Telemekanisering af elektriske installationer

Formålet med telemekaniske anordninger er at overvåge og styre driftsmåden af ​​spredte elektriske installationer fra et centralt punkt, som kaldes et ekspeditionspunkt (DP), hvor vagthavende dispatcher er placeret, hvis funktioner omfatter driftspåvirkning af kraftværker. Telemekaniske enheder er opdelt i telesignalering (TS), telemetri (TI), telekontrol (TU) og telekontrol (TR) systemer.

Køretøjssystemet transmitterer objektplaceringssignaler samt nød- og advarselssignaler fra det kontrollerede punkt (CP) til DP.

TI-systemet transmitterer kvantitative data om tilstanden af ​​det administrerede objekt til DP.

Fjernbetjeningssystem TU sender styrekommandoer fra DP til CP. TR-systemet sender styrekommandoer fra DP til KP.

Signaler fra DP til CP sendes via kommunikationskanaler (CC)… Kabelledninger (styrekabler, telefonkabler osv.), Elledninger (HV luftledninger, N.N. distributionsnet osv.) og specielle kommunikationsledninger (radiorelæ osv.).

Signaltransmissionsprocessen er vist i fig.1, hvor IS er en signalkilde, P er en sendeindretning, LAN er en kommunikationslinje, PR er en modtageindretning, og PS er en signalmodtager (objekt).

Fig. 1. Skema for signaltransmission gennem kommunikationslinjen fra kontrolpunktet til det kontrollerede punkt.

Med TS, TI på kontrolpanelet er der IS, P, på DP — PR, PS. Information (informativ) information, diskrete signaler, der afspejler et endeligt antal tilstande af objekter (TS), og analoge eller diskrete signaler, der afspejler et sæt af tilstande (TI), transmitteres over LAN.

Med TU, TR på DP har vi IS, P, på KP — PR, PS. Administrativ (kontrol) information, diskrete styresignaler for et begrænset antal enhedstilstande (TC) og analoge eller diskrete signaler for et sæt entitetstilstande (TR) transmitteres over LAN'et.

Således er retningen af ​​signalerne for TS, TI envejs, og for TU, TR er den tovejs, da det for tilstanden af ​​TU er nødvendigt at afspejle objektets tilstand ved hjælp af TS, og for TR- ved hjælp af TI. Signalering og udbredelse kan være af kvalitativ (binær) karakter og kvantitativ (multiple) - analog eller diskret.

Derfor udfører telemekaniske systemer ofte dobbelte funktioner: TU — TS og TR -TI. Da signalerne er udsat for interferens, så for at øge støjimmuniteten og selektiviteten af ​​den modtagende enhed, kodes de analoge signaler, det vil sige, de trækkes fra, og informationen præsenteres i form af diskrete signaler - signaler i henhold til kodningen algoritmer, når hvert signal svarer til sin egen kombination fra diskrete signaler.

Indkodning af signalet

Fordelen ved telemekaniske enheder sammenlignet med fjernovervågnings- og kontrolenheder er reduktionen i antallet af kommunikationskanaler.I fjerntliggende enheder er kommunikationskanalerne rumligt adskilte - hver kanal har sit eget LAN. I telemekaniske enheder er der kun én kommunikationslinje, og kommunikationskanaler dannes på grund af tid, frekvens, fase, kode og andre kanalseparationsmetoder, og en meget større mængde information og administrativ information transmitteres på én kanal.

Et diskret informationssignal er et antal impulser, der adskiller sig kvalitativt fra hinanden (polaritet, fase, varighed, amplitude osv.).

Kodning af et enkelt-element signal gør det muligt at transmittere en begrænset mængde information, selv når der bruges flere funktioner. En meget større mængde information kan formidles ved multi-element-kodning, selv når der kun bruges to funktioner.

