Приведение в действие судовых механизмов и управление ими осуществляются с помощью разветвленной системы внутрисудовой связи, которая должна обеспечивать быструю и точную передачу соответствующих приказаний из командных пунктов на исполнительные посты, автоматически осуществлять контроль за режимом работы судовых механизмов и поддерживать двустороннюю связь между всеми служебными и бытовыми помещениями судна.
На современных судах применяют следующие виды внутрисудовой связи и сигнализации: телефонная связь различных систем и назначений, электрические телеграфы и указатели, электрическая сигнализация различного назначения, приборы контроля.
Безбатарейная телефонная связь
Безбатарейная телефонная связь является одной из разновидностей систем проводной связи. Принцип телефонной связи заключается в том, что в пункте передачи звуковая энергия посредством микрофона преобразуется в электрическую, которая передается по проводам в пункт приема, где электрическая энергия снова преобразуется в звуковую посредством телефона. Установки с электромагнитными микрофонами, не требующие аккумуляторных батарей, называются безбатарейными.
Любая установка безбатарейной телефонной связи состоит из коммутационных, вызывных и переговорных элементов. К коммутационным элементам относятся коммутаторные ключи, рычажный переключатель, штепсельные вилки, к вызывным — индуктор, поляризованный звонок, бленкер, неоновая лампа, к переговорным — микротелефонные трубки, добавочные телефоны.
Коммутаторные ключи представляют собой устройства, посредством которых производятся переключения электрических цепей в телефонных коммутаторах и других аппаратах в процессе их работы. Рычажные переключатели применяют в телефонных аппаратах и коммутаторах для переключения линейных проводов с вызывных цепей на разговорные и обратно. Включение микротелефонов, добавочных телефонов в аппарат или коммутатор осуществляется посредством штепсельной вилки.
В качестве источников вызывного тока в приборах безбатарейной телефонной связи применяется индуктор, представляющий собой магнитоэлектрическую машину переменного тока ручного действия. В качестве звукового сигнала вызова используется поляризованный звонок переменного тока, механизм которого устанавливается в телефонный аппарат либо коммутатор.
Бленкер представляет собой электромагнитный механизм, механически связанный с флажком-указателем. Бленкер срабатывает под действием вызывного электрического тока, проходящего по обмотке его катушки. Бленкеры устанавливают в коммутаторах безбатарейной связи в качестве указателей, вызывающих абонентов. Число бленкеров в коммутаторе зависит от емкости последнего.
В коммутаторах и телефонных аппаратах устанавливают неоновую лампу типа МН-3. В телефонных аппаратах эта лампа предназначена для контроля работы индуктора и подачи светового сигнала вызова. На коммутаторах неоновая лампа предназначена для контроля исправности «своего» индуктора и фиксирования вызова от того абонента, ключ которого на коммутаторах почему-либо остался в положении «Включено» (вызывной ток не поступает ни на звонок, ни на обмотку бленкера). Последовательно с неоновой лампой включен резистор для уменьшения величины потребляемого ею вызывного тока.
В качестве микрофонов и телефонов в приборах безбатарейной телефонной связи применяют дифференциальный электромагнитный капсюль типа ДЭМ. Капсюль ДЭМ представляет собой электромагнит, поляризованный постоянными магнитами, якорь которого жестко связан с мембраной полупоршневого действия, зажатой по краю. Якорь, являющийся сердечником катушек электромагнита, установлен между полюсными наконечниками постоянного магнита.
Схема распределения магнитных потоков при работе капсюля ДЭМ представлена на рис. 1. При работе в режимах микрофона в состоянии покоя (см. рис. 1, а) концы якоря устанавливаются в центре зазоров, якорь уравновешен и магнитный поток вдоль якоря не проходит. Вследствие колебаний мембраны под действием звука якорь отключается от среднего положения, магнитное равновесие нарушается и поток, стремясь пройти по пути наименьшего сопротивления, замыкается через якорь (см. рис. 1, б, в). Изменяющийся магнитный поток пересекает витки обмоток катушек капсюля, в которых индуктируется переменная э. д. с. звуковой частоты.
