Telemeccanizzazione di impianti elettrici

Lo scopo dei dispositivi telemeccanici è monitorare e controllare la modalità di funzionamento degli impianti elettrici sparsi da un punto centrale, chiamato punto di spedizione (DP), dove si trova il dispatcher di servizio, le cui funzioni includono l'impatto operativo sulle centrali elettriche. I dispositivi di telemeccanica si suddividono in sistemi di telesegnalazione (TS), telemetria (TI), telecontrollo (TU) e telecontrollo (TR).

Il sistema del veicolo trasmette segnali di localizzazione dell'oggetto nonché segnali di emergenza e di avviso dal punto controllato (CP) al DP.

Il sistema TI trasmette al DP i dati quantitativi sullo stato dell'oggetto gestito.

Sistema di controllo remoto TU trasmette i comandi di controllo da DP a CP. Il sistema TR trasmette i comandi di controllo dal DP al KP.

I segnali da DP a CP vengono trasmessi tramite canali di comunicazione (CC)… Linee in cavo (cavi di controllo, cavi telefonici, ecc.), Linee elettriche (linee aeree AT, rete di distribuzione N.N., ecc.) e linee di comunicazione speciali (relè radio, ecc.).

Il processo di trasmissione del segnale è mostrato in Fig.1, dove IS è una sorgente di segnale, P è un dispositivo trasmittente, LAN è una linea di comunicazione, PR è un dispositivo ricevente e PS è un ricevitore di segnale (oggetto).

Fico. 1. Schema di trasmissione del segnale attraverso la linea di comunicazione dal punto di controllo al punto controllato.

Con TS, TI sul pannello di controllo ci sono IS, P, su DP — PR, PS. Le informazioni informative (informative), i segnali discreti che riflettono un numero finito di stati degli oggetti (TS) e i segnali analogici o discreti che riflettono un insieme di stati (TI) vengono trasmessi sulla LAN.

Con TU, TR su DP abbiamo IS, P, su KP — PR, PS. Informazioni amministrative (di controllo), segnali di controllo discreti per un numero limitato di stati di entità (TC) e segnali analogici o discreti per un insieme di stati di entità (TR) vengono trasmessi sulla LAN.

Pertanto, la direzione dei segnali per TS, TI è unidirezionale e per TU, TR è bidirezionale, poiché per lo stato di TU è necessario riflettere lo stato dell'oggetto mediante TS, e per TR- per mezzo di TI. La segnalazione e la propagazione possono essere di natura qualitativa (binaria) e quantitativa (multipla) - analogica o discreta.

Pertanto, i sistemi telemeccanici svolgono spesso una duplice funzione: TU — TS e TR -TI. Poiché i segnali sono esposti a interferenze, quindi per aumentare l'immunità al rumore e la selettività del dispositivo ricevente, i segnali analogici vengono codificati, ovvero vengono sottratti e le informazioni vengono presentate sotto forma di segnali discreti - segnali secondo la codifica algoritmi, quando ogni segnale corrisponde alla propria combinazione di segnali discreti.

Codifica del segnale

Il vantaggio dei dispositivi telemeccanici rispetto ai dispositivi di monitoraggio e controllo remoto è la riduzione del numero di canali di comunicazione.Nei dispositivi remoti, i canali di comunicazione sono spazialmente separati: ogni canale ha la propria LAN. Nei dispositivi telemeccanici esiste solo una linea di comunicazione e i canali di comunicazione si formano a causa del tempo, della frequenza, della fase, del codice e di altri metodi di separazione dei canali e una quantità molto maggiore di informazioni e informazioni amministrative viene trasmessa su un canale.

Un segnale informativo discreto è un numero di impulsi che differiscono qualitativamente l'uno dall'altro (polarità, fase, durata, ampiezza, ecc.).

La codifica di un segnale a elemento singolo consente di trasmettere una quantità limitata di informazioni anche quando si utilizzano più funzioni. Una quantità molto maggiore di informazioni può essere trasmessa dalla codifica multi-elemento, anche quando vengono utilizzate solo due funzioni.

