טלמיכון של מתקני חשמל

מטרת המכשירים הטלמכניים היא לנטר ולשלוט על אופן הפעולה של מתקני חשמל מפוזרים מנקודה מרכזית, הנקראת נקודת שיגור (DP), בה נמצא השדר התורן, שתפקידיה כוללים השפעה תפעולית על תחנות כוח. התקנים טלמכניים מחולקים למערכות טל-אות (TS), טלמטריה (TI), טלבקרה (TU) ו-Telecontrol (TR).

מערכת הרכב משדרת אותות מיקום אובייקט וכן אותות חירום ואזהרה מהנקודה המבוקרת (CP) ל-DP.

מערכת TI מעבירה נתונים כמותיים על מצב האובייקט המנוהל ל-DP.

מערכת שלט רחוק TU משדר פקודות בקרה מ-DP ל-CP. מערכת TR מעבירה פקודות בקרה מה-DP ל-KP.

אותות מ-DP ל-CP מועברים באמצעות ערוצי תקשורת (CC)... קווי כבלים (כבלים בקרה, כבלי טלפון וכו'), קווי חשמל (קווים עיליים HV, רשת הפצה N.N. וכו') וקווי תקשורת מיוחדים (ממסר רדיו וכו').

תהליך העברת האות מוצג באיור.1, כאשר IS הוא מקור אות, P הוא התקן משדר, LAN הוא קו תקשורת, PR הוא התקן קולט ו-PS הוא מקלט אות (אובייקט).

תאנה. 1. תכנית העברת האות דרך קו התקשורת מנקודת הבקרה לנקודה המבוקרת.

עם TS, TI בלוח הבקרה יש IS, P, ב-DP — PR, PS. מידע מידע (אינפורמטיבי), אותות נפרדים המשקפים מספר סופי של מצבי עצמים (TS), ואותות אנלוגיים או בדידים המשקפים סט מצבים (TI) משודרים דרך ה-LAN.

עם TU, TR ב-DP יש לנו IS, P, ב-KP — PR, PS. מידע ניהולי (שליטה), אותות בקרה בדידים עבור מספר מוגבל של מצבי ישות (TC), ואותות אנלוגיים או בדידים עבור קבוצה של מצבי ישות (TR) מועברים דרך ה-LAN.

לפיכך, כיוון האותות עבור TS, TI הוא חד כיווני, ועבור TU, TR הוא דו-כיווני, שכן עבור מצב TU יש צורך לשקף את מצב האובייקט באמצעות TS, ועבור TR- באמצעות TI. איתות והפצה יכולים להיות איכותיים (בינאריים) באופיים וכמותיים (מרובים) - אנלוגיים או דיסקרטיים.

לכן, מערכות טלמכניות מבצעות לעתים קרובות פונקציות כפולות: TU - TS ו-TR -TI. מכיוון שהאותות חשופים להפרעות, אז כדי להגביר את חסינות הרעש והסלקטיביות של המכשיר הקולט, האותות האנלוגיים מקודדים, כלומר, הם מופחתים והמידע מוצג בצורה של אותות בדידים - אותות לפי הקידוד אלגוריתמים, כאשר כל אות מתאים לשילוב משלו מאותות נפרדים.

קידוד האות

היתרון של מכשירים טלמכניים בהשוואה למכשירי ניטור ובקרה מרחוק הוא צמצום מספר ערוצי התקשורת.במכשירים מרוחקים, ערוצי תקשורת מופרדים מרחבית - לכל ערוץ יש LAN משלו. במכשירים טלמכניים קיים רק קו תקשורת אחד, וערוצי תקשורת נוצרים עקב זמן, תדר, פאזה, קוד ושיטות הפרדת ערוצים אחרות, וכמות גדולה הרבה יותר של מידע ומידע ניהולי מועברת בערוץ אחד.

אות מידע בדיד הוא מספר פולסים הנבדלים זה מזה מבחינה איכותית (קוטביות, פאזה, משך זמן, משרעת וכו').

קידוד אות אלמנט בודד מאפשר העברת כמות מוגבלת של מידע גם בעת שימוש במספר פונקציות. ניתן להעביר כמות הרבה יותר גדולה של מידע על ידי קידוד מרובה אלמנטים, גם כאשר משתמשים רק בשתי פונקציות.

