Управление механизмами на расстоянии - радиотелемеханика

Телемеханика - одна из самых интересных областей современной техники. Она обеспечивает управление механизмами на расстоянии. Управляемую машину могут отделять от человека многие километры, но она будет так же послушно выполнять его приказы, как если бы он находился с нею рядом.

Телемеханика призвана помочь человеку более полно овладеть силами природы и облегчить его труд. Она увеличивает производительные силы нашей страны, дает возможность управлять на расстоянии сложными производственными процессами, ускоряет развитие техники и промышленности.

Чаще всего телеуправление осуществляется при помощи электрических импульсов. Машина оборудуется специальным электрическим устройством, которое воспринимает приходящие импульсы и приводит машину в действие, заставляя ее выполнять самые разнообразные операции.

В крупнейших городах нашей страны установлены АТС -автоматические телефонные станции. Это замечательные сооружения, которые заменяют телефонисток и экономят наше время.

Вы поднимаете трубку автоматического телефона. Это самоа простое действие, какое можно себе представить, но оно вызывает очень интересные технические явления.

Взяв телефонную трубку, вы освободили рычажок аппарата и послали по проводам на телефонную станцию электрический сигнал - заявку о том, что вы хотите разговаривать.

Вы ждете ответного сигнала, нисколько не сомневаясь, что станция сейчас же вам ответит. И действительно, через несколько секунд, а в новейших АТС и того меньше, раздается протяжный гудок - станция сигнализирует, что она готова выполнить ваш заказ на соединение с любым свободным абонентом.

Теперь остается сообщить, с кем именно вы хотите разговаривать. Вы поворачиваете диск, набирая номер телефона вашего будущего собеседника. Каждый раз, когда диск под действием пружины возвращается обратно, в линию посылается несколько электрических импульсов, соответствующих набранной цифре. Они приводят в движение сложнейшие механизмы, расположенные на станции.

Сооружения канала имени Москвы управляются телемеханически

Рис. 1. Сооружения канала имени Москвы управляются телемеханически.

Нелегкая задача отыскать среди многих тысяч абонентов лефонной станции нужного абонента и соединить с ним ваш телефон. Но автоматические телефонные искатели делают эго быстро и безошибочно без всякой помощи человека.

Набрав нужный номер, вы слышите несколько продолжительных гудков. Станция сообщает, что она выполнила ваше распоряжение. Но кроме этого, она позвонила вызываемому абоненту, дав ему знать, что с ним хотят разговаривать.

Он тоже поднимает телефонную трубку, и вы слышите его голос, переданный в виде электрических колебаний по проводам.

На телефонный вызов обычно затрачивается несколько секунд. А пользование вызывным устройством настолько просто, что оно доступно даже ребенку.

Телефонная связь - не единственная область техники, где нашла применение телемеханика. Машины, управляемые на расстоянии, все более и более внедряются в самые различные отрасли промышленности и народного хозяйства.

У нас в стране имеется много электростанций, управление которыми производится при помощи электрических импульсов, передаваемых по проводам из диспетчерского пункта.

Находясь на большом расстоянии от станции, диспетчер нажимает кнопку на пульте управления, и станция начинает работать. Когда нужно, он нажимает другую кнопку, и станция останавливается.

Получая измерительные электрические сигналы с управляемой станции, диспетчер контролирует ее работу. На измерительных приборах он видит, с какой мощностью станция работает, какой ток она отдает в линию, на каком уровне держится вода в водохранилище и т. д.

Замечательные сооружения канала имени Москвы насыщены телемеханическими устройствами. Канал протянулся на 128 километров. Его обслуживают пять мощных насосных станций, которые поднимают притекающую волжскую воду на высоту 40 метров.

Управление гигантскими пропеллерными насосами, гидроэлектростанциями и воротами шлюзов происходит телемеханически. Диспетчер нажимает одну из расположенных перед ним кнопок, и тот или иной агрегат канала вводится в действие.

Однако не все распоряжения диспетчера будут исполнены. Если он по ошибке нажмет не ту кнопку, какую нужно, приборы управления дадут знать, что он ошибся. Это предусмотрено для того, чтобы предотвратить аварии.

Широко применяется телемеханика для управления великолепными сооружениями первенца великих строек коммунизма — Волго-Донского канала имени В. И. Ленина.

С 1953 года управление тремя громадными насосными станциями канала - Кар-повской, Мариновской и Варваровской - будет производиться из одного телемеханического пункта.

Количество телеуправляемых гидроэлектростанций у нас в стране быстро растет. Новая техника дает возможность управлять ими и производить необходимые измерения из пунктов, удаленных на десятки и сотни километров.

Большую роль играет телемеханика на железнодорожном транспорте. Она позволяет одному диспетчеру управлять стрелками и светофорами на Железнодорожных участках, протянувшихся на много километров.

Все поезда, которые движутся на том или ином участке дороги, отображаются в виде светящихся значков на схеме перед диспетчером. На ней же указано положение всех стрелок и светофоров.

Световые значки точнейшим образом отмечают положение каждого поезда на этой миниатюрной копии железнодорожной линии. Наблюдая за «живой» схемой, диспетчер руководит движением поездов.

Он может наиболее целесообразно распределить поезда на участке и до минимума сократить их стоянки. Безопасность железнодорожного сообщения и пропускная способность дороги от этого значительно повышаются.

Развитие телемеханики теснейшим образом связано с развитием другой отрасли техники - автоматики. Чем больше появляется машин-автоматов, тем шире можно использовать телемеханику. Это и понятно. Автомат - машина, которая выполняет самостоятельно определенную работу. Управлять такой машиной очень просто.

Одним из самых распространенных автоматов, которыми мы пользуемся, являются часы. Мы заводим их, и они целые сутки, а то и дольше движутся самостоятельно, точно отсчитывая время.

