Sistem telemekanik, aplikasi telemekanik

Telemekanik adalah bidang sains dan teknologi yang mencakup teori dan sarana teknis untuk mengirimkan perintah kontrol secara otomatis dan informasi tentang status objek dari kejauhan.

Istilah "telemekanik" diusulkan pada tahun 1905 oleh ilmuwan Prancis E. Branly untuk bidang sains dan teknologi untuk kendali jarak jauh mekanisme dan mesin.

Telemekanik memungkinkan koordinasi pekerjaan unit, mesin, instalasi yang terpisah secara spasial dan, bersama dengan saluran komunikasi, menghubungkannya ke dalam sistem kontrol tunggal yang jauh dari fasilitas produksi atau proses lainnya.

Telemekanik berarti, bersama dengan sarana otomatisasi, memungkinkan kendali jarak jauh mesin dan instalasi tanpa personel yang bertugas di fasilitas lokal dan menggabungkannya menjadi kompleks produksi tunggal dengan kontrol terpusat (sistem tenaga, kereta api, transportasi udara dan air, ladang minyak, jaringan pipa jalan raya , pabrik besar, tambang, dll. tambang, sistem irigasi, utilitas kota, dll.).

Sistem telemekanik — satu set perangkat telemekanis dan saluran komunikasi yang dirancang untuk transmisi otomatis informasi kontrol dari jarak jauh.

Klasifikasi sistem telemekanis dilakukan sesuai dengan karakteristik utama yang mencirikan propertinya. Mereka termasuk:

• sifat pesan yang dikirimkan;
• fungsi yang dilakukan;
• jenis dan lokasi objek pengelolaan dan pengendalian;
• konfigurasi;
• struktur;
• jenis jalur komunikasi;
• cara menggunakannya untuk mengirimkan sinyal.

Menurut fungsi yang dilakukan, sistem telemekanis dibagi menjadi sistem:

• kendali jarak jauh;
• sinyal televisi;
• telemetri;
• teleregulasi.

Dalam Sistem Kendali Jarak Jauh (RCS) sejumlah besar perintah dasar seperti "aktif", "mati" ("ya", "tidak"), yang ditujukan untuk berbagai objek (penerima informasi), sering kali dikirimkan dari titik kontrol.

Dalam sistem telesignaling (TS) Pusat kendali menerima sinyal dasar yang sama tentang keadaan objek, seperti «ya», «tidak». Dalam telemetri dan teleregulasi (TI dan TP) nilai parameter yang diukur (dikendalikan) ditransmisikan.

Sistem TC digunakan untuk mengirimkan perintah diskrit atau kontinu untuk mengontrol objek. Jenis yang terakhir mencakup perintah kontrol yang dikirimkan untuk mengubah parameter yang dikontrol dengan lancar. Sistem TC yang ditujukan untuk transmisi perintah kontrol terkadang dibedakan dalam grup klasifikasi independen dari sistem TR.

Sistem TS digunakan untuk mengirimkan pesan diskrit tentang status objek yang dipantau (misalnya, untuk menghidupkan atau mematikan peralatan, mencapai nilai batas parameter, terjadi kondisi darurat, dll.).

Sistem TI digunakan untuk mentransmisikan nilai yang dikontrol terus menerus. Sistem TS dan TI digabungkan ke dalam kelompok sistem kendali jarak jauh (TC).

Dalam sejumlah kasus, sistem telemekanis gabungan atau kompleks digunakan, secara bersamaan menjalankan fungsi TU, ​​TS dan TI.

Menurut metode pengiriman pesan, sistem telemekanis dibagi menjadi saluran tunggal dan multi saluran. Sebagian besar sistem multi-saluran, mentransmisikan sinyal melalui saluran komunikasi umum ke atau dari banyak fasilitas TC. Mereka membentuk sejumlah besar subchannel objek.