Enkeltelementkodning er meget udbredt i telemekaniske enheder på grund af det faktum, at mange kontrollerede og overvågede objekter er to-positioner og kræver kun transmission af to kommandosignaler. Multi-element kodning anvendes i tilfælde, hvor antallet af kontrollerede og overvågede objekter er stort, eller når objekterne er multi-positionelle og derfor kræver transmission af mange kommandoer.

I TU - bruges TS-koder til at sende uafhængige kommandoer. I TU — TS bruges pulsvarighed eller frekvens normalt som vælgere. I TI - TR-systemerne bruges koder til at overføre numeriske værdier og kaldes aritmetiske koder. Kernen i disse koder er systemer til at repræsentere tal gennem kodesekvenser.

Fjernbetjeningssystem - telesignalering (TU - TS)

I TU — TS-systemer kan transmissionen af ​​en kontrolkommando opdeles i to positioner:

1) valget af dette objekt (valg),

2) overførsel af kommando.

Adskillelse af signaler transmitteret over et LAN sker på forskellige måder: gennem separate kredsløb, under transmission, gennem selektive tegn under kodning.

TU — TS-systemer med switching (i separate kredsløb), tidsdeling og signalfrekvens er udbredt.

Kommutationsopdelingssystemet er vist i fig. 2.

Styreobjektet er en kontakt med hjælpekontakter Bl, B2. Systemet bruger fire selektive signaltegn - positiv og negativ polaritet og to amplitudeniveauer, derfor kan fire signaler transmitteres på én totrådslinje: 2 kommandosignaler (tænd-sluk) og 2 advarselssignaler (slukket, tændt).

Ris. 2. Skematisk diagram af TU-TS-systemet med adskillelse af koblingssignaler.

Det samlede antal signaler repræsenteret i et kredsløbskoblet system er: N = (k-l) m

Hvis der er et minimumsniveau af advarselssignalet i LC1 (halvbølge-kommando ensrettet strøm i1), udløses RCO. Når KB er tændt, påføres fordelingssignalet «on» for at tænde kontakten, mens B2 er lukket og minimumsniveauet for signalsignalet (halvbølge ensrettet strøm i2) ankommer til LS1, relæet på printet aktiveres . Når KO er tændt, sker der en proces svarende til at tænde for HF.

Sådanne TU-TS-systemer med adskillelse af koblingssignaler bruges til at styre et begrænset antal objekter i en afstand på op til 1 km.

TU-TS-systemet med tidsopdelte signaler sender signaler til LAN sekventielt, det kan arbejde cyklisk, konstant overvåge objektet eller sporadisk, hvis det er nødvendigt. Systemdiagrammet er vist i fig. 3.

LAN-kommunikationslinjen, der anvender synkront skiftende fordelere P1, PG2, er sekventielt forbundet i trin n, n-1 til de tilsvarende styrekredsløb og i trin 1, 2 ... til signalkredsløbene.

Ris. 3. Det grundlæggende TU-TS-system med tidsdelingssignaler.

Valget af signaler i dette system kan være direkte - ifølge en enkelt selektiv karakteristik (som vist i diagrammet), eller kombineret - ifølge en kombination af selektive karakteristika. Ved direkte udvælgelse er antallet af signaler, der transmitteres gennem LAN, lig med antallet af trin af fordeleren: Nn = n Ved kombineret valg øges antallet af signaler: Nk = kn, hvor k er antallet af kombinationer af karakteristika.

I dette tilfælde er systemet kompliceret af udseendet af scramblere og dekodere på siderne af DP og KP.

TU-TS systemet med delvis signaladskillelse sender signaler til LAN kontinuerligt, fordi starten af ​​kommunikationen er fordelt efter frekvens. På denne måde kan flere signaler transmitteres samtidigt over LAN'et Systemdiagrammet er vist i fig. 4.

