Telemekanik sistemler, telemekanik uygulamaları

Telemekanik, uzaktan nesnelerin durumu hakkında kontrol komutlarını ve bilgileri otomatik olarak iletmenin teorisini ve teknik araçlarını kapsayan bir bilim ve teknoloji alanıdır.

"Telemekanik" terimi, 1905 yılında Fransız bilim adamı E. Branly tarafından, mekanizmaların ve makinelerin uzaktan kontrolü için bilim ve teknoloji alanı için önerildi.

Telemekanik, mekansal olarak ayrılmış birimlerin, makinelerin, kurulumların çalışmasını koordine etmeyi sağlar ve iletişim kanallarıyla birlikte, bunları üretim tesislerinden veya diğer süreçlerden uzakta tek bir kontrol sistemine bağlar.

Telemekanik, otomasyon araçlarıyla birlikte, yerel tesislerde görevli personel olmadan makinelerin ve tesislerin uzaktan kumandasına izin verir ve bunları merkezi kontrollü tek üretim komplekslerinde (güç sistemleri, demiryolu, hava ve su taşımacılığı, petrol sahaları, otoyol boru hatları) birleştirir. , büyük fabrikalar, taş ocakları vb. madenler, sulama sistemleri, belediye hizmetleri vb.).

telemekanik sistem - uzaktan kontrol bilgilerinin otomatik olarak iletilmesi için tasarlanmış bir dizi telemekanik cihaz ve iletişim kanalı.

Telemekanik sistemlerin sınıflandırılması, özelliklerini karakterize eden ana özelliklere göre yapılır. Onlar içerir:

• iletilen mesajların doğası;
• gerçekleştirilen işlevler;
• yönetim ve kontrol nesnelerinin türü ve konumu;
• konfigürasyon;
• yapı;
• iletişim hatları türleri;
• Bir sinyali iletmek için bunları kullanmanın yolları.

Gerçekleştirilen işlevlere göre, telemekanik sistemler sistemlere ayrılır:

• uzaktan kumanda;
• televizyon sinyalleri;
• telemetri;
• teleregülasyon.

Uzaktan Kontrol Sistemlerinde (RCS) çeşitli nesnelere (bilgi alıcıları) yönelik "açık", "kapalı" ("evet", "hayır") gibi çok sayıda temel komut genellikle kontrol noktasından iletilir.

Telesignaling sistemlerinde (TS) Kontrol merkezi nesnelerin durumu hakkında "evet", "hayır" gibi aynı temel sinyalleri alır. Telemetri ve teleregülasyonda (TI ve TP) ölçülen (kontrol edilen) parametrenin değeri iletilir.

TC sistemleri, nesneleri kontrol etmek için ayrık veya sürekli komutlar iletmek için kullanılır. İkinci tip, kontrol edilen parametreyi düzgün bir şekilde değiştirmek için iletilen kontrol komutlarını içerir. Kontrol komutlarının iletilmesine yönelik TC sistemleri bazen bağımsız bir sınıflandırma grubunda TR sistemlerinden ayrılır.

TS sistemleri, izlenen nesnelerin durumu hakkında ayrı mesajlar iletmek için kullanılır (örneğin, ekipmanı açıp kapatmak, bir parametrenin sınır değerlerine ulaşmak, acil bir durumun meydana gelmesi vb.).

TI sistemleri, sürekli kontrol edilen değerleri iletmek için kullanılır. TS ve TI sistemleri, bir grup uzaktan kumanda (TC) sisteminde birleştirilir.

Bazı durumlarda, aynı anda TU, ​​TS ve TI işlevlerini yerine getiren birleşik veya karmaşık telemekanik sistemler kullanılır.

Mesajların iletilme yöntemine göre, telemekanik sistemler tek kanallı ve çok kanallı olarak ayrılır. Sistemlerin çoğunluğu çok kanallıdır ve sinyalleri ortak bir iletişim kanalı üzerinden birçok TC tesisine veya buradan iletir. Çok sayıda nesne alt kanalı oluştururlar.

Demiryolu taşımacılığında, petrol sahalarında ve boru hatlarında bir telemekanik sistemdeki TU, TS, TI ve TR farklı sinyallerinin toplam sayısı şimdiden binlerce kişiye ve ekipman elemanlarının sayısı on binlerce kişiye ulaşıyor.

