Telemehanizacija elektroinštalacij

Namen telemehanskih naprav je spremljanje in nadzor načina delovanja razpršenih električnih inštalacij iz centralne točke, ki se imenuje dispečerska točka (DP), kjer se nahaja dežurni dispečer, katerega naloge vključujejo obratovalni vpliv na elektrarne. Telemehanske naprave delimo na sisteme za telesignalizacijo (TS), telemetrijo (TI), sisteme za daljinsko vodenje (TU) in sisteme za daljinsko vodenje (TR).

Sistem vozila oddaja signale o lokaciji objekta ter nujne in opozorilne signale od nadzorovane točke (CP) do DP.

Sistem TI posreduje DP kvantitativne podatke o stanju upravljanega objekta.

Sistem daljinskega upravljanja TU prenaša krmilne ukaze od DP do CP. Sistem TR prenaša krmilne ukaze iz DP v KP.

Signali od DP do CP se prenašajo preko komunikacijski kanali (CC)… Kabelski vodi (kontrolni kabli, telefonski kabli itd.), električni vodi (VN nadzemni vodi, N.N. distribucijsko omrežje itd.) in posebni komunikacijski vodi (radio releji itd.).

Postopek prenosa signala je prikazan na sl.1, kjer je IS vir signala, P je oddajna naprava, LAN je komunikacijska linija, PR je sprejemna naprava in PS je sprejemnik signala (objekt).

sl. 1. Shema prenosa signala po komunikacijski liniji od nadzorne točke do nadzorovane točke.

S TS, TI na nadzorni plošči so IS, P, na DP - PR, PS. Informacijske (informativne) informacije, diskretni signali, ki odražajo končno število stanj objektov (TS), in analogni ali diskretni signali, ki odražajo niz stanj (TI), se prenašajo po LAN.

S TU, TR na DP imamo IS, P, na KP - PR, PS. Administrativne (nadzorne) informacije, diskretni nadzorni signali za omejeno število stanj entitet (TC) in analogni ali diskretni signali za niz stanj entitet (TR) se prenašajo po LAN.

Tako je smer signalov za TS, TI enosmerna, za TU, TR pa dvosmerna, saj je za stanje TU potrebno odražati stanje objekta s pomočjo TS, za TR- s pomočjo TI. Signalizacija in širjenje sta lahko kvalitativna (binarna) po naravi in ​​kvantitativna (večkratna) – analogna ali diskretna.

Zato telemehanski sistemi pogosto opravljajo dvojne funkcije: TU — TS in TR -TI. Ker so signali izpostavljeni motnjam, se za povečanje odpornosti proti hrupu in selektivnosti sprejemne naprave analogni signali kodirajo, to pomeni, da se odštejejo in informacije predstavijo v obliki diskretnih signalov - signalov po kodiranju. algoritmov, ko vsakemu signalu ustreza lastna kombinacija iz diskretnih signalov.

Kodiranje signala

Prednost telemehanskih naprav v primerjavi z napravami za daljinski nadzor in vodenje je zmanjšanje števila komunikacijskih kanalov.Pri oddaljenih napravah so komunikacijski kanali prostorsko ločeni — vsak kanal ima svoj LAN. V telemehanskih napravah obstaja samo ena komunikacijska linija, komunikacijski kanali pa se oblikujejo zaradi časovnih, frekvenčnih, faznih, kodnih in drugih metod ločevanja kanalov, po enem kanalu pa se prenaša veliko večja količina informacij in administrativnih informacij.

Diskretni informacijski signal je število impulzov, ki se med seboj kvalitativno razlikujejo (polarnost, faza, trajanje, amplituda itd.).

Kodiranje signala z enim elementom omogoča prenos omejene količine informacij tudi pri uporabi več funkcij. Z večelementnim kodiranjem je mogoče posredovati veliko večjo količino informacij, tudi če sta uporabljeni le dve funkciji.

