RU2015573C1

RU2015573C1 - Telecontrol system

Info

Publication number: RU2015573C1
Authority: RU
Inventors: Александр Иванович Горшков
Original assignee: Александр Иванович Горшков
Priority date: 1991-10-29
Filing date: 1991-10-29
Publication date: 1994-06-30

Abstract

FIELD: control systems. SUBSTANCE: system has control board, communication optical channel and receivers, provided with regulators. Outputs of the receivers are connected to actuating members. The receivers are integrated by common pressure-tight cases, provided with electric generators, which are energized from pneumatic hydraulic main. The receivers are connected with actuating members through the regulators. The regulators are connected to actuating member through drive, energized by pneumatic hydraulic main. EFFECT: improved functional reliability; spark-safety. 1 dwg

Description

Изобретение относится к системам передачи сигналов, в частности к телемеханике, и может найти применение в установках, работающих во взрывоопасных условиях, например в системах жизнеобеспечения танкеров, плавучих буровых установок и в системах управления взрывоопасными технологическими установками, в т.ч. в мукомольной, угольной и других отраслях промышленности. The invention relates to signal transmission systems, in particular to telemechanics, and can find application in installations operating in explosive atmospheres, for example, in life support systems of tankers, floating drilling rigs and in control systems for explosive technological installations, including in the milling, coal and other industries.

Известна система телемеханики, содержащая передающие блоки, канал передачи импульсных сигналов и приемные блоки. A known telemechanics system containing transmitting blocks, a channel for transmitting pulse signals and receiving blocks.

Недостатком этой системы является сложность реализации и повышенная трудоемкость при использовании во взрывоопасной окружающей среде. Эти недостатки обусловлены необходимостью прокладки электрических кабелей в трубах, сложностью изготовления корпусов взрывозащищенного оборудования со сложными кабельными вводами, повышенными требованиями к квалификации обслуживающего персонала для поддержания требуемой взрывозащищенности оборудования во время эксплуатации. The disadvantage of this system is the complexity of implementation and increased complexity when used in an explosive environment. These shortcomings are caused by the need to lay electric cables in pipes, the complexity of manufacturing enclosures of explosion-proof equipment with complex cable glands, increased requirements for the qualifications of staff to maintain the required explosion-proof equipment during operation.

Известна система телемеханики, содержащая блок управления, взрывобезопасный канал передачи информации, защищенность которого обеспечивается низкими уровнями мощности сигналов, передаваемых по кабелю, приемный блок, подключенный по цепи питания к электрогенератору, запитанному от пневмогидромагистрали, а также исполнительное устройство. A known telemechanics system comprising a control unit, an explosion-proof information transmission channel, the security of which is ensured by low power levels of signals transmitted via cable, a receiving unit connected via a power supply circuit to an electric generator powered from a pneumohydraulic main, and also an actuator.

Однако и этой системе присущи недостатки, обусловленные отсутствием функциональной взрывозащищенности при управлении силовыми исполнительными устройствами повышенной мощности. Эти недостатки обусловлены тем, что для подвода питания к силовым исполнительным элементам повышенной мощности, управляемым электрическими сигналами с выхода приемников, необходимо использовать средства взрывозащиты оболочек оборудования с электрогенераторами и специализированные виды взрывозащищенных электродвигателей, использовать взрывозащищенные кабельные вводы, т.е. использовать средства, увеличивающие габариты оборудования, сложность его изготовления, монтажа и обслуживания. Эти средства нейтрализуют положительный эффект от использования взрывозащищенного канала передачи управляющей информации и делают известное техническое решение конкурентоспособным в ограниченном числе случаев. However, this system also has disadvantages due to the lack of functional explosion protection when controlling high-power actuators. These shortcomings are due to the fact that in order to supply power to high-power actuators controlled by electrical signals from the output of the receivers, it is necessary to use the means of explosion protection of equipment shells with electric generators and specialized types of explosion-proof electric motors, to use explosion-proof cable entries, i.e. use tools that increase the dimensions of the equipment, the complexity of its manufacture, installation and maintenance. These tools neutralize the positive effect of using an explosion-proof control information transmission channel and make the known technical solution competitive in a limited number of cases.

Целью изобретения является повышение функциональной надежности путем обеспечения искробезопасности системы. The aim of the invention is to increase functional reliability by ensuring intrinsic safety of the system.

