Модули цифровых (логических) сигналов

Очередную реплику на книгу [1] начнём с того, что в названии раздела 2.4 причудливым образом соединены два термины – цифровые и логические.

Приведем общеупотребительные определения этих терминов:

1. «Цифровой сигнал --- сигнал данных, у которого каждый из представляющих параметров описывается функцией дискретного времени и конечным множеством возможных значений. Сигналы представляют собой дискретные электрические или световые импульсы»

2. «Логический сигнал - сигнал, принимающий 2 значения - ИСТИНА / ЛОЖЬ, как правило логический 0 (ложь), логическая 1 (истина)

(цитаты приведены по: http://www.zetms.ru/catalog/programs/zetlab/descriptions/dac/images/signal_09_02.gif)

В основном нормативном документе [2] требования к логическим сигналам нет, зато есть требования к дискретным сигналам:

В цифровых устройствах релейной защиты используют три вида сигналов:

- аналоговые, поступающие на модуль аналоговых входов [3]. Аналоговые сигналы описываются непрерывной во времени функцией х(t), которая может принимать любые значения в определенном интервале;

- цифровые, которые в дискретные моменты времени nT принимают конечные дискретные значения – уровни квантования, которые затем кодируются двоичными числами;

- дискретные, поступающие на модуль дискретных входов.

В устройствах релейной защиты дискретный сигнал обычно получают из аналогового сигнала. Один из способов получения такого сигнала показан на рис. 1 (см. http://lancersm.narod2.ru/1.html).

Все сказанное позволяет использовать слово логический в качестве синонима к термину дискретный. Однако слова цифровой и логический нельзя считать синонимами. Поэтому название раздела 2.4 нельзя считать технически правильным, корректным. Кстати, об этом было неоднократно написано в рецензиях на «цикл статей» [4, 5, 6, 7, 8].

а)

б)

Рис. 1 Принцип получения (а) и график изменения (б) дискретного сигнала во времени.

U1 - аналоговый сигнал, U2 – дискретный сигнал.

В момент замыкания ключа S значение дискретного сигнала изменяется с 0 на 1.

Закончим терминологическое отступление и начнём анализировать фотографии и текст. Открывает раздел фотография объединенного модуля «входов-выходов» устройства типа REC-316 (рис. 2).

Рис. 2 – рис. 2.21 из [1]

1 – узел входных элементов, 2 - узел выходных реле

Нельзя не обратить внимания на то, что на этом и на всех других рисунках, приведенных в книге [1] показаны только печатные платы с объемным монтажом, характерным для изделий, разработанных более 5 лет назад.

Учитывая, что в настоящее время практические все производители цифровых устройств перешли на поверхностный монтаж, все дальнейшие рассуждения и рекомендации, содержащиеся в книге [1] потеряли актуальность. Для иллюстрации приведем такую цитату:

В книге дана ссылка на схемное решение дискретного входа, выполненного на основе транзистора (рис. 3).

Рис. 3 – рис. 2.22 из [1]

В качестве примера современной аппаратной реализации модуля дискретных входов на рис. 4 приведен внешний вид платы (рис. 4, а), и схема подключения внешних дискретных сигналов (рис. 4, б) к блоку БМРЗ-100. Цифрами 1 и 2 на рисунке 4, а обозначены единичный и сдвоенный дискретные входы.

а)	б)

Рис. 4 Внешний вид (а) платы и схема подключения (б) дискретных входов

Например, к единичным входам подключают внешние дискретные сигналы «Готов» (контакты 19, 20 соединителя «3») и «Резерв» (контакты 17, 18 соединителя «3»). К совмещенным дискретным входам подключают дискретные сигналы «Включить» и «Отключить» (контакты 5, 6, 7 соединителя «3»).

Такой подход позволяет сократить количество контактов в соединителе и монтажных проводов, подходящих к цифровому устройству релейной защиты.

Приведем ещё одну цитату из книги [1], где на с. 95 написано:

Оставим без комментариев фразу « …По-видимому, это реализуется путем изменения предварительного (sic!) потенциала на базе транзистора».

Выбрать номинальное напряжение дискретного сигнального входа можно и при заказе блоков БМРЗ, выпускаемых НТЦ «Механотроника», хотя в схемах дискретных входов и не применяются транзисторы. Потребителю предлагается несколько исполнений ячеек дискретных входов с характеристиками, приведенными в табл. 1, 2 и 3.

Таблица 1. Дискретные входы блоков БМРЗ-100 и БМРЗ-200

Максимальное количество дискретных входов для устройств БМРЗ-100 – 10, а для БМРЗ-200 – 32.

Таблица 2. Дискретные сигнальные входы блока БМРЗ

В блоках БМРЗ может быть установлено до 46 дискретных входов, в том числе и с разным номинальным напряжением.

В блоках производства НТЦ «Механотроника» может быть установлено до четырех счетных дискретных входов (табл.3), которые используют совместно со счетчиками электрической энергии с импульсным выходом для организации технического учета электроэнергии, потребляемой защищаемым присоединением.

Таблица 3 Импульсные счётные входы

Отметим, что в технических условиях на блоки БМРЗ требования к дискретным входам собраны в отдельном разделе. Преимущества такого подхода к изложению технических требований обоснованы в статье [9].

Литература

1. Гуревич В.И. Микропроцессорные реле защиты. Устройство, проблемы, перспективы. М.: Инфра-Инженерия, 2011, 336 с.

2. РД 34.35.310-97. Общие технические требования к микропроцессорным устройствам защиты и автоматики энергосистем. М.: ОРГРЭС, 1997

3. Модуль аналоговых сигналов// Материал расположен на странице: http://miforelist2.narod.ru/MAS/mod_analog.htm

4. Апофигей. Рецензия на третью статью// Материал находится здесь: http://miforelist.narod.ru/apofigei.pdf

5. Рецензия на первую статью// Материал находится здесь: http://miforelist.narod.ru/rezenzia1.pdf

6. Рецензия на вторую статью// Материал находится здесь: http://miforelist.narod.ru/rezenzia2.pdf

7. Ещё одна рецензия на статью// Материал расположен здесь: http://miforelist.narod.ru/kak_ustroeny.pdf

8. Рецензия на четвертую статью// Материал находится здесь: http://miforelist.narod.ru/ChitayaIV.htm

9. Захаров О.Г. Опыт выпуска технических условий// Стандарты и качество, № 12, 2009, С.50