Kodiranje z enim elementom se pogosto uporablja v telemehanskih napravah zaradi dejstva, da je veliko nadzorovanih in nadzorovanih objektov dvopozicijskih in zahtevajo prenos samo dveh ukaznih signalov. Večelementno kodiranje se uporablja v primerih, ko je število nadzorovanih in nadzorovanih objektov veliko ali ko so objekti večpozicijski in zato zahtevajo prenos številnih ukazov.

V TU — TS kode se uporabljajo za prenos neodvisnih ukazov. V TU — TS se kot izbirniki običajno uporabljajo trajanje ali frekvenca impulza. V sistemih TI — TR se kode uporabljajo za prenos številskih vrednosti in se imenujejo aritmetične kode. V središču teh kod so sistemi za predstavitev števil prek kodnih zaporedij.

Sistem daljinskega upravljanja - telesignalizacija (TU - TS)

V sistemih TU — TS lahko prenos krmilnega ukaza razdelimo na dva položaja:

1) izbira tega predmeta (izbira),

2) prenos ukaza.

Ločevanje signalov, ki se prenašajo po LAN, poteka na različne načine: prek ločenih vezij, med prenosom, prek selektivnih znakov med kodiranjem.

Sistemi TU — TS s preklopom (v ločenih tokokrogih), časovno delitvijo in frekvenco signala so zelo razširjeni.

Sistem komutacije-split je prikazan na sl. 2.

Krmilni objekt je stikalo s pomožnimi kontakti Bl, B2. Sistem uporablja štiri selektivne signalne znake - pozitivno in negativno polarnost ter dva amplitudna nivoja, zato se lahko po eni dvožilni liniji prenašajo štirje signali: 2 ukazna signala (vklop-izklop) in 2 opozorilna signala (izklop, vklop).

riž. 2. Shematski diagram sistema TU-TS z ločitvijo preklopnih signalov.

Skupno število signalov, predstavljenih v sistemu s komutacijo vezja, je: N = (k-l) m

Če je v LC1 minimalna raven opozorilnega signala (polvalovni ukaz popravljeni tok i1), se sproži RCO. Ko je KB vklopljen, se za vklop stikala uporabi distribucijski signal «on», medtem ko je B2 zaprt in minimalna raven signalnega signala (polvalovnega popravljenega toka i2) doseže LS1, rele na tiskanem vezju je aktiviran . Ob vklopu KO se pojavi podoben proces kot pri vklopu HF.

Takšni sistemi TU-TS z ločevanjem preklopnih signalov se uporabljajo za nadzor omejenega števila objektov na razdalji do 1 km.

Sistem TU-TS s časovno razdeljenimi signali prenaša signale v LAN zaporedno, lahko deluje ciklično, stalno spremlja objekt ali občasno, če je potrebno. Diagram sistema je prikazan na sl. 3.

LAN komunikacijska linija s sinhrono preklopnimi razdelilniki P1, PG2 je zaporedno povezana v korakih n, n-1 na ustrezna krmilna vezja, v korakih 1, 2 ... pa na signalna vezja.

riž. 3. Osnovni sistem TU-TS s časovno razdeljenimi signali.

Izbor signalov v tem sistemu je lahko neposreden - glede na posamezno selektivno karakteristiko (kot je prikazano na diagramu) ali kombiniran - glede na kombinacijo selektivnih karakteristik. Pri neposredni izbiri je število signalov, ki se prenašajo po LAN, enako številu korakov razdelilnika: Nn = n Pri kombinirani izbiri se število signalov poveča: Nk = kn, kjer je k število kombinacij karakteristik.

V tem primeru je sistem zapleten zaradi pojava kodirnikov in dekoderjev na straneh DP in KP.

Sistem TU-TS z delno ločitvijo signalov neprekinjeno oddaja signale v LAN, ker je začetek komunikacije porazdeljen po frekvenci. Na ta način se lahko prenaša več signalov hkrati preko LAN Sistemski diagram je prikazan na sl. 4.

riž. 4. Shematski diagram sistema TU-TS s frekvenčno delitvijo kanalov

Na DP in KP so generatorji s stabilnimi frekvencami f1 ... fn, ki so povezani z dajalniki NI (DP), Sh2 (KP). Krmilni gumbi K1 … Kn in kontakti releja objekta P1 … Pn.