Рис. 1. Работа капсюля ДЭМ в различных режимах
При работе капсюля в качестве телефона (см. рис. 1, г—е) переменный ток звуковой частоты, протекая через обмотки катушек капсюля, создает переменный магнитный поток в его якоре, замыкающийся через воздушные зазоры и полюсные наконечники. Этот магнитный поток, суммируясь с магнитным потоком постоянного магнита, искажает последний, в результате чего равновесие нарушается и якорь начинает колебаться в соответствии с колебаниями якоря, т. е. мембраны микрофона.
В качестве аппаратов безбатарейной связи на судах применяют аппараты СТА-1, СТА-2, СТА-3, ТАК-Б, включенные в систему прямой (парной) связи либо в систему командной связи с коммутаторами КТК, СТК, БКК. В качестве примера рассмотрим работу командного коммутатора СТК. Схема коммутатора с включенными в него двумя аппаратами СТА-3 приведена на рис. 2.
Рис. 2. Коммутатор СТК с аппаратами СТА-3
Линейные ключи коммутатора ЛК могут иметь пять положений; каждый из них позволяет подключение двух абонентов. При повороте ключа ЛК вправо или влево на 90° (в положение «Включено») подключается один из абонентов и осуществляется одиночная связь. При повороте ключа вправо или влево на 90° (в положение «Циркуляр») подключаются оба абонента и осуществляется циркулярная связь.
При работе схемы вызывной ток с линии поступает на абонентские выводы 2 и 3 коммутатора, с которых через замкнутые контакты 1—2 и 4—3 ключа он попадает на обмотку бленкера БЛ.
Бленкер срабатывает и своими контактами 3—4 и 5—6 через размыкающий контакт рычажного переключателя В1 подключает звонок Зв. В смотровом окне бленкера появляется глазок-указатель (белое пятно), а звонок звонит до тех пор, пока с линии подается вызов. Указатель бленкера фиксируется до перевода ключа ЛК в рабочее положение.
При появлении на коммутаторе сигналов вызова абонентский ключ ЛК поворачивают в положение «Включено», в результате чего переключаются его контакты. При правом повороте ЛК контакты 5—6, 9—10, 13—14 и 17—18 замыкаются, а 1—2 размыкаются. При левом повороте ЛК контакты 7—8, 11—12, 15—16 и 19—26 замыкаются, а 3—4 размыкается. В этом положении ЛК коммутатор готов для ведения переговоров и посылки вызова абоненту.
При снятии микротелефона с коммутатора контакты 1—2 и 3—4 переключателя В1 замыкаются и переговорные приборы подключаются к схеме коммутатора. Микрофон подключается к первичной обмотке согласующего трансформатора Тр, а телефоны — к линейным проводам 1 и 3. Вторичная обмотка трансформатора Тр подключается к проводам 2 и 3. Таким образом, передача с коммутатора ведется по проводам 2 и 3, а прием — по проводам 1 и 3.
Посылка вызова абонентами при наличии напряжения в сети переменного тока осуществляется нажатием вызывного рычага на коммутаторе, в результате чего замыкаются контакты 2—3 и 5—6 переключателя В2, в схему коммутатора подается напряжение от вторичной обмотки трансформатора СТр, подключенной к выводам 12 и 15 коммутатора. Через размыкающие контакты 17—18, 13—14 и 9—10 ключа ЛК это напряжение подается в линию вызываемого абонента. При этом горит неоновая лампа НЛ2 коммутатора.
