Telemechanical system, mga aplikasyon ng telemechanics

Ang Telemechanics ay isang larangan ng agham at teknolohiya na sumasaklaw sa teorya at teknikal na paraan ng awtomatikong pagpapadala ng mga control command at impormasyon tungkol sa katayuan ng mga bagay sa malayo.

Ang terminong "telemekanika" ay iminungkahi noong 1905 ng Pranses na siyentipiko na si E. Branly para sa larangan ng agham at teknolohiya para sa remote control ng mga mekanismo at makina.

Pinapayagan ng Telemechanics ang pag-coordinate ng gawain ng mga spatially separated units, machine, installation at, kasama ng mga channel ng komunikasyon, ikinokonekta ang mga ito sa iisang control system sa layo mula sa mga pasilidad ng produksyon o iba pang proseso.

Ang ibig sabihin ng Telemechanics, kasama ng mga paraan ng automation, ay nagbibigay-daan sa malayuang kontrol ng mga makina at pag-install nang walang mga on-duty na tauhan sa mga lokal na pasilidad at pagsamahin ang mga ito sa mga solong production complex na may sentralisadong kontrol (mga sistema ng kuryente, tren, transportasyon ng hangin at tubig, mga patlang ng langis, mga pipeline ng highway. , malalaking pabrika, quarry, atbp. mina, sistema ng patubig, mga kagamitan sa lungsod, atbp.).

Sistema ng telemekanikal — isang hanay ng mga telemekanikal na aparato at mga channel ng komunikasyon na idinisenyo para sa awtomatikong pagpapadala ng impormasyon ng kontrol sa malayo.

Ang pag-uuri ng mga sistema ng telemekanikal ay isinasagawa ayon sa mga pangunahing katangian na nagpapakilala sa kanilang mga katangian. Kabilang sa mga ito ang:

• ang likas na katangian ng mga mensaheng ipinadala;
• mga pag-andar na isinagawa;
• uri at lokasyon ng mga bagay ng pamamahala at kontrol;
• pagsasaayos;
• istraktura;
• mga uri ng mga linya ng komunikasyon;
• mga paraan ng paggamit ng mga ito upang magpadala ng signal.

Ayon sa mga pag-andar na isinagawa, ang mga sistema ng telemekanikal ay nahahati sa mga sistema:

• remote control;
• mga signal sa telebisyon;
• telemetry;
• teleregulasyon.

Sa Remote Control System (RCS) isang malaking bilang ng mga elementary command tulad ng "on", "off" ("yes", "no"), na inilaan para sa iba't ibang mga bagay (receiver ng impormasyon), ay madalas na ipinadala mula sa control point.

Sa telesignaling system (TS) Ang control center ay tumatanggap ng parehong elementarya na mga senyales tungkol sa estado ng mga bagay, tulad ng «oo», «hindi». Sa telemetry at teleregulation (TI at TP) ang halaga ng sinusukat (kinokontrol) na parameter ay ipinadala.

Ang mga sistema ng TC ay ginagamit upang magpadala ng mga discrete o tuluy-tuloy na mga utos upang kontrolin ang mga bagay. Kasama sa huling uri ang mga control command na ipinadala upang maayos na baguhin ang kinokontrol na parameter. Ang mga TC system na inilaan para sa paghahatid ng mga control command ay minsan ay nakikilala sa isang independiyenteng grupo ng pag-uuri mula sa mga TR system.

Ang mga TS system ay ginagamit upang magpadala ng mga discrete na mensahe tungkol sa katayuan ng mga sinusubaybayang bagay (halimbawa, upang i-on o i-off ang kagamitan, maabot ang mga halaga ng limitasyon ng isang parameter, mangyari ang isang emergency na kondisyon, atbp.).

Ang mga sistema ng TI ay ginagamit upang magpadala ng tuluy-tuloy na kinokontrol na mga halaga. Ang mga TS at TI system ay pinagsama sa isang pangkat ng mga remote control (TC) system.