Jumlah total sinyal yang berbeda TU, TS, TI dan TR dalam sistem telemekanis dalam transportasi kereta api, ladang minyak dan jaringan pipa sudah mencapai ribuan, dan jumlah elemen peralatan - puluhan ribu.

Informasi kontrol yang ditransmisikan oleh sistem telemekanis pada jarak jauh dimaksudkan untuk operator atau komputer kontrol di salah satu ujung sistem dan objek kontrol di ujung lainnya.

Informasi harus disajikan dalam bentuk yang mudah digunakan. Oleh karena itu, sistem telemekanis mencakup perangkat tidak hanya untuk transmisi informasi, tetapi juga untuk distribusi dan presentasi dalam bentuk yang mudah dipahami oleh operator atau dimasukkan ke dalam mesin kontrol. Ini juga berlaku untuk perangkat akuisisi dan prapemrosesan data TI dan TS.

Menurut jenis objek yang dilayani (dipantau dan dikendalikan), sistem telemekanis dibagi menjadi sistem untuk objek diam dan bergerak.

Kelompok pertama mencakup sistem untuk instalasi industri stasioner, yang kedua - untuk mengendalikan kapal, lokomotif, derek, pesawat terbang, rudal, serta tank, torpedo, peluru kendali, dll.

Menurut lokasi objek yang dikendalikan dan dikendalikan, sistem objek yang disatukan dan tersebar dibedakan.

Dalam kasus pertama, semua objek yang dilayani oleh sistem berada di satu titik. Dalam kasus kedua, objek yang dilayani oleh sistem tersebar satu per satu atau berkelompok di sejumlah titik yang terhubung pada titik berbeda ke jalur komunikasi yang sama.

Sistem telemekanis dengan objek terpadu mencakup, khususnya, sistem untuk pembangkit listrik individu dan gardu transformator, instalasi pompa dan kompresor. Sistem seperti itu melayani satu titik.

Sistem telemekanis terdistribusi mencakup, misalnya, sistem ladang minyak. Di sini, telemekanik melayani sejumlah besar (puluhan, ratusan) sumur minyak dan instalasi lain yang tersebar di lapangan dan dikendalikan dari satu titik.

Sistem telemekanis untuk situs yang tersebar — jenis sistem telemekanis di mana beberapa atau sejumlah besar titik kontrol yang tersebar secara geografis terhubung ke saluran komunikasi umum, yang masing-masing dapat memiliki satu atau lebih kontrol teknis, informasi teknis atau objek kendaraan.

Jumlah objek yang tersebar dan titik yang dikendalikan dalam sistem untuk kontrol produksi terpusat, proses dalam industri, transportasi dan pertanian jauh lebih besar daripada jumlah objek yang terkonsentrasi.

Dalam sistem kontrol seperti itu, titik-titik yang relatif kecil tersebar di sepanjang garis (pipa minyak dan gas, irigasi, transportasi) atau di atas area (ladang minyak dan gas, pabrik industri, dll.). Semua situs berpartisipasi dalam satu proses produksi yang saling berhubungan.

Contoh sistem telemekanis dengan objek terdistribusi: Remote control dalam jaringan listrik

Masalah ilmiah utama telemekanik:

• efisiensi;
• keandalan transmisi informasi;
• optimalisasi struktur;
• sumber daya teknis.

Pentingnya masalah telemekanis meningkat dengan bertambahnya jumlah objek, volume informasi yang ditransmisikan, dan panjang saluran komunikasi yang mencapai ribuan kilometer.

Masalah efektivitas transmisi informasi dalam telemekanik terletak pada penggunaan ekonomis saluran komunikasi melalui pemadatannya, yaitu pengurangan jumlah saluran dan penggunaannya yang lebih rasional.

Masalah keandalan transmisi adalah dalam menghilangkan hilangnya informasi selama transmisi karena efek interferensi dan dalam memastikan keandalan perangkat keras.

Optimalisasi struktur — dalam pemilihan skema saluran komunikasi dan peralatan sistem telemekanis, yang menjamin keandalan maksimum dan efisiensi transmisi informasi.