קידוד של אלמנט בודד נמצא בשימוש נרחב במכשירים טלמכניים בשל העובדה שאובייקטים מבוקרים ומנוטרים רבים הם דו-מצביים ודורשים שידור של שני אותות פקודה בלבד. קידוד מרובה אלמנטים משמש במקרים בהם מספר האובייקטים המבוקרים והמנוטרים גדול, או כאשר האובייקטים הם רב-מיקוםיים ובהתאם לכך דורשים שידור של פקודות רבות.

ב-TU - קודי TS משמשים להעברת פקודות עצמאיות. ב-TU — TS, משך הדופק או התדר משמשים בדרך כלל כבוררים. במערכות TI - TR, קודים משמשים להעברת ערכים מספריים ונקראים קודים אריתמטיים. בלב הקודים הללו עומדות מערכות לייצוג מספרים באמצעות רצפי קוד.

מערכת שלט רחוק - טלאיתות (TU - TS)

במערכות TU - TS, ניתן לחלק את השידור של פקודת בקרה לשני מצבים:

1) הבחירה של אובייקט זה (בחירה),

2) העברת פקודה.

הפרדת האותות המשודרים דרך LAN נעשית בדרכים שונות: דרך מעגלים נפרדים, במהלך שידור, באמצעות תווים סלקטיביים במהלך קידוד.

TU - מערכות TS עם מיתוג (במעגלים נפרדים), חלוקת זמן ותדירות האות נפוצות.

מערכת פיצול הקוממוטציה מוצגת באיור. 2.

אובייקט הבקרה הוא מתג עם מגעי עזר Bl, B2. המערכת משתמשת בארבעה סימני אותות סלקטיביים - קוטביות חיובית ושליליה ושתי רמות משרעת, לכן ניתן להעביר ארבעה אותות בקו דו-חוטי אחד: 2 אותות פקודה (מופעל-כיבוי) ו-2 אותות אזהרה (כבוי, מופעל).

אורז. 2. תרשים סכמטי של מערכת TU-TS עם הפרדת אותות מיתוג.

המספר הכולל של האותות המיוצגים במערכת עם מיתוג מעגל הוא: N = (k-l) m

אם קיימת רמה מינימלית של אות האזהרה ב-LC1 (זרם מתוקן בפקודה חצי גל i1), ה-RCO מופעל. כאשר KB פועל, אות ההפצה «מופעל» מופעל כדי להפעיל את המתג, בעוד B2 סגור והרמה המינימלית של אות האות (זרם חצי גל מתוקשר i2) מגיעה ל-LS1, הממסר ב-PCB מופעל . כאשר ה-KO מופעל, מתרחש תהליך דומה להפעלת ה-HF.

מערכות TU-TS כאלה עם הפרדה של אותות מיתוג משמשות לשליטה במספר מוגבל של עצמים במרחק של עד 1 ק"מ.

מערכת TU-TS עם אותות חלוקת זמן משדרת אותות ל-LAN ברצף, היא יכולה לעבוד באופן מחזורי, לנטר כל הזמן את האובייקט או באופן ספורדי, במידת הצורך. תרשים המערכת מוצג באיור. 3.

קו התקשורת LAN באמצעות מפיצי מיתוג סינכרוני P1, PG2 מחובר ברצף בשלבים n, n-1 למעגלי הבקרה המתאימים, ובשלבים 1, 2 ... למעגלי האות.

אורז. 3. מערכת ה-TU-TS הבסיסית עם אותות חלוקת זמן.

בחירת האותות במערכת זו יכולה להיות ישירה - לפי מאפיין סלקטיבי יחיד (כמתואר בתרשים), או משולבת - לפי שילוב של מאפיינים סלקטיביים. בבחירה ישירה, מספר האותות המועברים דרך ה-LAN שווה למספר השלבים של המפיץ: Nn = n בבחירה משולבת, מספר האותות גדל: Nk = kn, כאשר k הוא מספר שילובי המאפיינים.

במקרה זה, המערכת מסובכת על ידי הופעת מערבלים ומפענחים בצדי DP ו-KP.

מערכת TU-TS עם הפרדת אותות חלקית משדרת אותות ל-LAN באופן רציף מכיוון שהתחלת התקשורת מופצת לפי תדר. בדרך זו ניתן להעביר מספר אותות בו-זמנית דרך ה-LAN.דיאגרמת המערכת מוצגת באיור. 4.

אורז. 4. תרשים סכמטי של מערכת TU-TS עם חלוקת תדרים של הערוצים

ב-DP ו-KP ישנם גנרטורים בעלי תדרים יציבים f1 ... fn, המחוברים למקודדים NI (DP), Sh2 (KP). לחצני בקרה K1 … Kn ומגעי ממסר עצמים P1 … Pn.

