Cơ giới hóa lắp đặt điện từ xa

Mục đích của các thiết bị cơ từ xa là giám sát và kiểm soát chế độ vận hành của các hệ thống lắp đặt điện rải rác từ một điểm trung tâm, được gọi là điểm điều phối (DP), nơi đặt bộ điều phối trực, có chức năng bao gồm tác động vận hành đến các nhà máy điện. Các thiết bị cơ từ xa được chia thành hệ thống tín hiệu từ xa (TS), đo từ xa (TI), điều khiển từ xa (TU) và điều khiển từ xa (TR).

Hệ thống xe truyền tín hiệu vị trí đối tượng cũng như tín hiệu khẩn cấp và cảnh báo từ điểm được kiểm soát (CP) đến DP.

Hệ thống TI truyền dữ liệu định lượng về trạng thái của đối tượng được quản lý tới DP.

Hệ thống điều khiển từ xa TU truyền lệnh điều khiển từ DP đến CP. Hệ thống TR truyền các lệnh điều khiển từ DP đến KP.

Tín hiệu từ DP đến CP được truyền qua kênh truyền thông (CC)… Đường dây cáp (cáp điều khiển, cáp điện thoại…), đường dây điện (đường dây cao thế trên không, mạng phân phối N.N.…) và đường dây thông tin liên lạc đặc biệt (rơle vô tuyến…).

Quá trình truyền tín hiệu được thể hiện trong hình.1, trong đó IS là nguồn tín hiệu, P là thiết bị truyền, LAN là đường liên lạc, PR là thiết bị nhận và PS là thiết bị (đối tượng) nhận tín hiệu.

Quả sung. 1. Sơ đồ truyền tín hiệu qua đường dây liên lạc từ điểm khống chế đến điểm khống chế.

Với TS, TI trên bảng điều khiển có IS, P, trên DP—PR, PS. Thông tin (informative) thông tin, tín hiệu rời rạc phản ánh một số hữu hạn trạng thái của đối tượng (TS), và tín hiệu tương tự hoặc rời rạc phản ánh một tập hợp trạng thái (TI) được truyền qua mạng LAN.

Với TU, TR trên DP, chúng ta có IS, P, trên KP — PR, PS. Thông tin quản trị (điều khiển), tín hiệu điều khiển rời rạc cho một số trạng thái thực thể (TC) giới hạn và tín hiệu tương tự hoặc rời rạc cho một tập hợp trạng thái thực thể (TR) được truyền qua mạng LAN.

Do đó, hướng của các tín hiệu cho TS, TI là một chiều và cho TU, TR là hai chiều, vì đối với trạng thái của TU, cần phải phản ánh trạng thái của đối tượng bằng TS và cho TR- bằng TI. Tín hiệu và lan truyền có thể là định tính (nhị phân) về bản chất và định lượng (nhiều) - tương tự hoặc rời rạc.

Do đó, các hệ thống cơ từ xa thường thực hiện chức năng kép: TU — TS và TR -TI. Do các tín hiệu bị nhiễu, nên để tăng khả năng chống nhiễu và tính chọn lọc của thiết bị thu, các tín hiệu tương tự được mã hóa, nghĩa là chúng được trừ đi và thông tin được trình bày dưới dạng tín hiệu rời rạc - tín hiệu theo mã hóa các thuật toán, khi mỗi tín hiệu tương ứng với sự kết hợp của chính nó từ các tín hiệu rời rạc.

Mã hóa tín hiệu

Ưu điểm của thiết bị cơ điện từ xa so với thiết bị giám sát và điều khiển từ xa là giảm số lượng kênh liên lạc.Trong các thiết bị từ xa, các kênh liên lạc được phân tách theo không gian — mỗi kênh có mạng LAN riêng. Trong các thiết bị cơ điện tử, chỉ có một đường truyền thông và các kênh truyền thông được hình thành do thời gian, tần số, pha, mã và các phương pháp phân tách kênh khác, đồng thời một lượng thông tin và thông tin quản trị lớn hơn nhiều được truyền trên một kênh.

Tín hiệu thông tin rời rạc là một số xung khác nhau về chất (cực, pha, thời lượng, biên độ, v.v.).

Việc mã hóa tín hiệu một phần tử cho phép truyền một lượng thông tin hạn chế ngay cả khi sử dụng một số chức năng. Một lượng thông tin lớn hơn nhiều có thể được truyền tải bằng cách mã hóa nhiều yếu tố, ngay cả khi chỉ sử dụng hai chức năng.