Telemekanik sistemlerin uzaktan ilettiği kontrol bilgileri, sistemin bir ucunda operatör veya kontrol bilgisayarına, diğer ucunda ise kontrol nesnelerine yöneliktir.

Bilgiler kullanıcı dostu bir biçimde sunulmalıdır. Bu nedenle, telemekanik sistem sadece bilgi aktarımı için değil, aynı zamanda operatör tarafından algılanması veya bir kontrol makinesine girilmesi için uygun bir biçimde dağıtım ve sunum için cihazlar içerir. Bu aynı zamanda TI ve TS veri toplama ve ön işleme cihazları için de geçerlidir.

Hizmet verilen (izlenen ve kontrol edilen) nesnelerin türüne göre, telemekanik sistemler sabit ve hareketli nesneler için sistemlere ayrılır.

Birinci grup, sabit endüstriyel tesisler için sistemleri, ikincisi - gemilerin, lokomotiflerin, vinçlerin, uçakların, füzelerin yanı sıra tankların, torpidoların, güdümlü füzelerin vb.

Kontrol edilen ve kontrol edilen nesnelerin konumuna göre, birleşik ve dağınık nesne sistemleri ayırt edilir.

İlk durumda, sistemin hizmet verdiği tüm nesneler bir noktada bulunur. İkinci durumda, sistemin hizmet verdiği nesneler, ortak bir iletişim hattına farklı noktalarda bağlanan birkaç noktada tek tek veya gruplar halinde dağılır.

Birleştirilmiş nesnelere sahip telemekanik sistemler, özellikle münferit enerji santralleri ve trafo merkezleri, pompa ve kompresör kurulumları için sistemleri içerir. Bu tür sistemler tek bir noktaya hizmet eder.

Dağıtılmış telemekanik sistemler, örneğin petrol sahası sistemlerini içerir. Burada telemekanik, sahaya dağılmış ve tek noktadan kontrol edilen çok sayıda (onlarca, yüzlerce) petrol kuyusu ve diğer tesislere hizmet vermektedir.

Dağınık siteler için telemekanik sistem - Her biri bir veya daha fazla teknik kontrole, teknik bilgiye veya araç nesnesine sahip olabilen, coğrafi olarak dağılmış birkaç veya çok sayıda kontrol noktasının ortak bir iletişim kanalına bağlandığı bir tür telemekanik sistem.

Üretim, sanayi, ulaşım ve tarımdaki süreçlerin merkezi kontrolü için sistemlerde dağınık nesnelerin ve kontrol noktalarının sayısı, konsantre nesnelerin sayısından çok daha fazladır.

Bu tür kontrol sistemlerinde, nispeten küçük noktalar hat boyunca (petrol ve gaz boru hatları, sulama, ulaşım) veya alan üzerine (petrol ve gaz sahaları, endüstriyel tesisler vb.) dağılmıştır. Tüm tesisler, birbirine bağlı tek bir üretim sürecine katılır.

Dağıtılmış nesnelere sahip bir telemekanik sistem örneği: Elektrik şebekelerinde uzaktan kumanda

Telemekaniğin temel bilimsel sorunları:

• yeterlik;
• bilgi aktarımının güvenilirliği;
• yapıların optimizasyonu;
• teknik kaynaklar.

Nesne sayısının artması, iletilen bilgi hacminin artması ve binlerce kilometreyi bulan iletişim kanallarının uzunluğunun artmasıyla telemekanik sorunların önemi artmaktadır.

Telemekanikte bilgi iletiminin etkinliği sorunu, iletişim kanallarının sıkıştırılması, yani kanal sayısının azaltılması ve daha rasyonel kullanımı yoluyla ekonomik kullanımında yatmaktadır.

İletim güvenilirliği sorunları, iletim sırasında parazitin etkileri nedeniyle bilgi kaybını ortadan kaldırmak ve donanım güvenilirliğini sağlamaktır.

Yapının optimizasyonu - bilgi aktarımının maksimum güvenilirliğini ve verimliliğini garanti eden iletişim kanalları şemasının ve telemekanik sistemin ekipmanının seçiminde.

Seçim toplu kriterlere dayalıdır. Yapı optimizasyonunun önemi, sistem karmaşıklığı ve dağıtılmış nesneler ve çok seviyeli kontrol içeren karmaşık sistemlere geçiş ile artar.

