Elektros instaliacijos telemechanizavimas

Telemechaninių įrenginių paskirtis – stebėti ir valdyti išsklaidytų elektros instaliacijų veikimo režimą iš centrinio taško, vadinamo dispečeriniu (DP), kuriame yra budintis dispečeris, kurio funkcijos apima eksploatacinį poveikį elektrinėms. Telemechaniniai įrenginiai skirstomi į telesignalizacijos (TS), telemetrijos (TI), nuotolinio valdymo (TU) ir nuotolinio valdymo (TR) sistemas.

Transporto priemonės sistema perduoda objekto vietos signalus, taip pat avarinius ir įspėjamuosius signalus iš kontroliuojamo taško (CP) į DP.

TI sistema perduoda DP kiekybinius duomenis apie valdomo objekto būklę.

Nuotolinio valdymo sistema TU perduoda valdymo komandas iš DP į CP. TR sistema perduoda valdymo komandas iš DP į KP.

Signalai iš DP į CP perduodami per ryšio kanalai (CC)… Kabelių linijos (valdymo kabeliai, telefono kabeliai ir kt.), Maitinimo linijos (HV oro linijos, N.N. skirstomasis tinklas ir kt.) ir specialios ryšio linijos (radijo relės ir kt.).

Signalo perdavimo procesas parodytas fig.1, kur IS – signalo šaltinis, P – siųstuvas, LAN – ryšio linija, PR – priėmimo įrenginys, o PS – signalo imtuvas (objektas).

Fig. 1. Signalo perdavimo ryšio linija nuo valdymo taško iki valdomo taško schema.

Su TS, TI valdymo pulte yra IS, P, ant DP - PR, PS. Informacinė (informacinė) informacija, diskretūs signalai, atspindintys baigtinį objektų būsenų skaičių (TS), ir analoginiai arba diskretieji signalai, atspindintys būsenų rinkinį (TI), perduodami LAN tinklu.

Su TU, TR ant DP turime IS, P, ant KP - PR, PS. Administracinė (valdymo) informacija, atskiri valdymo signalai ribotam objektų būsenų skaičiui (TC) ir analoginiai arba diskretieji signalai objektų būsenų rinkiniui (TR) perduodami per LAN.

Taigi TS, TI signalų kryptis yra vienpusė, o TU, TR - dvipusė, nes TU būsenai reikia atspindėti objekto būseną naudojant TS, o TR- naudojant TI. Signalizavimas ir sklidimas gali būti kokybinio (dvejetainio) pobūdžio ir kiekybinio (daugybinio) – analoginio arba diskretinio.

Todėl telemechaninės sistemos dažnai atlieka dvejopas funkcijas: TU — TS ir TR -TI. Kadangi signalai yra veikiami trukdžių, tada, siekiant padidinti priimančiojo įrenginio atsparumą triukšmui ir selektyvumą, analoginiai signalai yra koduojami, tai yra, jie atimami ir informacija pateikiama diskrečiųjų signalų forma - signalais pagal kodavimą. algoritmai, kai kiekvienas signalas atitinka savo kombinaciją iš atskirų signalų.

Signalo kodavimas

Telemechaninių įrenginių pranašumas lyginant su nuotolinio stebėjimo ir valdymo įrenginiais yra ryšio kanalų skaičiaus sumažinimas.Nuotoliniuose įrenginiuose ryšio kanalai yra erdviškai atskirti – kiekvienas kanalas turi savo LAN. Telemechaniniuose įrenginiuose yra tik viena ryšio linija, o ryšio kanalai susidaro dėl laiko, dažnio, fazės, kodo ir kitų kanalų atskyrimo būdų, vienu kanalu perduodamas daug didesnis informacijos ir administracinės informacijos kiekis.

Diskretusis informacinis signalas – tai daug impulsų, kurie skiriasi vienas nuo kito kokybiškai (poliškumas, fazė, trukmė, amplitudė ir kt.).

Vieno elemento signalo kodavimas leidžia perduoti ribotą informacijos kiekį net ir naudojant kelias funkcijas. Daug didesnį informacijos kiekį galima perteikti naudojant kelių elementų kodavimą, net kai naudojamos tik dvi funkcijos.

