Телемеханіка. Основні поняття.

Телемеханіка охоплює теорію і технічні засоби перетворення і передачі на відстань інформації для керування виробничими процесами. На телемеханічні підсистеми покладена функція контролю за основними показниками і ходом технологічних процесів, керування виробничими установками на відстані і координації роботи установок, що є частиною автоматизованої системи керування.

Використання пристроїв телемеханіки у виробничих процесах дозволяє збільшити число застосованих інженерних пристроїв, зменшити кількість обслуговуючого персоналу, значно скоротити трудові затрати, підвищити якість і надійність інженерного обладнання.

Для виконання всіх необхідних функцій в телемеханіці існує наступний поділ на підсистеми:

-телевимірювання, котрі передають на необхідну відстань значення вимірюваних величин, необхідні оператору, а також для вводу в автоматичні пристрої або обчислювальні машини;

-телесигналізації, котрі передають сигнали про граничні значення контрольованих величин, про аварійні ситуації, включення, зупинку, реверсування обладнання;

-телекерування, застосовують для включення і відключення обладнання, зміни режиму, переведення на режим зупинки.

Часто підсистеми телевимірювань і телесигналізації об’єднують в систему телеконтролю.

Теоретичною базою телемеханіки служить теорія інформації. Базова модель передачі інформації показана на рис. 11.1.

Розглянемо основні поняття теорії інформації.

Повідомлення П- відомості про стан об’єкту і команди що передаються. Інформація І-відомості, що містить повідомлення, котрі не були до того відомі. Сигнал Сг- фізичний процес (зміна будь-якої фізичної величини в часі), що однозначно відповідає повідомленню. Канал зв’язку Кз- сукупність технічних засобів для передачі сигналу. Лінія зв’язку Лз- сукупність каналів зв’язку для передачі декількох повідомлень. Завада (шум)Зв- повідомлення, яке не несе інформації.

 

Для передачі інформації може бути використана провідний і безпровідний зв’язок, наприклад телефон, радіо (з передавачами ПЕР і приймачами Пр). Дуже зручні канали зв’язку що використовують кабелі міської телефонної мережі.

Мета функціонування системи досягається відповідністю повідомлення П, що передало джерело, і П^І, що прийняв отримувач інформації . Інформація, котра передається телеметричними підсистемами, може поступати у вигляді безперервних повідомлень (звично зміна фізичних величин) і дискретних, тобто переривистих (відкрито-закрито, пуск-стоп, рівень фізичної величини-вище-нижче). Вид повідомлення визначає характер сигналу. Наприклад, безперервному повідомленню відповідає безперервному повідомленню, хоча в останній час, дякуючи розвитку мікропроцесорної техніки і значному зниженні ціни на неї, такі сигнали передаються у вигляді дискретних цифрових кодів.

В якості параметру безперервного сигналу звично вибирають струм або напругу в каналі зв’язку. При підвищених вимогах до стабільності передачі і великих відстанях, параметром сигналу вибирають частоту або період. Зміну цих параметрів називають частотою або часово-імпульсною модуляцією.

Для передачі дискретних сигналів їх комбінують у вигляді електричних імпульсів-кодів, тобто кодують повідомлення. В телемеханіці частіше застосовують двійкові коди. Процес перетворення сигналу в повідомлення називають декодуванням.

11.2. Диспетчерські пункти. Задачі диспетчерського керування.

Диспетчерські пункти служать для оперативного керування роботою більш крупніших, ніж технологічна установка, виробничих одиниць, перед котрими стоять, в більшості випадків, задачі економічного і організаційного порядку. Розрізняють диспетчерські пункти цеху, виробничого процесу, підприємства, комбінату.

Диспетчерські пункти обладнуються щитами з мнемосхемами, контролюючими приладами (найважливіших параметрів), засобами зв’язку з диспетчерами інших цехів і служб, з операторами відділень, з інформаційно обчислювальним центром.

Диспетчеризація автоматизованих систем передбачує:

1) централізоване оперативне управління роботою окремих систем;

2) централізований контроль основних параметрів, які характеризують роботу системи в цілому;

3) централізовану сигналізацію роботи систем як в нормальних режимах, так і в перед аварійних і аварійних ситуаціях.

