Телемеханизация на електрически инсталации

Целта на телемеханичните устройства е да наблюдават и контролират режима на работа на разпръснатите електрически инсталации от централна точка, която се нарича диспечерска точка (DP), където се намира дежурният — диспечер, чиито функции включват експлоатационно въздействие върху електроцентралите. Телемеханичните устройства се подразделят на системи за телесигнализация (TS), телеметрия (TI), телеуправление (TU) и телеуправление (TR).

Системата на превозното средство предава сигнали за местоположението на обектите, както и аварийни и предупредителни сигнали от контролираната точка (CP) към DP.

Системата TI предава количествени данни за състоянието на управлявания обект на DP.

Система за дистанционно управление TU предава контролни команди от DP към CP. Системата TR предава управляващи команди от DP към KP.

Сигналите от DP към CP се предават чрез комуникационни канали (CC)… Кабелни линии (контролни кабели, телефонни кабели и др.), Електропроводи (ВЛ въздушни линии, N.N. разпределителна мрежа и др.) И специални комуникационни линии (радиореле и др.).

Процесът на предаване на сигнал е показан на фиг. 1, където IS е източник на сигнал, P е предавателно устройство, LAN е комуникационна линия, PR е приемащо устройство, а PS е приемник на сигнал (обект).

Фиг. 1. Схема на предаване на сигнал през комуникационната линия от контролната точка до контролираната точка.

С TS, TI на контролния панел има IS, P, на DP — PR, PS. Информационна (информативна) информация, дискретни сигнали, отразяващи краен брой състояния на обекти (TS), и аналогови или дискретни сигнали, отразяващи набор от състояния (TI), се предават през LAN.

С TU, TR на DP имаме IS, P, на KP — PR, PS. Административна (контролна) информация, дискретни сигнали за управление на ограничен брой състояния на обекти (TC) и аналогови или дискретни сигнали за набор от състояния на обекти (TR) се предават през LAN.

По този начин посоката на сигналите за TS, TI е еднопосочна, а за TU, TR е двустранна, тъй като за състоянието на TU е необходимо да се отразява състоянието на обекта посредством TS, а за TR- посредством TI. Сигнализирането и разпространението могат да бъдат с качествен (двоичен) характер и количествен (множествен) -аналогов или дискретен.

Следователно телемеханичните системи често изпълняват двойни функции: TU — TS и TR -TI. Тъй като сигналите са изложени на смущения, тогава за повишаване на шумоустойчивостта и селективността на приемащото устройство, аналоговите сигнали се кодират, тоест те се изваждат и информацията се представя под формата на дискретни сигнали — сигнали според кодиращите алгоритми, когато всеки сигнал съответства на собствена комбинация от дискретни сигнали.

Кодиране на сигнала

Предимството на телемеханичните устройства в сравнение с устройствата за дистанционно наблюдение и управление е намаляването на броя на комуникационните канали. В отдалечените устройства комуникационните канали са пространствено разделени — всеки канал има своя собствена LAN. В телемеханичните устройства има само една комуникационна линия и комуникационните канали се формират поради времето, честотата, фазата, кода и други методи за разделяне на канали, а по един канал се предава много по -голямо количество информация и административна информация.

Дискретен информационен сигнал е редица импулси, които се различават един от друг в качествено отношение (полярност, фаза, продължителност, амплитуда и т.н.).

Кодирането на едноелементен сигнал позволява да се предава ограничено количество информация дори при използване на няколко функции. Много по -голямо количество информация може да бъде предадено чрез многоелементно кодиране, дори когато се използват само две функции.

Кодирането с един елемент е широко използвано в телемеханичните устройства поради факта, че много контролирани и наблюдавани обекти са двупозиционни и изискват предаването само на два сигнала-команди. Многоелементното кодиране се използва в случаите, когато броят на контролирани и наблюдавани обекти е голям, или когато обектите са многопозиционни и съответно изискват предаването на много команди.

В TU — TS кодовете се използват за предаване на независими команди. В TU — TS обикновено се използват като избирателни знаци продължителност или честота на импулса. В системите TI — TR кодовете се използват за прехвърляне на числови стойности и се наричат ​​аритметични кодове. В основата на тези кодове са системи за представяне на числа чрез кодови последователности.

Система за дистанционно управление — телесигнализация (TU — TS)

В системите TU — TS предаването на команда за управление може да бъде разделено на две позиции:

1) изборът на този обект (избор),

2) предаване на команда.

Разделянето на сигнали, предавани по LAN, се извършва по различни начини: чрез отделни вериги, по време на предаване, чрез избирателни знаци по време на кодиране.

Системите TU — TS с комутация (на отделни вериги), разделяне на времето и честотата на сигналите са широко разпространени.

Системата с комутационно разделяне е показана на фиг. 2.

Обектът за управление е превключвател с помощни контакти Bl, B2. Системата използва четири селективни сигнални знака-положителна и отрицателна полярност и две нива на амплитуда, поради което четири сигнала могат да се предават по една двупроводна линия: 2 командни сигнала (включване-изключване) и 2 предупредителни сигнала (изключване, включване).

Ориз. 2. Схематична диаграма на системата TU-TS с разделяне на комутационни сигнали.

Общият брой на сигналите, представени в система с комутация на верига, е: N = (k-l) m

Ако има минимално ниво на предупредителния сигнал в LC1 (полувълнова команда коригиран ток i1), RCO се задейства. Когато KB е включен, разпределителният сигнал «включване» се прилага за включване на превключвателя, докато B2 е затворен и минималното ниво на сигналния сигнал (полувълнов коригиран ток i2) пристига в LS1, релето на печатната платка се задейства . Когато КО е включен, възниква процес, подобен на включването на ВЧ.

