СИСТЕМА ТЕЛЕУПРАВЛЕНИЯ Российский патент 1994 года по МПК G08C23/00 

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.

Известна система телемеханики, содержащая передающие блоки, канал передачи импульсных сигналов и приемные блоки.

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.

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.

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.

Целью изобретения является повышение функциональной надежности путем обеспечения искробезопасности системы.

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".

На чертеже приведен пример реализации системы телеуправления.

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.

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.

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.

При работе в условиях не только взрывоопасной, но и агрессивной среды оптический кабель может прокладываться внутри трубопроводов пневмогидромагистрали, что повышает живучесть системы.

Система работает следующим образом.

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.

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.

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.

Изобретение может быть использовано для управления техническими средствами и технологическими процессами во взрывоопасной среде. Цель изобретения - повышение функциональной надежности путем обеспечения искробезопасности системы. Система содержит пункт управления, оптический канал связи и приемники с регуляторами, выходы которых подключены к исполнительным элементам. Приемники объединены общими герметичными корпусами с электрогенераторами, запитанными через пневмогидродвигатели от пневмогидравлической магистрали и через регуляторы подключенными к исполнительным элементам. Регуляторы подключены к исполнительному элементу через привод, запитанный от пневмогидромагистрали. 1 ил.

СИСТЕМА ТЕЛЕУПРАВЛЕНИЯ, содержащая на пункте управления передатчики, выходы которых через оптический канал связи соединены с приемниками соответствующих объектов управления, на каждом из которых вход питания приемника подключен к электрогенератору, соединенному с пневмогидромагистралью, и исполнительный элемент, отличающаяся тем, что, с целью повышения функциональной надежности путем обеспечения искробезопасности системы, на каждом объекте управления введен пневмогидрораспределитель, вход и выход питания которого подключены соответственно к пневмогидромагистрали и к входу пневмогидропривода исполнительного элемента, выход приемника соединен с управляющим входом пневмогидрораспределителя, размещенного с приемником и электрогенератором в герметичном корпусе.