Пристрій для телеуправління енергетичними об’єктами

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам телеуправления энергетическими объектами, например, коммутационными аппаратами электрических сетей. Известно устройство для дистанционного управления [Авт.св. №1769298, кл. Η 02 J 13/00, 1992], содержащее приемный блок с источником питания, детектором частоты, импульсным трансформатором и формирователем импульсов и блок управления с кнопками управления, ключом прерываний и генератором импульсов. Устройство позволяет осуществлять по двухпроводной линии команды включения и отключения объектом управления. Однако, данное устройство нельзя использовать для телеуправления энергообъектов из-за отсутствия соответствующей приемо-передающей аппаратуры, а также невозможности осуществления в нем функций проверки правильности выполнения предварительной команды телеуправления. Наиболее близким к заявляемому является устройство для управления электрической нагрузкой предприятия [Комплекс технических средств информационно-измерительной и управляющей системы ЦТ5000. Инструкция по эксплуатации 3.670.088.ИЭ. Киев, Точэлектроприбор, 1987; Автоматизированное рабочее место ХК 5003. Руководство по эксплуатации 3.670.100 РЭ. 4.2. Киев, Точэлектроприбор, 1987], содержащее последовательно соединенные командный блок установки и задания, передающий блок, линию связи, приемный блок, а также шинный формирователь, селектор адреса, буферный регистр и выходной блок. Выход данных приемника через шинный формирователь подключен ко входу данных буферного регистра, выход которого подключен ко входу выходного блока. Адресный выход приемника подключен ко входу селектора адреса, выход которого подключен к управляющим входам шинного формирователя и буферного регистра. Данное устройство широко внедрено на промышленных предприятиях и в электрических сетях энергосистем. Это устройство позволяет осуществлять включение, отключение регулируемых объектов, и тем самым формировать оптимальные режимы электропотребления. Однако, данное устройство обладает недостаточной надежностью вследствие возможного ложного самопроизвольного включения, отключения объектов управления из-за вероятных отказов, сбоев, выхода из строя элементов аппаратурной части устройства (распрограммирование микросхем, пробой оптронных ключей и пр.). Кроме того, данное устройство не позволяет осуществлять проверку правильности отработки операций телеуправления (предварительная и исполнительная команды), что снижает функциональные возможности и, соответственно, надежность работы устройства в целом. Задачей изобретения является такое усовершенствование устройства телеуправления энергетическими объектами, которое позволяет расширить функциональные возможности устройства путем обеспечения контроля правильности выполнения операций телеуправления и повысить надежность работы устройства за счет исключения самопроизвольного срабатывания выходных реле. Поставленная задача решается путем введения в устройство для телеуправления энергетическими объектами, содержащее соответствующим образом соединенные командный блок, центральный приемопередающий блок, канал связи, объектный приемо-передающий блок, шинный формирователь, селектор адреса, буферный регистр, дополнительно блока сравнения кодов, входы которого подключены к выходу командного блока и выходу центрального приемо-передающего блока, а выход подключен к дополнительному входу командного блока, блок элементов "Исключающее ИЛИ", блока ключей, блока контроля правильности выполнения операций телеуправления, который своим первым информационным входом подключен к выходу шинного формирователя, вторым информационным входом подключен к информационному выходу выходного блока, первым входом управления подключен к выходу управления объектного приемопередающего блока, вторым входом управления подключен к дополнительному выходу селектора адреса, третьим входом управления подключен к четвертому выходу буферного регистра, первым выходом управления подключен к третьему входу управления выходного блока, вторым выходом управления подключен ко входу управления объектного приемо-передающего блока, информационным выходом подключен к информационному входу буферного регистра, первый выход которого подключен через последовательно соединенные блок элементов "Исключающее ИЛИ" и блок ключей к блокировочному входу выходного блока, первый вход управления которого подключен ко второму выходу буферного регистра, а второй