Материал: 1832

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)»

СиА.А. Руппель, Ю.Б. Тихонов

ТЕЛЕМЕХбАНИКА

УчебноеДпособие И

Омск • 2019

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ В ТЕЛЕМЕХАНИКЕ…………………………… 4

1.1.Этапы управления производственными процессами………............. 4

1.2.Классификация систем телемеханики………………………............. 7

2.ПЕРЕДАЧА ТЕЛЕМЕХАНИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ…………………. 10

2.1.Сообщение и информация…………………………………………… 10

2.2.Квантование…………………………………………………………... 15

2.3.Кодирование………………………………………………………….. 27

2.3.1. Основные понятия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 2.3.2. Цифровые коды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 2.3.3. Простые двоичные коды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 2.3.4. Оптимальные коды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 2.3.5. Корректирующие коды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

2.4.Методы модуляции…………………………………………………... 65

2.5.Достоверность передачи информации………………………............ 69

3.2.Датчики автоматических систем……………………………............. 80

3.3.Сельсины………………………………………………………............ 84

3.4.Дешифраторы, шифраторы, триггеры и счетчики…………………. 87

3.5.Регистры, распределители и коммутаторы…………………............. 96

4.ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ТЕЛЕМЕХАНИКИ………………………….... 98

4.1.Передача и прием телемеханических сигналов…………………….. 98

4.2.Телеуправление и телесигнализация………………………………... 100

4.3.Телеизмерение………………………………………………………... 101

4.4.Представление информации в системах телемеханики……............. 102 Библиографический список……………………………………………………. 105

3

1.ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ В ТЕЛЕМЕХАНИКЕ

1.1.Этапы управления производственными процессами

Телемеханика – область науки и техники, предметом которой является разработка методов и технических средств передачи и приё-

СибАДИма информации (сигналов) с целью управления и контроля на расстоянии [6].

пец ф ческ ми особенностями телемеханики являются:

• удалённость объектов контроля и управления;

• необход мостьвысокойточности передачиизмеряемыхвеличин;

• недопуст мость ольшого запаздывания сигналов;

• высокая надёжность передачи команд управления;

• высокая степень автоматизации процессов сбора информации. Назначен е. Телемеханизация применяется тогда, когда необходимо объед н ть разо щённые или территориально рассредоточенные объекты управления в единый производственный комплекс (например, при управлении газо- и нефтепроводом, энергосистемой, железнодорожным узлом) ли о когда присутствие человека на объекте управления нежелательно (например, в атомной промышленности, на химических предприятиях) или невозможно (например, при управ-

лении непилотируемой ракетой).

Внедрение телемеханических систем позволяет сократить численность обслуживающего персонала, уменьшает простои оборудования, освобождает человека от работы во вредных для здоровья условиях.

Особое значение телемеханика приобретает в связи с созданием автоматизированных систем управления ( СУ). Обработка данных, полученных по каналам телемеханики, на ЭВМ позволяет значительно улучшить контроль за технологическим процессом и упростить управление. Поэтому в настоящее время вместо понятия «телемеханика» всё чаще чаще используется сокращение АСУТП – автоматизированная система управления технологическим процессом. Современная система телемеханики также немыслима без компьютера, поэтому можно сказать, что телемеханика и АСУТП – близнецы-братья. Разница между этими понятиями улавливается лишь по времени появления и по традиции использования. Например, в энергетике предпочитают использовать слово телемеханика, на промышленных предприятиях – АСУТП.

4

В англоязычных источниках аналогом понятия «телемеханика» является сокращение SCADA – Supervisory Control And Data Acquisition – диспетчерское управление и сбор данных, в которое вкладывается, по сути, тот же смысл. Области применения: предприятия химической, атомной, металлургической, горнодобывающей промышленности, электрические станции и подстанции, насосные и

СибАДИкомпрессорные станции (на нефте- и газопроводах, в системах ирригации, тепловодоснабжения), железнодорожные узлы и аэропорты, усилительные ретрансляционные установки на линиях связи, системы охранной с гнал зации и т. д.

Истор я. Терм н «телемеханика» был предложен в 1905 г. французск м учёным Э. Бранли. Первоначально с понятием телемеханики связывали представление об управлении по радио подвижными военными объектами. Известны случаи применения боевой техники, оснащенной устройствами управления на расстоянии, в Первой мировой войне.

Практ ческое пр менение телемеханики в мирных целях началось в 20-х гг. ХХ в., главным о разом на железнодорожном транспорте: телеуправление железнодорожной сигнализацией и стрелками было впервые осуществлено в 1927 г. на железной дороге в Огайо (США). В 1933 г. в московской энергосистеме (Мосэнерго) было введено в эксплуатацию первое устройство телесигнализации. Серийное заводское производство устройств телемеханики в СССР впервые было организовано в 1950 г. на заводе «Электропульт».

Развитие телемеханики шло параллельно с развитием электроники и средств связи. Первые системы строили на релейных схемах. В 50-х гг. на смену реле пришли более надежные полупроводниковые элементы. В конце 60-х гг. началось использование интегральных схем.

Тенденции развития. В современной системе телемеханики большое внимание уделяется программному обеспечению системы и интеграции с действующими системами программными комплексами. Стандартом стало графическое представление схем контролируемого процесса (мнемосхем) с «живым» отображением текущего состояния, управление объектом с кадров мнемосхем.

В программном обеспечении наблюдается тенденция к стандартизации программных интерфейсов систем сбора данных и обрабатывающих программ, возрастает потребность экспорта собранных данных в специализированные программы (расчета режимов, планирова-

5