Sa ilang mga kaso, ang pinagsama o kumplikadong mga telemekanikal na sistema ay ginagamit, sabay-sabay na gumaganap ng mga pag-andar ng TU, ​​TS at TI.

Ayon sa paraan ng paghahatid ng mga mensahe, ang mga telemekanikal na sistema ay nahahati sa single-channel at multi-channel. Ang karamihan ng mga system ay multi-channel, na nagpapadala ng mga signal sa isang karaniwang channel ng komunikasyon papunta o mula sa maraming pasilidad ng TC. Bumubuo sila ng malaking bilang ng mga subchannel ng object.

Ang kabuuang bilang ng iba't ibang mga signal TU, TS, TI at TR sa isang telemekanikal na sistema sa transportasyon ng tren, mga patlang ng langis at mga pipeline ay umabot na sa libu-libo, at ang bilang ng mga elemento ng kagamitan - maraming libu-libo.

Ang impormasyong pangkontrol na ipinapadala ng mga telemekanikal na sistema sa malayo ay inilaan para sa operator o control computer sa isang dulo ng system at ang mga control object sa kabilang dulo.

Ang impormasyon ay dapat ipakita sa isang user-friendly na form. Samakatuwid, ang telemekanikal na sistema ay may kasamang mga aparato hindi lamang para sa paghahatid ng impormasyon, kundi pati na rin para sa pamamahagi at pagtatanghal sa isang form na maginhawa para sa pang-unawa ng operator o input sa isang control machine. Nalalapat din ito sa TI at TS data acquisition at preprocessing device.

Ayon sa uri ng mga bagay na pinaglilingkuran (sinusubaybayan at kinokontrol), ang mga telemekanikal na sistema ay nahahati sa mga sistema para sa mga nakatigil at gumagalaw na bagay.

Kasama sa unang grupo ang mga sistema para sa mga nakatigil na pang-industriya na pag-install, ang pangalawa - para sa kontrol ng mga barko, lokomotibo, crane, eroplano, missile, pati na rin ang mga tanke, torpedo, guided missiles, atbp.

Ayon sa lokasyon ng kinokontrol at kinokontrol na mga bagay, ang pinag-isang at dispersed object system ay nakikilala.

Sa unang kaso, ang lahat ng mga bagay na inihatid ng system ay matatagpuan sa isang punto. Sa pangalawang kaso, ang mga bagay na pinaglilingkuran ng system ay nakakalat nang paisa-isa o sa mga grupo sa isang bilang ng mga punto na konektado sa iba't ibang mga punto sa isang karaniwang linya ng komunikasyon.

Kabilang sa mga sistemang telemekanikal na may pinag-isang bagay, sa partikular, ang mga sistema para sa mga indibidwal na planta ng kuryente at mga substation ng transpormer, mga pag-install ng bomba at compressor. Ang ganitong mga sistema ay nagsisilbi sa isang punto.

Kasama sa mga ipinamamahaging telemekanikal na sistema, halimbawa, mga sistema ng oilfield. Dito, ang telemechanics ay nagsisilbi ng isang malaking bilang (sampu, daan-daang) ng mga balon ng langis at iba pang mga pag-install na ipinamahagi sa field at kinokontrol mula sa isang punto.

Telemechanical system para sa mga nakakalat na site — isang uri ng mga telemekanikal na sistema kung saan ang ilan o malaking bilang ng mga heograpikal na dispersed na kinokontrol na mga punto ay konektado sa isang karaniwang channel ng komunikasyon, bawat isa ay maaaring may isa o higit pang teknikal na kontrol, teknikal na impormasyon o mga bagay ng sasakyan.

Ang bilang ng mga dispersed na bagay at kinokontrol na mga punto sa mga sistema para sa sentralisadong kontrol ng produksyon, mga proseso sa industriya, transportasyon at agrikultura ay mas malaki kaysa sa bilang ng mga puro bagay.