Seleksi didasarkan pada kriteria agregat. Pentingnya optimasi struktur meningkat dengan kompleksitas sistem dan dengan transisi ke sistem yang kompleks dengan objek terdistribusi dan kontrol bertingkat.

Landasan teori telemekanika terdiri dari: teori informasi, teori perlindungan kebisingan, teori komunikasi statistik, teori pengkodean, teori struktur, teori reliabilitas. Teori-teori ini dan aplikasinya dikembangkan dan dikembangkan dengan mempertimbangkan spesifikasi telemekanik.

Masalah paling kompleks dan kompleks muncul dalam sintesis sistem kendali jarak jauh yang besar, termasuk sistem teleautomasi. Untuk sintesis sistem semacam itu, pendekatan terintegrasi berdasarkan kriteria umum, dengan mempertimbangkan kondisi transmisi dan pemrosesan informasi yang optimal, bahkan lebih diperlukan. Ini menghadirkan masalah untuk kendali jarak jauh yang optimal.

Telemekanik modern dicirikan oleh pengembangan metode dan sarana teknis dalam berbagai arah. Jumlah bidang penerapan sistem telemekanis dan volume implementasi di masing-masingnya terus berkembang.

Selama beberapa dekade, volume telemekanik yang diperkenalkan telah meningkat kira-kira 10 kali lipat setiap 10 tahun. Di bawah ini adalah informasi tentang area aplikasi telemekanik.

Telemekanik dalam energi

Perangkat telemekanik digunakan di fasilitas yang terpisah secara geografis di semua tahap produksi dan distribusi listrik untuk kontrol: unit (dalam pembangkit listrik tenaga air besar), pasokan listrik perusahaan industri, pembangkit listrik dan gardu induk sistem tenaga, sistem tenaga.

Ketenagalistrikan ditandai dengan adanya beberapa tingkat kendali yang termasuk dalam sistem hierarkis dengan sejumlah titik kendali dengan peringkat yang berbeda.Pembangkit listrik dan gardu induk dikelola oleh titik pengiriman sistem tenaga, dan yang terakhir membentuk sistem tenaga yang saling berhubungan.

Dalam hal ini, fungsi lokal dan terpusat dilakukan di setiap titik kontrol.

Yang pertama melibatkan pengembangan tindakan kontrol untuk objek yang dilayani oleh titik ini, sebagai hasil pemrosesan informasi yang berasal dari objek dan dari titik kontrol lainnya.

Yang kedua - transfer informasi transit dari level yang lebih rendah ke titik kontrol di level yang lebih tinggi tanpa pemrosesan atau dengan pemrosesan informasi sebagian, sedangkan transmisi TI dan sinyal kendaraan dari titik kontrol di level yang lebih rendah ke yang lebih tinggi - the tingkat pertama dilakukan.

Sebagian besar situs sistem tenaga besar, terkonsentrasi. Mereka berada pada jarak yang sangat jauh, diukur dalam ratusan dan terkadang ribuan kilometer.

Paling sering informasi ditransfer melalui saluran komunikasi HF melalui saluran listrik.

Relatif sedikit informasi yang diperlukan untuk memantau dan mengendalikan pembangkit listrik dan gardu dalam sistem tenaga. Pada tahap ini, perangkat TU-TS dengan pembagian waktu sinyal, perangkat frekuensi saluran tunggal dan sistem TI frekuensi pulsa yang beroperasi melalui saluran komunikasi khusus digunakan.

Untuk meningkatkan kualitas energi yang disuplai, meningkatkan keandalan pengoperasian jaringan transmisi daya dan mengurangi kerugian, diperlukan tambahan kompleksitas kontrol pengiriman. Tugas-tugas ini dapat diselesaikan dengan pengenalan luas teknologi komputasi pada berbagai tahap manajemen.

