远程机械系统，远程机械的应用

远程机械学是一门科学技术领域，包括自动传输控制命令和远距离物体状态信息的理论和技术手段。

术语 «telemechanics» 由法国科学家 E. Branly 于 1905 年提出，用于机械和机器远程控制的科学和技术领域。

远程机械允许协调空间分离的单元、机器、装置的工作，并与通信通道一起将它们连接到一个远离生产设施或其他过程的单一控制系统。

远程机械装置与自动化手段一起，允许在当地设施中无需值班人员的情况下远程控制机器和装置，并将它们组合成具有集中控制的单一生产综合体（电力系统、铁路、航空和水运、油田、公路管道） 、大型工厂、采石场等矿山、灌溉系统、城市公用事业等）。

遥控系统 — 一组远程机械设备和通信通道，设计用于远距离自动传输控制信息。

远程机械系统的分类是根据表征其性能的主要特征进行的。他们包括：

• 传输信息的性质；
• 执行的功能；
• 管理和控制对象的类型和位置；
• 配置;
• 结构;
• 通信线路的类型；
• 使用它们传输信号的方法。

根据所执行的功能，远程机械系统分为以下系统：

• 遥控;
• 电视信号；
• 遥测;
• 远程调节。

在远程控制系统 (RCS) 中 大量基本命令，例如“开”、“关”（“是”、“否”），用于各种对象（信息接收者），通常从控制点传输。

在电讯系统 (TS) 中 控制中心接收关于对象状态的相同基本信号，例如“是”、“否”。 在遥测和遥控（TI 和 TP）中 传输测量（控制）参数的值。

TC 系统用于传输离散或连续命令以控制对象。后一种类型包括传输以平滑地改变受控参数的控制命令。用于传输控制命令的 TC 系统有时在独立的分类组中与 TR 系统区分开来。

TS 系统用于传输有关被监视对象状态的离散消息（例如，打开或关闭设备、达到参数的限值、发生紧急情况等）。

TI 系统用于传输连续的受控值。 TS 和 TI 系统组合成一组远程控制 (TC) 系统。

在许多情况下，使用组合或复杂的远程机械系统，同时执行 TU、TS 和 TI 的功能。

根据消息的传输方式，远程机械系统分为单通道和多通道。大多数系统是多通道的，通过公共通信通道向许多 TC 设施传输信号或从许多 TC 设施传输信号。它们形成了大量的对象子通道。

在铁路运输、油田和管道的远程机械系统中，不同信号 TU、TS、TI 和 TR 的总数已经达到数千个，设备元件的数量达到数万个。

远程机械系统远距离传输的控制信息是为系统一端的操作员或控制计算机以及另一端的控制对象准备的。

信息必须以用户友好的形式呈现。因此，远程机械系统不仅包括用于信息传输的设备，而且还包括以便于操作员感知或输入控制机器的形式分发和呈现的设备。这也适用于 TI 和 TS 数据采集和预处理设备。

