Классификация систем телемеханики
Системы телемеханики получили значительное применение в производственных отраслях, где остро стоит вопрос организации централизованного управления территориально удалёнными системами. Это железнодорожный транспорт, крупные промышленные предприятия, энергетическая отрасль и т. д.
Особо важную роль играют модули телеуправления, модули телесигнализации и так называемые контроллеры присоединения именно в энергетической отрасли, которую можно смело назвать уникальной по сравнению со всеми другими производственными отраслями. Ведь нигде, ни в одном другом производстве нет настолько чёткой и согласованной деятельности между поставщиками и потребителями готовой продукции.
Главной особенностью систем телемеханики является наличие устройств, обеспечивающих передачу информации на большие расстояния. При этом необходимо, чтобы модули телеуправления получали как можно менее искажённую информацию. В условиях значительной территориальной разобщённости элементов энергосистем и наличия значительного количества помех это создаёт наибольшую проблему для работы системы телемеханики.
По заложенным в них функциям и типу передаваемых данных системы телемеханики, применяемые в энергетической отрасли, классифицируются на: - модули телеуправления, управляющие отдельными единицами оборудования или целыми комплексами; - модули телесигнализации, на которые возложена функция дистанционного контроля состояния и положения объектов; - системы телеизмерения, проверяющие показатели различных величин; - модули передачи данных, предназначенные для передачи на расстояние информации об управляемых объектах в цифровой или другой форме.
Если говорить в общем, то все системы телемеханики представляют собой системы передачи данных. В них содержится совокупность технических средств (модули телесигнализации, управления, модули телеизмерения, модули дискретной сигнализации и т. д.), которые должны обеспечить передачу информации от источника к рабочему органу и выполнение всех возложенных на неё функций.
Основными критериями при выборе системы телемеханики являются обеспечение максимальной функциональности, высокая надёжность в эксплуатации как самой системы, так и программного обеспечения, а также поддержка основных протоколов обмена данных. Важным показателем, которым должны обладать автоматика и телемеханика, является доступность совокупной стоимости владения, куда входит стоимость самой системы и её эксплуатации.
|
Система телеуправления, телесигнализации и телеизмерения |
|
(ТУ-ТС-ТИ)-применяются очень часто, так как они обеспечивают полное управление отдельными участками или агрегатами. В таких устройствах обычно предусматривают и функции телерегулирования. Далее различают: 1. Системы телемеханики для сосредоточенных объектов
Типичный пример - строительный кран, где на малой площади сосредоточено 5-6 двигателей, которыми нужно управлять. Другой пример: электрическая станция, где в одном помещении находится большое количество масляных выключателей, включаемых и отключаемых с диспетчерского пункта. 2. Системы телемеханики для рассредоточенных (распределенных) объектов Наиболее характерными примерами таких объектов являются вытянутые на сотни и тысячи км линии газо- и нефтепроводов, линии электропередач. При этом имеет место линейное, лучевое или цепочечное расположение КП и радиальное расположение КП:
Рис. Радиальное расположение КП Линия связи Системы телемеханики будут отличаться друг от друга и в зависимости от характера используемой линии связи. Линия связи - это физическая среда, по которой передаются сигналы. Системы телемеханики в зависимости от использования той или иной линии связи могут делиться на системы, использующие: 1) проводные линии связи; 2) линии электропередачи; 3) радиотракт. Устройства и системы телемеханики могут передавать информацию на многие десятки и сотни км. Чтобы не удорожать все устройства путем прокладки многих линий связи для передачи сообщений между многими источниками и приемниками, целесообразно использовать линию связи многократно, то есть по одной линии (например, одной паре проводов) можно передавать много сообщений одновременно. Это достигается применением так называемых каналов связи. Канал связи, или канал передачи информации - это совокупность технических средств, обеспечивающих передачу сообщений по линии связи от одного источника одному приемнику. Может быть организовано много каналов связи для передачи сообщений многим приемникам (ТУ) или от многих источников (ТИ, ТС) по одной линии связи |
|
Предмет «Телемеханика» |
|