Строго согласованно вращаются три стрелки. Одна из них совершает за сутки всего 2 оборота, другая 24 оборота, а третья 1 440 оборотов. По положению этих стрелок мы следим за временем.

Часы появились очень давно, и в наше время они достигли высокого совершенства. Применение часов натолкнуло изобретателей на мысль создать автоматы-машины, которые могли бы работать самостоятельно и заменить человека.

Современная техника дает возможность строить машины-автоматы, которыми можно управлять с большого расстояния и оставлять их без присмотра.

Автомату посылается тот или иной сигнал. Это приказ, который ему надлежит выполнить. Сигнал действует, как толчок. Он включает сложную комбинацию приборов и приводит в движение те или иные части машины. Каждому посланному сигналу соответствует определенная работа исполнительных механизмов.

Для включения и выключения автомата и для управления его работой служат чрезвычайно чувствительные приборы - реле. Слово реле произошло от названия почтовых станций, которые в старину располагались на больших дорогах.

По-французски эти станции назывались «реле», что означает место смены. На них происходила смена лошадей. Усталые лошади заменялись отдохнувшими, и экипаж отправлялся дальше.

Нечто похожее происходит при работе реле-прибора. Воспринимая приходящий слабый сигнал, реле включает новый более мощный источник энергии. Принятый сигнал как бы получает подкрепление от местного источника, и поэтому его действие значительно усиливается.

Реле - самый распространенный из приборов, применяемых в автоматике и телемеханике. Без него не обходится ни одна установка, управляемая на расстоянии.

Существуют сотни всевозможных типов реле. Одни реле реагируют на свет, другие на звук, третьи на изменения температуры и т. д. К примеру реле выдержки времени осуществляют коммутацию нагрузки в зависимости от заданного времени или переодики срабатывания.

Наиболее часто применяются электромагнитные реле, реагирующие на электрические сигналы. Подобные реле применял в своих радиоприемниках изобретатель радио А. С. Попов.

Основные части такого реле - небольшой электромагнит и подвижный железный якорек. Если по обмотке электромагнита потечет электрический ток сигнала, легкий якорек притянется к магниту и замкнет или разомкнет цепь более сильного тока, в которую включен какой-либо электрический аппарат, например небольшой электродвигатель. Так, при помощи реле можно производить любые переключения в электрических цепях управляемой машины.

Токи, протекающие по обмотке электромагнита реле, чаще всего бывают небольшой величины и измеряются малыми долями ампера. Но такие слабые токи заставляют реле сработать и замкнуть или разомкнуть цепь, в которой может протекать ток гораздо большей величины. Маленький «слабосильный» прибор «распоряжается» резервуарами электрической энергии местных источников тока и таким образом приводит машину в действие.

Еще более совершенно электронное реле; в нем используется обычная трехэлектродная радиолампа или газонаполненная лампа с тремя электродами - тиратрон. На сетку лампы подается напряжение приходящего сигнала, и лампа в тот же миг производит включение тока в своей цепи.

Это самое быстродействующее реле; время срабатывания его составляет ничтожные доли секунды. Затрачивая незначительную мощность, с помощью лампы можно управлять энергией довольно мощного источника тока (например, анодной батареи).

Самое простое управление машиной - это такое, при котором машине посылается всего два командных сигнала: один для пуска ее, другой для остановки.

Телемеханика разрешает вопросы более сложного управления, при котором управляемой машине отдается много всевозможных «приказаний». Эти «приказания» должны отличаться одно от другого, чтобы машина их «не перепутала».

Посылая управляющие электрические импульсы, можно повернуть зубчатое колесико переключателя на тот или иной угол

Рис. 2. Посылая управляющие электрические импульсы, можно повернуть зубчатое колесико переключателя на тот или иной угол и замкнуть при помощи скользящего рычажка ту или иную исполнительную цепь

Можно, например, при передаче первой команды посылать один электрический импульс, при передаче второй команды два таких импульса, при передаче третьей команды три импульса и т. д.

Иногда сигналы посылаемых команд зашифровываются. В этом случае каждой команде соответствует особая серия электрических импульсов, которая отличается от серий импульсов других команд.

Для передачи поступающих сигналов команд на исполнение служит специальное устройство - распределитель.

В простейшем случае он состоит из электромагнита, легкого якоря, скрепленного с изогнутой пластинкой - собачкой, системы контактов, расположенных по кругу, и небольшого колесика с косыми зубьями - переключателя, рычажок которого может поворачиваться и переходить с одного контакта на другой.

К контактам подведены провода от всех исполнительных механизмов управляемой машины. Каждый контакт соединен с одним определенным механизмом.

Когда управляемое устройство воспримет сигнал команды, по обмотке электромагнита распределителя пройдет слабый электрический ток. Электромагнит притянет подвижный якорек и передвинет рычажок переключателя на определенный контакт.

При этом замкнется электрическая цепь исполнительного механизма, соединенного с данным контактом, и машина произведет определенную работу.

Распределитель - это искатель; на него возложена задача найти нужную исполнительную цепь.

Если послать один электрический импульс, рычажок переключателя передвинется на соседний контакт и включит первый механизм машины; два импульса передвинут этот рычажок на второй контакт и включат другой механизм; три импульса включат третий механизм и т. д.

От распределителя, как из центра, разбегаются принимаемые приказания ко всем управляемым механизмам, приводя машину в действие, регулируя ее работу или останавливая ее.

Подчиняясь приходящим сигналам, машина так же покорно выполняет волю человека, как если бы он управлял ею своими руками, перемещал рычаги или изменял действие ее регуляторов.

Продолжение: Телеуправление по радио, история.

 Ф. Честнов - "В мире радио", 1954г.

0
1161
Добавить комментарий