Диспетчеризація повинна забезпечувати:

1) підвищення оперативності контролю і управління;

2) повне або часткове скорочення чергового персоналу біля обладнання та місцевих щитів автоматизації;

3) економію всіх видів енергії;

4) оперативне усунення несправностей та ліквідацію аварій.

Доцільність диспетчеризації визначається техніко-економічними міркуваннями.

Необхідно мати на увазі, що завищення об’єму диспетчеризації приводить до додаткових витрат і ускладнює експлуатації систем.

 

11.3. Диспетчеризація систем теплопостачання.

У склад диспетчерської мережі входять один центральний диспетчерський пункт (ЦДП), який знаходиться на ТЕЦ, та ряд місцевих диспетчерських пунктів, які знаходяться в мікрорайонах, які вони будуть обслуговувати. Зібрана інформація по мікрорайону поступає на місцевий диспетчерський пункт, а далі на ЦДП. Перевагою диспетчерської мережі є те, що ми можемо одержувати інформацію, та втручатися в хід технологічного процесу в будь-який час.

Диспетчерська мережа дозволяє виконувати такі дії з диспетчерського пункту:

- перепрограмування вузлів, тобто змінювати значення завдання регуляторів

-в аварійній ситуації дистанційне керування виконавчими механізмами

- збирати та архівувати дані, зібрані по мережі.

Система TROVIS 5400 дає можливість доступу практично до всіх параметрів регуляторів TROVIS 5476. Регулятори TROVIS 5476 зв’язані з диспетчерським пунктом інтерфейсом RS485.

Характеристики мережі:

1. Обмін даними здійснюється по чотири провідниковій магістралі.

2. Кожний прилад, який входить в мережу, має унікальну для мережі адресу.

3. Максимальна кількість приладів підключених до магістралі 248.

4. TROVIS 5476 підключається до магістралі телефонним розняттям RJ 12.

5. Для візуалізації даних та керування процесом служить програма TROVIS GB.

Для функціонування мережі використовуються підсилювачі TROVIS 5481, які підсилюють послаблений за рахунок довжини лінії сигнал. Підсилювачі TROVIS 5481 встановлюються в магістралях інтерфейсу RS 485. Живлення підсилювача 220 В, 50 Гц; потужність 6Вт.

Складовим елементом мережі являється конвертер сигналів RS 485 / RS 232 типу TROVIS 5409 - 0101, який служить для заміни сигналів інтерфейсу RS 485 на сигнали інтерфейсу RS 232, які поступають в персональний компютер. Живлення 220 В, 50 Гц; потужність 6Вт.

 

 

 

Зчитування показів лічильників тепла на комп’ютер диспетчера здійснюється за допомогою пристрою М-BUS, який безпосередньо підєднується до лічильника тепла CALMEX-U, і має на виході інтерфейс RS 485, який у свою чергу підєднується до мережі.

Диспетчерська мережа включає також систему нагляду за станом теплової мережі розроблену фірмою BRANDES. Максимальна довжина тепломагістралі за якою можна вести нагляд за допомогою блоку ВS-1 system до 20 км.

 

13.4. Диспетчеризація систем газопостачання.

Робота систем газопостачання міста повинна знаходитись під спостереженням спеціального персоналу-диспетчерської служби.

Процеси подачі газу в міську мережу, його розподіл і використання взаємопов’язані і протікають безперервно. Зміну режиму роботи системи газопостачання неможливо передбачити наперед, особливо під час будь-яких порушень в її роботі і аварій. В тому випадку диспетчерська служба повинна швидко вмішатись в роботу системи газопостачання і наладити її.

Показником нормальної роботи системи газопостачання є необхідна величина тиску газу:

а. на газгольдерних станціях і входах в міську розподілювальну мережу, що характеризують стан джерел живлення системи газопостачання;

б. на основних транзитних газопроводах розподільчої мережі; в точках живлення кілець розподільчої мережі і відгалужень тупикових мереж, що характеризують стан газопостачання районів міста;

в. на вводах до найбільш відповідальних споживачів.