Ris. 4. Skematisk diagram af TU-TS systemet med frekvensinddeling af kanalerne

På DP og KP er der generatorer med stabile frekvenser f1 ... fn, som er forbundet med indkoderne NI (DP), Sh2 (KP). Kontrolknapper K1 … Kn og objektrelækontakter P1 … Pn.

Hvis kodningen er et enkelt element, har hvert distribueret signal og signaleringssignal sin egen frekvens.

Adskillelsen af ​​signalerne foretages af båndpasfiltrene PF i DP og CP, derfor er det i princippet muligt at transmittere alle signaler samtidigt. Multi-element kodning giver dig mulighed for at reducere antallet af generatorer og båndpasfiltre, samt indsnævre signalbåndbredden.Til dette anvendes encodere og dekodere på siderne af DP og KP, som koder og afkoder signaler.

TU-TS-systemet med tids- og frekvensopdeling af kanaler er i øjeblikket bygget på logiske elementer ved hjælp af mikrokredsløb.

Telemetrisystemer (TI)

I TI-systemet består overførslen af ​​parameteren vedvarende energi af tre operationer:

1) valg af ekspansionsobjekt (målt parameter)

2) mængdeomregning

3) overførsel.

På CP konverteres den målte parameter til en værdi, der er praktisk til afstandstransmission, på DP konverteres denne værdi til aflæsningerne af en måle- eller registreringsenhed.

Adskillelse af signaler transmitteret over LAN sker også ved omskiftning, tids-, frekvensmetode og kodedeling af signaler anvendes også. TI-systemer er forskellige med hensyn til signaltype. Der skelnes mellem analog-, puls- og frekvenssystemer.

I analoge systemer overføres en kontinuerlig værdi (strøm, spænding) til LAN. I en puls — en sekvens af pulser eller en kodekombination. I frekvens — vekselstrøm af lydfrekvenser.

Ris. 5. Blokdiagram over et analogt telemetrisystem.

Det analoge TI-system er vist i fig. 5. Senderen, i hvis kapacitet konverteren P af den tilsvarende parameter til strøm (spænding) anvendes, er forbundet til en LAN-linje.

Senderen er normalt ensrettede (strøm, spænding) eller induktive (effekt, cos) omformere. Typiske strøm (VPT-2) og spænding (VPN-2) omformere er vist i fig. 6 og 7.

Ris. 6. Kredsløbsdiagram af en ensretter (VPT-2)

Ris. 7. Ensretterkonverteringsskema (VPN-2)

Pulse TI-systemer har flere varianter, der adskiller sig i måden at repræsentere den analoge parameter ved pulssignaler. Der er digitale puls-, kodepuls- og pulsfrekvens TI-systemer, der bruger de tilsvarende konvertere vist i fig. otte.

Ris. 8. Analog parameter til pulssignalomformere.

Ris. 9. Blokdiagram over det pulserede TI-system

Pulssystemet TI er vist i fig. 9. Senderen er den tilsvarende konverter P, som sender impulser til LAN, som er analoge værdier i henhold til deres karakteristiske parametre. Den omvendte konvertering udføres af OP-konverteren. TI-pulssystemers sendere er chip-impulsgeneratorer.

Frekvens TI-systemer bruger sinusformede signaler, hvor deres frekvens repræsenterer en analog parameter. Frekvenssystemer bruger transducere - generatorer af sinusformede oscillationer styret af strøm eller spænding.

TI-frekvenssystemet er vist med blokdiagrammet i fig. elleve.

Ris. 10. TI-frekvenssystemomformer.

Ris. 11. Blokdiagram over TI-frekvenssystemet.

Den inverse konvertering udført af OP'en kan udføres enten til en analog værdi eller til en decimalkode til indikation af digitale instrumenter med en ADC.

Puls- og frekvens-TI-systemer har en stor måleafstand, kabelledninger og luftledninger kan bruges som kommunikationslinjer, de har høj støjimmunitet og kan også nemt indtastes i en computer ved hjælp af passende frekvenskoder, kodekonverteringskoder.