вход управления соединен через блок элементов "Исключающее ИЛИ" с третьим выходом буферного регистра. Введение блока 5 сравнения кодов и блока 10 контроля правильности выполнения операций телеуправления расширяет функциональные возможности устройства за счет осуществления проверок исходного состояния выходного блока и правильности выполнения отдельных операций команды телеуправления, что повышает надежность работы устройства в целом. Наличие блоков 5 и 10 облегчает также дальнейшую диагностику при отказах в канале связи, в аппаратуре контролируемого пункта и пр.. Введение блока 9 элементов "Исключающее ИЛИ" и блока 12 ключей позволяет подавать питание на элементы выходного блока 11 только в период отработки команды телеуправления, что также повышает надежность работы устройства за счет уменьшения вероятности самопроизвольного срабатывания реле в результате отказов, пробоев элементов в аппаратной части устройства. Наличие блока 9 элементов "Исключающее ИЛИ" с соответствующими связями дополнительно повышает надежность работы устройства при отработке команды телеуправления за счет исключения возможности подачи ложной команды включения реле при распрограммировании блока 8 или при возникновении помех при передаче сигналов. В этой ситуации на входы блока 9 будут поступать сигналы одного (высокого) уровня, что приведет к формированию на его выходе запрещающего сигнала низкого уровня, блокирующего возможное ложное включение реле. Разрешающий сигнал на выходе блока 9 формируется при несовпадении сигналов на его входах, что обеспечивается соответствующей кодовой посылкой команды телеуправления. На фиг.1 представлена структурная схема устройства для телеуправления энергетическими объектами. Устройство для телеуправления содержит последовательно соединенные командный блок 1, центральный приемо-передающий блок 2, канал связи 3, объектный приемо-передающий блок 4, а также блок 5 сравнения кодов, первый и второй информационные входы которого подключены, соответственно, к выходу командного блока 1 и дополнительному выходу центрального приемо-передающего блока 2, а выход подключен к дополнительному входу командного блока 1, блок 6 шинного формирователя, блок 7 селектора адреса, блок 8 буферного, регистра, блок 9 элементов "Исключающее ИЛИ", блок 10 контроля правильности выполнения операций телеуправления, выходной блок 11, блок 12 ключей. Выход данных объектного приемопередающего блока 4 через блок 6 шинного формирователя подключен ко входу данных блока 8 буферного регистра и к первому информационному входу блока 10 контроля, второй информационный вход которого подключен к информационному выходу выходного блока 11. Выход управления объектного приемопередающего блока 4 соединен со входом управления блока 8 буферного регистра и первым входом управления блока 10 контроля, второй вход управления которого подключен к дополнительному выходу блока 7 селектора адреса, который своим входом подключен ко второму адресному выходу блока 4, а выходами - к блокировочным входам шинного формирователя 6 и блока 8 буферного регистра. Адресный вход блока 8 буферного регистра подключен к первому адресному выходу блока 4. Блок 8 буферного регистра своим первым выходом через блок 9 элементов "Исключающее ИЛИ" и блок 12 ключей подключен ко входу блокировки выходного блока 11, первый вход управления которого подключен ко второму выходу блока 8 буферного регистра, третий выход которого через блок 9 элементов "Исключающее ИЛИ" подключен ко второму входу управления выходного блока 11. Четвертый выход блока 8 буферного регистра подключен к третьему входу управления блока 10 контроля, первый выход управления которого подключен к третьему входу управления выходного блока 11, второй выход управления - ко входу управления объектного приемопередающего блока 4, а информационный выход - к информационному входу блока 8 буферного регистра. Основу центрального (объектного) приемо-передающего блока 2(4) составляют приемо-передатчик, контроллер, таймер, элементы памяти и интерфейс. Выходной блок 11 включает группу ключей и блок промежуточных реле (например, РП-21). На фиг.2 приведен пример конкретного выполнения блока 10 контроля правильности выполнения операций телеуправления, который включает блок 13 ключей, элемент "ИЛИ-НЕ" 14 буферный регистр 15, блок 16 сравнения. Входы элемента "ИЛИ-НЕ" 14 являются первым и вторым входами управления блока 10 контроля, а выход блока 14 подключен ко входам управления блоков 