Ключевые термины и понятия

Система телеизмерения (СТИ) – система, осуществляющая передачу на расстояние непрерывных значений измеряемых величин.

Цифровая система телеизмерений – это система, в которой непрерывная измеряемая величина поступает в устройство КП, преобразуется в кодовую комбинацию, которая передаётся по линии связи с КП на ПУ, где отображается индикатором.

Синхронизация – это работа коммутаторов на одних и тех же позициях в пределах цикла.

Синфазирование – это переключение коммутаторов на следующую позицию в одни и те же моменты времени, равенство частот переключений.

Контрольные вопросы

1. Дайте определение системы телеизмерения.

2. Дайте определение цифровой системы телеизмерений.

3. Опишите работу устройства контролируемого пункта цифровой системы телеизмерений по его структурной схеме.

4. Опишите работу устройства пункта управления цифровой системы телеизмерений по его структурной схеме.

5. Дайте определение термина «синхронизация».

6. Дайте определение циклической синхронизации.

7. Дайте определение пошаговой синхронизации.

8. Дайте определение жёсткоциклической синхронизации.

9. Дайте определение термина «синфазирование».

9. Реализация систем телемеханики

В настоящее время для промышленного использования предлагаются различные варианты систем контроля и управления различными распределёнными объектами. Часто такие системы строятся по отраслевому принципу. Имеются системы, ориентированные на объекты газовой отрасли [11], системы для энергетики [12]. Создаются автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП), выполняющие различные телемеханические функции: ТС, ТИ, ТУ [13], ТУ, ТИТ, ТИИ, ТС [14].

Выпускники специальности ориентированы не только на эксплуатацию различных технических систем автоматического управления, но и на их разработку. Поэтому даже при наличии готовых телемеханических систем необходимо проработать вопросы создания таких систем. Именно этим вопросам посвящен настоящий раздел.

9.1. Структурные схемы основных функциональных блоков

В настоящее время основной способ технической реализации телемеханических систем – это использование программируемых логических контроллеров (ПЛК). Он эффективен при создании интегрированных автоматизированных систем управления, в которых система телемеханики представляет собой подсистему такой системы.

При использовании ПЛК необходимо составить и отладить модель работы разрабатываемого устройства. В свою очередь, модель каждого элемента системы разрабатывается на основе его функциональной схемы. Рассмотрим принципы и примеры построения функциональных блоков, используемых в системах телемеханики.

9.1.1. Коммутаторы

1. Коммутатор, или распределитель, – это устройство с одним входом и многими выходами. На вход коммутатора подаются тактовые импульсы переключения, выходной сигнал логической единицы последовательно появляется на одном выходе, начиная с первого и заканчивая последним.

Однотактный распределитель на четырёх D-триггерах. Схема такого распределителя приведена на рис. 9.1, а (число триггеров может быть любым).

Выход предыдущего триггера соединён с входом D следующего триггера. Выход последнего триггера может быть соединён с входом первого, минуя элемент ИЛИ – НЕ (пунктир на рисунке). Распределитель будет работать и в этом случае. Однако если по каким-либо причинам одновременно начнут переключаться два триггера или более (случай, возможный при большом числе триггеров), т.е. начнут циркулировать две единицы или больше, то такую ошибку исправить без остановки распределителя невозможно.

Для предотвращения перехода подобных ошибок в следующий цикл предусмотрена защита в виде элемента ИЛИ – НЕ, на который подаются выходы всех триггеров. Когда переключится последний триггер в текущем цикле, на входы этого элемента со всех выходов триггеров будут поданы нули, что обеспечит поступление на вход D первого триггера единицы, а также его подготовку. Если вместе с переключением последнего триггера будет переключаться ещё какой-нибудь, например второй, триггер, то на вход элемента ИЛИ – НЕ будет подана комбинация 0100 вместо 0000, что не обеспечит снятия с его выхода единицы. Когда распределитель переключится до конца, т.е. последует комбинация 0100, 0010, 0001 и, наконец, 0000 (Q₄=0), первый триггер будет подготовлен и распределитель начнёт далее правильно работать.

На рис. 9.1, б представлена временная диаграмма распределителя, иллюстрирующая изложенную последовательность процессов работы.