ТЕЛЕМЕХАНИКА

— область науки и техники, предметом которой является разработка методов и технических средств передачи и приема (помехоустойчивых или помехозащищенных) сигналов с целью дистанционного контроля и управления различными объектами. К средствам Т. относят устр-ва телеизмерения ТИ, телесигнализации ТС, телеуправления ТУ, телекомандования ТК, вызова датчиков телеизмерения ВТИ, телерегулирования ТР, телеблокировки ТБ и телемеханической связи автоматов ТСА. В зависимости от направления передачи информации (сигналов) средства Т. разделяют на три группы; контролирующие (ТИ и ТС), в которых сигналы передаются от объектов контроля; управляющие (ТУ, ТК, ВТИ, ТР, ТБ), в которых сигналы передаются к объектам управления; двухстороннего действия (ТСА), в которых сигналы могут передаваться в обе стороны.

Контроль за работой объектов на расстоянии (телеконтроль) осуществляется при помощи устройств ТИ и ТС. Устройства ТЙ передают на расстояние результаты измерений осн. параметров, характеризующих работу контролируемых объектов (напряжения и величины тока нагрузки в различных точках энергосистемы, расхода электр. энергии, газа и воды, положения в пространстве и проч.), а устройства ТС — сигналы их состояния (режимов работы — включения, отключения, изменения положения щитов, задвижек и т.п.) или сигналы служебного назначения (аварийные — о нарушениях нормального режима работы, превышениях допустимых значений параметров и т. п.). Устройства ТУ передают команды управления режимами, состоянием или положением различных объектов, а устройства ТК — сигналы-распоряжения дежурному персоналу управляемых объектов. Устройства ВТИ передают на расстояние сигналы управления, выполняющие выбор подключение к отдельному каналу связи требуемого датчика телеизмерепия. Устройства ТР воздействуют на расстоянии на настройку автомат. регуляторов, а устройства ТБ — на автомат, защиту управляемых установок. Этим устр-вам свойственны малое количество команд, высокое быстродействие (менее 0,1 сек) и повышенная надежность. Устройства ТСА обеспечивают телемеханическую связь между автоматизированными производственными установками. В воздействия на систему задаются автоматическими устр-вами. Поэтому требования к быстродействию и надежности устройств ТСА повышенные.

Практически выполняемые устр-ва используют для осуществления нескольких ф-ций. Напр., устройства ТУ, как правило, дополняются устройствами ТС (устройства ТУ—ТС), кроме того, во многих случаях устройства ТУ—ТС выполняют также функции ВТИ и ТР.

В систему Т. входят также каналы связи, по которым осуществляется передача сигналов. В Т., как и в технике связи, используются преимущественно электр. линии и другие каналы связи. Общая блок-схема системы Т. представлена на рис. 1.

В систему ТИ (рис. 2) входит первичный измеритель (датчик) ПИ измеряемой величины А, передающий и приемный преобразователи. узлы согласования и приемный прибор ПП. На выходе передающего преобразователя образуется промежуточный параметр, который узлом согласования преобразуется в сигнал, приспособленный для передачи по каналу связи. На приемной стороне происходят обратные преобразования.

При построении управляющих устройств Т. и устройств ТС применяют спец. методы избирательного выбора (селекции) и кодообразования, которые обеспечивают сокращение необходимого количества каналов связи и повышение надежности управления. Каждому приказу соответствует определенная комбинация импульсов (кодовое слово), которая образуется при помощи кодирующего устр-ва анализируется декодирующим устр-вом.

Техническое выполнение систем Т. зависит от особенностей объектов управления (с точки зрения Т.). Эти объекты разделяют на сосредоточенные и рассредоточенные, двухпозиционные и многопозиционные, а также объекты непрерывного управления.

К сосредоточенным относятся объекты, расположенные на отдельных исполнительных пунктах ИП, связанных с диспетчерским пунктом ДП радиальными каналами связи; к рассредоточенным — отдельные объекты управления или их группы, расположенные вдоль общей линии связи.

(рис. см. скан)

1. Блок-схема системы телемеханики.

2. Блок-схема системы телеизмерения.

Обычно по этой линии связи осуществляется передача команд телеуправления и вызова датчиков телеизмерения, а также обратная передача сигналов ТС и собственно ТИ. Кроме того, общая линия связи используется и для диспетчерской телеф. связи при временном отключении устройств Т.

При значительном количестве рассредоточенных объектов система ТУ — ТС обычно работает по вызову. Вначале производится вызов данного ИП, а затем последовательно во времени передаются команды телеуправления объектами и выбора датчиков ТИ. В соответствии с этим с данного ИП на ДП передаются сигналы ТС и данные ТИ.

Наибольшее количество объектов управления — двухпозиционных; они могут находиться в одном из двух состояний (позиций) — включенном или отключенном. Это — электр. двигатели на предприятиях, стрелки на ж.-д. транспорте и т. д. Многопозиционные объекты имеют большое число фиксированных положений. К таким объектам относятся, напр., щиты в водовыпусках ирригационных систем. Телеуправление этими объектами осуществляется передачей соответствующего количества команд на установку в заданной позиции. Поскольку при этом время установки объекта управления в новую позицию может быть значительным, то на приемной стороне устанавливается запоминающее устройство, контролирующее отработку команды, после выполнения которой передается сигнал ТС.

Ряд объектов управления требует установки в любом положении в заданном диапазоне, пап р., узлы настройки различных автомат, регуляторов, рули управления подвижными системами (управляемые снаряды, ракеты и т. п.). Управление настройкой автомат, регуляторов производят непрерывным каналом телеуправления с передачей двух команд — «больше» или «меньше» и с контролем при помощи систем ТИ. Непрерывное управление установкой рулей управления осуществляется по соотношению параметров импульсов, образующих сигналы противоположных команд, напр., по соотношению длительности импульсов.

