Каналы связи в телемеханических сетях
Специфика создания телемеханических АСУТП состоит в необхо-димости решения следующих задач:
– создания каналов связи в условиях удаленности КП от ДП и КП от КП составляющей единицы или десятки километров. При этом стоимость создания каналов связи может составлять весомую часть общих затрат на АСУТП. Естественно, что принципы построения промышленных сетей при решении задач телемеханики неприменимы;
– обеспечения высокой достоверности передачи телемеханического сиг-нала, подверженного активному воздействию метеорологических и про-мышленных помех на всей протяженности каналов связи;
– обеспечения оптимального соотношения между скоростью передачи сигналов в протяженном канале связи, который характеризуется узкой полосой пропускания, достоверностью и эффективностью передачи теле-механических сообщений. При этом под эффективностью понимается от-ношение достоверно принятых сообщений к общему количеству передан-ных сообщений. Оптимизация необходима для обеспечения диспетчеру возможности управления удаленным объектом в реальном времени, для получения отклика объекта на управляющее воздействие и для получения информации о «факте аварийного события объекта» в пределах допус-тимого временного интервала задержки;
– решения комплекса организационных и экономических вопросов, связанных с обеспечением технического обслуживания оборудования уда-ленных КП и ДП. При этом, если каналы связи промышленных сетей, как правило, объединяют средства автоматизации, рассредоточенные на терри-тории одного предприятия, то в телемеханических системах такая ситуа-ция может быть только в качестве исключения. Как правило, каналы связи телемеханики находятся вне зоны административной ответственности пре-дприятия, создающего АСУТП.
В настоящее время в качестве тракта для передачи сигналов в сетях телемеханики применяются:
– выделенные физические проводные (кабельные) линии связи,
– выделенные телефонные проводные линии связи,
– коммутируемые каналы абонентской телефонной или сотовой связи,
– радиоканалы связи,
– линии электропередачи.
12.2.1. Выделенные физические проводные (кабельные) линии связи обеспечивают наиболее простое решение: ЛТ (см. рис.12.3) реализуется блоком линейных узлов, который при передаче осуществляет формирова-ние в линию связи сигнала с требуемыми значением мощности и спект-ральными характеристиками (в зависимости от ограничений, определяе-мых суммарной электрической емкостью линии связи), а при приеме сиг-нала из линии связи выполняет усиление и фильтрацию.
Достоинства выделенных физических линий связи очевидны: посто-янная готовность к передаче телемеханических сигналов и в наименьшей степени подверженность воздействию помех. Недостаток: при большой протяженности линий связи стоимость ее создания существенно влияет на стоимость строительства, а эксплуатации выделенных линий связи требует большого штата сотрудников для технического обслуживания.
12.2.2. Выделенные телефонные проводные линии связи арендуются. В этом случае линии связи также всегда готовы к передаче телемехани-ческих сигналов (если только нет ограничений по условиям аренды), а затраты на создание и эксплуатацию линий связи заменяются арендными расходами. Выделенные телефонные линии связи находятся в одном кабе-ле связи с коммутируемыми, и, следовательно, телемеханический сигнал в них подвержен влиянию перекрестных помех от коммутируемых каналов связи, а уровни телемеханического сигнала и полоса частот 300 – 3400 Гц ограничиваются стандартами на передачу сигналов в телефонных линиях.
При работе с телефонными линиями связи в качестве ЛТ (см. рис.12.3) используются модемы – устройства, обеспечивающие амплитуд-ные и спектральные преобразования сигналов в соответствии с действую-щими стандартами.
12.2.3. Коммутируемые каналы абонентской телефонной сети, включая GSM, используются при создании систем телемеханики на общих основаниях. Характеристики коммутируемых каналов известны по «быто-вому» использованию как в части доступа в линию связи, так и в части по-мех. Понятно, что если в системе предъявляются повышенные требования к передаче команд телеуправления и аварийных сообщений в гаранти-рованные сроки реального времени, то в коммутируемых телефонных ка-налах связи эта задача не всегда может быть решена.
В системах телемеханики с коммутируемыми телефонными каналами связи в качестве ЛТ используются модемы.
12.2.4. Радиоканалы связи могут создаваться только на радиочасто-тах, которые разрешены для использования конкретной организации. В настоящее время это радиочастоты в диапазонах 33–58 МГц, 140–174 МГц, 400–512 МГц. Радиочастотный ресурс имеет физические ограничения, по-этому с получением разрешения на радиочастоту возникают проблемы. Отметим принципиальную особенность радиоканала – это канал общего пользования. Значит, даже при работе на выделенной радиочастоте, на-пример, в Московской области, в зависимости от метеоусловий в различ-ных слоях атмосферы радиостанции могут принимать радиотелефонные разговоры не только из соседних регионов, но даже из ближнего или дальнего зарубежья. По этой причине передача сигналов телемеханики в радиоканале связи в наибольшей мере подвержена воздействию помех.
При работе с радиоканалом связи ЛТ (см. рис.12.3) могут быть радиомодемы или радиостанции общего назначения. Радиостанции и радиомодемы ограничены полосой передаваемого сигнала и разрешенной мощностью, которые согласуются при выдаче разрешения на использова-ние радиочастоты.
12.2.5. Высоковольтные линии электропередачи для передачи сиг-налов телемеханики используются преимущественно только предприя-тиями электроснабжения.