Для оперативного керування системою газопостачання міста служить телемеханізована система газопостачання. Для міських систем газопостачання необхідні наступні типи пристроїв телекерування:

1. пристрій для безперервного телевимірювання тисків;

2. двох канальний пристрій телекерування (керування регулятором тиску або засувкою) з одним постійним вимірюванням тиску або двома циклічними замірами тиску;

3. керування великим числом ГРП і зміною великого числа параметрів з використанням багатоканальних пристроїв телекерування.

 

 

11.5. Автоматизовані системи керування технологічними процесами (АСК ТП).

Від локальних систем автоматизації АСКТП відрізняється досконалішою організацією потоків інформації, практично повною автоматизацією процесів отримання, обробки та подання інформації, можливістю активного діалогу оперативного персоналу з керуючою обчислювальною машиною (КОМ) у процесі керування для вироблення найефективніших рішень; високим ступенем автоматизації функцій керування, включаючи пуск та зупинку виробництва.

Основна мета керування технологічним об’єктом керування (ТОК) за допомогою АСКТП - підтримувати екстремальне значення критерію оптимальності при виконанні всіх умов, які визначаються великою кількістю допустимих значень керуючих впливів. Оптимальне керування в АСКТП відбувається періодичним розв’язуванням деяких формалізованих оптимізаційних задач на екстремум заданого критерію якості, для розрахунку якого використовується математична модель ТОК.

Функцією АСКТП називається дія системи, напрямлена на розв’язування однієї з часткових задач керування. Функції АСКТП поділяють на інформаційні, керуючі та допоміжні.

До інформаційних функцій належать такі, мета яких - збирати, перетворювати та зберігати інформацію про стан ТОК, подавати цю інформацію оперативному персоналу або передавати її для подальшої обробки. Основними інформаційними функціями є первинна обробка інформації про поточний стан ТОК; виявлення відхилень технологічних параметрів і показників стану обладнання від установлених значень; розрахунок значень вимірюваних величин і показників; оперативне відображення реєстрування інформації; обмін інформацією з оперативним персоналом; обмін інформацією з іншими КОМ.

Керуючі функції забезпечують підтримання екстремального значення критерію оптимальності в умовах змінної виробничої ситуації. Їх поділяють на дві групи: перші призначені для визначення оптимальних керуючих впливів , при яких підтримується оптимальний режим технологічного процесу, до другої групи належать функції, які забезпечують реалізацію цього режиму шляхом формування керуючих дій на ТОК.

Керуючі функції другої групи відповідають традиційним функціям локальних систем автоматизації - регулювання та програмно-логічного керування технологічними процесами.

Допоміжні функції забезпечують роз’язування внутрішньосистемних задач.

Для реалізації функцій АСКТП необхідне її технічне, програмне, інформаційне, організаційне забезпечення, а також оперативний персонал.

Технічне забезпечення АСКТП становить комплекс технічних засобів, який містить такі елементи: засоби отримання інформації про поточний стан технологічного процесу (первинні вимірювальні та нормуючі перетворювачі); керуючий обчислювальний комплекс, основу якого становлять засоби обчислювальної техніки, пристрій зв’язку обчислювального комплексу з об’єктом керування і оперативним персоналом ; технічні засоби для реалізації функцій локальних систем автоматизації; виконавчі пристрої, які безпосередньо реалізують керуючі впливи на ТОК.

 

 

Розглянемо технічну структуру централізованої АСКТП , що показана на рис.13.3. До неї входять:

n вимірювальні канали (первинні вимірювальні (ПВП) та нормуючі перетворювачі (НП);

n пристрої зв’язку з об’єктом (ПЗО) що виконують під керівництвом керуючого ОК комутацію вимірювальних каналів, перетворення аналогових сигналів в цифрові і навпаки ;

n засоби відображення інформації (ЗВІ);

n багатоканальні реєстратори (БКР);

n вторинні прилади (ВП);

n виконавчі механізми (ВМ);

n пристрої дистанційного керування (ПДК);

n регулюючі органи (РО)

n ОП- оператор, котрий у режимі «порадника», оскільки зв’язок між ПЗО і ВМ відсутній, через ПДК з інформації на ЗВІ керує ВМ.