Система телемеханики и типовые узлы, входящие в ее состав

На каждом пункте управления и контролируемом пункте устанавливается соответствующая аппаратура, то есть устройства телемеханики (УТМ). Система телемеханики включает в себя два или более УТМ, соединенных каналом связи, а также всю периферийную аппаратуру, устанавливаемую на ПУ и КП. Состав системы телемеханики условно можно определить следующим образом:

СИСТЕМА ТЕЛЕМЕХАНИКИ = (2…N) УТМ + ПЕРИФЕРИЙНЫЕ УСТРОЙСТВА + ОБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯ + ОБЪЕКТ ТЕЛЕСИГНАЛИЗАЦИИ + ОБЪЕКТ ТЕЛЕИЗМЕРЕНИЯ + КАНАЛ СВЯЗИ.

Рассмотрим устройства телемеханики более подробно.

Блоки входные и выходные на контрольном пункте:

• преобразователи контролируемых физических параметров объекта или процесса в электрические сигналы аналогого или цифрового типа (аналоговые или цифровые датчики); при выполнении курсового проекта в рамках данной дисциплины первичными следует считать аналоговые датчики;
• аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), с помощью которого аналоговый сигнал преобразуется в дискретный; в случае, когда первичным является цифровой датчик, необходим преобразователь кода; следует отметить, что при наличии нескольких первичных датчиков необходимо подключать их по очереди к одному и тому же АЦП (чаще всего это реализуют, используя мультиплексор);
• реле для обеспечения сигнализации канала телеуправления или канала телерегулирования;
• устройства для распознавания приоритета; обычно приоритет устанавливается за теми величинами, которые вышли за пределы допустимых значений;
• блоки определения апертурного изменения величины;
• блоки (устройства) местной автоматики, которые воздействуют непосредственно на объекты телеуправления; часто их воздействие сводится к функциям типа “включить-выключить”.

На пункте управления различают следующие блоки:

• органы формирования команд управления (ключи и кнопки, устанавливаемые на пульте управления); они обязательно должны быть защищены от случайных воздействий; ключи управления многоконтактные, с исключением дребезга контактов, сначала замыкаются контакты нормально разомкнутые, а затем размыкаются контакты нормально замкнутые;
• специальные сигнализирующие блоки:
  1. световой и цветовой сигнализации (миниатюрные лампы накаливания, светодиодные, люминесцентные индикаторы); при разработке блоков данного типа следует помнить, что щит устанавливается на расстоянии порядка 10 метров от оператора, поэтому в данном случае применение светодиодов и других маломощных элементов исключается;
  2. звуковой сигнализации (звонки, зуммеры, сирены);
  3. блоки-индикаторы аналогого типа (стрелочные приборы с круговой, горизонтальной или вертикальной шкалой; для их функционирования иногда необходимо иметь цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), так как стрелка обычно управляется током); индикаторы аналогового типа используются для повышения наглядности динамики изменения величины; блоки-индикаторы цифрового типа (семисегментные, матричные индикаторы); цифровой индикатор должен быть большим, поэтому отдается предпочтение матричным индикаторам; при использовании цифровых индикаторов необходимо применять преобразователи кода;
  4. блоки документальной регистрации (самописцы, фиксирующие на ленте происходящие с параметром изменения).

К устройствам телемеханики следует отнести также кодирующие и декодирующие устройства. Они устанавливаются как на контролируемых пунктах, так и на пунктах управления.

Кодирующее устройство, изображенное на рисунке, автоматически преобразует сигнал на одном из m входов в соответствующий n-разрядный код, обычно двоичный.

Рис. 9 Функциональная схема шифратора

В качестве входных сигналов могут рассматриваться сигналы от ключей на пункте управления, сигналы от датчиков телесигнализации и телеизмерительных устройств на контролируемом пункте. При включении объекта с помощью ключа выбирается комбинация кода, которая является адресом объекта.

Датчик может подать сигнал автоматически. Однако в условиях автоматизации может возникнуть ситуация, когда на различные входы шифратора одновременно будут поданы сигналы от датчиков. В этом случае необходимо использовать приоритетные шифраторы. Обычно приоритет соответствует номеру входа: чем выше номер входа, тем старше приоритет сообщения. По окончании передачи нужно входы шифратора установить в исходное состояние.

Приоритетность может обеспечиваться циклическим опросом. В данном случае сигнал на вход кодирующего устройства поступает при изменении параметра. Этот метод хорош для систем с одним контрольным пунктом. В иерархической системе управления приход двух сигналов одновременно на вход контролируемого пункта маловероятен.

Декодирующие устройства служат для распознавания номера принимаемого сообщения из N возможных по виду принятой кодовой комбинации. Декодирующие устройства могут работать в параллельном либо последовательном коде. Существуют также дешифраторы, работающие в смешанном коде. Структура дешифратора зависит от используемого кода.

Рис. 10 Функциональная схема дешифратора

Так как входная кодовая комбинация заранее неизвестна, декодирующие устройства не выпускаются в стандартном виде (за исключением дешифраторов простых двоичных кодов). Поэтому дешифраторы часто приходится разрабатывать для каждого конкретного телемеханического канала. То же можно отнести и к кодирующим устройствам, которые определенным образом вводят избыточную информацию в не избыточный код.

Блоки контроля линии связи применяются для обнаружения короткого замыкания и обрыва линии связи.