Telemekaniğin teorik temeli şunlardan oluşur: bilgi teorisi, gürültü koruma teorisi, istatistiksel iletişim teorisi, kodlama teorisi, yapı teorisi, güvenilirlik teorisi. Bu teoriler ve uygulamaları, telemekaniğin özellikleri dikkate alınarak geliştirilmiş ve geliştirilmiştir.

En karmaşık ve karmaşık problemler, teleotomasyon sistemleri dahil olmak üzere büyük uzaktan kumanda sistemlerinin sentezinde ortaya çıkar. Bu tür sistemlerin sentezi için, iletim koşullarını ve bilginin optimum şekilde işlenmesini dikkate alan genelleştirilmiş kriterlere dayalı entegre bir yaklaşım daha da gereklidir. Bu, optimum uzaktan kumanda için bir sorun teşkil eder.

Modern telemekanik, çok çeşitli yönlerde yöntemlerin ve teknik araçların geliştirilmesi ile karakterize edilir. Telemekanik sistemlerin uygulama alanlarının sayısı ve her birindeki uygulama hacmi sürekli genişlemektedir.

Birkaç on yıl boyunca, tanıtılan telemekaniğin hacmi her 10 yılda bir yaklaşık 10 kat arttı. Aşağıda telemekaniğin uygulama alanları ile ilgili bilgiler yer almaktadır.

Enerjide telemekanik

Telemekanik cihazlar, kontrol için elektriğin üretimi ve dağıtımının tüm aşamalarında coğrafi olarak ayrılmış tesislerde kullanılır: birimler (büyük hidroelektrik santraller içinde), endüstriyel işletmelerin güç kaynağı, enerji santralleri ve güç sisteminin trafo merkezleri, güç sistemleri.

Elektrik, farklı düzeylerde bir dizi kontrol noktasına sahip hiyerarşik bir sistemde yer alan çeşitli kontrol seviyelerinin varlığı ile karakterize edilir.Enerji santralleri ve trafo merkezleri, güç sisteminin dağıtım noktası tarafından yönetilir ve bunlar birbirine bağlı güç sistemlerini oluşturur.

Bu bağlamda, her kontrol noktasında yerel ve merkezi işlevler gerçekleştirilir.

Birincisi, nesnelerden ve diğer kontrol noktalarından gelen bilgilerin işlenmesinin bir sonucu olarak, bu noktanın hizmet verdiği nesneler için kontrol eylemlerinin geliştirilmesini içerir.

İkincisi - transit bilgilerinin daha düşük bir seviyeden daha yüksek bir seviyedeki kontrol noktalarına, bilgilerin işlenmeden veya kısmen işlenmesiyle aktarılması, TI ve araç sinyallerinin daha düşük bir seviyedeki kontrol noktasından daha yüksek bir seviyeye iletilmesi - birinci seviye gerçekleştirilir.

Güç sistemi sitelerinin çoğu büyük ve yoğundur. Yüzlerce ve bazen binlerce kilometre ile ölçülen büyük mesafelerde bulunurlar.

Çoğu zaman bilgi aktarılır elektrik hatları üzerinden HF iletişim kanalları aracılığıyla.

Güç sistemindeki santralleri ve trafo merkezlerini izlemek ve kontrol etmek için nispeten az bilgi gereklidir. Bu aşamada, sinyallerin zaman bölümlü TU-TS cihazları, tek kanallı frekans cihazları ve özel iletişim kanalları üzerinden çalışan darbe-frekans TI sistemleri kullanılır.

Tedarik edilen enerjinin kalitesini iyileştirmek, güç iletim şebekelerinin işletiminin güvenilirliğini artırmak ve kayıpları azaltmak için, dağıtım kontrolünün ek karmaşıklığı gereklidir. Bu görevler, bilgi işlem teknolojisinin yönetimin çeşitli aşamalarında yaygın olarak kullanılmasıyla çözülebilir.

Ayrıca bakınız: Enerjide telemekanik sistemler Ve Güç kaynağı sistemindeki dağıtım noktaları

Petrol ve gaz endüstrisinde telemekanik

Uzaktan kumanda cihazları, petrol veya gaz sahalarındaki petrol veya gaz kuyularının, petrol toplama noktalarının, kompresör ve diğer tesisatların merkezi olarak kontrol edilmesi ve yönetimi için kullanılır.