Vieno elemento kodavimas plačiai naudojamas telemechaniniuose įrenginiuose dėl to, kad daugelis valdomų ir stebimų objektų yra dviejų padėčių ir reikalauja tik dviejų komandų signalų perdavimo. Kelių elementų kodavimas naudojamas tais atvejais, kai kontroliuojamų ir stebimų objektų skaičius yra didelis arba kai objektai yra kelių pozicijų ir atitinkamai reikia perduoti daug komandų.

TU – TS kodai naudojami nepriklausomoms komandoms perduoti. TU – TS, impulsų trukmė arba dažnis paprastai naudojami kaip selektoriai. TI – TR sistemose kodai naudojami skaitmeninėms reikšmėms perduoti ir vadinami aritmetiniais kodais. Šių kodų esmė yra sistemos, skirtos skaičiams pavaizduoti naudojant kodų sekas.

Nuotolinio valdymo sistema – telesignalizacijos (TU – TS)

TU – TS sistemose valdymo komandos perdavimą galima suskirstyti į dvi pozicijas:

1) šio objekto pasirinkimas (pasirinkimas),

2) komandos perdavimas.

LAN perduodamų signalų atskyrimas atliekamas įvairiais būdais: atskiromis grandinėmis, perdavimo metu, atrankiniais simboliais kodavimo metu.

Plačiai paplitusios TU — TS sistemos su perjungimu (atskirose grandinėse), laiko padalijimu ir signalo dažniu.

Komutavimo ir padalijimo sistema parodyta Fig. 2.

Valdymo objektas yra jungiklis su pagalbiniais kontaktais Bl, B2. Sistema naudoja keturis selektyvinius signalų ženklus – teigiamą ir neigiamą poliškumą bei du amplitudės lygius, todėl viena dviejų laidų linija gali būti perduodami keturi signalai: 2 komandų signalai (įjungta-išjungta) ir 2 įspėjamieji (išjungti, įjungti).

Ryžiai. 2. TU-TS sistemos schema su perjungimo signalų atskyrimu.

Bendras signalų skaičius jungtinėje sistemoje yra: N = (k-l) m

Jei LC1 (pusinės bangos komandos ištaisyta srovė i1) yra minimalus perspėjimo signalo lygis, suveikia RCO. Kai KB įjungtas, paskirstymo signalas «įjungtas» įjungiamas jungikliui įjungti, o B2 uždaromas ir minimalus signalo lygis (pusinės bangos ištaisyta srovė i2) patenka į LS1, įjungiama PCB relė. . Kai įjungiamas KO, vyksta procesas, panašus į HF įjungimą.

Tokios TU-TS sistemos su perjungimo signalų atskyrimu naudojamos ribotam objektų skaičiui valdyti iki 1 km atstumu.

TU-TS sistema su laiko dalybos signalais signalus į LAN perduoda nuosekliai, gali dirbti cikliškai, nuolat stebint objektą arba esant poreikiui sporadiškai. Sistemos schema parodyta fig. 3.

LAN ryšio linija, naudojant sinchroniškai perjungiamus skirstytuvus P1, PG2, n, n-1 žingsniais nuosekliai prijungiama prie atitinkamų valdymo grandinių, o žingsniais 1, 2 ... prie signalų grandinių.

Ryžiai. 3. Pagrindinė TU-TS sistema su laiko padalijimo signalais.

Signalų pasirinkimas šioje sistemoje gali būti tiesioginis – pagal vieną atrankinę charakteristiką (kaip parodyta diagramoje) arba kombinuotas – pagal atrankinių charakteristikų derinį. Tiesioginio pasirinkimo metu per LAN perduodamų signalų skaičius lygus skirstytuvo žingsnių skaičiui: Nn = n Kombinuotame atrankoje signalų skaičius didėja: Nk = kn, čia k charakteristikų kombinacijų skaičius.

Šiuo atveju sistemą apsunkina DP ir KP šonuose atsiradę kodavimo įrenginiai ir dekoderiai.

TU-TS sistema su daliniu signalų atskyrimu signalus perduoda į LAN nuolat, nes ryšio pradžia paskirstoma pagal dažnį. Tokiu būdu vienu metu per LAN gali būti perduodami keli signalai Sistemos schema parodyta pav. 4.

Ryžiai. 4. TU-TS sistemos schema su kanalų dažnių padalijimu

Ant DP ir KP yra pastovių dažnių f1 ... fn generatoriai, kurie yra prijungti prie kodavimo įrenginių NI (DP), Sh2 (KP). Valdymo mygtukai K1 … Kn ir objekto relės kontaktai P1 … Pn.