Sa ganitong mga sistema ng kontrol, ang mga medyo maliit na punto ay nakakalat sa linya (mga pipeline ng langis at gas, irigasyon, transportasyon) o sa ibabaw ng lugar (mga patlang ng langis at gas, mga pang-industriya na halaman, atbp.). Ang lahat ng mga site ay lumahok sa isang solong, magkakaugnay na proseso ng produksyon.

Isang halimbawa ng isang telemekanikal na sistema na may mga ipinamamahaging bagay: Remote control sa mga de-koryenteng network

Ang mga pangunahing problemang pang-agham ng telemekanika:

• kahusayan;
• pagiging maaasahan ng paghahatid ng impormasyon;
• pag-optimize ng mga istruktura;
• teknikal na mapagkukunan.

Ang kahalagahan ng mga problema sa telemekanikal ay nagdaragdag sa pagtaas ng bilang ng mga bagay, ang dami ng ipinadalang impormasyon at ang haba ng mga channel ng komunikasyon, na umaabot sa libu-libong kilometro.

Ang problema ng pagiging epektibo ng paghahatid ng impormasyon sa telemechanics ay nakasalalay sa matipid na paggamit ng mga channel ng komunikasyon sa pamamagitan ng kanilang compaction, iyon ay, sa pagbawas ng bilang ng mga channel at ang kanilang mas makatwirang paggamit.

Ang mga isyu sa pagiging maaasahan ng paghahatid ay sa pag-aalis ng pagkawala ng impormasyon sa panahon ng paghahatid dahil sa mga epekto ng pagkagambala at sa pagtiyak ng pagiging maaasahan ng hardware.

Pag-optimize ng istraktura - sa pagpili ng scheme ng mga channel ng komunikasyon at kagamitan ng telemechanical system, na ginagarantiyahan ang maximum na pagiging maaasahan at kahusayan ng paghahatid ng impormasyon.

Ang pagpili ay batay sa pinagsama-samang pamantayan. Ang kahalagahan ng pag-optimize ng istraktura ay tumataas sa pagiging kumplikado ng system at sa paglipat sa mga kumplikadong sistema na may mga ipinamamahaging bagay at multilevel na kontrol.

Ang theoretical na batayan ng telemechanics ay binubuo ng: information theory, noise protection theory, statistical communication theory, coding theory, structure theory, reliability theory. Ang mga teoryang ito at ang kanilang mga aplikasyon ay binuo at binuo na isinasaalang-alang ang mga detalye ng telemechanics.

Ang pinaka-kumplikado at kumplikadong mga problema ay lumitaw sa synthesis ng malalaking remote control system, kabilang ang mga teleautomation system. Para sa synthesis ng naturang mga sistema, ang isang pinagsamang diskarte batay sa pangkalahatang pamantayan, na isinasaalang-alang ang mga kondisyon ng paghahatid at pinakamainam na pagproseso ng impormasyon, ay higit na kinakailangan. Nagpapakita ito ng problema para sa pinakamainam na remote control.

Ang modernong telemekanika ay nailalarawan sa pamamagitan ng pag-unlad ng mga pamamaraan at teknikal na paraan sa iba't ibang direksyon. Ang bilang ng mga larangan ng aplikasyon ng mga telemekanikal na sistema at ang dami ng pagpapatupad sa bawat isa sa kanila ay patuloy na lumalawak.

Sa loob ng ilang dekada, ang dami ng telemekanika na ipinakilala ay tumaas ng humigit-kumulang 10 beses bawat 10 taon. Nasa ibaba ang impormasyon sa mga lugar ng aplikasyon ng telemechanics.

Telemechanics sa enerhiya

Ginagamit ang mga aparatong telemekanika sa mga pasilidad na pinaghihiwalay ng heograpiya sa lahat ng yugto ng produksyon at pamamahagi ng kuryente para sa kontrol: mga yunit (sa loob ng malalaking hydroelectric power plants), power supply ng mga pang-industriyang negosyo, power plant at substation ng power system, power system.

Ang elektrisidad ay nailalarawan sa pagkakaroon ng ilang antas ng kontrol na kasama sa isang hierarchical system na may bilang ng mga control point ng iba't ibang ranggo.Ang mga power plant at substation ay pinamamahalaan ng dispatch point ng power system, at ang huli ay bumubuo ng mga interconnected power system.

