование) и передача информации осуществляется совокупностью устройств, являющихся источниками, приёмниками, накопителями и преобразователями сообщений, объединёнными каналами связи в телемеханические системы сбора, преобразования и передачи информации (СППИ). Сбор, преобразование и передача информации являются неотъемлемыми функциями автоматизированных систем управления. Серверы, автоматизированные рабочие места, программируемые контроллеры, интеллектуальные устройства автоматики, датчики, исполнительные механизмы – все эти и другие компоненты автоматизированных систем, осуществляющие целенаправленную обработку информации, связаны между собой информационными потоками. Системы СППИ предназначены для управления этими потоками. В их задачи не входит обработка информации с целью реализации объектно-ориентированных алгоритмов управления. Преобразование информации в системах СППИ осуществляется с целью оптимизации собственно информационных потоков в автоматизированных системах управления. Критериями оптимальности систем СППИ являются
В качестве объекта рассмотрим поточно-транспортную систему (ПТС), в которой исходный материал подвергается обработке, перемещаясь в пространстве от места его приёма к месту выгрузки готового продукта. Транспортировка материала осуществляется конвейерным транспортом, а также другими механизмами, входящими в состав специализированных агрегатов по переработке материала в потоке. Технологическая схема объекта автоматизированного телеуправления представлена на рис.1. Рис.1 Технологическая схема объекта телемеханизации Бункера – накопители исходного материала Агрегаты ПТС Бункер – накопитель готового продукта Сборные конвейеры Системы подобного вида широко распространены в горнодобывающей, химической, металлургической и других отраслях промышленности. Как видно из схемы, приведенной на рис.1 в составе объекта имеется 8 независимых технологических линий, сгруппированных по 3 линии, подающие материал на два сборных конвейера. Эти конвейеры выгружают, поступающий на них материал в бункер - накопитель готового продукта. Диспетчер технологического комплекса должен иметь возможность избирательно включать в работу сборные конвейеры и технологические линии, как для индивидуальной, так и для совместной (параллельной) работы. При выборе технологической линии и подаче команды на её включение или отключение команда исполняется всеми агрегатами линии. Диспетчеру должна непрерывно поступать информация о состоянии каждого агрегата ПТС в виде квадрупольного сообщения:
Эта информация извлекается на ПУ из логической комбинации бинарных сигналов состояния агрегата (вкл/откл) и команды выбора объекта (избран/не избран) и отображается на мнемосхеме объекта соответствующими трансформациями символов агрегатов ПТС. Таким образом, по каналу связи с КП на ПУ передаются бинарные сигналы состояния агрегатов. Кроме того на диспетчерский пункт передаётся информация о величине нагрузки сборных конвейеров, получаемая путём измерения тока в цепях питания их электроприводов. Таким образом, в проектируемой телемеханической системе должны быть реализованы следующие функции сбора, обработки и передачи информации: 1. Телеуправление. Количество объектов ТУ – 10. 2. Телесигнализация. Количество объектов ТС – 34.
Структуризация блоков сообщений в канале передачи данных проектируемого комплекса осуществляется путём выделения в структуре объекта групп агрегатов, соответствующих группам сообщений, как показано на рис.2 Рис.2 Декомпозиция объекта телемеханизации на группы Группа №1 объектов ТС Группа №2 объектов ТС Группа №3 объектов ТС Группа №4 объектов ТС Группа №5 объектов ТС Группа №1 объектов ТУ Группа №2 объектов ТУ Группа (канал) ТИ № 1 Группа (канал) ТИ № 2 Группа №1 объектов ТУ включает 7 объектов – технологических линий ПТС, группа №2 объектов ТУ включает 2 объекта – сборные конвейеры, группы №№ 1…4 объектов ТС включают по 7 объектов – агрегатов ПТС каждая, группа №4 объектов ТС включает 2 объекта – сборные конвейеры, группы №№ 1 и 2 – каналы ТИ включают по одному объекту – сборному конвейеру. 3.1 Структура данных в канале связи (данные передаются побайтно) На основании схемы декомпозиции объекта создаётся структура данных с указанием количества двоичных разрядов в каждой группе сообщений Структура данных ТУ КГ КНЛ ФА КНБ Структура данных ТС КНБ КГ КСО ИТС КНБ НК D ИТИ Структура данных ТИ КНБ = 01111110 – код начала блока, длина – 1 байт; ФА – функциональный адрес; КГ – код группы объектов; КНЛ – код номера технологической линии в группе – позиционный на одно сочетание  ;КСО – код состояния объекта (включён -1, отключён – 0) - позиционный на все сочетания; ИТС – идентификатор канала ТС; НК – номер канала телеизмерений; ИТИ – идентификатор канала ТИ D - двоичный десятиразрядный код аналогового сигнала; Код КНБ представляет собой уникальную комбинацию 01111110, которая не может встретиться в иных частях пакета. Это обеспечивается стаффингом – добавлением после каждых пяти «1» в коде сообщения нуля и удалением этих нулей на стороне приёма перед декодированием. В проектируемом канале ТУ стаффинг не требуется, так как байты не могут содержать код, аналогичный КНБ. В то же время, в каналах ТС и ТУ стаффинг является обязательным. В приёмопередатчиках с программной реализацией функций код КНБ распознаётся маскированием потока импульсов на выходе селектора. Как видно из структуры данных длина информационной части кода в сообщениях ТУ, ТС и ТИ может быть принята равной 16 (два байта)  Для обеспечения требуемой достоверности передачи данных в каналах связи используется циклический код, обеспечивающий выявление одно-, двух- и трёхкратных ошибок. При заданном (  ) образующем полиноме циклического кода  , где  - полином  -того порядка, это имеет место в том случае, когда длина циклического кода  не превышает значения  . Расчётная длина циклического кода  , (3.1)где  - длина кода остатка  циклического кода  , (3.2)где  - степень полинома Следовательно, условие для определения порядка образующего полинома  . Согласно этому неравенству наименьшая степень полинома  и длина кода остатка  . Таким образом, требуемое неравенство  выполняется при . Следовательно, полином 6-й степени достаточен для построения требуемого циклического кода. Структуры блоков сообщений с использованием циклических кодов Блок ТУ
Блок ТС
Блок ТИ
Функциональная схема телемеханической системы ТУ ТУ Линия № 1 Контроллер КП Контроллер ПУ Линия № 1 Ключи выбора объектов Пульт диспетчера Линия № 2 Линия № 2 Линия № 3 Линия № 3 Линия № 4 Линия № 4 Линия № 5 Линия № 5 Линия № 6 Линия № 6 Приёмо-передатчик RS 485 Приёмо-передатчик RS 485 Линия № 7 Линия № 7 Конв. № 1 Конв. № 1 Конв. № 2 Конв. № 2 Включить Включить Исполнит команда Отключить Отключить Агрегат № 1 ТС ТС Агрегат № 1 Сигнализация состояния объектов Агрегат № 2 Агрегат № 2 Агрегат № 28 Код группы (КГ) формируется автоматически в контроллерах ПУ и КП в виде логической функции от кодов состояний объектов, входящих и не входящих в группу. Агрегат № 28 Конв. № 1 Конв. № 1 Конв. № 2 ТИ АЦП Конв. № 2 ДТ 1 ТИ Нагрузка конвейеров 444,45 А ДТ 2 347,86 А | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