В данной системе пневмомагистраль выполняет функцию энергоносителя для питания скомпонованных в общей герметической оболочке электроэлементов, т. е. ее функция отделена от функции элементов, обеспечивающих передачу информации, при сохранении эффективности передачи энергии в малых габаритах, характерных для пневмогидравлических систем. Это обеспечивает возможность дистанционного управления взрывозащищенных исполнительных устройств с мощными исполнительными механизмами при отсутствии внешних электрических связей крупногабаритных взрывозащищенных оболочек для исполнительных устройств. Габариты распределителей или, более широко, регуляторов потоков энергонесущей среды, совмещенных с электротехническими элементами, настолько малы по сравнению с исполнительными механизмами, что они могут изготавливаться и поставляться на монтаж в виде отдельных неразборных блоков, не имеющих токонесущих элементов, контактирующих с внешней средой. Это придает изобретению новое свойство, которое не следует из свойств, проявляемых отличительными признаками изобретения в известных технических решениях, чем подтверждается соответствие изобретения критерию "существенные отличия". In this system, the pneumatic line performs the function of an energy carrier for powering electrical elements arranged in a common hermetic enclosure, i.e., its function is separated from the function of the elements that ensure the transmission of information, while maintaining the efficiency of energy transfer in small dimensions characteristic of pneumohydraulic systems. This enables remote control of explosion-proof actuators with powerful actuators in the absence of external electrical connections of large explosion-proof enclosures for actuators. The dimensions of the distributors or, more broadly, the regulators of the flows of the energy-carrying medium combined with electrical elements are so small in comparison with the actuators that they can be manufactured and delivered for installation in the form of separate non-separable blocks that do not have current-carrying elements in contact with the external environment. This gives the invention a new property that does not follow from the properties shown by the distinguishing features of the invention in the known technical solutions, which confirms the compliance of the invention with the criterion of "significant differences".

На чертеже приведен пример реализации системы телеуправления. The drawing shows an example implementation of a telecontrol system.

Система телеуправления содержит на пункте 1 управления передатчики 2 и светодиоды 3, подключенные к взрывозащищенному оптическому каналу 4 связи. Для кодирования и декодирования информации в данном примере реализации принят частотный метод, в соответствии с чем светодиоды 3 для каждого передатчика 2 выбраны с различающейся длиной волны излучения. К оптическому каналу 4 связи через фильтры 5 с полосой пропускания, соответствующей длинам излучения отдельных светодиодов 3, подключены приемники 6. Приемники скомпонованы в общем герметичном корпусе 7 с электрогенераторами 8, запитанными от пневмогидромагистрали 9, и пневмогидрораспределителями (регуляторами) 10 с электрическим управлением, запитанными (в частном случае через приемники 6) от электрогенератора 8. Приемники 6 подключены через пневмогидрораспределитель 10 к исполнительным элементам, запитанным от пневмогидромагистрали 9. Пневмогидрораспределители 10 в случае необходимости могут быть снабжены не показанными на чертеже дросселями, обратными клапанами, предохранительными клапанами и т. п. , не показанными на чертеже средствами, обеспечивающими специфику их использования и характер регулирования потока рабочей среды от пневмогидромагистрали 9. The telecontrol system comprises, at control point 1, transmitters 2 and LEDs 3 connected to an explosion-proof optical communication channel 4. For encoding and decoding information in this implementation example, a frequency method is adopted, according to which the LEDs 3 for each transmitter 2 are selected with a different radiation wavelength. The receivers 6 are connected to the optical communication channel 4 through filters 5 with a passband corresponding to the emission lengths of the individual LEDs 3. The receivers are arranged in a common sealed housing 7 with electric generators 8, powered from the pneumohydraulic line 9, and pneumohydrodistributors (regulators) 10 with electric control, powered (in the particular case through the receivers 6) from the electric generator 8. The receivers 6 are connected through a pneumohydroallocator 10 to the actuators powered from the pneumohydraulic highway 9. if necessary, the hydraulic distributors 10 can be equipped with throttles not shown in the drawing, check valves, safety valves, etc., not shown in the drawing by means providing the specifics of their use and the nature of the regulation of the working medium flow from the pneumohydraulic line 9.

В приемники 6 могут быть также введены не показанные на чертеже запитываемые от электрогенераторов 8 передатчики оптических сигналов обратной связи, а также мультиплексоры и демультиплексоры, обеспечивающие возможность применения дискретных систем уплотнения информации и повышенную точность регулирования, усилители и другие необходимые для конкретной специфики использования системы технические средства, не имеющие контактов токонесущих элементов с внешней средой. Optical feedback transmitters, not shown in the drawing, which are powered by electric generators 8 and are not shown in the drawing, as well as multiplexers and demultiplexers, providing the possibility of using discrete information compression systems and increased regulation accuracy, amplifiers, and other technical means necessary for a specific use of the system, can also be introduced into receivers 6 having no contacts of current-carrying elements with the external environment.

