книги из ГПНТБ / Катков, Ф. А. Телемеханика учеб. пособие

пришедший иа ПУ, поступает на реле сигнализации, в рассматриваемом случае на реле СВ. Оно срабатывает и замыкает свои контакты в цепи лампы сигнализации ЛВ на пульте диспетчера.

Многопроводные системы ТУ—ТС применяются как системы те­ лемеханики ближнего действия. При больших расстояниях между ПУ и КП, несмотря на простоту аппаратуры, использовать системы неце­ лесообразно, так как сильно возрастает стоимость линии связи.

5.2. ЧАСТОТНЫЕ СИСТЕМЫ

Частотные системы ТУ—ТС используются преимущественно для телемеханизации рассредоточенных объектов. Простейшими из них являются системы, работающие на индивидуальных частотах.

Рассмотрим одну из таких систем (рис. 5.7). Она состоит из пунк­ та управления ПУ, двухпроводной линии связи ЛС и контролируе­ мых пунктов КП.

Система построена по блочному принципу. На пункте управления имеются объектные блоки ОБ и линейный блок ЛБ. Каждый нз бло­ ков ПУ на рис. 5.7 обведен пунктиром. Каждому КП на ПУ соответ-

Л объекту ТУ-ТС

К объекту ту-ТС

Рис. 5.7. Функциональная схема одночастотпоіі системы ТУ—ТС.

130

ствует свой блок ОБ. Поэтому количество этих блоков равно числу КП системы. Благодаря такому построению легко может быть увеличена или уменьшена емкость системы.

Емкость контролируемого пункта составляет один двухпозициониый объект ТУ—ТС. Если несколько объектов Т У —ТС расположе­ ны поблизости, то КП объединяются в одно укрупненное КП и разме­ щаются в одном шкафу. Поэтому КП также строится по блочному принципу. Блоком в нем является КП на один двухпозиционный объект ТУ—ТС.

На ПУ в каждый из блоков ОБ входят два генератора синусои­ дальных колебаний Г и две кнопки управления объектом: КВ («Вклю­ чить») и КО («Отключить»). В блоках имеются также два приемника синусоидальных сигналов в виде фильтров Ф с выходными устройст­ вами ВУ, один триггер сигнализации Тг с двумя усилителями УВ и УО и сигнальные лампы ЛВ и ЛО. Первая из них загорается при включе­ нии объекта, а вторая — при отключении его.

Контролируемый пункт состоит из двух фильтров Oj и Фа с вы­ ходными устройствами ВУд и ВУ2, исполнительных реле РВ («Вклю­ чить») и РО («Отключить») с усилителями Уд и У2, начинающего эле­ мента НЭ, одновибратора OB, двух генераторов синусоидальных коле­ баний Гд и Г.,, двух ключей Кл2 и Кл3 передачи сигналов ТС, двух схем совпадения Ид и И2, выходного усилителя У3 и ключа переключения линии связи КЛд.

На ПУ кнопки КВ и КО предназначены для образования команд ТУ. При нажатии одной из них их контакты замыкаются в цепи со­ ответствующего генератора синусоидальных колебаний и частотный сигнал поступает на усилитель У линейного блока ЛБ. При этом вы­ полняются сразу две операции: кодирование и манипуляция. Кодиро­ вание происходит благодаря тому, что сообщение (команда) сопоставля­ ется с соответствующей ей кодовой комбинацией, а манипуляция — потому, что эта кодовая комбинация наносится на переносчик. В рас­ сматриваемой системе используется вырожденный случай кодовой комбинации, когда она состоит только из одной одноэлементной по­ сылки.

Сигнал, поступивший в усилитель У, усиливается и подается в ли­ нию связи ЛС. Одновременно с другого выхода усилителя У на вход ключа Кл поступает сигнал, запирающий Кд так, что посылаемый в линию связи сигнал на входы фильтров Ф попасть не может. Это сде­ лано для того, чтобы предупредить ложное срабатывание элементов, находящихся в цепях ТС.