В случае отсутствия напряжения в сети переменного тока вызов абоненту посылается индуктором И. При вращении рукоятки индуктора его контакты 2 и 3 замыкаются и индукторный ток через размыкающие контакты 1—2 и 4—5 ненажатого вызывного рычага В2, контакты 17—18, 13—14 и 5—10 ключа ЛК поступает по проводам 1 и 3 в линию вызываемого абонента. К зажимам 10—11 коммутатора может быть подключен прерыватель П2. При поступлении вызова работают звонок Зв и неоновая лампа НЛ абонента. После снятия микротелефона абонента контактами 1—2 и 4—5 рычажного переключателя РП собирается разговорная цепь.
В коммутаторах двухпроводной системы согласующий трансформатор не используется, поэтому перемычки 4—5 и 6—7 снимаются и вместо них устанавливается перемычка 5—6. Абонентские выводы 1 и 2 также соединяются перемычками. В шумных помещениях, кроме основного телефона Т1, включается дополнительный телефон Т2.
Автоматическая телефонная связь
Безбатарейная телефонная связь служит для соединения одного из абонентов и коммутатора либо циркулярного соединения коммутатора и нескольких абонентов. Избирательную же связь между любыми двумя абонентами на судах осуществляют посредством автоматических телефонных станций (АТС) различных типов.
Рис. 3. Функциональные схемы АТС
Рассмотрим блочные схемы АТС, применяемых на судах отечественной постройки. На рис. 3, а приведена функциональная схема КАТС-20м. Станция предназначена для обеспечения автоматической телефонной связи между абонентами по двухпроводным линиям. Емкость станции 20 номеров, из которых 19 предназначено для включения обычных абонентов и 1—для включения особого абонента. Станция рассчитана на работу от источника постоянного тока напряжением 24+/-2 В. Основными сравнительно сложными элементами станции являются реле типа РКН, шаговые искатели типа ШИ-25/4, реле-вибраторы типа РКВ и трансформаторные зуммеры.
Реле круглое нормальное (РКН) является электромагнитным и служит для переключения различных цепей схемы. В зависимости от места, которое реле занимает в схеме, оно может быть быстродействующим, нормальным или замедленным.
Быстродействующие реле имеют якорь специальной формы, замедленные—медную втулку, насаженную на сердечник реле. Иногда замедление реле достигается шунтированием одной из обмоток катушки.
Шаговый искатель ШИ-25 (см. рис. 3, а) представляет собой электромагнитный механизм для переключения станционной линии на 25 различных направлений. Искатели вызова ИВ и линейные соединители ЛС служат для отыскания нужной абонентской линии. Перемещение щеток искателей по контактному полю происходит с помощью самопрерывающегося контакта, включенного последовательно в цепь обмотки электромагнита искателя. Положение щеток отмечается указателем на цифровом барабане искателя.
Реле-вибратор типа РКВ представляет собой круглое реле маятникового типа. В схеме станции оно предназначено для преобразования постоянного тока в переменный, который используется для посылки вызова абоненту.
Трансформаторный зуммер предназначен для преобразования постоянного тока в переменный звуковой частоты порядка 600 Гц, который используется для посылки сигналов «Готово» и «Занято».
Абонент представляет собой телефонный аппарат АТС, снабженный номеронабирателем. Обычный абонент включается в схему АТС через абонентский комплект АК, который обеспечивает подключение искателя ИВ к абонентской линии, блокирование абонента от других вызовов в том случае, когда абонент сам вызывает или его вызвали. Абонентский комплект состоит из двух реле типа РКН.
Групповое линейное реле ГЛР служит для запуска искателя ИВ при вызове станции любым обычным абонентом.
Шнур Ш обычных абонентов служит для осуществления телефонной связи между обычными абонентами и любого обычного абонента с особым.
Шнур обычных абонентов состоит из девяти реле типа РКН, искателя вызова ИВ типа ШИ-25/4, линейного соединителя ЛС и других элементов. Станция КАТС-20м включает в себя пять обычных шнуров.
Шнур особого абонента ОШ предназначен для осуществления телефонной связи особого абонента ОА с обычными абонентами и состоит из 10 реле типа РКН, особого линейного соединителя (ОЛС) типа ШИ-25/4 и других элементов.