La codifica a elemento singolo è ampiamente utilizzata nei dispositivi telemeccanici a causa del fatto che molti oggetti controllati e monitorati sono a due posizioni e richiedono la trasmissione di due soli segnali di comando. La codifica multielemento viene utilizzata nei casi in cui il numero di oggetti controllati e monitorati è elevato o quando gli oggetti sono multiposizionali e di conseguenza richiedono la trasmissione di molti comandi.

In TU - i codici TS vengono utilizzati per trasmettere comandi indipendenti. In TU - TS, la durata o la frequenza dell'impulso sono solitamente utilizzate come selettori. Nei sistemi TI-TR, i codici vengono utilizzati per trasferire valori numerici e sono chiamati codici aritmetici. Al centro di questi codici ci sono i sistemi per rappresentare i numeri attraverso sequenze di codici.

Sistema di telecontrollo - telesegnalazione (TU - TS)

Nei sistemi TU — TS, la trasmissione di un comando di controllo può essere suddivisa in due posizioni:

1) la scelta di questo oggetto (scelta),

2) trasmissione del comando.

La separazione dei segnali trasmessi su una LAN avviene in diversi modi: tramite circuiti separati, durante la trasmissione, tramite caratteri selettivi durante la codifica.

TU - I sistemi TS con commutazione (in circuiti separati), divisione del tempo e frequenza del segnale sono molto diffusi.

Il sistema a commutazione divisa è mostrato in Fig. 2.

L'oggetto di controllo è un interruttore con contatti ausiliari Bl, B2. Il sistema utilizza quattro segnali di segnale selettivi - polarità positiva e negativa e due livelli di ampiezza, pertanto su una linea bifilare possono essere trasmessi quattro segnali: 2 segnali di comando (on-off) e 2 segnali di avviso (off, on).

Riso. 2. Schema schematico del sistema TU-TS con separazione dei segnali di commutazione.

Il numero totale di segnali rappresentati in un sistema a commutazione di circuito è: N = (k-l) m

Se è presente un livello minimo del segnale di avviso in LC1 (corrente raddrizzata di comando a semionda i1), viene attivato l'RCO. Quando KB è acceso, viene applicato il segnale di distribuzione «on» per accendere l'interruttore, mentre B2 è chiuso e il livello minimo del segnale di segnale (corrente raddrizzata a semionda i2) arriva a LS1, il relè sul PCB è attivato . Quando il KO viene attivato, si verifica un processo simile all'attivazione dell'HF.

Tali sistemi TU-TS con separazione dei segnali di commutazione vengono utilizzati per controllare un numero limitato di oggetti a una distanza massima di 1 km.

Il sistema TU-TS con segnali a divisione di tempo trasmette i segnali alla LAN in modo sequenziale, può funzionare ciclicamente, monitorando costantemente l'oggetto o sporadicamente, se necessario. Lo schema dell'impianto è riportato in fig. 3.

La linea di comunicazione LAN che utilizza i distributori P1, PG2 a commutazione sincrona è collegata sequenzialmente nelle fasi n, n-1 ai circuiti di controllo corrispondenti e nelle fasi 1, 2 ... ai circuiti di segnale.

Riso. 3. Il sistema base TU-TS con segnali a divisione di tempo.

La selezione dei segnali in questo sistema può essere diretta - secondo una singola caratteristica selettiva (come mostrato nel diagramma), o combinata - secondo una combinazione di caratteristiche selettive. Nella selezione diretta, il numero di segnali trasmessi attraverso la LAN è uguale al numero di passi del distributore: Nn = n Nella selezione combinata, il numero di segnali aumenta: Nk = kn, dove k è il numero di combinazioni di caratteristiche.

In questo caso, il sistema è complicato dalla comparsa di scrambler e decoder sui lati di DP e KP.

Il sistema TU-TS con separazione parziale del segnale trasmette i segnali alla LAN in modo continuo perché l'inizio della comunicazione è distribuito per frequenza. In questo modo sulla rete LAN possono essere trasmessi più segnali contemporaneamente Lo schema dell'impianto è riportato in fig. 4.

Riso. 4. Schema schematico del sistema TU-TS con divisione di frequenza dei canali

Su DP e KP sono presenti generatori con frequenze stabili f1 ... fn, che sono collegati agli encoder NI (DP), Sh2 (KP). Pulsanti di comando K1 … Kn e contatti relè oggetto P1 … Pn.