Пришедший на КП сигнал ТУ через ключ Кл2 поступает на входы

того, чтобы во время передачи сигнала ТУ не было передачи сигна­ ла ТС.

После усиления сигнал с выхода Ух или У2 (в зависимости от ха­ рактера операции) поступает на выходное реле. Оно срабатывает и

замыкает свои контакты в цепи управления объекта ТУ, который переводится из одного состояния в другое. Одновременно происходит и переключение блок-контактов объекта, связанных с цепыо сигнали­ зации.

Подача сигнала с ПУ на КП прекращается. Запирающее напряже­ ние на выходе ВУ исчезает, но одновибратор OB еще находится в оп­ рокинутом состоянии. Открываются схема совпадения, в цепи которой блок-контакты замкнуты, соответствующий ключ в цепи генератора синусоидальных колебаний, и частотный сигнал подается на линей­ ный усилитель У3, усиливается им и поступает в линию связи ЛС. Од­

щего элемента НЭ на одновибратор OB выдается импульс, который опрокидывает OB. В результате этого откры­ вается схема совпадения И2 или И3 и потенциал с нее подается на ключ Кл.2 или Кл3 в цепи генератора Г\ или Г2. Частотный сигнал генератора через линейный усилитель У3 поступает в линию связи ЛС. На ПУ он принимается так же, как и сигнал ТС, пришедший после выполнения команды ТУ.

Достоинством рассмотренной системы является ее простота, гиб­ кость в эксплуатации и надежность работы. Но такие системы на боль­ шее число объектов ТУ и ТС не строят, так как для этого требуется большое число частот. Они используются в том случае, когда объекты ТУ—ТС рассредоточены и число их сравнительно невелико.

Для телеуправления строительными и погрузочными кранами и другими подвижными объектами применяется частотная система ТПМ-61Р. Она рассчитана на передачу 18 команд. Кодовая комбинация состоит из одночастотной посылки.

Контроль за выполнением команд производится визуально. Аппара­ тура состоит из переносного передающего (рис. 5.8, а) и исполнитель­ ного приемного (рис. 5.8, б) устройств, связь между которыми осуще­ ствляется по УКВ радиоканалу. Дальность действия составляет 100— 150 м. Каждой из 18 команд присваивается «своя» низкая частота в

132

диапазоне от 140 до 950 гц, которая модулирует УКВ передатчик. Гене­ ратор низкой частоты ГНЧ работает непрерывно на частоте 1000 гц. Эта частота выделяется приемным устройством и служит для контро­ ля исправности всей аппаратуры. Передача команды осуществляется путем нажатия на одну из 18 кнопок КК, расположенных в пере­ дающем устройстве. Контакты кнопок подключают к колебательно­ му контуру ГНЧ дополнительные емкости, которые изменяют его

Рис. 5.9. Структурная схема части ПУ и одного КП частотной системы телесигна­ лизации БЧСС-1/19.

Система ТПМ-61Р имеет два вида защиты: мгновенную М3 и инер­ ционную ИЗ, которые обесточивают выходные цепи исполнительных реле ЧИ. Мгновенная защита срабатывает в том случае, когда напряжение на выходе усилителя низкой частоты меньше, чем выбранный порог. Это происходит при повреждениях трактов передатчика и приемника. Инерционная защита срабатывает тогда, когда контрольная частота 1000 гц отсутствует более 2,5—3 сек, что свидетельствует о высоком уровне помех. При нормальной работе контрольная частота пропада­ ет лишь на время передачи команды (0,5—0,6 сек).

Для телемеханизации рассредоточенных двухпозиционных объек­ тов при любой конфигурации каналов связи применяется частотная система БЧСС-1/19. Система обеспечивает постоянный контроль ис­ правности канала связи и всей аппаратуры ТС.