Приемники 6 вместе с электрогенераторами 8 и пневмогидрораспределителями 10 могут герметизироваться заливкой в единый корпус (за исключением сочленений трубопроводов и вводов оптического кабеля, т.е. узлов, не требующих защиты от взрывоопасной среды), заменяемый на объекте в случае необходимости целиком. The receivers 6, together with the electric generators 8 and pneumatic distributors 10, can be sealed by pouring into a single housing (with the exception of joints of pipelines and optical cable entries, i.e. nodes that do not require protection from an explosive atmosphere), which can be replaced entirely if necessary.

При работе в условиях не только взрывоопасной, но и агрессивной среды оптический кабель может прокладываться внутри трубопроводов пневмогидромагистрали, что повышает живучесть системы. When working in conditions of not only explosive, but also aggressive environments, the optical cable can be laid inside the pipelines of the pneumohydraulic line, which increases the survivability of the system.

Система работает следующим образом. The system operates as follows.

Управляющие сигналы, кодируемые в данном варианте исполнения системы длиной волны излучения соответствующего светодиода 3 и декодируемые фильтрами 5, поступают в приемники 6. Нагнетаемая по пневмогидромагистрали 9 рабочая среда (жидкость или сжатый воздух) приводит в действие электрогенераторы 8, которые вырабатывают электроэнергию, питающую приемники и пневмогидрораспределитель 10, а также другие электрокомпоненты устройства, скомпонованного в герметичном корпусе 7. В зависимости от управляющего воздействия с выхода приемника 6 пневмогидрораспределитель 10 регулирует подаваемый от пневмогидромагистрали 9 поток рабочей среды, который обеспечивает работу исполнительного элемента в соответствии с характером управляющего воздействия, поступившего от передатчика 2. The control signals encoded in this embodiment of the system by the radiation wavelength of the corresponding LED 3 and decoded by the filters 5 are fed to the receivers 6. The pumped medium (liquid or compressed air) injected through the pneumohydraulic highway 9 drives the electric generators 8, which generate electricity that feeds the receivers and pneumohydrodistributor 10, as well as other electrical components of the device, arranged in a sealed enclosure 7. Depending on the control action from the output of the receiver 6 idroraspredelitel 10 regulates the feed from pnevmogidromagistrali 9 working fluid flow, which enables operation of the actuator in accordance with the nature of the control action provided by the transmitter 2.

Предложенная система обеспечивает гарантированную взрывобезопасность работы приводов независимо от условий монтажа и эксплуатации, а также квалификации монтажников и обслуживающего персонала при обеспечении качественных характеристик управления, которые могут быть достигнуты только при использовании электронных систем регулирования. The proposed system provides guaranteed explosion-proof operation of the drives, regardless of the installation and operating conditions, as well as the qualifications of installers and maintenance personnel, while ensuring high-quality control characteristics that can only be achieved using electronic control systems.

Предложение позволяет повысить взрывозащищенность многоканальных помехоустойчивых систем телеуправления с волоконно-оптическими линиями связи и мощными силовыми исполнительными устройствами. За счет отсутствия электроэлементов, контактирующих со средой независимо от качества выполнения работ, повышается живучесть танкеров, плавучих буровых установок и технологических установок, связанных с процессами, протекающими во взрывоопасных средах, где по условиям эксплуатации организационно затруднена замена автономных источников питания, приводов или их перезарядка, эксплуатационный контроль, хранение. The proposal allows to increase the explosion protection of multi-channel noise-resistant telecontrol systems with fiber optic communication lines and powerful power actuators. Due to the absence of electrical elements in contact with the medium, regardless of the quality of work, the survivability of tankers, floating drilling rigs and technological installations associated with processes occurring in explosive atmospheres increases, where, under operating conditions, it is organizationally difficult to replace autonomous power supplies, drives or recharge them, operational control, storage.

Claims

A telecontrol system that contains transmitters at the control point, the outputs of which through an optical communication channel are connected to the receivers of the corresponding control objects, on each of which the power input of the receiver is connected to an electric generator connected to the pneumohydraulic line, and an actuator, characterized in that, in order to increase the functional reliability by ensuring the intrinsic safety of the system, a pneumohydrodistributor is introduced at each control object, the input and output of which are connected accordingly etstvenno to pnevmogidromagistrali and entry pnevmogidroprivoda actuator receiver output connected to a control input pnevmogidroraspredelitelya disposed with a receiver and an electric generator in a sealed housing.