Telemecanizarea instalatiilor electrice

Scopul dispozitivelor telemecanice este de a monitoriza și controla modul de funcționare a instalațiilor electrice împrăștiate dintr-un punct central, care se numește punct de expediere (DP), unde se află dispeceratul de serviciu, ale cărui funcții includ impactul operațional asupra centralelor electrice. Dispozitivele telemecanice sunt împărțite în sisteme de telesemnalizare (TS), telemetrie (TI), telecontrol (TU) și telecontrol (TR).

Sistemul vehiculului transmite semnale de localizare a obiectelor, precum și semnale de urgență și de avertizare de la punctul controlat (CP) către DP.

Sistemul TI transmite date cantitative despre starea obiectului gestionat către DP.

Sistem de control de la distanță TU transmite comenzi de control de la DP la CP. Sistemul TR transmite comenzi de control de la DP la KP.

Semnalele de la DP la CP sunt transmise prin canale de comunicare (CC)… Linii de cablu (cabluri de control, cabluri telefonice etc.), Linii de energie electrică (linii aeriene HV, rețea de distribuție N.N. etc.) și linii speciale de comunicații (releu radio etc.).

Procesul de transmitere a semnalului este prezentat în Fig.1, unde IS este o sursă de semnal, P este un dispozitiv de transmisie, LAN este o linie de comunicație, PR este un dispozitiv de recepție și PS este un receptor de semnal (obiect).

Smochin. 1. Schema de transmitere a semnalului prin linia de comunicație de la punctul de control la punctul controlat.

Cu TS, TI pe panoul de control există IS, P, pe DP — PR, PS. Informațiile informaționale (informative), semnalele discrete care reflectă un număr finit de stări ale obiectelor (TS) și semnalele analogice sau discrete care reflectă un set de stări (TI) sunt transmise prin LAN.

Cu TU, TR pe DP avem IS, P, pe KP — PR, PS. Informațiile administrative (de control), semnalele de control discret pentru un număr limitat de stări de entitate (TC) și semnale analogice sau discrete pentru un set de stări de entitate (TR) sunt transmise prin LAN.

Astfel, direcția semnalelor pentru TS, TI este unidirecțională, iar pentru TU, TR este bidirecțională, deoarece pentru starea TU este necesară reflectarea stării obiectului prin intermediul TS, iar pentru TR- prin intermediul TI. Semnalizarea și propagarea pot fi de natură calitativă (binară) și cantitativă (multiple) - analogică sau discretă.

Prin urmare, sistemele telemecanice îndeplinesc adesea funcții duble: TU — TS și TR -TI. Deoarece semnalele sunt expuse la interferențe, atunci pentru a crește imunitatea la zgomot și selectivitatea dispozitivului de recepție, semnalele analogice sunt codificate, adică sunt scăzute, iar informațiile sunt prezentate sub formă de semnale discrete - semnale conform codării algoritmi, când fiecare semnal corespunde propriei combinații din semnale discrete.

Codificarea semnalului

Avantajul dispozitivelor telemecanice în comparație cu dispozitivele de monitorizare și control la distanță este reducerea numărului de canale de comunicație.În dispozitivele de la distanță, canalele de comunicație sunt separate spațial - fiecare canal are propriul său LAN. În dispozitivele telemecanice, există o singură linie de comunicație, iar canalele de comunicație se formează datorită timpului, frecvenței, fazei, codului și altor metode de separare a canalelor, iar pe un canal este transmisă o cantitate mult mai mare de informații și informații administrative.

Un semnal informatic discret este un număr de impulsuri care diferă unul de celălalt calitativ (polaritate, fază, durată, amplitudine etc.).

Codarea unui semnal cu un singur element permite transmiterea unei cantități limitate de informații chiar și atunci când se utilizează mai multe funcții. O cantitate mult mai mare de informații poate fi transmisă prin codificare cu mai multe elemente, chiar și atunci când sunt utilizate doar două funcții.