15 и 16. Вход блока 13 ключей является третьим входом управления блока 10, первый выход управления которого является выходом блока 13. Вход буферного регистра 15 является первым информационным входом блока 10 контроля, второй информационный вход которого является одновременно информационным выходом блока 10 и входом блока 16 сравнения, который своим первым входом подключен к выходу буферного регистра 15. Выход блока 16 сравнения является вторым выходом управления блока 10 контроля. Устройство работает следующим образом. С выхода командного блока 1 сигнал (код) команды телеуправления (ТУ), содержащий информацию о номере объекта управления и виде операции (например, для двухпозиционных объектов - "включить", "отключить") одновременно поступает на вход центральное приемо-передающего блока 2, с помощью которого он преобразуется в вид удобный для передачи по каналу связи, и на вход блока 5 сравнения кодов, где он запоминается на определенное время. Далее модулированный сигнал телеуправления по каналу связи 3 поступает на вход приема телесигнала объектного приемо-передающего блока 4 соответствующего контролируемого пункта, где производится демодуляция сигнала телеуправления и формирование на выходах определенных кодовых сигналов, соответствующих адресу контролируемого пункта, номеру объекта управления и виду команды. При совпадении номеров контролируемого пункта в кодовой посылке и на адресных входах селектора адреса 7, последний разрешает прохождение кода телеуправления (кода включения соответствующих реле выходного блока 11) с выхода данных блока 4 через шинный формирователь 6 на вход данных блока 8 буферного регистра. По сигналу с выхода управления объектного приемо-передающего блока 4 на одном из выходов буферного регистра 8, определяемом сигналом на адресном входе, производится запись кода соответствующей операции команды телеуправления. Учитывая высокую ответственность телеуправления, особенно коммутационными аппаратами в электрических сетях, обработка команды телеуправления осуществляется в два этапа: предварительная команда (команда выбора номера объекта) с включением предварительных реле выходного блока и исполнительная команда с включением исполнительных реле выходного блока. Исполнительная цепь команды телеуправления состоит из последовательно соединенных контактов соответствующих предварительных и исполнительных реле. На первом выходе блока 8 буферного регистра записывается код команды включения питания выходного блока. Во избежание самопроизвольного, ложного включения реле из-за вероятных сбоев, отказов, пробоев в аппаратной части устройства нормально питание к выходному блоку не подводится. Питание подается только в период отработки команды телеуправления. На втором выходе блока 8 записывается код предварительной команды телеуправления, т.е. включения предварительного реле, соответствующего номеру объекта управления. На третьем выходе блока 8 записывается код исполнительной команды, которая формируется после проверки правильности отработки предварительной команды. На четвертом выходе записывается команда запуска блока 10 контроля, который осуществляет проверку работоспособности выходного блока в исходном состоянии и проверку правильности срабатывания предварительных и исполнительных реле. До выполнения предварительной команды сигналом с первого выхода блока 8 буферного регистра через элемент "исключающее ИЛИ" 9 вначале подается с помощью блока 12 ключей питание на блокировочный вход выходного блока 11. Затем на четвертом выходе блока 8 буферного регистра формируется сигнал проверки исходного состояния реле, который с некоторой задержкой (учет собственного времени срабатывания реле) подается на третий вход управления блока 10 контроля, на первом выходе управления которого формируется соответствующий сигнал стробируемого напряжения,, подаваемого на третий вход управления выходного блока 11. В случае, если контакты всех реле разомкнуты, то с информационного выхода блока 11 на второй информационный вход блока 10 контроля поступает сигнал низкого уровня, соответствующий исправному исходному состоянию выходного блока 11. На информационном выходе блока 10 контроля формируется сигнал, соответствующий исправному состоянию реле (сигнал высокого уровня), этот сигнал поступает на информационный вход блока 8 буферного регистра, откуда он затем считывается по соответствующим сигналам управления и поступает на вход данных объектного приемо-передающего блока 4. Данный