Telemecanització d'instal·lacions elèctriques
La finalitat dels dispositius telemecànics és supervisar i controlar el mode de funcionament de les instal·lacions elèctriques disperses des d'un punt central, que s'anomena punt d'expedició (DP), on es troba el despatxador de servei, les funcions del qual inclouen l'impacte operatiu en les centrals elèctriques. Els dispositius telemecànics es subdivideixen en sistemes de telesenyalització (TS), telemetria (TI), telecontrol (TU) i telecontrol (TR).
El sistema del vehicle transmet senyals de localització d'objectes, així com senyals d'emergència i advertència des del punt controlat (CP) al DP.
El sistema TI transmet dades quantitatives sobre l'estat de l'objecte gestionat al DP.
Sistema de control remot TU transmet ordres de control de DP a CP. El sistema TR transmet ordres de control des del DP al KP.
Els senyals de DP a CP es transmeten via Canals de comunicació (CC)… Línies de cable (cables de control, cables telefònics, etc.), línies elèctriques (línies aèries AT, xarxa de distribució N.N., etc.) i línies especials de comunicació (relé de ràdio, etc.).
El procés de transmissió del senyal es mostra a la Fig.1, on IS és una font de senyal, P és un dispositiu de transmissió, LAN és una línia de comunicació, PR és un dispositiu receptor i PS és un receptor de senyal (objecte).
Fig. 1. Esquema de transmissió del senyal a través de la línia de comunicació des del punt de control fins al punt controlat.
Amb TS, TI al tauler de control hi ha IS, P, a DP — PR, PS. La informació d'informació (informativa), els senyals discrets que reflecteixen un nombre finit d'estats d'objectes (TS) i els senyals analògics o discrets que reflecteixen un conjunt d'estats (TI) es transmeten a través de la LAN.
Amb TU, TR a DP tenim IS, P, a KP — PR, PS. La informació administrativa (control), els senyals de control discrets per a un nombre limitat d'estats d'entitat (TC) i els senyals analògics o discrets per a un conjunt d'estats d'entitat (TR) es transmeten a través de la LAN.
Així, la direcció dels senyals per a TS, TI és unidireccional, i per a TU, TR és bidireccional, ja que per a l'estat de TU cal reflectir l'estat de l'objecte mitjançant TS, i per a TR- mitjançant TI. La senyalització i la propagació poden ser de naturalesa qualitativa (binària) i quantitativa (múltiple) - analògica o discreta.
Per tant, els sistemes telemecànics solen realitzar funcions duals: TU — TS i TR -TI. Com que els senyals estan exposats a interferències, per augmentar la immunitat al soroll i la selectivitat del dispositiu receptor, els senyals analògics es codifiquen, és a dir, es resten i la informació es presenta en forma de senyals discrets, senyals segons la codificació. algorismes, quan cada senyal correspon a la seva pròpia combinació a partir de senyals discrets.
Codificació del senyal
L'avantatge dels dispositius telemecànics en comparació amb els dispositius de monitorització i control remots és la reducció del nombre de canals de comunicació.En dispositius remots, els canals de comunicació estan separats espacialment: cada canal té la seva pròpia LAN. En els dispositius telemecànics, només hi ha una línia de comunicació i els canals de comunicació es formen a causa del temps, la freqüència, la fase, el codi i altres mètodes de separació de canals, i una quantitat molt més gran d'informació i informació administrativa es transmet en un canal.
Un senyal d'informació discreta és un nombre de polsos que difereixen entre si qualitativament (polaritat, fase, durada, amplitud, etc.).
La codificació d'un senyal d'un sol element permet transmetre una quantitat limitada d'informació fins i tot quan s'utilitzen diverses funcions. Es pot transmetre una quantitat molt més gran d'informació mitjançant la codificació de diversos elements, fins i tot quan només s'utilitzen dues funcions.