Итак, определив место телемеханики в процессе управления, перейдем к определению самого понятия. Слово телемеханика состоит из двух греческих слов : теле - далеко и механика-мастерство или наука о машинах. Телемеханика-это область науки и техники, занимающаяся изучением и построением устройств, преобразующих информацию в сигналы и передающих их на расстоянии по линиям связи для измерения, сигнализации и управления без участия человека или с его участием не более чем на одной стороне передачи. Хотя научные основы всех методов и средств передачи информации и в том числе и телемеханики базируются на общей теории связи и теории информации, промышленная телемеханика имеет целый ряд специфических особенностей, облегчающих ее от телеграфа, телефона, телевидения и других средств связи. Особенности эти следующие: 1. Передача очень медленно изменяющихся сообщений в диапазоне частот от сотых долей Герца и до 300 Гц (подтональный диапазон). Кстати, для передачи речевых сообщений используется диапазон частот от 300Гц и выше. 2. Необходимости большой точности передачи информации телеизмерения (до 0, 1%). 3. Недопустимость большого запаздывания в передаче информации при управлении производственным процессом. Длительная задержка передаваемых сообщений в телемеханике недопустима, так как это может в ряде случаев вызвать аварию. 4. Необходимость большой надежности в передаче команд, так как непрохождение команд и особенно появление ложной команды может привести к аварии. Вследствие этого возникает требование к большей достоверности передачи информации. Так в телеуправлении допустимая вероятность возникновения ложной команды равна 10-6_10-10, что намного выше требований к достоверности передачи в других видах связи. 5. Отличие входных и выходных устройств от таких же устройств в линиях связи, где, как правило, на обоих концах передачи находится человек, тогда как в телемеханике человек либо вообще отсутствует, либо находится лишь на одном конце. На другом конце находятся либо датчики, либо исполнительные устройства объектов управления. Так же отличается и аппаратура обработки телемеханической информации. 6. Централизованность передачи информации. В телемеханике передача информации, как правило, осуществляется от объектов, которые могут быть весьма рассредоточены, в какой-то один пункт управления (к диспетчеру или ЭВМ) и, наоборот, из одного пункта управления ко многим объектам. В телемеханике при передаче информации возникают следующие проблемы: 1. Достоверности, то есть передачи информации с малыми искажениями, как в аппаратуре, так и при передаче по линиям связи из-за помех. 2. Эффективности, то есть нахождении способов лучшего использования аппаратуры и линии связи при передаче большого количества информации. 3. Экономичности, то есть построения простых и дешевых устройств телемеханики, обеспечивающих наибольшее количество передаваемой информации при наименьшей затрате средств. Итак, устройство телемеханики (УТМ) состоит из передающего полукомплекта, линии связи и приемного полукомплекта, линии связи и приемного полукомплекта.
Устройство телемеханики можно классифицировать по тем функциям, которые ими выполняются. Устройство телеизмерения (ТИ) осуществляют передачу непрерывных измеряемых величин. Например, требуется передача данных с большой точностью от уровня продукта (бензина и т.д.), находящихся в какой-то емкости. Датчики уровня должны следить за каждым миллиметром или сантиметром изменения уровня, а система телеизмерения с большой точностью передавать эти значения.
Информация передается с контролируемого пункта (КП) на пункт управления (ПУ) или диспетчерский пункт. Если переданные величины не вводятся в ЭВМ, а предназначены для диспетчера, то на ПУ они представляются для визуальных наблюдений в виде показаний стрелочных приборов или цифровых светящихся табло. Зачастую полученная информация должна быть зарегистрирована в виде документов специальными регистрирующими приборами. Устройства телесигнализации (ТС)-осуществляют передачу разного рода дискретных величин и сообщения о ходе производственного процесса, которые также вводятся в ЭВМ (иногда непосредственно в автоматический регулятор) или сигнализируют диспетчеру о состоянии контролируемых объектов. В последнем случае для привлечения внимания диспетчера к полученному сообщению об изменении состояние объекта или об аварии возникнуть звуковые или световые сигналы. На примере измерения уровня в емкости можно указать, что если об измерении этого уровня нужны значительно менее подробные данные,чем при телеизмерении, например, нужно передать лишь два значения: емкость пуста или уровень максимален, то в этом случае целесообразно применять системы телесигнализации.
Устройства телеуправления (ТУ)-осуществляют передачу информации в виде команд на включение или отключение различных механизмов. Эти команды или посылаются диспетчером с ПУ или подаются с ЭВМ на изменение уставок в регуляторах для включения или отключения исполнительных механизмов. При этом, если объекты управления находятся в непосредственной близости от диспетчера или оператора, необходимости в обратной связи (сигнализации) отсутствует: диспетчер визуально наблюдает за исполнением посланных команд. [управление краном]. Как правило, объекты находятся вне поля зрения диспетчера, и о том, включились ли они или отключились после подачи команды, нужна сигнализация. Система телеуправления и телесигнализации (ТУ-ТС) - является комбинированными системами, в которых осуществляется подача команды с диспетчерского пункта на управление объекта (ТУ), а с исполнительного пункта приходит сигнализация (ТС) об исполнении команды, то есть о том, что данный управляемый объект включился или отключится. Команды могут использоваться для самых разнообразных целей, например для изменения курса ракету, скорости ее движения, вк5лючения и отключения генераторов на электростанциях, машинах выключателей на подстанциях и т.п.
Структурная схема системы телеуправления и телесигнализации |
