387

− звено 3 – математическая модель механической части электропривода, описываемая интегрирующим звеном.

Для построения модели в среде визуального моделирования VisSim проведем сначала расчет параметров структурной по следующим формулам:

1) исходные данные Uян , Iян , nн, Rя, ρп , Jпр, Ттп;

Определим, какие параметры модели будут задаваемыми, какие регулируемыми, а какие внешними возмущениями.

Задаваемым параметром в системе ТП–Д является: − напряжение управления Uу .

211

Регулируемыми параметрами являются:

−угловая скорость двигателя ω;

−момент двигателя М; Внешним возмущением является:

−момент сопротивления Mc .

Построенная в среде визуального моделирования структурная схема системы ТП–Д изображена на рис. 3.

Рис. 3. Структурная схема модели системы ТП-Д в пакете VisSim

На примере задающего сигнала, напряжения управления U, настроим обмен данными с пакетом SCADA Genie по интерфейсу DDE (рис. 4.), используя стандартный блок пакета Vissim DDE Receive – DDE-клиент. Остальные параметры модели настраиваются аналогично, но для регулируемых параметров необходимо использовать блок

DDE Send – DDE-сервер.

Рис. 4. Настройка параметра U DDE- клиента (VisSim)

При настройке среды визуального моделирования необходимо установить значительное время моделирования (1000 с) и указать, что моделирование осуществляется в реальном времени.

212

Теперь в пакете Genie создадим интерфейс, состоящий из задания и экранной формы. В задании согласуем построенную в VisSim модель с интерфейсом Genie (рис. 5). Связь с рассмотренными выше параметрами модели будет осуществляться средствами DDE-обмена пакета Genie (рис 6, 7).

Рис. 5. Задание (Task) в пакете Genie

Рис. 6. Настройка параметра U DDE-сервера (Genie)

Рис. 7. Настройка параметра ω DDE-клиента (Genie)

В экранной форме предусмотрим возможность создания изменения и отображения всех параметров системы управления (рис. 8). Таким образом, создана тренажерная диспетчерская система управления на основе двух программных пакетов.

213

Рис. 8. Экранная форма (Display) в пакете Genie

Приведенный пример показывает, что при использовании пакетов HMI/SCADA и систем визуального моделирования можно достаточно просто создавать диспетчерские интерфейсы, моделирующие поведение сложных технологических процессов. Комплекс лабораторных работ, созданный на базе данного примера, позволит осуществлять подготовку специалистов в условиях, максимально приближенных к реальным. Такой подход обеспечивает в конечном счете значительное уменьшение количества аварийных ситуаций на производстве при условии квалифицированного подходае специалистов как на стадии разработки проекта АСУТП, так и на стадии операторского управления.

Библиографический список

1.Ахметсафин Р. Разработка тренажеров и отладка проектов АСУ ТП на базе пакетов MMI/SCADA / Р. Ахметсафин, Р. Ахметсафина, Ю. Курсов // Современные технологии автоматизации. – 1998. – № 3.

2.Ашашкин А.C. Технические и программное обеспечение распределенныхсистемавтоматизации/ А.C. Ашашкин. – CПб.: П-2, 2004.

Получено 29.01.2007

214

УДК 621.396.2

В.В. Киселев, И.Б. Латышева

Пермский государственный технический университет

РАСЧЕТ ПЛОТНОСТИ ПОТОКА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ЭНЕРГИИ ДЛЯ БАЗОВЫХ СТАНЦИЙ СОТОВОЙ СВЯЗИ

Приводится методика расчета уровней электромагнитного поля и границ санитарных зон, позволяющая определить биологически опасную зону проектируемых базовых станций сотовой связи. Применение методики иллюстрируется конкретным примером расчета санитарно-защитной зоны и зоны ограничения застройки для базовой станции ОАО «МТС» в г. Оренбурге.

Методика учитывает методические указания, рекомендации и санитарные требования к проектируемым базовым станциям (БС) сотовой связи. В основе методики лежит расчет плотности потока энергии в выделенных зонах.