Lihat juga: Sistem telemekanis dalam energi Dan Titik pengiriman dalam sistem catu daya

Telemekanik di industri minyak dan gas

Perangkat kendali jarak jauh digunakan untuk kontrol terpusat dan pengelolaan sumur minyak atau gas, titik pengumpulan minyak, kompresor dan instalasi lain di ladang minyak atau gas.

Jumlah sumur minyak telemekanisasi saja sudah puluhan ribu. Kekhususan proses teknologi untuk produksi, pemrosesan primer, dan transportasi minyak dan gas terdiri dari kontinuitas dan otomatisitas proses ini, yang tidak memerlukan campur tangan manusia dalam kondisi normal.

Alat telemekanik memungkinkan Anda untuk beralih dari layanan sumur tiga shift dan situs lain ke satu shift, dengan tim darurat yang bertugas di shift sore dan malam.

Dengan diperkenalkannya telemekanisasi, pembesaran ladang minyak sering dilakukan. Hingga 500 sumur dikendalikan secara terpusat, tersebar di area seluas beberapa kilometer2 hingga puluhan km2... Jumlah TU, TS dan TI di setiap stasiun kompresor, stasiun pengumpul oli, dan instalasi lainnya mencapai puluhan.

Pekerjaan saat ini sedang dilakukan untuk menggabungkan ladang minyak ke dalam produksi untuk mempertahankan kondisi ladang minyak dan fasilitas lapangan yang optimal.

Sarana otomatisasi dan telemekanik memungkinkan untuk mengubah dan menyederhanakan teknologi, proses di ladang minyak, yang memberikan efek ekonomi yang besar.

Pipa utama

Perangkat telemekanik digunakan untuk kontrol terpusat dan manajemen pipa gas, pipa minyak, dan pipa produk.

Layanan dispatcher regional dan pusat diatur di sepanjang jaringan pipa utama.Yang pertama mencakup objek spesifikasi teknis, peralatan teknis, dan informasi teknis di cabang pipa, di jalur pintas penyeberangan sungai dan rel kereta api. dll., objek proteksi katodik, stasiun pompa dan kompresor (keran, katup, kompresor, pompa, dll.).

Area operator regional adalah 120 — 250 km, misalnya antara stasiun pompa dan kompresor yang berdekatan. Fungsi TU (operasional) dilakukan oleh pusat, oleh operator hanya jika tidak dipercayakan kepada operator distrik.

Ada kecenderungan untuk mengurangi fasilitas kontrol teknis dengan pengalihan fungsi ini ke perangkat otomasi lokal, ke transisi ke manajemen terpusat tanpa layanan operator distrik atau mengurangi fungsinya.

Industri kimia, metalurgi, teknik

Di perusahaan industri besar, perangkat telemekanis mentransmisikan informasi operasional dan statistik produksi baik untuk pengelolaan industri individu (bengkel teknologi, fasilitas energi) dan untuk pengelolaan seluruh pabrik.

Dengan jarak antara titik kontrol dan titik kontrol 0,5 - 2 km, telemekanik berhasil bersaing dengan sistem transmisi jarak jauh dan memberikan penghematan karena pengurangan panjang kabel.

Perusahaan industri dicirikan oleh adanya benda-benda besar yang terkonsentrasi dan tersebar. Yang pertama termasuk gardu listrik, kompresor dan stasiun pompa, bengkel teknologi, yang kedua - objek yang terletak satu per satu atau dalam kelompok kecil (katup untuk memasok gas, air, uap, dll.).

Informasi berkelanjutan ditransmisikan oleh perangkat sistem telemetri intensitas, perangkat TI dengan pulsa waktu atau pulsa kode. Yang terakhir biasanya termasuk dalam perangkat TU-TS-TI yang kompleks, mentransmisikan informasi diskrit dan berkelanjutan melalui saluran komunikasi.

Jalur komunikasi kabel terutama digunakan di perusahaan industri.

Peningkatan jumlah informasi yang masuk ke pusat kendali membutuhkan otomatisasi pemrosesannya. Dalam hal ini, sistem kompleks digunakan yang menyediakan pemrosesan informasi untuk operator (operator).

