Тепловычислитель имеет степень защиты IP65 по ГОСТ 14254.

По устойчивости к механическим воздействиям тепловычислитель относится к виброустойчивому и вибропрочному исполнению группы 1 по ГОСТ12997.

Тепловычислитель устойчив к воздействию внешнего магнитного поля напряженностью до 400А/м, изменяющегося синусоидально с частотой 50 Гц [4].

1.2. Задачи, которые должны решать периферийные устройства системы

На данный момент реализации ТМС выполняет функции телеизмерения и те­лесигнализации. Проектируемая система является комплексом из трех основных частей:

– аппаратных средств (датчики, радиостанции, преобразователи);

– программного обеспечения для компьютера;

– математического обеспечения, содержащего правила и формулы преобра­зования информации.

Аппаратно-программный комплекс предназначен для передачи значений контролируе­мых параметров на значительное расстояние от объектов контроля. Основная за­дача, которая решается при создании телеизмерительной аппаратуры, заключает­ся в том, чтобы обеспечить возможность измерения как электрических, так и не­электрических параметров с высокой степенью точности. С этой целью любая измеряемая величина преобразуется в другую, вспомогательную величину, удоб­ную для передачи по каналу связи, которая не искажалась бы каналом связи, не зависела от действия помех и могла передаваться с минимальной затратой энер­гии.

Система телесигнализации позволяет на расстоянии следить за работой оборудования тепловой насосной станции (состояние насосов) или пунктом учета, а также система должна оповещать диспетчера об аварийных ситуациях, возникающих в том или ином месте, так как обслуживающий персонал отсутствует.

Устройства телесигнализа­ции состоят из передающей и приемной аппаратуры и линии связи. Сигналы в этих устройствах передаются в виде отдельных кодов и классифи­цируются по назначению. В настоящей телемеханической системе телеизмерения применяется для передачи сигналов служебного назначения, вызова датчи­ков, воздействия на настройку автоматических регуляторов.

1.3. Возможные пути решения задач периферийными устройствами системы

В связи с наложенными жесткими ограничениями на качество и оперативность передачи измеренных параметров, возможным путем решения вышеперечисленных задач будет являться применение в качестве основного передающего узла однокристальной ЭВМ.

При получении сигнала с диспетчерского пункта на считывание информации с тепловычислителя, микроЭВМ производит считывание требуемых параметров в свою память и после этого транслирует их с помощью модема и радиостанции на диспетчерский пункт.

В такой схеме будет достигнута максимальная защищенность данных от искажений при передаче внутри контроллера, который в основном состоит из однокристальной ЭВМ, которая, как видно из ее названия, выполнена на одном кристалле, и, следовательно, имеет очень высокую надежность.

2. Структурные решения

2.1. Разработка функциональной структуры

Функции системы определяются, исходя из необходимости операций полу­чения, сбора, передачи, обработки , хранения регистрации и представления ин­формации. Поясним некоторые функциональные преобразования телемеханической информации.

Насосная станция представляет собой контролируемый пункт, на котором осуществляется получение информации следующего вида: предупредительной и аварийной, о работе оборудования, о значениях температуры теплоносителя. По­лученная информация должна быть преобразована в электрические сигналы, с последующим преобразованием этих сигналов. Далее сигналы преобразуются для передачи их по каналу связи. От каждой насосной станции по своему каналу связи сигналы передаются на диспетчерский пункт, где происходит расшифровка сигналов, производится предварительная обработка и преобразование информа­ции, которая поступает в компьютер. Результаты обработки выдаются на дис­плей компьютера или принтер.

На пункте учета тепловой энергии информация от датчиков телеизмерения и телесигнали­зации поступает в преобразователи информации, в которых эта информация пре­образуется в нормализованные электрические сигналы. Эти сигналы по провод­ным линиям связи передаются на тепловычислитель.

Тепловычислитель производя математические операции по заранее известным формулам для расчета количества теплоты, объема (массы) теплоносителя, по разнице давлений, температур и расходу теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах определяет необходимые параметры.

С тепловычислителя информация байт за байтом поступает на контроллер. Тепловычислитель способен хранить и передавать архив накопленной информации за 40 дней. В архиве хранятся среднесуточные значения параметров. Существует режим передачи мгновенных параметров системы контроля. Вместе с мгновенными параметрами передаются среднечасовые значения.

К контроллеру также подключены датчик защиты от взлома пункта учета тепловой энергии (охранный), пожарной безопасности и датчик затопления. При обнаружении сигнала от одного из этих датчиков контроллер связывается с диспетчерским пунктом и передает сигнал тревоги, по которому операторы должны принять соответствующие меры.

Далее контроллер передает данные на модем, который в свою очередь кодирует сигналы и передает их на радиостанцию, которая, соответственно отправляет эти сигналы в эфир.

На диспетчерском пункте установлена радиостанция для обмена сигна­лами с пунктом учета тепловой энергии. Большую часть времени радиостанция на диспетчерском пункте находится в режиме “прием”. При этом постоянно анализируется информация, получаемая из эфира. Инфор­мация передается сплошным непрерывным потоком байтов, причем в начале ка­ждого цикла измерений восемь байт - идентификатор контроллера, и восемь зарезервированных байт - “пароль”.

Компьютер диспетчерского пункта организует поочередный пунктов учета тепловой энергии, подключенных к телемеханической системе. В течение нескольких се­кунд компьютер осуществляет обмен информацией только с одной (выбранной им) станцией. В виду того, что диспетчерский пункт объединен с контролируе­мым пунктом, устанавливается еще устройство ввода информации в компьютер, так как здесь телемеханическая информация не будет передаваться по линии свя­зи. Компьютер обрабатывает принятую и выдает полученную информацию на эк­ран монитора. Кроме того, в памяти компьютера содержится вся информация о работе подключенных к системе, насосных станций в течение 24 часов.

2.2. Разработка технической структуры периферийного устройства

Система для телемеханизации тепловых насосных станций представляет со­бой комплекс, состоящий из трех частей: аппаратных средств (датчики, радио­станции, преобразователи и т. д.), программного обеспечения для компьютера и контроллеров, математического обеспечения, содержащего правила и формулы преобразования информации. Рассмотрим подробнее на аппаратных средствах.

2.2.1. Датчики

Датчики - это устройства, предназначенные для непрерывного преобразова­ния измеряемых параметров в электрические сигналы, которые могут быть ис­пользованы в системе для дальнейшего преобразования и передачи на расстоя­ние. Кроме того, под датчиками будем понимать элементы приборов и техноло­гического оборудования, с помощью которых может быть сформирован электри­ческий сигнал, содержащий информацию о предаварийном или аварийном значе­нии контролируемого параметра или какую-либо другую информацию. При выборе датчиков учитываются следующие факторы: