Грунновой снособ. При таком способе выбора исполнительную цепь данного объекта выбирают в несколько этапов. Например, первой командой выбирают группу объектов, второй — подгруппу, а третьей — сам объект. Таких этапов выбора может быть два, три и больше. На рис. 11.6, б показан двухступенчатый выбор одного из 100 объектов. Для этой цели на ПУ имеется всего 20 ключей. Объекты КП в свою очередь разбиты на 10 групп по 10 объектов в каждой. Для того чтобы выбрать, т.е. включить или отключить, например, объект 13 сначала замыкают ключ Кн в группе «выбор группы», что включает групповое исполнительное устройство // на КП. Далее замыкают ключ Кз в группе «выбор объекта», отчего включается объект 13. В группе «выбор объекта» 10 ключей яв­ ляются общими для всех объектов Ю групп КП, т.е. ключом 3 можно включить не только объект 13, но и объект93, для чего, однако, нужно предварительно выбрать группу X. Групповой выбор дает экономию аппаратуры ПУ, несколько усложняя при этом аппаратуру КП.

Контрольные вопросы

1.Что такое разделение сигналов?

2.Перечислите основные способы разделения сигналов, применяемые в телемеханике.

3.В чем смысл временного разделения сигналов и как оно осуществляется?

4.В чем смысл синхронного и асинхронного временного разделения сигналов и как оно осуществляется?

5.В чем смысл кодово-адресного разделения сигналов и как оно осуществляется?

6. В чем смысл частотного разделения сигналов н как оно осуществляется?

7Чем определяется полоса частот при временном разделении сигналов?

8.Чем определяется полоса частот при частотном разделении сигналов?

9.Из каких соображений выбирают защитные интервалы при временном и частотном разделении сигналов?

10.Произведите сравнение временного и частотного разделения сигналов по основным параметрам.

11.В чем смысл частотно-временного разделения сигналов и как оно осуществляется?

12.Как осуществляется фазовое разделение сигналов?

13.Дайте пример образования ДФМ.

14.Как осуществляется ДФМ?

15.Дайте определения основных видов телемеханических передач.

16.Сравните циклическую и спорадическую телепередачи.

17 Сравните адреспую и многоканальную телепередачи.

18. Перечислите способы выбора объектов и укажите разницу между ними.

Глава 12. Телеуправление и телесигнализация

Телеуправление (ТУ) и телесигнализация (ТС) относятся к основным функциям телемеханики. Общее понятие ТУ и ТС было дано во введении, а на рис. В.7, В.8 и В.9 схематично показано выполнение этих функций. Телеуправление применяется не только для включения и отключения

Рс отк, в результате ток увеличивается и реле Ру вк i срабатывает. При включении объекта контакт К0б переключается, сигнальное реле Рс отк отключается, а реле Рсвы включается (замкнут контакт К0бВкл О и включает сигнальпую лампочку.

Телеуправление — управление положением или состоянием дискретных объектов и объектов с непрерывным множеством состояний методами и средствами телемеханики (ГОСТ 26 005—82). Согласно ГОСТ 26.005— 82, телеуправление подразделяется на

имеющими два возможных состояния. М н о г о п о з и ц и о н н о е т е л е у п р а в л е н и е

—телеуправление объектами, имеющими более двух возможных состояний.

Втелеуправлении сделан следующий шаг по использованию линии связи — управление на расстоянии многими объектами по одной линии или каналу связи. Разница между ДУ и телеуправлением (ТУ) заключается в том, что в ДУ для управления каждым объектом применяется отдельная линия связи, тогда как в ТУ одна линия связи (канал связи) используется для управления многими объектами. Системы ДУ называют много­ проводными, а системы ТУ — многоканальными.

Таким образом, в основу приведенной классификации положены методы использования линии связи (канала связи).

Для выполнения телеуправления, согласно ГОСТ 26.005—82, могут быть использованы следующие команды:

К о м а н д а телеуправления — телемеханическое сообщение, передаваемое с пункта управления на контролируемые пункты и вызывающее изменение положения или состояния объектов.

Г р у п п о в а я к о м а н д а телеуправления — команда телеуправления, адресованная нескольким объектам одного контролируемого пункта.

Ц и р к у л я р н а я к о м а н д а телеуправления — команда телеуправления, адресованная объектам нескольких или всех контролируемых пунктов телемеханической системы.

К о м а н д а - и н с т р у к ц и я — команда телеуправления, передаваемая с пункта управления на контролируемые пункты оперативному персоналу, где она выводится на устройства отображения в виде стандартных инструкций.

Т е л е м е х а н и ч е с к а я к о м а н д а о п р о с а — телемеханическое сообщение, требующее от контролируемого пункта передачи информации о состоянии объектов.

Методы телеунравлення

Процесс телеунравлення. Согласно ГОСТ 26.205—83, при телеуправлении должны быть предусмотрены две операции: подготовительная и исполнительная. Происходит двухступенчатый процесс телеуправления, или двухступенчатый выбор объекта. Сначала диспетчер выбирает объект (находит его адрес), т.е. осуществляет подготовительную операцию — выбор с помощью индивидуального ключа требуемого объекта управления. Далее он посылает команду «включить» или «отключить» (команду

о характере операции), т.е. осуществляет исполнительную операцию— собственно посылку команды на объект управления с помощью индивидуального либо (чаще) общего ключа или кнопки

Двух ступенчатость управления увеличивает его надежность и уменьшает вероятность неправильной посылки команды, так как требует от диспетчера большего набора действий и времени исполнения, что позволяет исправить возникшую ошибку. Кроме того, в системе предусматривается защита, сигнализирующая (или запрещающая дальнейшие действия) диспетчеру о том, что вместо одного объекта выбран другой.

Иерархичность или многоступенчатость управления. Во многих отраслях промышленности применяется ступенчатая структура управления. Например, в системе управления завод — объединение — главк заводская система телемеханики управляет и контролирует объекты в цехах. Система телемеханики объединения получает информацию с заводов, входящих в объединение, а главк собирает информацию с объединений. Ко­ нечно, не вся информация, получаемая заводской системой телемеханики, необходима диспетчеру объединения. Ему предоставляется лишь основная, а дополнительную информацию он может затребовать. Соответственно это относится и к информации, передаваемой в главк. Таким образом, в центральный диспетчерский нункт поступают лишь некоторые обобщающие данные о работе нижних ступеней управления. Самой нижней ступенью (уровнем) является местная автоматика, которая может воздействовать на объект. В то же время наиболее важная информация передается непосредственно в центральный диспетчерский нункт (ЦДЛ). В свою очередь, из ЦДЛ на нижестоящие ступени управления поступают обобщающие команды типа заданий, которые конкретизируются на месте. Например, из ЦДЛ поступает распоряжение «на производство подать столько-то нефти». Из какого резервуара будет подана нефть, решает нижестоящая ступень управления. Из сказанного делается очевидным, что принцип иерархичности основан на разделении информации управления по определенным уровням, что позволяет создавать многоступенчатые системы ТУ — ТС.

Циркулярное управление. Системы ТУ — ТС, как правило, вынускаются в таком исполнении, что в течение одного цикла может быть послана только одна команда. В то же время иногда требуется так называемое циркулярное управление, т. е. передача циркулярной команды телеуправления. Причинами бывают условия технологического процесса или необходимость сокращения времени управления, т. е. увеличения быстро­ действия (например, при очень большом числе управляемых объектов, когда поочередное управление каждым из них занимает много времени).

Циклический опрос. Системы телемеханики иногда выполняются так, что в случае необходимости диспетчер может послать команду на КП, с которого поочередно будет передаваться информация (ТС или ТИ или и то и другое) о состоянии всех или заранее определенных объектов. В системах телемеханики для рассредоточенных объектов такой циклический опрос может осуществляться с одним, несколькими или со всеми КП. Циклический опрос может производиться вручную или автоматически, причем КП и объекты могут подключаться поочередно или по заданной программе.

Виды сигнализации

Телесигнализация — получение информации о состоянии контролируемых и управляемых объектов, имеющих ряд возможных дискретных состояний, методами и средствами телемеханики (ГОСТ 26 005—82).

Сигнализация о состоянии объектов и системы телемеханики. Такая сигнализация имеется как в системах ТС, предназначенных только для целей сигнализации, так и в системах ТУ — ТС. Она может осуществляться автоматически либо по вызову диспетчера. Сигнализация о состоянии объектов в устройствах ТС является всегда адресной, т. е. конкретно указывает, какой объект изменил свое состояние. Практически она всегда адресная и в системах ТУ — ТС.

Кроме сигнализации о состоянии объектов предусматривается сигнализация об исправной работе системы. Для этого выделяется один из каналов системы и с КП посылается сигнал, отчего на ПУ в случае исправности системы постоянно горит сигнальная лампа.

Сигнализация, подтверждающая выполнение команд ТУ, или известтелъная сигнализация. Она может как подтверждать промежуточное выполнение команды, связанное с включением ряда устройств, предшествующих переключению объекта, так и извещать об изменении состояния непосредственно объекта. Если сигнализация об объекте является адресной, то сигнализация о подготовке аппаратуры к включению о выборе объекта часто бывает общей для всех объектов, т. е. безадресной.

Сигнализация о выходе измеряемого параметра за установленные пределы. Сюда же можно отнести аварийную сигнализацию.

Методы сигнализации

Телесигнализация всегда обладает приоритетом по сравнению с телеуправлением, так как в некоторых (например, аварийных) ситуациях она может нести очень большую информацию для диспетчера, приводящую к возможной отмене передачи намеченных команд телеуправления.

Сигнализация по методу «светлого щита». Она означает, что зажженная лампа на щите будет гореть до тех пор, пока объект включен, и погаснет лишь тогда, когда объект отключится. Если все объекты включены, то все индикаторы будут светиться. Это представляет неудобства для диспетчера в случае большого числа сигналов. Действительно, если горят, нанример, 250 ламп, то обнаружить, где загорелась еще одна, довольно трудно, даже если это и сопровождается звуковой сигнализацией.

Сигнализация по методу «темного, ши мимического, щита». Эта сигнализация означает, что о положении объекта судят не по индикаторной лампочке, которая обычно погашена, а по положению ключа. Индикаторная лампочка загорается лишь при изменении состояния объекта. Нанример, если пришел сигнал о том, что объект 3 включился, то загорается индикаторная лампочка 3 и звенит звонок. Возникает несоответствие между новым состоянием объекта и состоянием ключа, который повернут в положение, указывающее, что объект отключен (ведь объект был отключен до последнего момента, на что и указывает ключ). Диспетчер переключает ключ (эти ключи иногда называют квитирующими, так как пере­

ключение ключа — своеобразная выдача квитанции о получении извещения) в положение «Включено», лампочка гаснет, звонок перестает звенеть. Таким образом, в обычном состоянии лампочки не горят (щит темный), а состояние объекта сигнализируется положением ключа. В данном случае речь идет о квитировании, при котором для каждого объекта имеется свой квитирующий ключ. Однако может быть и общее квитирование с одной общей для всех сигналов квитирующей кнопкой.

Из рассмотрения следует, что устройство телемеханики в случае приема дискретной информации без запроса со стороны нункта управления должно обеспечивать подачу вызывных сигналов — звукового и светового Звуковой сигнал выполняется общим для всех устройств нункта управления. Световой сигнал должен быть отдельным для каждого конт­ ролируемого нункта, обслуживаемого одним диспетчерским комплектом устройства телемеханики.

§12.2. Принципы построения временных систем ТУ— ТС

Воснову построения систем телемеханики положены следующие изложенные ранее принципы: 1) временное разделение сигналов; 2) циклическая передача, в которой для увеличения надежности за один цикл может передаваться не более одной команды; 3) двухступенчатый выбор объекта (для упрощения схемы ниже используется непосредственный, а не групповой выбор объекта); 4) сигнализация по методу темного щита; 5) выполнение схемы на бесконтактных элементах, за исключением выходных исполнительных устройств, где применены электромагнитные реле. На основании этих принципов рассмотрим примеры построения временных систем телемеханики.

Системы для сосредоточенных объектов

На рис. 12.2 приведена схема с временным разделением системы ТУ — ТС. Сплошными линиями изображены узлы и блоки, относящиеся к ТС, нунктирными — к ТУ. Блоки, начерченные нунктирными и сплошными линиями, являются общими для устройств ТС и ТУ. Заштрихованные блоки нужны только для объединенной системы ТУ — ТС. Основой системы ТУ — ТС являются два распределителя (на ПУ и на КП), которые переключаются от генераторов имнульсов ГТИ и работают синхронно, что обеспечивается соответствующими способами синхронизации В частности, возможна посылка с одного из распределителей (ведущего) синхронизирующего сигнала (СС), который должен отличаться от имнульсов ТУ и ТС Иногда СС представляет собой кодовую комбинацию или имнульс большей длительности, чем имнульсы ТУ и ТС. В данной схеме СС является имнульсом отрицательной полярности (синхронизирующий имнульс СИ). На КП он выделяется блоком синхронизирующих имнульсов БСИ и подается на распределитель КП, синхронизируя работу распределителей. Так как рассматриваемая система является циклической, то СИ поступает в линию связи в начале каждого цикла. Зануск ведущего распределителя осуществляется блоком автозапуска АЗ.

Проследим теперь прохождение команд при двухступенчатом выборе, а затем остановимся на работе отдельных блоков Предположим, что необходимо включить объект 2 Когда диспетчер переключает ключ выбора второго объекта в положение «Включить», возникает положение несоответствия, отчего загорается сигнальная лампочка объекта (индикатор 2 на ПУ) Команда, пройдя через линейный блок ЛБ и блок запирания БЗ, поступает в линию На КП команда проходит через блоки запирания, выделения команд ВК, памяти БП и схемы совпадения И, включает выходной исполнительный элемент ВИЗ, который должен включить соответствующее реле объекта Однако включения реле объекта РО не произойдет до тех пор, пока диспетчер не нажмет кнопку характера операции (в нашем примере «Вкл ») Эта команда проходит тем же нутем, что и команда выбора объекта, и включает ВИЗ характера операции «Вкл », который дает разрешение реле объекта РОвкл Только после этого объект 2 включается и срабатывает датчик сигнализации ДС После прихода сигнала о том, что объект включен, наступает состояние соответствия и сигнальная лампочка гаснет