Se la codifica è a singolo elemento, ogni segnale distribuito e di segnalazione ha una propria frequenza.

La separazione dei segnali avviene tramite filtri passa-banda PF in DP e CP, quindi in linea di principio è possibile trasmettere tutti i segnali contemporaneamente. La codifica multi-elemento consente di ridurre il numero di generatori e filtri passa-banda, nonché di restringere la larghezza di banda del segnale.Per questo, vengono utilizzati codificatori e decodificatori sui lati di DP e KP, che codificano e decodificano i segnali.

Il sistema TU-TS con divisione del tempo e della frequenza dei canali è attualmente costruito su elementi logici che utilizzano microcircuiti.

Sistemi di telemetria (TI)

Nel sistema TI, il trasferimento del parametro di energia rinnovabile si compone di tre operazioni:

1) selezione dell'oggetto di espansione (parametro misurato)

2) conversione quantità

3) trasferimento.

Sul CP, il parametro misurato viene convertito in un valore conveniente per la trasmissione a distanza, sul DP, questo valore viene convertito nelle letture di un dispositivo di misurazione o registrazione.

Anche la separazione dei segnali trasmessi su LAN viene eseguita mediante commutazione, tempo, metodo di frequenza e divisione del codice dei segnali. I sistemi TI sono diversi in termini di tipo di segnale. Viene fatta una distinzione tra sistemi analogici, a impulsi e a frequenza.

Nei sistemi analogici, un valore continuo (corrente, tensione) viene trasmesso alla LAN. In un impulso: una sequenza di impulsi o una combinazione di codici. In frequenza — corrente alternata di frequenze sane.

Riso. 5. Schema a blocchi di un sistema di telemetria analogico.

Il sistema TI analogico è mostrato in Fig. 5. Il trasmettitore, nella cui capacità viene utilizzato il convertitore P del parametro corrispondente alla corrente (tensione), è collegato a una linea LAN.

Il trasmettitore è solitamente un convertitore raddrizzato (corrente, tensione) o induttivo (potenza, cos). Tipici convertitori di corrente (VPT-2) e tensione (VPN-2) sono mostrati in Fig. 6 e 7.

Riso. 6. Schema elettrico di un raddrizzatore (VPT-2)

Riso. 7. Schema convertitore raddrizzatore (VPN-2)

I sistemi Pulse TI hanno diverse varietà che differiscono nei modi di rappresentare il parametro analogico mediante segnali di impulso. Esistono sistemi TI digitali a impulsi, a impulsi di codice e a frequenza di impulsi che utilizzano i corrispondenti convertitori mostrati in Fig. otto.

Riso. 8. Convertitori da parametro analogico a segnale a impulsi.

Riso. 9. Schema a blocchi del sistema TI pulsato

Il sistema di impulsi TI è mostrato in Fig. 9. Il trasmettitore è il corrispondente convertitore P che invia impulsi alla LAN che sono valori analogici secondo i loro parametri caratteristici. La conversione inversa viene eseguita dal convertitore OP. I trasmettitori TI pulse systems sono generatori di impulsi chip.

I sistemi di frequenza TI utilizzano segnali sinusoidali, con la loro frequenza che rappresenta un parametro analogico. I sistemi di frequenza utilizzano trasduttori, generatori di oscillazioni sinusoidali controllate da corrente o tensione.

Il sistema di frequenza TI è mostrato dallo schema a blocchi in Fig. undici.

Riso. 10. Convertitore del sistema di frequenza TI.

Riso. 11. Schema a blocchi del sistema frequenziale TI.

La conversione inversa eseguita dall'OP può essere eseguita in un valore analogico o in un codice decimale per l'indicazione da strumenti digitali con un ADC.

I sistemi TI a impulsi e frequenza hanno una grande distanza di misurazione, le linee dei cavi e le linee aeree possono essere utilizzate come linee di comunicazione, hanno un'elevata immunità al rumore e possono anche essere facilmente inserite in un computer utilizzando codici di frequenza appropriati, codici di conversione di codice.