Tek başına telemekanize petrol kuyularının sayısı on binlerce. Petrol ve gazın üretimi, birincil işlenmesi ve nakliyesi için teknolojik süreçlerin özgüllüğü, normal koşullar altında insan müdahalesi gerektirmeyen bu süreçlerin sürekliliği ve otomatikliğinden oluşur.

Telemekanik araçlar, akşam ve gece vardiyalarında nöbetçi bir acil durum ekibiyle, kuyuların ve diğer sahaların üç vardiyalı hizmetinden tek vardiyaya geçmenizi sağlar.

Telemekanizasyonun devreye girmesiyle, petrol sahası genişletmesi sıklıkla yapılır. 500'e kadar kuyu merkezi olarak kontrol ediliyor, birkaç kilometre2 ila onlarca km2'lik bir alana dağılmış durumda... Her kompresör istasyonunda, yağ toplama istasyonunda ve diğer tesislerde TU, ​​TS ve TI sayısı onlarcaya ulaşıyor.

Optimum petrol sahası ve saha tesisi koşullarını sürdürmek için petrol sahalarını üretimle birleştirme çalışmaları halen devam etmektedir.

Otomasyon ve telemekanik araçları, büyük bir ekonomik etki sağlayan petrol sahalarındaki teknolojilerin, süreçlerin değiştirilmesine ve basitleştirilmesine izin verir.

Ana boru hatları

Telemekanik cihazlar, gaz boru hatlarının, petrol boru hatlarının ve ürün boru hatlarının merkezi kontrolü ve yönetimi için kullanılır.

Bölgesel ve merkezi dispeçerlerin hizmetleri ana boru hatları boyunca düzenlenir.Birincisi, nehirler ve demiryolları üzerindeki yan geçiş hatları üzerindeki boru hatları dallarındaki teknik şartname, teknik ekipman ve teknik bilgi nesnelerini içerir. vb., katodik koruma nesneleri, pompalama ve kompresör istasyonları (musluklar, vanalar, kompresörler, pompalar vb.).

Bölgesel dağıtıcının alanı, örneğin komşu pompa ve kompresör istasyonları arasında 120 - 250 km'dir. TU işlevleri (operasyonel), merkez tarafından, yalnızca bölge dağıtım görevlisine emanet edilmediği takdirde dağıtım görevlisi tarafından gerçekleştirilir.

Bu işlevlerin yerel otomasyon cihazlarına aktarılmasıyla teknik kontrol olanaklarını azaltma, bölge sevk memurunun hizmeti olmadan merkezi yönetime geçiş veya işlevlerini azaltma eğilimi vardır.

Kimya endüstrisi, metalurji, mühendislik

Büyük endüstriyel işletmelerde, telemekanik cihazlar, hem bireysel endüstrilerin (teknolojik atölyeler, enerji tesisleri) yönetimi hem de tüm tesisin yönetimi için operasyonel ve üretim-istatistik bilgilerini iletir.

Kontrol noktaları ile kontrol noktası arasındaki mesafenin 0,5 - 2 km olması ile telemekanik, uzak iletim sistemleri ile başarılı bir şekilde rekabet etmekte ve kablo uzunluğundaki azalma nedeniyle tasarruf sağlamaktadır.

Endüstriyel işletmeler, büyük konsantre ve dağınık nesnelerin varlığı ile karakterize edilir. Birincisi elektrik alt istasyonlarını, kompresör ve pompa istasyonlarını, teknolojik atölyeleri, ikincisi ise tek tek veya küçük gruplar halinde yerleştirilmiş nesneleri (gaz, su, buhar vb. sağlamak için vanalar) içerir.

Sürekli bilgi, yoğunluk telemetri sistemi cihazları, zaman darbeleri veya kod darbeleri olan TI cihazları tarafından iletilir. İkincisi genellikle, bir iletişim kanalı üzerinden ayrık ve sürekli bilgi ileten karmaşık TU-TS-TI cihazlarına dahil edilir.

Kablolu haberleşme hatları ağırlıklı olarak endüstriyel işletmelerde kullanılmaktadır.

Kontrol merkezine giren bilgi miktarındaki artış, işlenmesinin otomasyonunu gerektirdi. Bu bağlamda, gönderici (operatör) için bilgi işleme sağlayan karmaşık sistemler kullanılmaktadır.