Če je kodiranje enoelementno, ima vsak porazdeljeni in signalni signal svojo frekvenco.

Ločevanje signalov poteka s pasovno prepustnimi filtri PF v DP in CP, zato je načeloma mogoče prenašati vse signale hkrati. Kodiranje z več elementi vam omogoča zmanjšanje števila generatorjev in pasovnih filtrov ter zoženje pasovne širine signala.Za to se na straneh DP in KP uporabljajo kodirniki in dekoderji, ki kodirajo in dekodirajo signale.

Sistem TU-TS s časovno in frekvenčno delitvijo kanalov je trenutno zgrajen na logičnih elementih z uporabo mikrovezij.

Telemetrijski sistemi (TI)

V sistemu TI je prenos parametra obnovljive energije sestavljen iz treh operacij:

1) izbira ekspanzijskega objekta (merjeni parameter)

2) pretvorba količine

3) prenos.

Na CP se izmerjeni parameter pretvori v vrednost, ki je primerna za prenos na daljavo, na DP pa se ta vrednost pretvori v odčitke merilne ali zapisovalne naprave.

Ločevanje signalov, ki se prenašajo preko LAN, poteka tudi s preklapljanjem, uporablja se tudi časovna, frekvenčna metoda in kodna delitev signalov. Sistemi TI so različni glede na vrsto signala. Razlikujemo med analognimi, impulznimi in frekvenčnimi sistemi.

V analognih sistemih se neprekinjena vrednost (tok, napetost) prenaša v LAN. V impulzu — zaporedje impulzov ali kodna kombinacija. Po frekvenci — izmenični tok zvočnih frekvenc.

riž. 5. Blokovna shema analognega telemetrijskega sistema.

Analogni sistem TI je prikazan na sl. 5. Oddajnik, v vlogi katerega se uporablja pretvornik P ustreznega parametra v tok (napetost), je priključen na linijo LAN.

Oddajnik je običajno usmerniški (tokovni, napetostni) ali induktivni (močnostni, cos) pretvorniki. Tipični pretvorniki toka (VPT-2) in napetosti (VPN-2) so prikazani na sl. 6 in 7.

riž. 6. Shema vezja usmernika (VPT-2)

riž. 7. Shema pretvornika usmernika (VPN-2)

Pulzni TI sistemi imajo več različic, ki se razlikujejo po načinih predstavitve analognega parametra s pulznimi signali. Obstajajo digitalni impulzni, kodni impulzni in impulzno-frekvenčni sistemi TI, ki uporabljajo ustrezne pretvornike, prikazane na sl. osem.

riž. 8. Pretvorniki analognega parametra v impulzni signal.

riž. 9. Blok diagram pulznega TI sistema

Impulzni sistem TI je prikazan na sl. 9. Oddajnik je ustrezen pretvornik P, ki pošilja impulze v LAN, ki so analogne vrednosti glede na njihove značilne parametre. Obratno pretvorbo izvede pretvornik OP. Oddajniki impulznih sistemov TI so generatorji impulzov na čipu.

Frekvenčni sistemi TI uporabljajo sinusne signale, pri čemer njihova frekvenca predstavlja analogni parameter. Frekvenčni sistemi uporabljajo pretvornike - generatorje sinusnih nihanj, ki jih krmili tok ali napetost.

Frekvenčni sistem TI je prikazan s blokovnim diagramom na sl. enajst.

riž. 10. TI frekvenčni sistemski pretvornik.

riž. 11. Blokovna shema frekvenčnega sistema TI.

Inverzno pretvorbo, ki jo izvede OP, je mogoče izvesti v analogno vrednost ali v decimalno kodo za indikacijo z digitalnimi instrumenti z ADC.

Impulzni in frekvenčni TI sistemi imajo veliko merilno razdaljo, kablovodi in nadzemni vodi se lahko uporabljajo kot komunikacijske linije, imajo visoko odpornost na hrup in jih je mogoče enostavno vnesti v računalnik z uporabo ustreznih frekvenčnih kod, kod pretvornikov kod.