Kaugnay nito, ang mga lokal at sentralisadong function ay ginaganap sa bawat control point.

Ang una ay nagsasangkot ng pagbuo ng mga aksyon na kontrol para sa mga bagay na inihahatid ng puntong ito, bilang isang resulta ng pagproseso ng impormasyon na nagmumula sa mga bagay at mula sa iba pang mga control point.

Sa pangalawa - ang paglipat ng impormasyon sa pagbibiyahe mula sa isang mas mababang antas upang makontrol ang mga punto ng isang mas mataas na antas nang walang pagproseso o may bahagyang pagproseso ng impormasyon, habang ang paghahatid ng TI at mga signal ng sasakyan mula sa control point ng isang mas mababang antas sa isang mas mataas - ang isinagawa ang unang antas.

Karamihan sa mga site ng power system ay malaki, puro. Matatagpuan ang mga ito sa malalayong distansya, sinusukat sa daan-daan at kung minsan ay libu-libong kilometro.

Kadalasan, inililipat ang impormasyon sa pamamagitan ng mga channel ng komunikasyon ng HF sa mga linya ng kuryente.

Medyo maliit na impormasyon ang kailangan para masubaybayan at makontrol ang mga power plant at substation sa power system. Sa yugtong ito, ginagamit ang mga TU-TS device na may time division ng mga signal, single-channel device ng frequency at pulse-frequency na mga sistema ng TI na nagpapatakbo sa pamamagitan ng mga espesyal na channel ng komunikasyon.

Upang mapabuti ang kalidad ng ibinibigay na enerhiya, dagdagan ang pagiging maaasahan ng pagpapatakbo ng mga network ng paghahatid ng kuryente at mabawasan ang mga pagkalugi, kinakailangan ang karagdagang pagiging kumplikado ng kontrol sa pagpapadala. Ang mga gawaing ito ay maaaring malutas sa pamamagitan ng malawakang pagpapakilala ng teknolohiya sa pag-compute sa iba't ibang yugto ng pamamahala.

Tingnan din: Telemechanical system sa enerhiya at Mga dispatch point sa power supply system

Telemechanics sa industriya ng langis at gas

Ginagamit ang mga remote control device para sa sentralisadong kontrol at pamamahala ng mga balon ng langis o gas, mga punto ng pagtitipon ng langis, compressor at iba pang mga instalasyon sa mga field ng langis o gas.

Ang bilang ng mga telemekanisadong balon ng langis lamang ay sampu-sampung libo. Ang pagtitiyak ng mga teknolohikal na proseso para sa produksyon, pangunahing pagproseso at transportasyon ng langis at gas ay binubuo sa pagpapatuloy at awtomatiko ng mga prosesong ito, na hindi nangangailangan ng interbensyon ng tao sa ilalim ng normal na mga kondisyon.

Nagbibigay-daan sa iyo ang mga tool ng Telemechanics na lumipat mula sa tatlong-shift na serbisyo ng mga balon at iba pang mga site patungo sa one-shift, na may emergency team na naka-duty sa gabi at mga night shift.

Sa pagpapakilala ng telemekanisasyon, madalas na ginagawa ang pagpapalaki ng field ng langis. Hanggang sa 500 balon ang sentral na kinokontrol, na nakakalat sa isang lugar na ilang kilometro2 hanggang maraming sampu-sampung km2... Ang bilang ng TU, ​​TS at TI sa bawat istasyon ng compressor, istasyon ng koleksyon ng langis at iba pang mga pag-install ay umaabot sa maraming sampu.

Kasalukuyang isinasagawa ang trabaho upang pagsamahin ang mga oilfield sa produksyon upang mapanatili ang pinakamainam na kondisyon ng oilfield at field facility.

Ang paraan ng automation at telemechanics ay nagbibigay-daan upang baguhin at gawing simple ang mga teknolohiya, mga proseso sa mga patlang ng langis, na nagbibigay ng isang mahusay na pang-ekonomiyang epekto.