сигнал разрешает дальнейшее выполнение операций телеуправления, а, именно, выполнение предварительной команды. Если в период проверки исходного состояния имеются замкнутые контакты хотя бы одного реле, то в этом случае на информационном выходе блока 11 формируется сигнал высокого уровня, который через блок 10 контроля и блок буферного регистра поступает на вход данных блока 4. Этот сигнал блокирует дальнейшее выполнение операций телеуправления, поскольку в этом случае возможно ложное выполнение команды телеуправления, что недопустимо. Для выполнения предварительной команды телеуправления блок 4 на втором выходе блока 8 буферного регистра формирует сигнал (код) включения предварительного реле, соответствующего номеру Ni объекта телеуправления. При поступлении этого кода на первый вход управления выходного блока 11 срабатывает предварительное реле Ni. Одновременно с этим на первый информационный вход блока 10 поступает с выхода блока 6 код, соответствующий команде включения предварительного реле Ni, и записывается в буферный регистр этого блока, После этого блок 4 на четвертом выходе блока 8 формирует сигнал проверки правильности срабатывания предварительного реле. Этот сигнал поступает на третий вход управления блока 10 контроля, который на своем первом выходе управления формирует стробирующее напряжение, поступающее на контакты реле выходного блока 11. При этом на информационном выходе блока 11 формируется код, соответствующий номеру срабатывания предварительного реле, который поступает на второй информационный вход блока 10 контроля. Если сигналы, поступающие на первый и второй информационные входы блока 10 контроля, совпадают, то на вход управления блока 4 со второго выхода управления блока 10 контроля поступает сигнал, разрешающий продолжение отработки операций телеуправления. После этого блок 4 считывает код, поступивший на информационный вход блока 8 через блок 10 контроля от выходного блока 11, соответствующий номеру сработавшего предварительного реле N). Этот код вместе с признаком выполнения предварительной команды объектный приемо-передающий блок 4 передает в обратном направлении по каналу связи 3 в центральный приемо-передающий блок 2, откуда это кодовая посылка поступает в блок 5 для сравнения с ранее записанным кодом номера объекта телеуправления. Если коды совпадают, то сбоя в передаче сигналов по каналу связи нет и блок 5 сравнения подает в командный блок 1 сигнал разрешения на продолжение операций телеуправления, т.е. на выполнение исполнительной команды. Командный блок 1 формирует исполнительную команду телеуправления (включение или отключение) объекта Ni, которая содержит аналогично предварительной команде информацию о номере контролируемого пункта, номере объекта телеуправления, виде команды и служебные символы. Исполнительная команда поступает в блок 4, где она сравнивается с ранее поступившей предварительной командой. Если эти команды совпадают, то блок 4 формирует исполнительную команду, которая записывается на третьем выходе блока 8 буферного регистра. Эта команда, поступая через элемент "Исключающее ИЛИ" 9 на второй вход управления блока 11, вызывает срабатывание соответствующих исполнительных реле. При этом собирается выходная исполнительная цепь отработки команды телеуправления из последовательно соединенных контактов предварительного и исполнительного реле. Если после выполнения предварительной команды сигналы, поступающие на первый и второй информационные входы блока 10 контроля, не совпадают, тона вход управления блока 4 с выхода блока 10 поступает сигнал, запрещающий дальнейшие операции телеуправления. Этот сигнал запрета свидетельствует об отказе или ложном срабатывании устройства, что недопустимо для продолжения операций телеуправления. Блок 4 блокирует выполнение команды телеуправления, формирует команду снятия напряжения питания с выходного блока 11 и посылает в блок 2 признак (код) невыполнения (сбоя, отказа) предварительной команды. При этом блок 5 формирует сигнал запрета на исполнительную команду, который подается на вход управления командного блока 1. Блок 2 передает в блок 1 код, соответствующий сбою в устройстве на уровне контролируемого пункта. Исполнительная команда блокируется. Повтор команды телеуправления не происходит. При сбоях в канале связи блок 5 сравнения также формирует сигнал запрета на исполнительную" команду. Но в этом случае возможен повтор передачи команды телеуправления на контролируемый пункт.