根据服务（监视和控制）对象的类型，远程机械系统分为用于静止和移动对象的系统。

第一组包括用于固定工业装置的系统，第二组包括用于控制船舶、机车、起重机、飞机、导弹以及坦克、鱼雷、导弹等的系统。

根据被控对象和被控对象的位置，区分统一对象系统和分散对象系统。

在第一种情况下，系统服务的所有对象都位于一个点。在第二种情况下，系统服务的对象一个一个地或成组地分散在许多点上，这些点在不同的点连接到一条公共通信线路。

具有统一对象的远程机械系统尤其包括用于单个发电厂和变电站、泵和压缩机装置的系统。这样的系统服务于单点。

分布式远程机械系统包括例如油田系统。在这里，远程机械为大量（数十、数百）油井和其他分布在现场的设施提供服务，并从一个点进行控制。

分散站点的远程机械系统 — 一种远程机械系统，其中几个或大量地理上分散的控制点连接到一个公共通信信道，每个控制点可能有一个或多个技术控制、技术信息或车辆对象。

工业、交通、农业生产、过程集中控制系统中分散对象和控制点的数量远大于集中对象的数量。

在此类控制系统中，相对较小的点散布在沿线（油气管道、灌溉、运输）或区域（油气田、工业厂房等）上。所有站点都参与一个单一的、相互关联的生产过程。

具有分布式对象的远程机械系统的示例： 电网中的远程控制

远程机械的主要科学问题：

• 效率;
• 信息传输的可靠性；
• 结构优化；
• 技术资源。

远程机械问题的重要性随着对象数量、传输信息量和通信信道长度（达到数千公里）的增加而增加。

远程机械中信息传输有效性的问题在于通过压缩来经济地使用通信信道，即减少信道数量并更合理地使用它们。

传输可靠性问题是消除传输过程中由于干扰的影响而造成的信息丢失，以及保证硬件的可靠性。

结构优化——在选择通信信道方案和远程机械系统设备时，保证了信息传输的最大可靠性和效率。

选择基于综合标准。结构优化的重要性随着系统的复杂性以及向具有分布式对象和多级控制的复杂系统的过渡而增加。

远程机械学的理论基础包括：信息论、噪声防护论、统计通信论、编码论、结构论、可靠性论。这些理论及其应用是在考虑到远程机械的具体情况的情况下发展起来的。

最复杂和最复杂的问题出现在大型远程控制系统的综合中，包括远程自动化系统。对于此类系统的综合，更加需要一种基于通用标准的综合方法，同时考虑到信息的传输条件和最佳处理。这提出了最佳远程控制的问题。

现代远程机械的特点是方法和技术手段在各个方向的发展。远程机械系统的应用领域数量和每个领域的实施量都在不断扩大。

几十年来，远程机械的引进量每 10 年增加约 10 倍。以下是有关远程机械应用领域的信息。

能源中的远程机械

远程机械设备用于控制电力生产和分配的所有阶段的地理分离设施：机组（大型水力发电厂内）、工业企业的电源、电力系统的发电厂和变电站、电力系统。

电力的特点是在具有许多不同级别的控制点的分级系统中存在多个级别的控制。发电厂和变电站由电力系统调度点统一管理，后者构成互联的电力系统。

在这方面，本地和集中功能在每个控制点执行。

第一个涉及为该点服务的对象开发控制动作，作为处理来自对象和其他控制点的信息的结果。

对于第二个 - 将交通信息从较低级别传输到较高级别的控制点而不处理或部分处理信息，同时将 TI 和车辆信号从较低级别的控制点传输到较高级别 -第一级执行。

大多数电力系统站点都很大，集中。它们位于很远的地方，以数百公里甚至数千公里为单位。

大多数情况下信息被传递 通过电力线上的高频通信信道.

监测和控制电力系统中的发电厂和变电站所需的信息相对较少。在这个阶段，使用了具有信号时分的TU-TS设备，通过特殊通信通道运行的频率和脉冲频率TI系统的单通道设备。

为了提高所供应能源的质量，增加输电网络运行的可靠性并减少损失，调度控制的额外复杂性是必要的。这些任务可以通过在管理的各个阶段广泛引入计算技术来解决。

也可以看看： 能源中的远程机械系统 和 供电系统调度点

石油和天然气行业的远程机械

远程控制装置用于对油气田的油气井、集油点、压缩机等设施进行集中控制和管理。

仅远程机械化油井的数量就有数万个。石油和天然气生产、初级加工和运输的技术过程的特殊性在于这些过程的连续性和自动化，在正常情况下不需要人为干预。

远程机械工具允许您从井和其他站点的三班制服务切换到一班制，在晚上和夜班值班的应急小组。

随着远程机械化的引入，油田的扩建经常进行。集中控制的油井多达500口，分布在方圆几公里到几十平方公里……每个压气站、集油站等设施的TU、TS、TI数量达数十个。

目前正在进行的工作是将油田与生产相结合，以保持最佳的油田和油田设施条件。

自动化和远程机械的手段可以改变和简化油田的技术和流程，从而产生巨大的经济效益。

主要管道

远动装置用于输气管道、输油管道和成品油管道的集中控制和管理。

区域和中央调度员的服务沿着主要管道组织。第一类包括管道分支、河流和铁路穿越旁路的技术规范、技术设备和技术信息的对象。等，阴极保护对象、泵站和压缩机站（水龙头、阀门、压缩机、泵等）。