Jei kodavimas yra vieno elemento, tai kiekvienas paskirstytasis ir signalinis signalas turi savo dažnį.

Signalų atskyrimas atliekamas juostos pralaidumo filtrais PF DP ir CP, todėl iš esmės galima visus signalus perduoti vienu metu. Kelių elementų kodavimas leidžia sumažinti generatorių ir pralaidumo filtrų skaičių, taip pat susiaurinti signalo pralaidumą.Tam DP ir KP šonuose naudojami koduotojai ir dekoderiai, kurie užkoduoja ir dekoduoja signalus.

TU-TS sistema su kanalų laiko ir dažnio padalijimu šiuo metu yra pagrįsta loginiais elementais naudojant mikroschemas.

Telemetrijos sistemos (TI)

TI sistemoje atsinaujinančios energijos parametro perkėlimas susideda iš trijų operacijų:

1) išplėtimo objekto pasirinkimas (matuojamas parametras)

2) kiekio perskaičiavimas

3) perdavimas.

CP išmatuotas parametras konvertuojamas į vertę, patogią perduoti atstumui, DP - į matavimo ar registravimo įrenginio rodmenis.

LAN perduodamų signalų atskyrimas taip pat atliekamas perjungimu, taip pat naudojamas laiko, dažnio metodas ir signalų kodų padalijimas. TI sistemos yra įvairios signalo tipo požiūriu. Skiriamos analoginės, impulsinės ir dažninės sistemos.

Analoginėse sistemose į LAN perduodama nuolatinė vertė (srovė, įtampa). Impulse – impulsų seka arba kodų derinys. Dažnyje – kintamoji garso dažnių srovė.

Ryžiai. 5. Analoginės telemetrijos sistemos blokinė schema.

Analoginė TI sistema parodyta Fig. 5. Siųstuvas, kurio galioje naudojamas atitinkamo parametro į srovę (įtampa) keitiklis P, prijungiamas prie LAN linijos.

Siųstuvas dažniausiai yra ištaisyti (srovės, įtampos) arba indukciniai (galios, cos) keitikliai. Tipiniai srovės (VPT-2) ir įtampos (VPN-2) keitikliai parodyti pav. 6 ir 7.

Ryžiai. 6. Lygintuvo grandinės schema (VPT-2)

Ryžiai. 7. Lygintuvo keitiklio schema (VPN-2)

Impulsinės TI sistemos turi keletą atmainų, kurios skiriasi analoginio parametro vaizdavimo impulsiniais signalais būdais. Yra skaitmeninių impulsų, kodinių impulsų ir impulsų dažnio TI sistemos, naudojant atitinkamus keitiklius, parodytus Fig. aštuoni.

Ryžiai. 8. Analoginis impulsų signalo keitiklių parametras.

Ryžiai. 9. Impulsinės TI sistemos blokinė schema

Impulsinė sistema TI parodyta fig. 9. Siųstuvas yra atitinkamas keitiklis P, kuris siunčia į LAN impulsus, kurie yra analoginės reikšmės pagal jiems būdingus parametrus. Atvirkštinį konvertavimą atlieka OP keitiklis. TI impulsų sistemų siųstuvai yra lustiniai impulsų generatoriai.

Dažnio TI sistemos naudoja sinusinius signalus, kurių dažnis yra analoginis parametras. Dažnio sistemose naudojami keitikliai – sinusinių virpesių generatoriai, valdomi srovės ar įtampos.

TI dažnio sistema parodyta blokinėje schemoje Fig. vienuolika.

Ryžiai. 10. TI dažnio sistemos keitiklis.

Ryžiai. 11. TI dažnių sistemos blokinė schema.

Atvirkštinis konvertavimas, kurį atlieka OP, gali būti atlikta į analoginę reikšmę arba į dešimtainį kodą, rodantį skaitmeniniais prietaisais su ADC.

Impulsinės ir dažninės TI sistemos turi didelį matavimo atstumą, kabelių linijas ir oro linijas galima naudoti kaip ryšio linijas, jos turi didelį atsparumą triukšmui, taip pat gali būti lengvai įvestos į kompiuterį naudojant atitinkamus dažnio kodus, kodų keitiklių kodus.