Codarea cu un singur element este utilizată pe scară largă în dispozitivele telemecanice datorită faptului că multe obiecte controlate și monitorizate sunt în două poziții și necesită transmiterea a doar două semnale de comandă. Codarea cu mai multe elemente este utilizată în cazurile în care numărul de obiecte controlate și monitorizate este mare sau când obiectele sunt multipoziționale și, în consecință, necesită transmiterea mai multor comenzi.

În TU — codurile TS sunt folosite pentru a transmite comenzi independente. În TU — TS, durata sau frecvența impulsului sunt de obicei folosite ca selectoare. În sistemele TI — TR, codurile sunt folosite pentru a transfera valori numerice și sunt numite coduri aritmetice. În centrul acestor coduri se află sisteme de reprezentare a numerelor prin secvențe de coduri.

Sistem de control de la distanță - telesemnalizare (TU - TS)

În sistemele TU — TS, transmisia unei comenzi de control poate fi împărțită în două poziții:

1) alegerea acestui obiect (alegerea),

2) transmiterea comenzii.

Separarea semnalelor transmise printr-o rețea LAN se face în diferite moduri: prin circuite separate, în timpul transmisiei, prin caractere selective în timpul codificării.

Sistemele TU — TS cu comutare (în circuite separate), diviziune în timp și frecvența semnalului sunt larg răspândite.

Sistemul de comutare-split este prezentat în Fig. 2.

Obiectul de control este un comutator cu contacte auxiliare Bl, B2. Sistemul folosește patru semne selective de semnal - polaritate pozitivă și negativă și două niveluri de amplitudine, prin urmare pot fi transmise patru semnale pe o linie cu două fire: 2 semnale de comandă (pornit-oprit) și 2 semnale de avertizare (oprit, pornit).

Orez. 2. Schema schematică a sistemului TU-TS cu separarea semnalelor de comutare.

Numărul total de semnale reprezentate într-un sistem cu comutare de circuite este: N = (k-l) m

Dacă există un nivel minim al semnalului de avertizare în LC1 (curent redresat de comandă semi-undă i1), RCO este declanșat. Când KB este pornit, semnalul de distribuție „pornit” este aplicat pentru a porni comutatorul, în timp ce B2 este închis și nivelul minim al semnalului (curent redresat cu jumătate de undă i2) ajunge la LS1, releul de pe PCB este activat . Când KO este pornit, are loc un proces similar cu pornirea HF.

Astfel de sisteme TU-TS cu separare a semnalelor de comutare sunt utilizate pentru a controla un număr limitat de obiecte la o distanță de până la 1 km.

Sistemul TU-TS cu semnale de divizare in timp transmite semnale catre LAN secvential, poate functiona ciclic, monitorizand constant obiectul sau sporadic, daca este necesar. Schema sistemului este prezentată în fig. 3.

Linia de comunicație LAN care utilizează distribuitoare cu comutare sincronă P1, PG2 este conectată secvenţial în pașii n, n-1 la circuitele de control corespunzătoare, iar în etapele 1, 2 ... la circuitele de semnal.

Orez. 3. Sistemul de bază TU-TS cu semnale de divizare în timp.

Selecția semnalelor în acest sistem poate fi directă - conform unei singure caracteristici selective (așa cum se arată în diagramă) sau combinată - în funcție de o combinație de caracteristici selective. În selecția directă, numărul de semnale transmise prin LAN este egal cu numărul de pași ale distribuitorului: Nn = n În selecția combinată, numărul de semnale crește: Nk = kn, unde k este numărul de combinații de caracteristici.

În acest caz, sistemul este complicat de apariția scramblerelor și decodoarelor pe părțile laterale ale DP și KP.

Sistemul TU-TS cu separare parțială a semnalelor transmite semnale către LAN în mod continuu deoarece începutul comunicării este distribuit pe frecvență. În acest fel, mai multe semnale pot fi transmise simultan prin LAN.Schema sistemului este prezentată în fig. 4.

Orez. 4. Schema schematică a sistemului TU-TS cu diviziunea în frecvență a canalelor

Pe DP și KP există generatoare cu frecvențe stabile f1 ... fn, care sunt conectate la encodere NI (DP), Sh2 (KP). Butoanele de comandă K1 … Kn și contactele releului obiect P1 … Pn.