Madencilik ve kömür endüstrisi

Madencilik ve kömür madenciliği endüstrisinde, madenlerde ve yüzeyde bulunan konsantre nesnelerin kontrolü ve izlenmesi, madencilik alanlarında mobil dağınık nesnelerin kontrolü, akış-taşıma sistemlerinin kontrolü için telemekanik cihazlar kullanılmaktadır.Son iki görev en çok sektöre özgüdür. madencilik ve kömür madenciliği endüstrisi.

Örneğin, telekomünikasyon arabaları için cihazların bulunduğu yer altı işlerinde, telemekanik sinyaller, meşgul telefon hatları aracılığıyla 380 V - 10 kV güç hatları ve ayrıca birleşik kanallar aracılığıyla iletilir: bir mobil nesneden bir alçaltma trafo merkezine - a düşük voltajlı güç şebekesi, ardından kontrol odasına — bir telefon kablosundaki boş veya meşgul bir çift tel. Zaman ve frekans sistemleri TU – TS kullanılmaktadır.

Akış taşıma sisteminin çalışma programının bozulması teknolojik döngüyü bozar, bu nedenle telemekanik cihazların güvenilirliği artırılmalıdır.Bu durumda sevk merkezi ile yerel kontrol noktaları ve kontrollü noktalar arasında kablolu iletişim hatları kullanılır.

Demiryolu taşımacılığı

Trenlerin güvenli hareketini ve hareketlerinin aciliyetini sağlamak için tasarlanmış demiryolu taşımacılığında demiryolu otomasyonu ve telemekanik sistemlerim var. Bu iki hedefe genellikle bu tür cihazlarla aynı anda ulaşılır. Hasarları, hareketin hem güvenliğini hem de aciliyetini etkiler.

Bu durumda otomasyon ve telemekanik cihazlar için temel gereksinimler, cihazların çalışma koşullarına - hareketin yoğunluğu ve hızı - uygunluğu ve operasyonlarının yüksek güvenilirliğidir.

Telemekanik cihazlar, elektrikli yolların tedarikini kontrol etmek ve sevkıyatı (anahtarların ve sinyallerin kontrolü) bir site (kontrol devresi) veya istasyon içinde merkezileştirmek için kullanılır.

Demiryolu güç yönetiminde iki bağımsız görev vardır: çekiş trafo merkezlerinin kontrolü, bölüm direkleri ve havai ayırıcıların kontrolü. Aynı zamanda kontrol, 15-25 kontrol noktasının (çekiş trafo merkezleri, bölüm direkleri, hava ayırıcılı istasyonlar) bulunduğu 120-200 km uzunluğunda bir sevk dairesi içinde gerçekleştirilir.

Katener ayırıcılara sahip bir TU, onarım çalışmalarının tren tarifelerini aksatmadan gerçekleştirilmesine olanak tanır. Demiryolu boyunca küçük gruplar halinde bulunan TU ayırıcılar, özel bir cihaz TU - TS tarafından gerçekleştirilir.

Daha fazla bilgi: Demiryolu otomasyonu ve telemekanik

Sulama sistemleri

Su alımı ve dağıtımının merkezi kontrolü ve yönetimi için uzaktan kumanda cihazları kullanılmaktadır.

Telemekaniğin en büyük kullanıcılarından biridir. Yerçekimi sulama sistemlerini, ana kanalları ve su alma kuyularını (su kapakları, kalkanlar, vanalar, pompalar, su seviyesi ve TI akışı vb. dahil) kontrol etmek için kullanılırlar. Uzaktan kumandalı sulama sisteminin uzunluğu 100 km kadardır.

Telemekanikte SCADA sistemleri

SCADA (denetleyici kontrol ve veri toplamanın kısaltması), bir izleme veya kontrol nesnesi hakkında bilgi toplamak, işlemek, görüntülemek ve arşivlemek için sistemlerin gerçek zamanlı çalışmasını sağlamak veya geliştirmek üzere tasarlanmış bir yazılım paketidir.

SCADA sistemleri, teknolojik süreçler üzerinde gerçek zamanlı olarak operatör kontrolünün sağlanmasının gerekli olduğu ekonominin tüm sektörlerinde kullanılmaktadır.

Daha fazla ayrıntı için buraya bakın: Elektrik tesisatlarında SCADA sistemleri