Системы Т. используют при централизации управления крупных производственных систем, отдельные части которых рассредоточены на значительной площади и связаны между собой технологически (энергосистемы, ж.-д. транспорт, пром. предприятия, системы связи, коммунальное х-во городов, оросительные системы и др.). Для некоторых технологических процессов, особенно связанных с опасностью взрыва, выделения вредных газов или с излучениям, телемеханический контроль и управление применяют даже на близком расстоянии. Централизованный контроль и управление осуществляют операторы с пунктов управления (для малых систем) или с ДП дежурный диспетчер (для больших систем). Применение средств Т. при централизации управления не только ускоряет процесс получения информации или передачи и выполнения приказа, но и поднимает технику оперативного управления на новую ступень, обеспечивая непрерывность контроля и его объективность, независимость от поведения дежурного персонала управляемых объектов.

Устройства Т. широко применяют для контроля состояния и управления подвижными

объектами. В этом случае в качестве каналов связи для передачи сигналов на расстояние используют радиоканалы. Устр-ва телеизмерения, применяемые для этих целей, наз. устр-вами телеметрии.

Широкое развитие Т. началось в 30-х гг. 20 в. Средства Т. использовали вначале для управления уличным освещением, включением реклам, сигнализации, а затем для управления установками и подвижными объектами. В последующее время были развернуты научно-исследовательские и опытные работы в области промышленной Т. Особенно бурное внедрение Т. в нар. хозяйство СССР началось после Великой Отечественной войны. Все ДП энергосистем полностью телемеханизированы. Диспетчер по показаниям устройств ТИ и ТС осуществляет непрерывный контроль за работой осн. оборудования, а при помощи устройств ТУ может производить необходимые переключения в энергосистеме, а также запуск крупных генераторов на гидроэлектростанциях. На ж.-д. транспорте применяют устройства Т. для управления стрелками на станциях, для диспетчерского контроля движения поездов, управления разъединителями контактной сети на электрифицированных железных дорогах, тяговыми подстанциями и различными устройствами. В нефтедобыче свыше половины нефти добывают из телемеханизированных скважин.

Средства Т. широко применяют и в горнодобывающей пром-сти, на крупных пром. комбинатах, на трубопроводах, в ирригации и в др. отраслях нар. х-ва. Все это дает большой эконом, эффект, а капиталовложения на телемеханизацию окупаются за 1,5-4 года. Объем внедренных тех. средств Т. возрастает в нашей стране более чем в 10 раз за каждое десятилетие.

Огромную роль играет Т. в освоении космоса. Применение новейших достижений отечественной автоматики и Т. явилось одним из важнейших условий успешного запуска в Советском Союзе искусственных спутников Земли, кораблей-спутников с человеком на борту, автоматических межпланетных станций и луноходов. Устр-ва телеметрии передают с борта космических объектов на пункты сбора и управления данные о работе бортовых систем, необходимые биол. данные, с помощью устройств ТУ осуществляется управление этими объектами с земли.

Переход к комплексным системам управления приведет к тому, что в нар. х-ве будут преобладать крупные системы управления, состоящие из средств местной автоматики, управляющих машин и систем Т. Задачи централизованного управления крупными производственными системами настолько сложны, что возникает необходимость в диспетчерского управления автоматизации. На первом этапе диспетчер не устраняется от управления производственным процессом, а только освобождается от утомительных операций по контролю за многими технологическими параметрами и по определению оптимальных режимов. Эти ф-ции выполняют различные управляющие и контролирующие автомат, устр-ва, а также специализированные управляющие вычисл. машины (УВМ), работающие в режиме советчика диспетчера. В дальнейшем, когда надежность работы УВМ и телемеханических устройств будет достаточно высокой, станет возможным полная замена диспетчера.

Управление всеми объектами сложных протяженных производственных систем не может осуществляться с одного ДП. В этом случае применяется многоступенчатое управление, количество ступеней которого увеличивается по мере укрупнения производственных систем. Напр., в крупных энергосистемах имеются центр, диспетчерские пункты (ЦДП) и подчиненные им районные ДП. При объединении энергосистем оборудуются ДП следующей ступени управления, которым подчиняются ЦДП. Между ДП различных ступеней обеспечивается двухсторонний обмен информацией с помощью средств Т.

Для контроля и управления пром. предприятиями, воен. комплексами и отраслями нар. х-ва в целом все шире применяют автоматизированные системы управления. Эти системы состоят из вычислительных центров и аппаратуры сбора и передачи данных (обработки и воспроизведения). См. также Системотехника, Автоматизированные системы управления в народном хозяйстве.

Лит.: Малов B. C. Телемеханика в энергетических системах. М. Л., 1955 [библиогр. с. 324—325];

Купершмидт Я. А., Малов B. C., Пшеничников А. М. Современные телеизмерительные системы. М. Л., 1961 [библиогр. с. 86—87];

Малов B. C. Телемеханика. М. Л., 1965 [библиогр. с. 95]; Райнес P. Л., Горяйнов О. А. Телеуправление. М. Л., 1965 [библиогр. с. 531 — 536]; Ильин В. А. Большие системы телемеханики. М., 1967 [библиогр. с. 134—135]; Катков Ф. А. Телеуправление. К., 1967 [библиогр. с. 370—372]; Фремке А. В. Телеизмерение. М., 1968 [библиогр. с. 256—259]; Малов В. С., Дмитриев В. Ф. Кодоимпульсные телеизмерительные системы. М., 1969 [библиогр. с. 188—191].

Ф. А. Наткав.