Комплект системы состоит из аппаратуры пункта управления ПУ и аппаратуры 19 контролируемых пунктов КП. Основному положению контролируемого объекта соответствует непрерывная передача инди­ видуального частотного сигнала. При изменении положения объекта индивидуальная частота исчезает и это фиксируется на ПУ. Шкала частот используется неравномерная, чтобы уменьшить влияние ком­ бинационных частот. Коэффициент разноса частот принят равным 1,136, а нижняя частота равна 390 гц. Рабочие частоты системы сле­ дующие: 390, 443, 503, 570, 648, 735, 835, 948, 1077, 1220, 1380, 1565, 1775, 2020, 2300, 2610, 2980, 3380 и 3830 гц.

Структурная блок-схема ПУ и одного (первого) КП системы БЧСС-1/19 изображена на рис. 5.9. На КПХнапряженнее блока пита­ ния БПг через блок-контакты объекта БКХподается на генератор

133

индивидуальной частоты ГЧ, и усилитель У,. На выходе усилителя имеется полосовой фильтр ПФ1, не пропускающий соседние частоты.

На ПУ частотные сигналы поступают вначале на вход группового усилителя ГУ, а затем на индивидуальный приемник частотных сиг­ налов ПЧС, и реле сигнализации PCj, которое своими нормально замк­ нутыми контактами замыкает цепь сигнальной лампы СЛг. Импульс­ ный сигнал, воздействующий на реле РСц одновременно подается и па схему ИЛИ, а с нее на триггер Тг, включающий звуковой сигнал, который снимается с помощью общей кнопки квитирования ККС. При размыкании блок-контактов объектов соответствующие реле сигна­ лизации обесточиваются и включают сигнальные лампы. Одновременно подается звуковой сигнал. Сигнализация срабатывает также в случае обрыва канала связи, отсутствия питания на КП и неисправности ап­ паратуры.

Система БЧСС-1/19 может работать с любым каналом связи, обес­ печивающим эффективную передачу частот в диапазоне 350—400 гц.

Для телемеханизации рассредоточенных объектов коммунального хозяйства и промышленных предприятий применяется частотно-ком­ бинационная система БЧСТ-1/16. В состав этой системы входят аппа­ ратура ПУ II до 16 комплектов аппаратуры КП. Схема ПУ рассчитана на подключение 4—5 радиальных направлений (физических цепей), к каждому из которых может подключаться до четырех КП при древо­ видной структуре каналов связи. Емкость системы в каждом направле­ нии составляют 28 двухпозиционных объектов ТУ и 10 двухпозицион­ ных объектов ТС. Длительность посылаемой команды определяется временем нажатия пусковой кнопки; поэтому каждую команду можно использовать для настройки регуляторов.

В системе задействовано 18 частот, из которых первые восемь вы­ делены для образования кодовых комбинаций ТУ. Количество этих комбинаций определяется по формуле (1.17) и равно

Кодовые комбинации ТУ используются для включения и отключения объектов одного направления, но разных КП.

Остальные 10 частот выделены для передачи ТС простым частотным методом. Эти сигнальные частоты распределяются между КП каждого направления.

Следовательно, система БЧСТ-1/16 является частотно-комбинацион­ ной при ТУ и простой частотной при ТС. Ее структурная схема изобра­

жена на рис. 5.10.

При ТУ кодером К, построенным на контактах ключей управления КУ, выбираются два генератора частот ГЧ из восьми генераторов. После нажатия пусковой кнопки КнП одного из направлений выход генераторов подключается к соответствующему линейному блоку ЛБ. Пройдя линию связи ЛС, сигнал ТУ поступает затем в линейные уси­ лители ЛУ всех КП, подключенных к выбранному направлению, и пос­ ле усиления в них воздействует на приемники частотных сигналов ПЧС. При этом срабатывают два выходных реле ВР на одном из КП,

13-1

которые своими контактами, образующими декодер ДК, замыкают цепь управления. Для передачи телефонного ТФ вызова выделяется по одной кодовой комбинации на каждый КП.