Такива системи TU-TS с разделяне на комутационни сигнали се използват за управление на ограничен брой обекти на разстояние до 1 км.

Системата TU -TS с разделяне на сигналите по време предава сигнали към LAN последователно, може да работи циклично, постоянно наблюдение на обекта или спорадично — ако е необходимо. Диаграмата на системата е показана на фиг. 3.

Комуникационната линия на LAN, използваща синхронно превключващи се разпределители P1, PG2, е последователно свързана на стъпки n, n-1 към съответните управляващи вериги, а на стъпки 1, 2 … към сигналните вериги.

Ориз. 3. Основната система TU-TS с времево разделение на сигналите.

Изборът на сигнали в тази система може да бъде директен — според една избирателна характеристика (както е показано на диаграмата), или комбиниран — според комбинация от избирателни характеристики. При директен избор броят на сигналите, предавани през LAN, е равен на броя на стъпките на разпределителя: Nn = n При комбиниран избор броят на сигналите се увеличава: Nk = kn, където k е броят комбинации от характеристики.

В този случай системата се усложнява поради появата на скремблери и декодери отстрани на DP и KP.

Системата TU-TS с частично разделяне на сигнали предава сигнали към LAN непрекъснато, тъй като началото на комуникацията се разпределя по честота. По този начин няколко сигнала могат да се предават едновременно по LAN.Диаграмата на системата е показана на фиг. 4.

Ориз. 4. Схематична диаграма на системата TU-TS с честотно разделение на каналите

На DP и KP има генератори със стабилни честоти f1 … fn, които са свързани към енкодерите NI (DP), Sh2 (KP). Бутони за управление K1 … Kn и релейни контакти на обекта P1 … Pn.

Ако кодирането е едноелементно, тогава всеки разпределен и сигнален сигнал има своя собствена честота.

Разделянето на сигналите се извършва чрез лентови филтри PF в DP и CP, поради което по принцип е възможно да се предават всички сигнали едновременно. Многоелементното кодиране ви позволява да намалите броя на генераторите и лентовите филтри, както и да стесните честотната лента на сигнала. За това се използват енкодери и декодери отстрани на DP и KP, които кодират и декодират сигнали.

Системата TU-TS с разделяне на времето и честотата на каналите в момента се изгражда върху логически елементи с помощта на микросхеми.

Телеметрични системи (TI)

В системата TI прехвърлянето на параметъра за възобновяема енергия се състои от три операции:

1) избор на обект на разширение (измерен параметър)

2) преобразуване на количеството

3) трансфер.

На CP измереният параметър се преобразува в стойност, която е удобна за предаване на разстояние, на DP, тази стойност се преобразува в показанията на измервателно или записващо устройство.

Разделянето на сигнали, предавани по LAN, също се извършва чрез превключване, време, честотен метод и се използва и кодово разделение на сигналите. TI системите са разнообразни по отношение на типа сигнал. Прави се разлика между аналогови, импулсни и честотни системи.

В аналоговите системи непрекъсната стойност (ток, напрежение) се предава към LAN. В импулс — последователност от импулси или кодова комбинация. В честота — променлив ток на звуковите честоти.

Ориз. 5. Блок -схема на аналогова телеметрична система.

Аналоговата TI система е показана на фиг. 5. Предавателят, в чийто капацитет се използва преобразувателят P на съответния параметър в ток (напрежение), е свързан към LAN линия.

Предавателят обикновено е ректифициран (ток, напрежение) или индуктивни (мощност, cos) преобразуватели. Типичните преобразуватели на ток (VPT-2) и напрежение (VPN-2) са показани на фиг. 6 и 7.

Ориз. 6. Схема на токоизправител на токоизправител (VPT-2)

Ориз. 7. Схема на преобразувател на токоизправител (VPN-2)

Импулсните TI системи имат няколко разновидности, които се различават по начините на представяне на аналоговия параметър чрез импулсни сигнали. Съществуват TI системи с числови импулси, кодови импулси и импулсно-честотни TI, използващи съответните преобразуватели, показани на фиг. осем.

Ориз. 8. Преобразуватели на аналогов параметър в импулсен сигнал.

Ориз. 9. Блокова схема на импулсната TI система

Импулсната система TI е показана на фиг. 9. Предавателят е съответният преобразувател P, който изпраща импулси към LAN, които са аналогови стойности по техните характерни параметри. Обратното преобразуване се извършва от OP конвертора. Предавателите на импулсни системи TI са генератори на импулси на микросхеми.

Честотни TI системи използват синусоидални сигнали, като тяхната честота представлява аналогов параметър. Честотните системи използват преобразуватели — генератори на синусоидални трептения, управлявани от ток или напрежение.

Честотната система TI е показана чрез блоковата диаграма на фиг. единадесет.

Ориз. 10. Преобразувател на честотната система TI.

Ориз. 11. Блокова диаграма на честотната система TI.

Обратното преобразуване, извършено от OP, може да се извърши както в аналогова стойност, така и в десетичен код, за индикация от цифрови инструменти с ADC.

Импулсните и честотните TI системи имат голямо разстояние за измерване, кабелните линии и въздушните линии могат да се използват като комуникационни линии, те имат висока устойчивост на шум и също така могат лесно да бъдат въведени в компютър с помощта на подходящи честотни кодове, преобразуватели на кодови кодове.