La codificació d'un sol element s'utilitza àmpliament en dispositius telemecànics a causa del fet que molts objectes controlats i monitoritzats són de dues posicions i requereixen la transmissió de només dos senyals de comandament. La codificació multielement s'utilitza en els casos en què el nombre d'objectes controlats i monitoritzats és gran, o quan els objectes són multiposicionals i, per tant, requereixen la transmissió de moltes ordres.
A TU — els codis TS s'utilitzen per transmetre ordres independents. En TU — TS, la durada o la freqüència del pols s'utilitzen normalment com a selectors. En els sistemes TI — TR, els codis s'utilitzen per transferir valors numèrics i s'anomenen codis aritmètics. Al cor d'aquests codis hi ha sistemes per representar nombres mitjançant seqüències de codis.
Sistema de control remot - telesenyalització (TU - TS)
En els sistemes TU — TS, la transmissió d'una ordre de control es pot dividir en dues posicions:
1) l'elecció d'aquest objecte (elecció),
2) transmissió de comandaments.
La separació dels senyals transmesos a través d'una LAN es fa de diferents maneres: mitjançant circuits separats, durant la transmissió, mitjançant caràcters selectius durant la codificació.
Els sistemes TU — TS amb commutació (en circuits separats), divisió de temps i freqüència de senyal estan molt estesos.
El sistema de commutació dividida es mostra a la Fig. 2.
L'objecte de control és un interruptor amb contactes auxiliars Bl, B2. El sistema utilitza quatre senyals selectius: polaritat positiva i negativa i dos nivells d'amplitud, per tant es poden transmetre quatre senyals en una línia de dos fils: 2 senyals de comandament (encesa-apagada) i 2 senyals d'advertència (apagada, activada).
Arròs. 2. Esquema del sistema TU-TS amb separació de senyals de commutació.
El nombre total de senyals representats en un sistema de commutació de circuits és: N = (k-l) m
Si hi ha un nivell mínim del senyal d'advertència a LC1 (corrent rectificat d'ordre de mitja ona i1), el RCO s'activa. Quan KB està encès, el senyal de distribució "on" s'aplica per encendre l'interruptor, mentre que B2 està tancat i el nivell mínim del senyal de senyal (corrent rectificat de mitja ona i2) arriba a LS1, el relé de la PCB s'activa. . Quan s'activa el KO, es produeix un procés similar a l'encesa de l'HF.
Aquests sistemes TU-TS amb separació de senyals de commutació s'utilitzen per controlar un nombre limitat d'objectes a una distància de fins a 1 km.
El sistema TU-TS amb senyals de divisió temporal transmet senyals a la LAN de manera seqüencial, pot funcionar de manera cíclica, supervisant constantment l'objecte o esporàdicament, si cal. El diagrama del sistema es mostra a la fig. 3.
La línia de comunicació LAN que utilitza distribuïdors de commutació síncrona P1, PG2 es connecta seqüencialment en els passos n, n-1 als circuits de control corresponents, i als passos 1, 2 ... als circuits de senyal.
Arròs. 3. El sistema bàsic TU-TS amb senyals de divisió temporal.
La selecció de senyals en aquest sistema pot ser directa, segons una única característica selectiva (com es mostra al diagrama), o combinada, segons una combinació de característiques selectives. En la selecció directa, el nombre de senyals transmesos a través de la LAN és igual al nombre de passos del distribuïdor: Nn = n En la selecció combinada, el nombre de senyals augmenta: Nk = kn, on k és el nombre de combinacions de característiques.
En aquest cas, el sistema es complica per l'aparició de codificadors i descodificadors als costats de DP i KP.
El sistema TU-TS amb separació parcial del senyal transmet senyals a la LAN contínuament perquè l'inici de la comunicació es distribueix per freqüència. D'aquesta manera, es poden transmetre diversos senyals simultàniament per la LAN.El diagrama del sistema es mostra a la fig. 4.
Arròs. 4. Esquema del sistema TU-TS amb divisió de freqüència dels canals
A DP i KP hi ha generadors amb freqüències estables f1 ... fn, que estan connectats als codificadors NI (DP), Sh2 (KP). Botons de control K1 … Kn i contactes de relé d'objectes P1 … Pn.