Сигналы ТС передаются спорадически при любом изменении поло­ жения объектов ТС и приеме команды на телефонный вызов. При этом срабатывает блок запуска БЗ, выполненный на одновибраторе со вре­ менем задержки 3—4 сек. БЗ, воздействуя на схему запрета СЗ, замы­ кает цепь, идущую к ЛУ от блока генераторов частоты БГЧ через

блок-контакты БК объектов ТС. На ПУ сигнал ТС, поступивший с любого направления, через один из линейных блоков ЛБ подается на общий блок приемников частотных сигналов БПЧС. С выхода ЛБ сиг­ нал одновременно передается и на соответствующие схемы совпадения (схемы И). Второй сигнал на эти схемы поступает от БПЧС. Благодаря этому сработают только реле сигнализации PC выбранного направле­ ния.

Спорадический характер действия систем ТУ—ТС позволяет ис­ пользовать линию связи для ведения телефонных разговоров. Телефон­ ные аппараты с высокоомным выходом подключаются к ЛС через ам­ плитудные ограничители, предотвращающие подавление сигналов ТС.

5.3. ВРЕМЕННЫЕ СИСТЕМЫ

Временные системы ТУ—ТС используются преимущественно для телемеханизации сосредоточенных объектов. Они широко применяют­ ся в народном хозяйстве.

135

Система ЭСТ-Ч. Эта система предназначена для телемеханизации тяговых подстанции н станций железных дорог. Выполнена она на полупроводниковых приборах. В ее запоминающих устройствах ис­ пользованы магнитные элементы с прямоугольной петлей гистерезиса.

непрерывного действия. Работает ома по распределительному принципу с использованием временного сиг­ нального признака и тактовой синхронизации. При ТУ принято четырехступеичатое избирание: сначала выбирается КП, затем операция и объект, а после этого группа. Кодовая комбинация при передаче команды ТУ содержит 31 импульс (рис. 5.12, а ) . Выбор КП произво­ дится кодом на одно сочетание — двумя длинными импульсами из

ПППІППППППППППППП ППП1Ш1ППП

Рис. 5.12. Кодовые комбинации в системе ЭСТ-Ч:

а — п р и Т У ; б — п р и Т С .

шести. Выбор группы Гр осуществляется одним длинным импульсом из четырех, выбор операции — одним длинным импульсом из двух, а выбор объекта Об — одним длинным импульсом из 17 импульсов. Последний импульс кодовой комбинации является синфазирующим импульсом СИ. Аппаратура ТУ на ПУ при отсутствии передачи ко­ манд посылает в канал серию импульсов, состоящую из 30 коротких и одного сверхдлинного (синфазирующего) импульсов. Этим обеспечи­ вается синхронная и синфазная работа распределителей всех объектов.

Команда передается после нажатия кнопки управления диспетче­ ром. При этом первый импульс, который является служебным, удли-

136

няется, что указывает на начало передачи команды НП. Серия импуль­ сов передается дважды. Только после сравнения серий на КП испол­ няется команда.

Кодовая комбинация ТС состоит из 63 импульсов (рис. 5.12, б).

распределителя Р, кодера К, логического блока БЛ, генератора такто­ вых импульсов ГТИ и передатчика частотных сигналов ЧМП.

ГТИ выдает тактовые импульсы в блоки БЛ и К- Из логического блока они поступают на вход распределителя Р и приводят его в дей­ ствие. С выходов распределителя импульсы подаются в шифратор Ш. При посылке команды управления диспетчер нажимает кнопку вы­ бора контролируемого пункта и операции и кнопку управляемого объ­

ности серия импульсов передается дважды. Затем происходит отключе­ ние элементов, участвующих в образовании кода.

При отсутствии передачи команд передающее устройство ТУ посы­ лает в линию связи серию импульсов, состоящую из ряда коротких импульсов и пауз и одного сверхдлинного (синфазирующего) импульса.

Приемное устройство телеуправления (рис. 5.14) состоит из сле­ дующих блоков: приемника частотных сигналов ПЧС, логического бло­ ка БЛ, блока селекции и синхронизации БСС, блока контроля и защи­ ты КЗ, распределителя Р, запоминающего устройства ЗУ, выходных реле ВР и блока исполнения БИ.