Mã hóa một phần tử được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị cơ điện tử do thực tế là nhiều đối tượng được điều khiển và giám sát ở hai vị trí và chỉ yêu cầu truyền hai tín hiệu lệnh. Mã hóa đa phần tử được sử dụng trong trường hợp số lượng đối tượng được kiểm soát và giám sát lớn hoặc khi đối tượng có nhiều vị trí và theo đó yêu cầu truyền nhiều lệnh.

Trong TU—mã TS được sử dụng để truyền các lệnh độc lập. Trong TU — TS, thời lượng hoặc tần số xung thường được sử dụng làm bộ chọn. Trong các hệ thống TI—TR, các mã được sử dụng để truyền các giá trị số và được gọi là mã số học. Trọng tâm của các mã này là các hệ thống biểu diễn các số thông qua các chuỗi mã.

Hệ thống điều khiển từ xa - telesignaling (TU - TS)

Trong các hệ thống TU — TS, việc truyền lệnh điều khiển có thể được chia thành hai vị trí:

1) sự lựa chọn của đối tượng này (lựa chọn),

2) truyền lệnh.

Việc tách tín hiệu truyền qua mạng LAN được thực hiện theo nhiều cách khác nhau: thông qua các mạch riêng biệt, trong quá trình truyền, thông qua các ký tự chọn lọc trong quá trình mã hóa.

Các hệ thống TU-TS có chuyển mạch (trong các mạch riêng biệt), phân chia thời gian và tần số tín hiệu được phổ biến rộng rãi.

Hệ thống phân chia giao hoán được hiển thị trong Hình. 2.

Đối tượng điều khiển là một công tắc có tiếp điểm phụ Bl, B2. Hệ thống sử dụng bốn dấu hiệu tín hiệu chọn lọc - cực dương và cực âm và hai mức biên độ, do đó bốn tín hiệu có thể được truyền trên một đường dây hai dây: 2 tín hiệu lệnh (bật-tắt) và 2 tín hiệu cảnh báo (tắt, bật).

Cơm. 2. Sơ đồ nguyên lý hệ thống TU-TS có tách tín hiệu chuyển mạch.

Tổng số tín hiệu biểu diễn trong một hệ thống chuyển mạch là: N = (k-l)m

Nếu có mức tối thiểu của tín hiệu cảnh báo trong LC1 (dòng điện chỉnh lưu lệnh nửa sóng i1), thì RCO được kích hoạt. Khi KB bật, tín hiệu phân phối «bật» được áp dụng để bật công tắc, trong khi B2 đóng và mức tối thiểu của tín hiệu tín hiệu (dòng chỉnh lưu nửa sóng i2) đến LS1, rơle trên PCB được kích hoạt . Khi bật KO, một quá trình tương tự như khi bật HF sẽ xảy ra.

Các hệ thống TU-TS như vậy với sự phân tách tín hiệu chuyển mạch được sử dụng để điều khiển một số đối tượng hạn chế ở khoảng cách lên tới 1 km.

Hệ thống TU-TS với tín hiệu phân chia theo thời gian truyền tín hiệu đến mạng LAN một cách tuần tự, nó có thể hoạt động theo chu kỳ, liên tục theo dõi đối tượng hoặc rời rạc, nếu cần thiết. Sơ đồ hệ thống được thể hiện trong hình. 3.

Đường dây truyền thông LAN sử dụng bộ phân phối chuyển mạch đồng bộ P1, PG2 được nối tuần tự ở bước n, n-1 với các mạch điều khiển tương ứng và ở bước 1, 2... với các mạch tín hiệu.

Cơm. 3. Hệ thống TU-TS cơ bản với tín hiệu phân chia thời gian.

Việc lựa chọn các tín hiệu trong hệ thống này có thể trực tiếp—theo một đặc điểm chọn lọc duy nhất (như thể hiện trong sơ đồ) hoặc kết hợp—theo sự kết hợp của các đặc điểm chọn lọc. Trong lựa chọn trực tiếp, số lượng tín hiệu được truyền qua mạng LAN bằng với số bước của bộ phân phối: Nn = n Trong lựa chọn kết hợp, số lượng tín hiệu tăng lên: Nk = kn, trong đó k là số lượng kết hợp các đặc tính.

Trong trường hợp này, hệ thống trở nên phức tạp do xuất hiện các bộ mã hóa và giải mã ở phía DP và KP.

Hệ thống TU-TS với sự phân tách tín hiệu từng phần sẽ truyền tín hiệu đến mạng LAN một cách liên tục do thời điểm bắt đầu truyền thông được phân bố theo tần số. Bằng cách này, một số tín hiệu có thể được truyền đồng thời qua mạng LAN. 4.

