Глава 5. Принципы построения устройств телемеханики

5.1. Общие сведения об устройствах телемеханики

В соответствии с принятой схемой управления в электроустанов­ках применяются как местные, так и дистанционные методы управ­ления контролируемыми объектами.

Под местным понимается управление непосредственно на месте установки управляемого объекта либо вручную путем воздействия на органы управления объектом непосредственно, либо со щита уп­равления электроустановки.

Дистанционное управление осуществляется по линиям связи, со­единяющим каждый объект управления (контроля) с соответствую­щим органом управления (ключом, кнопкой и т.д.) или с прибором воспроизведения информации (сигнальной лампой, табло, цифровым индикатором и т.д.). В этом случае для передачи каждого сигнала требуется наличие специальной проводной линии связи (ЛС) соот­ветствующего сечения. В связи с этим применение непосредственно­го дистанционного управления (контроля) экономически целесооб­разно лишь при местном управлении и при малом числе объектов.

С увеличением расстояния передачи, объема информации и чис­ла контролируемых объектов особое значение приобретает необхо­димость сокращения затрат на линии связи, обеспечения качества передачи сигналов и быстродействия системы передачи. Эти пробле­мы решаются с помощью устройств телемеханики, позволяющих наиболее рационально использовать линии связи и одновременно обеспечивать надежную, быструю и точную передачу приказов, сиг­налов и результатов измерений.

Телемеханическими устройствами называются технические сред­ства, с помощью которых обеспечивается преобразование и переда­ча информации на расстояние с целью управления производствен­ными или технологическими процессами. По характеру выполняе­мых функций их делят на устройства телеуправления (ТУ) и телеконтроля (ТК); последние подразделяются на устройства теле­сигнализации (ТС) и телеизмерения (ТИ).

Устройства телеуправления служат для управления на расстоя­нии отдельными объектами или целыми производственными комплексами. Наиболее часто они осуществляют передачу двухпозиционных команд («Включить-отключить», «Прибавить-убавить»), од­нако могут передавать также трех- и многопозиционные команды. Большинство объектов управления электроустановок являются двух-позиционными. К многопозиционным относятся, например, различ­ные задвижки, затворы и другая трубопроводная арматура систем водоснабжения и теплоснабжения.

Устройства телесигнализации служат для контроля на расстоя­нии за состоянием или положением объектов управления (У) и конт­роля (К) и в основном передают информацию в виде двухпозицион-ных сигналов типа «Включено-отключено». Телесигнализация мо­жет передаваться на диспетчерский пункт периодически, автоматически в результате изменения положения или состояния одного из объектов или поступать на ДП по вызову (запросу) дис­петчера, т.е. по команде, поступающей на контролируемый пункт по системе ТУ.

Устройства телеизмерения служат для контроля на расстоянии за параметрами контролируемых процессов: напряжением, током и др.

Наряду с системами телемеханики, предназначенными для выпол­нения какой-либо одной из указанных выше функций (ТУ, ТС, ТИ), широко используются также комплексные системы телемеханики, выполняющие все перечисленные выше функции или различные их сочетания. На рис. 5.1 приведена классификация телемеханических систем по различным признакам.

Управление телемеханизированными объектами осуществляет обычно оператор или диспетчер из диспетчерского пункта, на кото­ром размещается диспетчерский полукомплект аппаратуры телеме­ханики. На контролируемых пунктах размещается аппаратура полу­комплектов контролируемых пунктов, а также объекты управления и контроля. Обычно с одного ДП производится контроль и управле­ние объектами нескольких КП. Если объекты сосредоточены в од­ном месте (например, тяговая подстанция), то на всю группу уста­навливается один полукомплект аппаратуры телемеханики КП, связь которого с объектами осуществляется по системе местного дистан­ционного управления (рис. 5.2, а). При рассредоточении объектов по одному или небольшими группами на сравнительно больших рас­стояниях возле каждого объекта или группы устанавливают отдель­ный полукомплект аппаратуры (рис. 5.2, б). Примером таких объектов могут являться разъеди­нители контактной сети. Де­ление системы по структуре и конфигурации линий связи (радиальная, лучевая, древо­видная) показано на рис. 5.3. На рис. 5.4 представлена структурная схема комплекс­ной системы телемеханики для сосредоточенных объек­тов, включающая в себя полу­комплекты аппаратуры ДП и КП, связанные между собой каналами связи ТУ и ТС-ТИ. На ДП оператор (диспетчер) с помощью кнопок на пульте управления (ПУ) набирает приказ, который поступает на кодирующее устройство (КУ) и далее в виде кода — на блок разделения элементов сигнала (РЭС). Каждый элемент кодовой серии поступает на передатчик (Пер) канала связи и передается по своему электрическому, частотному или временно­му каналу, образованному в линии связи.

Кодовая серия приказа по ЛС ТУ поступает на приемник (Пр) канала связи КП, где происходит усиление сигнала и очищение его от помех. После этого кодовая серия подается на блок РЭС, преоб­разуется в вид, удобный для декодирования декодирующим устрой­ством (ДКУ), затем в виде определенного приказа передается через выходное устройство (ВУ) на объект управления. Результатом явля­ется переключение объекта по ТУ.

Информация о состоянии объектов, а также аварийно-предупреди­тельная и контрольная информация о режимах работы оборудования поступает на датчики телесигнализации (ДТС). Информация о контро­лируемых параметрах от объектов ТИ подается на датчики телеизмере­ния (ДТИ). Преобразованная с помощью ДТС и ДТИ информация пе­редается в кодирующее устройство и далее в виде кодовой серии на блок ЮС. Элементы кодовой серии после разделения по индивидуальным электрическим, частотным или временным каналам, образованным пере­датчиком каналов связи ТС-ТИ, по ЛС передаются на ДП. Приемник канала связи ТС-ТИ принимает информацию, преоб­разует ее для дальнейшего использования. Через блок РЭС и декоди­рующее устройство ДКУ информация поступает на устройство ото­бражения информации (УОИ) диспетчерского пункта, воспроизво­дится с помощью сигнальных табло и приемников телеизмерения (ПрТИ) и воздействует на оператора. С приемника канала связи ТС-ТИ информация передается через блок согласования (БС) на компь­ютер ЭВМ диспетчера, который пользуясь пультом управления (ПУ) ЭВМ выводит информацию на дисплей или в печать.

На столе диспетчера располагается пульт-манипулятор с кнопка­ми управления и персональный компьютер или несколько компью­теров, объединенных в локальную сеть, что позволяет реализовать «виртуальный» энергодиспетчерский щит, отказавшись от громозд­кого диспетчерского щита, составленного из отдельных панелей, ко­личество которых зависит от сложности энергодиспетчерского круга.