137

Серия импульсов, приходящая из линии связи, поступает в прием­ ник ПЧС и преобразуется в нем. С выхода приемника эта серия пере­ дается в блоки КЗ и БСС, а с последнего она поступает на распредели­ тель Р и переключает его. При отсутствии передачи команд осуществля­ ются только проверка синхронизма и автоматическая синхронизация работы распределителей в случае сбоя, т. е. производится контроль со­

стояния канала связи и всей снсте-

8хеши мы Управления. Сообщение о сбое передается на ПУ с помощью пере­ дающего устройства ТС.

При передаче команды ТУ изби­ рающие импульсы из распределите­ ля Р подаются в запоминающее уст­ ройство ЗУ и фиксируются в нем. В конце цикла, после проверки правильности принятой кодовой се­ рин, производится считывание ин­ формации из блока ЗУ. Оно осу­ ществляется импульсами, поступаю­

щими из блока исполнения БИ. Импульсы с ЗУ подаются затем на выходные реле ВР, которые срабатывают и переключают объект. Сигна­ лизация о новом его положении передается устройством ТС.

Передающее устройство ТС (рис. 5.15) состоит из распределителя Р, блок-контактов объектов телесигнализации ДО, и ДСС, кодера К, ге­ нератора тактовых импульсов ГТИ, логического блока БЛ и передат­ чика частотных сигналов ЧМП.

Генератор ГТИ выдает серию тактовых импульсов в логический блок БЛ и кодер К- Из БЛ эти импульсы поступают па вход распреде­ лителя Р, приводят его в действие. С выхода распреде­ лителя импульсы поочередно подаются на блок-контакты объектов ТС и опрашивают их.

Контакты датчиков ТС раз­ биты на две группы: одна оп­ рашивается импульсом такто­ вой серии, а другая — паузой. При замкнутом блок-контакте

Из линии связи кодовая серия ТС попадает в приемник частотных

блок селекции и синхронизации БСС подается па распределитель Р и переключает его. С триггера ЛТ импульсы одновременно поступают и на блок контроля п защиты КЗ. Блок этот в течение всего цикла пере-

133

дачи осуществляет контроль за правильностью приема импульсов, пауз и синхронизации. Сигнал на выходе распределителя Р появляет­ ся лишь при приеме длинных импульсов или пауз. Далее он посту­ пает в запоминающее устройство ЗУ.

Если прием сигналов происходил без искажений, то в конце цикла передачи информация из запоминающего устройства передается в блок сигнализации БС. Управляет ЗУ и БС исполнительный блок БИ, кото­ рый получает разрешающий сигнал на воспроизведение сигналов ТС от блока КЗ.

ции низших ступеней диспетчерского управления энергосистемами, управления крупными электростанциями и системами электроснабже­ ния крупных промышленных предприятий. Она осуществляет телеу­ правление двухпозиционными объектами и обеспечивает непрерывную телесигнализацию на пункт управления положения объектов.

Для передачи телемеханической информации требуется двухпро­ водная линия связи между пунктом управления и контролируемым пунктом и общая для них питающая сеть. Последняя должна быть об­ щей для того, чтобы засннхронизировать систему.

Система ТМЭ-1М состоит из пункта управления ПУ, линии связи ЛС и контролируемого пункта КП. Она построена по блочному прин­ ципу и имеет несколько моделей. Каждая модель содержит несколько модификаций. Количество всех модификаций равно 12. Емкость си­ стемы составляют 5—40 объектов ТУ и 15—45 объектов ТС (в зависимос­ ти от модификации). При максимальной емкости системы время пере­ дачи команды ТУ не превышает 1,8 сек, а сигнала ТС — 0,92 сек. Бла­ годаря блочному принципу построения системы в пределах каждой ее модели можно образовывать модификации, отличающиеся разным ком­ бинированием числа объектов управления. Аппаратура системы вы­ полнена в основном на магнитных элементах и полупроводниках. Сиг­ нальными и исполнительными элементами являются реле.

В системе используется принцип временного разделения импульсов. Сигнальным признаком служит наличие или отсутствие импульса, т. е. амплитудный признак. Сигналы телеуправления, телерегулирования и вызова объекта телеизмерения передаются в четные полупериоды

139