Имнульсы команд и сигнализации могут иметь разную или одинаковую полярность (как показано на рис 12 2) Однако в любом случае они должны быть сдвинуты во времени по отношению друг к другу Это позволяет за один цикл передавать команду и получать сигнализацию с других объектов

Передача сигналов ТУ — ТС в течение одного цикла по одной линии связи создает некоторые трудности с их распределением по блокам Действительно, если сигналы ТУ и ТС являются имнульсами одной и той же полярности, как на рис 12 2, то имнульс команды 2 * будет принят не только на КП, как было рассмотрено, но и элементом И на ПУ, создав преждевременную ложную сигнализацию о приеме команды на КП С другой стороны, имнульс сигнализации, передаваемый на КП, может быть принят не только на ПУ, но и элементом И своего КП, что вызовет переключение объекта Во избежание таких неполадок в системе предусматриваются схемы развязки, или блоки запирания, которые при передаче пронускают сигнал только в нужном направлении, запирая или отключая все остальные блоки, не принимающие участия в данный момент в передаче этого сигнала

В системе ТУ — ТС два канала отводятся для передачи команд «Вкл » и «Откл » (характер операции) Остальные каналы обычно предназначаются для выбора объекта и получения обратной известительной сигнализации Однако в ряде систем часть каналов служит только для передачи сигнализации о состоянии объектов На аналогичных принципах строятся комтексные системы ТУ — ТС — ТИ — ТР Часть каналов в таких систе­

* Заметим, что после отрицательного синхронизирующего импульса должны следовать два импульса команд характера операции и лишь затем импульсы команд выбора объекта На рис 12 2 сплошными линиями обозначены только синхронизирующий импульс, который посылается каждый цикл, и посланный импульс команды 2, остальные импульсы изображены пунктиром, так как они не могут быть посланы одновременно (случаи циркулярного управления не рассматривался) В то же время импульсы сигнализации могут передаваться за один цикл в любом количестве

синфазирование имнульсов. Однако даже при синфазировании по имнульсам команда может быть передана ошибочно, если она неправильно ориентирована во времени, т. е. с имнульсом 3, пришедшим с ПУ, совпадает, нанример, имнульс 4' с распределителя на КП (рис. 12.4, д). Такая ошибка происходит, если неправильно ориентированы циклы, т. е. если отсутствует синфазирование по циклу.

В телемеханике укоренились термины «синхронизация» и «синфазирование». В дальнейшем под синхронизацией будем понимать синфазирование по циклу, а под синфазированнем — синфазирование по имнульсам.

Итак, для бесперебойного прохождения команды необходимо в первую очередь равенство частот генераторов, переключающих распределители на ПУ и КП. Это достигается синфазированнем. Для обеспечения совпадения циклов или кодовых комбинаций нужна согласованная работа распределителей, что достигается синхронизацией.

Несколько обобщая, можно считать, что распределители синхронизируются, а генераторы синфазируются, хотя нередко оба эти термина применяют как для распределителей, так и для генераторов *.

Синфазирование

Вследствие того что генераторы на ПУ и КП не могут генерировать с идеальной точностью одну и ту же частоту, между ними всегда будет какое-то, нусть самое незначительное расхождение, которое можно выразить в процентах к длительности генерируемого имнульса (рис. 12.4, в). Считается, что значение е=40 % является пределом возможной устойчивой работы двух распределителей. Если положить нестабильность генераторов равной 0,001 %, то при скорости передачи 50 Бод расхождение импульсов превысит значение 40 % через 6 мин 40 с. Снустя это время система выйдет из строя, так как совпадения импульсов не будет. При скорости передачи 1200 Бод синфазность системы нарушится через 17 с.

Расчет совместной стабильной работы генераторов можно произвести по формуле Ц==в/(2КВ),

где е — часть имнульса (в процентах), в пределах которого донускается расхождение по фазе; К — относительная нестабильность генераторов; В—скорость передачи (в Бодах).

Применение более высокостабильных генераторов увеличивает время синфазной работы, но не решает проблемы в целом, так как предотвратить расхождение частот генераторов в течение длительного времени, на который рассчитана система телемеханики, невозможно. Поэтому для обеспечения заданной синфазности система телемеханики должна содержать корректирующие устройства, поддерживающие расхождение генерируе-

* Это объясняется отсутствием установленной терминологии и сходством самих терминов, имеющих общий корень от греч, svn — вместе: синхронный (svn — вместе + chronos— время), синфазный (svn — вместе + phasis — фаза, периодическая ступень в развитии какого-либо явления).