Si la codificació és d'un sol element, llavors cada senyal distribuït i de senyalització té la seva pròpia freqüència.
La separació dels senyals es fa mitjançant filtres de pas de banda PF en DP i CP, per tant, en principi és possible transmetre tots els senyals simultàniament. La codificació de diversos elements us permet reduir el nombre de generadors i filtres de pas de banda, així com reduir l'ample de banda del senyal.Per a això, s'utilitzen codificadors i descodificadors als costats de DP i KP, que codifiquen i descodifiquen senyals.
El sistema TU-TS amb divisió de temps i freqüència de canals està construït actualment sobre elements lògics mitjançant microcircuits.
Sistemes de telemetria (TI)
En el sistema TI, la transferència del paràmetre d'energia renovable consta de tres operacions:
1) selecció de l'objecte d'expansió (paràmetre mesurat)
2) conversió de quantitats
3) transferència.
Al CP, el paràmetre mesurat es converteix en un valor convenient per a la transmissió a distància, al DP, aquest valor es converteix en les lectures d'un dispositiu de mesura o enregistrament.
La separació dels senyals transmesos per LAN també es fa mitjançant la commutació, el mètode de temps, freqüència i també s'utilitza la divisió de codi dels senyals. Els sistemes TI són diversos pel que fa al tipus de senyal. Es distingeix entre sistemes analògics, de polsos i de freqüència.
En sistemes analògics, un valor continu (corrent, voltatge) es transmet a la LAN. En un pols: una seqüència de polsos o una combinació de codis. En freqüència: corrent altern de freqüències sonores.
Arròs. 5. Diagrama de blocs d'un sistema de telemetria analògic.
El sistema TI analògic es mostra a la Fig. 5. El transmissor, en la capacitat del qual s'utilitza el convertidor P del paràmetre corresponent a corrent (tensió), està connectat a una línia LAN.
El transmissor sol ser convertidor rectificat (corrent, tensió) o inductiu (potència, cos). A la Fig. 6 i 7.
Arròs. 6. Esquema de circuits d'un rectificador (VPT-2)
Arròs. 7. Esquema convertidor del rectificador (VPN-2)
Els sistemes Pulse TI tenen diverses varietats que es diferencien en les maneres de representar el paràmetre analògic mitjançant senyals de pols. Hi ha sistemes TI de pols digital, pols de codi i pols de freqüència que utilitzen els convertidors corresponents que es mostren a la figura. vuit.
Arròs. 8. Convertidors de senyal de paràmetre analògic a pols.
Arròs. 9. Diagrama de blocs del sistema TI polsat
El sistema de polsos TI es mostra a la Fig. 9. El transmissor és el corresponent convertidor P que envia polsos a la LAN que són valors analògics segons els seus paràmetres característics. La conversió inversa es fa mitjançant el convertidor OP. Els transmissors de sistemes de polsos TI són generadors de polsos de xip.
Els sistemes TI de freqüència utilitzen senyals sinusoïdals, amb la seva freqüència representant un paràmetre analògic. Els sistemes de freqüència utilitzen transductors: generadors d'oscil·lacions sinusoïdals controlades per corrent o tensió.
El sistema de freqüències TI es mostra al diagrama de blocs de la Fig. onze.
Arròs. 10. Convertidor del sistema de freqüència TI.
Arròs. 11. Diagrama de blocs del sistema de freqüències TI.
La conversió inversa realitzada per l'OP es pot fer a un valor analògic o a un codi decimal per a la indicació per instruments digitals amb un ADC.
Els sistemes TI de pols i freqüència tenen una gran distància de mesura, les línies de cable i les línies aèries es poden utilitzar com a línies de comunicació, tenen una alta immunitat al soroll i també es poden introduir fàcilment en un ordinador mitjançant codis de freqüència adequats, codis convertidors de codi.