Dacă codarea este cu un singur element, atunci fiecare semnal distribuit și de semnalizare are propria sa frecvență.

Separarea semnalelor se face prin filtre trece-bandă PF în DP și CP, prin urmare, în principiu, este posibil să se transmită toate semnalele simultan. Codarea cu mai multe elemente vă permite să reduceți numărul de generatoare și filtre trece-bandă, precum și să restrângeți lățimea de bandă a semnalului.Pentru aceasta, pe părțile laterale ale DP și KP se folosesc codificatoare și decodoare, care codifică și decodifică semnalele.

Sistemul TU-TS cu diviziunea în timp și frecvență a canalelor este construit în prezent pe elemente logice folosind microcircuite.

Sisteme de telemetrie (TI)

În sistemul TI, transferul parametrului energiei regenerabile constă în trei operații:

1) selectarea obiectului de expansiune (parametrul măsurat)

2) conversia cantitativă

3) transfer.

Pe CP, parametrul măsurat este convertit într-o valoare care este convenabilă pentru transmisia la distanță, pe DP, această valoare este convertită în citirile unui dispozitiv de măsurare sau de înregistrare.

Separarea semnalelor transmise prin LAN se face, de asemenea, prin comutare, se folosește și metoda de timp, frecvență și divizare în cod a semnalelor. Sistemele TI sunt diverse în ceea ce privește tipul de semnal. Se face o distincție între sistemele analogice, de impuls și de frecvență.

În sistemele analogice, o valoare continuă (curent, tensiune) este transmisă la LAN. Într-un impuls - o secvență de impulsuri sau o combinație de coduri. În frecvență — curent alternativ al frecvențelor sonore.

Orez. 5. Schema bloc a unui sistem analog de telemetrie.

Sistemul analog TI este prezentat în Fig. 5. Transmițătorul, în a cărui capacitate este utilizat convertorul P al parametrului corespunzător la curent (tensiune), este conectat la o linie LAN.

Transmițătorul este de obicei convertoare redresate (curent, tensiune) sau inductive (putere, cos). Convertoarele tipice de curent (VPT-2) și tensiune (VPN-2) sunt prezentate în Fig. 6 și 7.

Orez. 6. Schema circuitului unui redresor (VPT-2)

Orez. 7. Schema convertizor redresor (VPN-2)

Sistemele Pulse TI au mai multe varietăți care diferă în modurile de reprezentare a parametrului analogic prin semnale de impuls. Există sisteme TI cu impulsuri digitale, cu impulsuri de cod și cu frecvență a impulsurilor care utilizează convertoarele corespunzătoare prezentate în Fig. opt.

Orez. 8. Parametru analog la convertoare de semnal impuls.

Orez. 9. Schema bloc a sistemului TI pulsat

Sistemul de impulsuri TI este prezentat în Fig. 9. Transmițătorul este convertorul corespunzător P care trimite impulsuri către LAN care sunt valori analogice în funcție de parametrii lor caracteristici. Conversia inversă se face de către convertorul OP. Transmițătoarele sistemelor de impulsuri TI sunt generatoare de impulsuri cu cip.

Sistemele de frecvență TI utilizează semnale sinusoidale, frecvența lor reprezentând un parametru analogic. Sistemele de frecvență folosesc traductoare — generatoare de oscilații sinusoidale controlate de curent sau tensiune.

Sistemul de frecvență TI este prezentat de diagrama bloc din Fig. unsprezece.

Orez. 10. Convertor sistem de frecvență TI.

Orez. 11. Schema bloc a sistemului de frecvențe TI.

Conversia inversă efectuată de OP se poate face fie la o valoare analogică, fie la un cod zecimal pentru indicarea de către instrumentele digitale cu ADC.

Sistemele TI cu puls și frecvență au o distanță mare de măsurare, liniile de cablu și liniile aeriene pot fi folosite ca linii de comunicație, au imunitate ridicată la zgomot și pot fi introduse cu ușurință într-un computer folosind coduri de frecvență adecvate, coduri de convertoare de cod.