Сигнально-вызывное устройство СВУ обеспечивает посылку абонентам сигналов зуммера «Готово» и «Занято», посылку сигнала вызова и контроля посылки.
Работа станции заключается в следующем. Если абонент А1 желает вызвать абонент А2, ему необходимо снять трубку телефонного аппарата. При этом линейное реле абонентского комплекта АК1, которое включает групповое линейное реле ГЛР, сработав, включает искатели вызова ИВ всех свободных шнуров. Щетки ИВ перемещаются по контактному полю до тех пор, пока один из ИВ подключится к линии вызывающего абонента. Таким образом происходит подключение одного из свободных шнуров к вызывающему абоненту, запускается СВУ, посылающее сигнал «Готово».
При наборе номера линейный соединитель ЛС устанавливает щетки на контакты поля вызываемого абонента А2 и, если линия А2 свободна, СВУ посылает сигнал вызова абоненту А2 и сигнал контроля вызова абоненту А1. После снятия трубки А2 собирается разговорная цепь. Отбой шнура двусторонний.
На вновь строящихся судах вместо устаревших шаговых АТС устанавливают новые релейные станции типа КАТС-Р40 (рис. 3, б). В качестве основного коммутационного механизма применено реле типа РКМП-2 (реле круглое малогабаритное полевое). Станция КАТС-Р40 предназначена для обеспечения внутренней и внешней автоматической телефонной связи между судами и береговыми объектами.
Внутренняя связь осуществляется по 5 шнуровым комплектам между 38 абонентами. В станции предусмотрен особый абонент, которому предоставляется преимущественная связь только при внутренней связи, а при выходе на внешнюю связь особый абонент преимуществ не имеет.
Питание станции осуществляется постоянным током напряжением 56—69 В от питающего устройства, работающего от сети переменного тока напряжением 127 или 220 В. При отсутствии переменного тока станция может работать от аккумуляторной батареи.
Основными узлами КАТС-Р40 являются: абонентский комплект АК, шнуровой комплект ШК, универсальный комплект реле соединительной линии РСЛ1, комплект реле соединительный согласовывающий РСЛ2, комплект реле РСЛ4 соединительной линии с АТС, сигнально-вызывное устройство СВУ; индукторно-зуммерное устройство.
Абонентский комплект подключает абонентскую линию к шнуровому комплекту, блокирует абонентскую линию и подает по ней зуммер «Занято» в случае ее повреждения или в случае, когда после окончания разговора абонент не вешает микротелефонную трубку.
Шнуровой комплект устанавливает соединение между абонентами, включенными в станцию. Схема ШК включает в себя релейный искатель ИВ для нахождения АК или универсального РСЛ2, с которого поступил вызов на станцию, и релейный линейный искатель ЛИ для отыскания вызываемого АК или РСЛ.
Универсальный РЛС1 устанавливает связь с подобными станциями через согласовывающий РСЛ2. Исходящая связь устанавливается автоматически при наборе цифр 5, 6, 7, 8; РСЛ2 предназначен для исходящей связи с береговыми АТС.
Устройство СВУ осуществляет: подачу сигнала готовности станции и посылку индукторного тока; подачу сигналов «Занято», «Плюс 4 с»; контроль за прохождением зуммера и индуктора; подачу сигнала выдержки времени для принудительного освобождения шнуровых комплектов; освобождение шнурового комплекта при его непроизводительном занятии; сигнализацию перегорания главного и индивидуального предохранителей.
Устройство ИЗУ преобразует сигналы постоянного тока напряжением 60 В в сигналы переменного тока частотой 450 Гц (зуммер) и 25 Гц (индуктор).
На рис. 3, б римскими цифрами обозначены направления связи: I, II — от городской телефонной станции типа МБ и обратно, III, IV — к городской телефонной станции типов АТС и ЦБ и обратно; V — к подобным станциям.
