Структурные схемы систем телемеханики в электроснабжении

СИСТЕМА ТЕЛЕМЕХАНИКИ выполняет функции телеуправления (ТУ) объектами, удаленными от диспетчерского пункта (ДП), и передачи на диспетчерский пункт телесигналов (ТС) о положении объектов и информации о параметрах процессов, происходящих в устройствах электроснабжения, — телеизмерений (ТИ). В комплексе с АРМ ЭЧЦ систему телемеханики используют для выполнения дополнительных функций: передачи информации о расходе электроэнергии, диагностики оборудования, ретроспективного анализа аварийных ситуаций и т. п.

Передача команд, сигналов и телеметрической информации осуществляется с помощью каналов связи. При этом используют выделенные проводные (воздушные или кабельные) линии связи. В тех случаях, когда диспетчерские круги удалены от диспетчерского пункта на большие расстояния, передача информации предварительно идет по транзитным каналам, выделенным в многоканальных системах связи (в том числе по радиорелейным линиям) с последующим выходом на физические цепи. В сетевых районах для передачи телемеханической информации используют также радиоканалы в выделенном диапазоне частот. Перспективно внедрение для обмена информацией волоконно-оптических кабелей (см. раздел Управление движением поездов и отцепов).

ПЕРВЫЕ РЕЛЕЙНЫЕ системы телемеханики, разработанные во Всесоюзном н.-и. институте ж.-д. транспорта и в Московском институте инженеров ж.-д. транспорта, были созданы в 1949 г. и внедрялись в системе электроснабжения железных дорог до середины 50-х гг. Первая электронная система телеуправления БНТУ-58 была создана в 1958 г. и внедрена на Московской железной дороге. Развитием этой системы явилась серийная электронная система БСТ-59, работавшая на многих дорогах. Основой массовой телемеханизации устройств электроснабжения в 60-70-е гг. стала система ЭСТ-62, разработанная в 1962 г. В 90-е гг. отдельные комплекты этой системы продолжали работать на ряде ж. д. Высокая эксплуатационная надежность этой системы обусловлена тем, что она была выполнена с применением типовых высоконадежных модулей на основе печатного монтажа.

ЭСТ-62 (рис. 8.39) состоит из двух подсистем — частотной и временной. В частотной подсистеме ЭСТ-Ч с каждого КП сигналы передаются по индивидуальному узкополосному телеграфному каналу при ширине полосы 140 Гц с частотной модуляцией. Такой способ передачи характеризуется низкой скоростью и, что особенно важно, обладает хорошей помехоустойчивостью. Во временной подсистеме ЭСТ-В один и тот же телеграфный канал используется для поочередной передачи сигналов с различных контролируемых пунктов. ЭСТ-Ч предназначена для передачи ТС с тяговых подстанций, поскольку число объектов на них велико, а задержка информации нежелательна. ЭСТ-В применяется в основном для телемеханизации объектов со сравнительно малым объемом информации, где допустима задержка прихода информации на 10-15 с.

В 1972 г. был начат выпуск системы телемеханики «Лисна» (продолжался до начала 90-х гг.), которая стала основной для ж.-д. устройств электроснабжения и в настоящее время преобладает на сети электрифицированных ж. д. По структуре система «Лисна» аналогична ее прототипу — системе ЭСТ-62. С учетом возросших требований к объемам телемеханизации в системе «Лисна» несколько увеличен объем команд ТУ: в частотной подсистеме на 1 КП можно передавать до 80 команд, общее число объектов ТУ в пределах одного диспетчерского круга может достигать 900, суммарное число телесигналов −1800.

Для замены действующих систем телемеханики «Лисна», выработавших свой ресурс, а также для их частичной реконструкции в 1995 г. в МИИТе (МГУПС) под руководством проф. Н. Д. Сухопрудского совместно с работниками завода МЭЗ, ПКБ ЦЭ МПС и Московской дорогой разработана система МСТ-95, в которой сохранены все положительные качества и архитектура предыдущих систем. Аппаратура этой системы отличается большей надежностью и простотой обслуживания, имеет существенно меньшие размеры и вес, что обусловлено переходом на новую элементную базу — интегральные микросхемы с двусторонним печатным монтажом.

Основные характеристики системы МСТ-95:

совместимость по протоколу обмена информацией с предыдущими системами;

малогабаритный щит нового дизайна, отсутствуют стойки ТУ-ДП и ТУ ДПР;

современный пульт диспетчера, в котором предусмотрено оперативное тестирование клавиатуры, монтажа и модулей;

новая аппаратура каналов связи с более стабильными характеристиками;

увеличенный объем телеизмерений.

Совместимость МСТ-95 с предыдущими системами облегчает процесс перехода на новую систему путем поэтапной замены устройств без перерыва в эксплуатации. Так, возможна замена отдельных устройств в КП при сохранении без каких-либо переделок находящейся в работе аппаратуры ДП и, наоборот, полная замена устройств ДП без смены устройств КП. Максимальная информационная емкость комплекта системы МСТ-95 составляет 1360 объектов ТУ и 2050 ТС. МСТ-95 внедряется на ж.-д. сети СНГ.

В 1996 г. Научно-исследовательским институтом электрофизической аппаратуры НИИЭФА (г. Санкт-Петербург) разработана автоматизированная система телемеханического управления АСТМУ, предназначенная для автоматизации и телемеханизации устройств электроснабжения железных дорог.

Эта система, выполненная на современной микропроцессорной элементной базе, отличается не только большей информативностью, но и более широкими функциональными возможностями по сбору и предварительной обработке информации на контролируемых пунктах, а также большим объемом телеизмерений.

Основные характеристики системы:

число последовательных каналов связи — 2;
протокол обмена — MODBUS;
скорость передачи данных, бод, — 1200; 9600; 19200;
число команд ТУ КП — 128;
длина серии ТС КП, бит, — 256;
число КП — 64;
длительность команды ТУ, с, — от 0,5 До 7.

Изменение соотношения числа каналов ТС/ТУ в одном шкафу обеспечивается универсальностью ячеек кассеты, в которую можно устанавливать разное число модулей мультиплексоров ТС, ТУ и модулей ТУ/ТС, причем замену модулей можно проводить в процессе эксплуатации, не меняя программы контроллера шкафа.

Структурная схема АСТМУ представлена на рис. 8.40.

Диспетчерский комплект АСТМУ наряду с контроллером приема содержит также ПЭВМ с АРМ энергодиспетчера, что позволяет наряду с телемеханизацией осуществить переход энергодиспетчера на современную информационную технологию оперативной работы и обеспечить наглядное отображение больших объемов оперативной и технологической информации.

АСТМУ не обладает информационной совместимостью с системами «Лисна» и МСТ-95, поэтому для облегчения перехода на новую систему создана ее модернизированная версия АСТМУ-А, в составе которой разработан модуль «Модем УКП», позволяющий имитировать кодирование серий ТУ и ТС указанных систем на время перехода с одной системы на другую.

Осуществляется выборочное внедрение АСТМУ-А на магистральных участках железных дорог.