Cơm. 4. Sơ đồ hệ thống TU-TS với sự phân chia tần số của các kênh

Trên DP và KP có các máy phát có tần số ổn định f1 ... fn, được kết nối với bộ mã hóa NI (DP), Sh2 (KP). Các nút điều khiển K1 … Kn và tiếp điểm rơ le đối tượng P1 … Pn.

Nếu mã hóa là một phần tử, thì mỗi tín hiệu được phân phối và báo hiệu có tần số riêng.

Việc tách các tín hiệu được thực hiện bằng các bộ lọc thông dải PF trong DP và CP, do đó về nguyên tắc có thể truyền đồng thời tất cả các tín hiệu. Mã hóa đa phần tử cho phép bạn giảm số lượng bộ tạo và bộ lọc thông dải, cũng như thu hẹp băng thông tín hiệu.Đối với điều này, các bộ mã hóa và giải mã được sử dụng ở hai bên DP và KP, mã hóa và giải mã tín hiệu.

Hệ thống TU-TS với sự phân chia kênh theo thời gian và tần số hiện được xây dựng trên các phần tử logic sử dụng vi mạch.

Hệ thống đo từ xa (TI)

Trong hệ thống TI, việc truyền tham số năng lượng tái tạo bao gồm ba thao tác:

1) lựa chọn đối tượng mở rộng (tham số được đo)

2) chuyển đổi số lượng

3) chuyển nhượng.

Trên CP, thông số đo được chuyển đổi thành giá trị thuận tiện cho việc truyền khoảng cách, trên DP, giá trị này được chuyển đổi thành giá trị đọc của thiết bị đo hoặc ghi.

Việc tách các tín hiệu truyền qua mạng LAN cũng được thực hiện bằng cách chuyển mạch, phương pháp thời gian, tần số và phân chia tín hiệu theo mã cũng được sử dụng. Các hệ thống TI rất đa dạng về loại tín hiệu. Có sự phân biệt giữa các hệ thống tương tự, xung và tần số.

Trong các hệ thống tương tự, một giá trị liên tục (dòng điện, điện áp) được truyền đến mạng LAN. Trong một xung — một chuỗi xung hoặc tổ hợp mã. Trong tần số - dòng điện xoay chiều của tần số âm thanh.

Cơm. 5. Sơ đồ khối hệ thống đo xa tương tự.

Hệ thống TI tương tự được hiển thị trong Hình. 5. Máy phát, trong đó bộ chuyển đổi P của tham số tương ứng với dòng điện (điện áp) được sử dụng, được kết nối với đường dây LAN.

Máy phát thường là các bộ biến đổi chỉnh lưu (dòng, áp) hoặc điện cảm (công suất, cos). Bộ chuyển đổi dòng điện (VPT-2) và điện áp (VPN-2) điển hình được hiển thị trong Hình. 6 và 7.

Cơm. 6. Sơ đồ mạch chỉnh lưu (VPT-2)

Cơm. 7. Sơ đồ bộ chuyển đổi chỉnh lưu (VPN-2)

Các hệ thống TI xung có một số loại khác nhau về cách biểu diễn tham số tương tự bằng tín hiệu xung. Có các hệ thống TI xung kỹ thuật số, xung mã và xung tần số sử dụng các bộ chuyển đổi tương ứng như trong Hình. tám.

Cơm. 8. Bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu xung.

Cơm. 9. Sơ đồ khối của hệ thống TI xung

Hệ thống xung TI được hiển thị trong Hình. 9. Máy phát là bộ chuyển đổi tương ứng P gửi các xung đến mạng LAN là các giá trị tương tự theo các thông số đặc trưng của chúng. Việc chuyển đổi ngược lại được thực hiện bởi bộ chuyển đổi OP. Máy phát hệ thống xung TI là máy phát xung chip.

Các hệ thống TI tần số sử dụng các tín hiệu hình sin, với tần số của chúng đại diện cho một tham số tương tự. Các hệ thống tần số sử dụng đầu dò — máy phát dao động hình sin được điều khiển bởi dòng điện hoặc điện áp.

Hệ thống tần số TI được thể hiện bằng sơ đồ khối trong Hình. mười một.

Cơm. 10. Bộ chuyển đổi hệ thống tần số TI.

Cơm. 11. Sơ đồ khối hệ thống tần số TI.

Chuyển đổi nghịch đảo được thực hiện bởi OP có thể được thực hiện thành giá trị tương tự hoặc thành mã thập phân để chỉ thị bằng các công cụ kỹ thuật số có ADC.

Các hệ thống TI xung và tần số có khoảng cách đo lớn, các đường cáp và đường dây trên không có thể được sử dụng làm đường truyền thông, chúng có khả năng chống nhiễu cao và cũng có thể dễ dàng nhập vào máy tính bằng cách sử dụng mã tần số, mã chuyển đổi mã phù hợp.