Industri pertambangan dan batubara

Dalam industri pertambangan dan pertambangan batu bara, perangkat telemekanis digunakan untuk mengontrol dan memantau objek terkonsentrasi yang terletak di tambang dan di permukaan, untuk mengontrol objek bergerak yang tersebar di area pertambangan, untuk mengontrol sistem aliran-transportasi. Dua tugas terakhir paling spesifik untuk pertambangan dan industri pertambangan batubara.

Dalam pekerjaan bawah tanah, di mana, misalnya, terdapat perangkat untuk troli telecounling, sinyal telemekanis ditransmisikan melalui saluran listrik 380 V — 10 kV melalui saluran telepon sibuk, serta saluran gabungan: dari objek bergerak ke gardu penurun - a jaringan listrik bertegangan rendah, lalu ke ruang kontrol - sepasang kabel bebas atau sibuk di kabel telepon. Sistem waktu dan frekuensi TU — TS digunakan.

Distorsi jadwal kerja sistem transportasi aliran mengganggu siklus teknologi, oleh karena itu perangkat telemekanis harus meningkatkan keandalan.Dalam hal ini, jalur komunikasi kabel digunakan antara pusat pengiriman, titik kontrol lokal, dan titik kontrol.

Transportasi kereta api

Saya memiliki otomatisasi kereta api dan sistem telemekanis dalam transportasi kereta api yang dirancang untuk memastikan pergerakan kereta api yang aman dan urgensi pergerakannya. Kedua tujuan ini biasanya dicapai secara bersamaan dengan perangkat tersebut. Kerusakan mereka memengaruhi keamanan dan urgensi gerakan.

Persyaratan utama untuk perangkat otomasi dan telemekanik dalam hal ini adalah kesesuaian perangkat dengan kondisi operasi — intensitas dan kecepatan gerakan — dan keandalan operasinya yang tinggi.

Perangkat telemekanik digunakan untuk mengontrol pasokan jalan yang dialiri listrik dan untuk memusatkan pengiriman (kontrol sakelar dan sinyal) di dalam suatu lokasi (sirkuit kontrol) atau stasiun.

Dalam manajemen daya kereta api ada dua tugas independen: kontrol gardu traksi, pos seksi dan kontrol pemisah overhead. Pada saat yang sama, kontrol dilakukan dalam lingkaran pengiriman dengan panjang 120-200 km, di mana terdapat 15-25 titik kontrol (gardu traksi, pos seksi, stasiun dengan pemisah udara).

TU dengan pemisah catenary memungkinkan pekerjaan perbaikan dilakukan tanpa mengganggu jadwal kereta api. Pemisah TU, yang terletak dalam kelompok kecil di sepanjang rel, dilakukan oleh perangkat khusus TU — TS.

Info lebih lanjut: Otomatisasi kereta api dan telemekanik

Sistem irigasi

Perangkat kendali jarak jauh digunakan untuk kontrol terpusat dan pengelolaan asupan dan distribusi air.

Ini adalah salah satu pengguna telemekanik terbesar. Mereka digunakan untuk mengontrol sistem irigasi gravitasi, saluran utama dan sumur penerima air (termasuk gerbang air, perisai, katup, pompa, ketinggian air dan aliran TI, dll.). Panjang sistem irigasi dengan remote control hingga 100 km.

Sistem SCADA dalam telemekanik

SCADA (kependekan dari supervisory control and data acquisition) adalah paket perangkat lunak yang dirancang untuk mengembangkan atau menyediakan operasi sistem secara real-time untuk mengumpulkan, memproses, menampilkan, dan mengarsipkan informasi tentang objek pemantauan atau kontrol.

Sistem SCADA digunakan di semua sektor ekonomi, di mana diperlukan untuk memberikan kontrol operator atas proses teknologi secara real time.

Lihat di sini untuk detail lebih lanjut: Sistem SCADA dalam instalasi listrik