区域调度员的区域为 120-250 公里，例如在相邻的泵站和压缩机站之间。 TU 职能（运营）由中心执行，只有在未委托给地区调度员的情况下才由调度员执行。

随着将这些功能转移到本地自动化设备，有一种趋势是减少技术控制设施，过渡到没有地区调度员服务的集中管理或减少他的职能。

化工、冶金、工程

在大型工业企业中，远程机械设备为单个行业（技术车间、能源设施）的管理和整个工厂的管理传输运行和生产统计信息。

由于控制点与控制点之间的距离为 0.5 - 2 公里，远程机械成功地与远程传输系统竞争，并由于电缆长度的减少而节省了成本。

工业企业的特点是存在大量集中和分散的对象。第一个包括变电站、压缩机和泵站、技术车间，第二个是一个一个或一组放置的对象（用于供应气体、水、蒸汽等的阀门）。

连续信息由强度遥测系统设备、TI 设备以时间脉冲或代码脉冲传输。后者通常包含在复杂的 TU-TS-TI 设备中，通过通信信道传输离散和连续的信息。

有线通信线路主要用于工业企业。

进入控制中心的信息量的增加需要其处理的自动化。在这方面，使用复杂的系统为调度员（操作员）提供信息处理。

采矿和煤炭行业

在采矿和煤炭开采行业，远程机械设备用于控制和监测位于矿井和地表的集中物体，控制矿区的移动分散物体，控制流量传输系统。最后两项任务最具体用于采矿业和煤炭开采业。

在地下工程中，例如，有用于遥控手推车的设备，遥控信号通过 380 V 电力线传输 - 10 kV 通过繁忙的电话线，以及组合通道：从移动物体到降低变电站 - a低压电网，然后到控制室——电话线中的一对空闲或繁忙的电线。使用时间和频率系统 TU_TS。

流动传输系统工作时间表的扭曲扰乱了技术循环，这就是远程机械设备必须具有更高可靠性的原因。在这种情况下，调度中心、本地控制点和被控制点之间使用有线通信线路。

铁路运输

我在铁路运输中拥有铁路自动化和远程机械系统，旨在确保火车的安全运行和运行的紧迫性。这两个目标通常通过此类设备同时实现。它们的损坏会影响运动的安全性和紧迫性。

在这种情况下，对自动化和远程机械设备的主要要求是设备符合操作条件——运动的强度和速度——以及它们运行的​​高可靠性。

远程机械设备用于控制电气化道路的供电，并在站点（控制电路）或站内集中调度（开关和信号的控制）。

在铁路电力管理中，有两项独立的任务：牵引变电站的控制、区间接线柱和架空隔离开关的控制。同时，控制在一个120-200公里长的调度圈内进行，沿线有15-25个控制点（牵引变电所、区间所、空气开关站）。

带有接触网隔离开关的 TU 允许在不中断列车时刻表的情况下进行维修工作。 TU 隔离开关位于铁路沿线的小组中，由特殊设备 TU — TS 执行。

更多信息： 铁路自动化和远程机械

灌溉系统

远程控制装置用于取水和配水的集中控制和管理。

它是远程机械的最大用户之一。它们用于控制重力灌溉系统、干渠和受水井（包括水闸、盾构、阀门、水泵、水位和TI流量等）。遥控灌溉系统的长度可达 100 公里。

远程机械中的 SCADA 系统

SCADA（监督控制和数据采集的缩写）是一个软件包，旨在开发或提供系统的实时操作，以收集、处理、显示和归档有关监视或控制对象的信息。

SCADA 系统用于经济的所有部门，在这些部门中，有必要为操作员提供对技术过程的实时控制。

有关更多详细信息，请参见此处： 电气装置中的 SCADA 系统