אם הקידוד הוא אלמנט יחיד, אז לכל אות מבוזר ומאותת יש תדר משלו.

הפרדת האותות נעשית על ידי מסנני פס-פס PF ב-DP ו-CP, לכן ניתן באופן עקרוני לשדר את כל האותות בו זמנית. קידוד מרובה אלמנטים מאפשר לך להפחית את מספר המחוללים ומסנני הפס, כמו גם לצמצם את רוחב הפס של האות.לשם כך, נעשה שימוש במקודדים ומפענחים בצדי DP ו-KP, המקודדים ומפענחים אותות.

מערכת TU-TS עם חלוקת זמן ותדרים של ערוצים בנויה כיום על אלמנטים לוגיים באמצעות מיקרו-מעגלים.

מערכות טלמטריה (TI)

במערכת TI, העברת פרמטר האנרגיה המתחדשת מורכבת משלוש פעולות:

1) בחירת אובייקט הרחבה (פרמטר נמדד)

2) המרת כמות

3) העברה.

ב-CP מומר הפרמטר הנמדד לערך נוח לשידור מרחוק, ב-DP ערך זה מומר לקריאות של מכשיר מדידה או הקלטה.

הפרדת אותות המועברים דרך LAN נעשית גם על ידי מיתוג, נעשה שימוש גם בשיטת זמן, תדר וחלוקת קוד של אותות. מערכות TI מגוונות מבחינת סוג האות. מבחינים בין מערכות אנלוגיות, דופק ותדר.

במערכות אנלוגיות, ערך רציף (זרם, מתח) מועבר ל-LAN. בפעימה - רצף של פולסים או שילוב קוד. בתדר - זרם חילופין של תדרי קול.

אורז. 5. דיאגרמת בלוקים של מערכת טלמטריה אנלוגית.

מערכת ה-TI האנלוגית מוצגת באיור. 5. המשדר, שבו נעשה שימוש בממיר P של הפרמטר המתאים לזרם (מתח), מחובר לקו LAN.

המשדר הוא בדרך כלל ממירים מתוקשרים (זרם, מתח) או ממירים אינדוקטיביים (הספק, cos). ממירי זרם אופייניים (VPT-2) ומתח (VPN-2) מוצגים באיור. 6 ו-7.

אורז. 6. דיאגרמת מעגל של מיישר (VPT-2)

אורז. 7. סכימת ממיר מיישר (VPN-2)

למערכות Pulse TI יש כמה סוגים הנבדלים בדרכי ייצוג הפרמטר האנלוגי על ידי אותות פולסים. ישנן מערכות TI דופק דיגיטלי, דופק קוד ותדר דופק המשתמשות בממירים המתאימים המוצגים באיור. שמונה.

אורז. 8. פרמטר אנלוגי לממירי אותות דופק.

אורז. 9. דיאגרמת בלוקים של מערכת ה-TI הפועמת

מערכת הדופק TI מוצגת באיור. 9. המשדר הוא הממיר P המקביל ששולח פולסים ל-LAN שהם ערכים אנלוגיים לפי הפרמטרים האופייניים להם. ההמרה ההפוכה מתבצעת על ידי ממיר OP. משדרי מערכות דופק TI הם מחוללי דופק שבבים.

מערכות תדר TI משתמשות באותות סינוסואידים, כאשר התדר שלהם מייצג פרמטר אנלוגי. מערכות תדר משתמשות במתמרים - מחוללים של תנודות סינוסואידיות הנשלטות על ידי זרם או מתח.

מערכת התדרים TI מוצגת על ידי דיאגרמת הבלוק באיור. אחד עשר.

אורז. 10. ממיר מערכת תדר TI.

אורז. 11. דיאגרמת בלוקים של מערכת התדרים TI.

ההמרה ההפוכה המבוצעת על ידי ה-OP יכולה להיעשות לערך אנלוגי או לקוד עשרוני לצורך חיווי על ידי מכשירים דיגיטליים עם ADC.

למערכות TI דופק ותדר יש מרחק מדידה גדול, קווי כבלים וקווי עילי יכולים לשמש כקווי תקשורת, יש להן חסינות גבוהה לרעש, וניתן גם להזין אותן בקלות למחשב באמצעות קודי תדר מתאימים, קודי ממירי קוד.