Mga pangunahing pipeline

Ginagamit ang mga telemechanics device para sa sentralisadong kontrol at pamamahala ng mga pipeline ng gas, mga pipeline ng langis at mga pipeline ng produkto.

Ang mga serbisyo ng mga regional at central dispatcher ay nakaayos kasama ang mga pangunahing pipeline.Ang una ay kinabibilangan ng mga bagay ng teknikal na pagtutukoy, teknikal na kagamitan at teknikal na impormasyon sa mga sanga ng pipeline, sa mga bypass na linya ng pagtawid sa mga ilog at riles. atbp., mga bagay ng cathodic protection, pumping at compressor stations (taps, valves, compressors, pumps, atbp.).

Ang lugar ng regional dispatcher ay 120 — 250 km, halimbawa sa pagitan ng mga kalapit na pumping at compressor station. Ang mga function ng TU (operational) ay ginagawa ng center, ng dispatcher lamang kung hindi sila ipinagkatiwala sa dispatcher ng distrito.

May posibilidad na bawasan ang mga pasilidad ng teknikal na kontrol sa paglipat ng mga function na ito sa mga lokal na aparato ng automation, sa isang paglipat sa sentralisadong pamamahala nang walang serbisyo ng dispatcher ng distrito o upang bawasan ang kanyang mga tungkulin.

Ang industriya ng kemikal, metalurhiya, engineering

Sa malalaking pang-industriya na negosyo, ang mga telemekanikal na aparato ay nagpapadala ng impormasyon sa pagpapatakbo at produksyon-statistika para sa pamamahala ng mga indibidwal na industriya (mga teknolohikal na workshop, mga pasilidad ng enerhiya) at para sa pamamahala ng buong planta.

Sa mga distansya sa pagitan ng mga kinokontrol na punto at ang control point na 0.5 - 2 km, matagumpay na nakikipagkumpitensya ang telemechanics sa mga remote transmission system at nagbibigay ng mga pagtitipid dahil sa pagbawas sa haba ng cable.

Ang mga pang-industriya na negosyo ay nailalarawan sa pagkakaroon ng malalaking puro at nakakalat na mga bagay. Ang una ay kinabibilangan ng mga de-koryenteng substation, compressor at pumping station, teknolohikal na workshop, ang pangalawa - mga bagay na matatagpuan nang paisa-isa o sa maliliit na grupo (mga balbula para sa pagbibigay ng gas, tubig, singaw, atbp.).

Ang patuloy na impormasyon ay ipinapadala sa pamamagitan ng intensity telemetry system device, TI device na may time pulse o code pulse. Ang huli ay karaniwang kasama sa mga kumplikadong TU-TS-TI na aparato, na nagpapadala ng discrete at tuluy-tuloy na impormasyon sa isang channel ng komunikasyon.

Ang mga linya ng komunikasyon sa cable ay pangunahing ginagamit sa mga pang-industriya na negosyo.

Ang pagtaas sa dami ng impormasyong pumapasok sa control center ay nangangailangan ng automation ng pagproseso nito. Kaugnay nito, ang mga kumplikadong sistema ay ginagamit na nagbibigay ng pagproseso ng impormasyon para sa dispatcher (operator).

Industriya ng pagmimina at karbon

Sa industriya ng pagmimina at pagmimina ng karbon, ang mga telemekanikal na aparato ay ginagamit upang kontrolin at subaybayan ang mga konsentradong bagay na matatagpuan sa mga minahan at sa ibabaw, upang makontrol ang mga mobile dispersed na bagay sa mga lugar ng pagmimina, upang makontrol ang mga sistema ng daloy-transportasyon. Ang huling dalawang gawain ay pinaka-espesipiko para sa ang industriya ng pagmimina at pagmimina ng karbon.