Плотность потокаэнергии(ППЭ)для БСопределяется поформуле

ППЭБС = Е2π (мкВт/см2),

1,2

где Е – среднее квадратичное (эффективное) значение напряженности электрического поля базовой станции, определяемое в соответствии с формулой

где E – вектор напряженности электрического поля определяется по формуле

где τo – поляризационный орт (принимается равным соответствующим сферическим ортам – для антенн вертикальной поляризации τo = θо , для антенн горизонтальной поляризацииτо = ϕо ); Р – излучаемая мощность, Вт; D – коэффициент направленного действия при θ = 90

215

и азимуте, соответствующем максимуму ДН fв(θ) ; K =1,15…1,3 – множитель ослабления; Fв(θ) , Fг (ϕ) – нормированные ДН в вертикальной и горизонтальной плоскостях соответственно; R – расстояние от геометрического центра антенны до точки наблюдения.

Углы θ и ϕ в формуле соответствуют направлению из геометрического центра антенны в точку наблюдения.

В соответствии с [1] для радиорелейной станции привязки

ППЭррс = ППЭа + ППЭобл + ППЭдиф + ППЭпр (мкВт/см2),

где ППЭа – апертурная составляющая ППЭ; ППЭобл – составляющая

ППЭ, определяемая излучением облучателя; ППЭдиф – составляющая ППЭ, обусловленная токами, протекающими вблизи кромки зеркала (дифракционными токами); ППЭпр – составляющая ППЭ, возникающая в результате прохождения энергии сквозь зеркало антенны, если оно имеет решетчатую структуру.

Все пространство вблизи антенны условно делится на 5 характерных областей, определяемых своими составляющими ППЭ:

1.ЗначениеППЭвобластиопределяетсяапертурнойсоставляющей ППЭа исоставляющейППЭобл, определяемойизлучениемоблучателя.

2.Значение ППЭ в области определяется составляющей ППЭ-

диф. Если зеркало выполнено в виде решетчато структуры, то к ППЭдиф добавляется составляющая ППЭпр, возникающая в результате прохождения энергии сквозь зеркало антенны, если оно имеет решетчатую структуру.

3.Значение ППЭ в области определяется составляющей ППЭобл

иППЭдиф. Область существует только для длиннофокусных антенн,

когда Ψ ≤ π/2.

4.Значение ППЭ в области определяется составляющей ППЭобл

иППЭдиф.

5.Область является областью конструкции антенны и находит-

ся внутри гипотетического цилиндра с площадью основания (область прожекторного луча).

Расчет плотности потока энергии в области 1

ППЭ1 = ППЭа + ППЭобл ,

где в соответствии с [1]

216

где P – мощность, излучаемая антенной, Вт; D0 – КНД антенны в направлении максимального излучения в дальней зоне; B2 (R) – функция, учитывающая зависимость КНД антенны от расстояния; F 2 (θ, R) – нормированная характеристика направленности антенны по мощности; (θ, R) – сферические координаты расчетной точки; Dобл – КНД облучателя в направлении максимального излучения; Fобл2 (θ) – нормированная

характеристика направленности облучателя по мощности; π – константа, равная 3,14.

Расчет плотности потока энергии в области 2

ППЭ2 = ППЭθ + ППЭϕ ,

где ППЭθ , ППЭϕ – составляющие ППЭ, обусловленные дифракционными компонентами поля; Eθ , Eϕ – сферические компоненты поля.

Расчет плотности потока энергии в области 3

ППЭ3 = ППЭобл + ППЭдиф ,

где значения ППЭобл и ППЭдиф рассчитываются аналогично приведенным выше расчетам.

Расчет плотности потока энергии в области 4

ППЭ4 = ППЭобл + ППЭдиф ,

где значения ППЭобл и ППЭдиф формально рассчитываются аналогично приведенным выше расчетам с добавлением составляющей ППЭа.

Расчет плотности потока энергии в области 5

ППЭ5 = ППЭобл + ППЭдиф

217

где значения ППЭобл и ППЭдиф формально рассчитываются аналогично приведенным выше расчетам с добавлением составляющей ППЭа, определяемой для относительных расстояний с помощью интерполяции.

В соответствии с [2] суммарная интенсивность воздействия от БС и РРС, используемая для определения санитарно-защитной зоны и зоны ограничения застройки,

ППЭРРС + ППЭБС = ППЭсумм < ППЭдоп = 10 мкВт/см2.

Изложенная методика использовалась при расчете санитарных зон для БС сотовой связи ОАО «МТС» в г. Оренбурге. Исходные данные для расчета приведены в табл. 1.

Жилые строения на прилегающей территории имеют высоту до 15 м.

В табл. 2 приведены данные по ранее установленным существующим антеннам.

218