Sa mga underground na gawa, kung saan, halimbawa, may mga device para sa telecounling trolleys, telemechanical signals ay ipinadala sa pamamagitan ng mga linya ng kuryente 380 V - 10 kV sa pamamagitan ng mga abalang linya ng telepono, pati na rin sa pamamagitan ng pinagsamang mga channel: mula sa isang mobile na bagay hanggang sa isang nagpapababang substation - a mababang boltahe na network ng kuryente, pagkatapos ay sa control room — isang libre o abalang pares ng mga wire sa isang cable ng telepono. Mga sistema ng oras at dalas TU — TS ay ginagamit.

Ang pagbaluktot ng iskedyul ng trabaho ng sistema ng daloy-transportasyon ay nakakagambala sa teknolohikal na ikot, kaya naman ang mga telemekanikal na device ay dapat na tumaas ang pagiging maaasahan.Sa kasong ito, ginagamit ang mga linya ng komunikasyon ng cable sa pagitan ng dispatch center, ng mga lokal na control point at ng mga kinokontrol na punto.

Transportasyon ng tren

Mayroon akong railway automation at telemechanical system sa railway transport na idinisenyo upang matiyak ang ligtas na paggalaw ng mga tren at ang pagkaapurahan ng kanilang paggalaw. Ang dalawang layuning ito ay karaniwang nakakamit nang sabay-sabay sa mga naturang device. Ang kanilang pinsala ay nakakaapekto sa parehong kaligtasan at ang pagkaapurahan ng kilusan.

Ang mga pangunahing kinakailangan para sa automation at telemechanics na mga aparato sa kasong ito ay ang pagsunod ng mga aparato sa mga kondisyon ng operating - ang intensity at bilis ng paggalaw - at ang mataas na pagiging maaasahan ng kanilang operasyon.

Ginagamit ang mga telemechanics device para kontrolin ang supply ng mga nakuryenteng kalsada at para isentro ang dispatch (kontrol ng mga switch at signal) sa loob ng isang site (control circuit) o ​​istasyon.

Sa pamamahala ng kuryente sa tren, mayroong dalawang independiyenteng gawain: kontrol ng mga substation ng traksyon, mga poste ng seksyon at kontrol ng mga overhead disconnector. Kasabay nito, ang kontrol ay isinasagawa sa loob ng isang dispatch circle na may haba na 120-200 km, kung saan matatagpuan ang 15-25 na mga kinokontrol na punto (mga substation ng traksyon, mga post ng seksyon, mga istasyon na may mga air disconnectors).

Ang TU na may mga catenary disconnector ay nagbibigay-daan sa pag-aayos na maisagawa nang hindi nakakaabala sa mga timetable ng tren. Ang mga disconnector ng TU, na matatagpuan sa maliliit na grupo sa kahabaan ng riles, ay ginagawa ng isang espesyal na aparato na TU - TS.

Karagdagang impormasyon: Automation ng tren at telemekanika

Mga sistema ng irigasyon

Ang mga remote control device ay ginagamit para sa sentralisadong kontrol at pamamahala ng paggamit at pamamahagi ng tubig.

Isa ito sa pinakamalaking gumagamit ng telemechanics. Ginagamit ang mga ito upang kontrolin ang mga sistema ng patubig ng gravity, mga pangunahing channel at mga balon sa pagtanggap ng tubig (kabilang ang mga pintuan ng tubig, mga kalasag, mga balbula, mga bomba, antas ng tubig at daloy ng TI, atbp.). Ang haba ng sistema ng patubig na may remote control ay hanggang 100 km.

Mga sistema ng SCADA sa telemechanics

Ang SCADA (maikli para sa supervisory control at data acquisition) ay isang software package na idinisenyo upang bumuo o magbigay ng real-time na operasyon ng mga system para sa pagkolekta, pagproseso, pagpapakita at pag-archive ng impormasyon tungkol sa isang monitoring o control object.

Ginagamit ang mga sistema ng SCADA sa lahat ng sektor ng ekonomiya, kung saan kinakailangan na magbigay ng kontrol sa operator sa mga teknolohikal na proseso sa real time.

Tingnan dito para sa higit pang mga detalye: Mga sistema ng SCADA sa mga electrical installation