RU2344532C2 - Microprocessor protection system - Google Patents
Microprocessor protection system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2344532C2 RU2344532C2 RU2005117540/09A RU2005117540A RU2344532C2 RU 2344532 C2 RU2344532 C2 RU 2344532C2 RU 2005117540/09 A RU2005117540/09 A RU 2005117540/09A RU 2005117540 A RU2005117540 A RU 2005117540A RU 2344532 C2 RU2344532 C2 RU 2344532C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- outputs
- mpsu
- output
- inputs
- main
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в технике релейной защиты объектов с электрическими нагрузками, например однофазных и трехфазных двигателей.The invention relates to electrical engineering and can be used in the technology of relay protection of objects with electric loads, for example, single-phase and three-phase motors.
Известна система защиты электродвигателя (Патент №2192699, МПК 7 Н02Н 7/08. Устройство для защиты электродвигателя. Степанов В.И., Степанов В.А. БИ №35 от 10.11.2002 г.), содержащая трансформаторы тока для подключения в разные фазы питания электродвигателя, выпрямитель, блок контроля перегрузки, блок формирования времятоковой характеристики и исполнительные реле, причем блок контроля перегрузки выполнен на дискретных радиокомпонентах. Недостатком такой системы является пониженные условия автоматизации, а надежность работы ее снижается с увеличением времени непрерывного функционирования.A known motor protection system (Patent No. 2192699, IPC 7 Н02Н 7/08. Device for protecting an electric motor. Stepanov V.I., Stepanov V.A. BI No. 35 of November 10, 2002), containing current transformers for connection to different the power supply phases of the electric motor, a rectifier, an overload control unit, a time-current characteristic generating unit and executive relays, the overload control unit being made on discrete radio components. The disadvantage of this system is reduced automation conditions, and its reliability decreases with increasing time of continuous operation.
Известна также микропроцессорная система защиты (Чернобровов Н.Н., Семенов В.А. Релейная защита энергетических систем, 1998. - 776 с.), содержащая блоки промежуточных трансформаторов и частотных фильтров, аналого-цифровой преобразователь и микропроцессорную систему управления.Also known microprocessor protection system (Chernobrov NN, Semenov VA Relay protection of energy systems, 1998. - 776 p.), Containing blocks of intermediate transformers and frequency filters, analog-to-digital converter and microprocessor control system.
Недостатком этой системы являются большие габаритные размеры, низкая надежность и ограниченные функциональные возможности, обуславливающие применение их только в стационарных условиях эксплуатации.The disadvantage of this system is the large overall dimensions, low reliability and limited functionality that determine their use only in stationary operating conditions.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является микропроцессорная система защиты (Патент №2222083, МПК 7 Н02Н 7/26, G01R 23/165, G01L 31/08. БИ №27 от 20.09.2001 г.), содержащая блоки гальванической развязки (блоки датчиков) и предварительного масштабирования (блоки масштабирования) входных сигналов в виде тока и напряжения, блок частотных фильтров (блок нормализации сигналов), формирователь сигналов контроля и диагностики, аналого-цифровой преобразователь и микропроцессорную систему управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты, причем группы выходов блоков гальванической развязки и предварительного масштабирования входных сигналов в виде тока и напряжения соединены соответственно с первой и второй группами входов блока частотных фильтров, группа выходов которого соединена с группой входов аналого-цифрового преобразователя, группа входов-выходов которого соединена с первой группой входов-выходов микропроцессорной системы управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты, причем группа входов формирователя сигналов контроля и диагностики соединена с группой выходов аналого-цифрового преобразователя, первая группа выходов формирователя сигналов контроля и диагностики соединена со второй группой входов блока гальванической развязки и предварительного масштабирования входных сигналов в виде тока, вторая группа выходов формирователя сигналов контроля и диагностики соединена со второй группой входов блока гальванической развязки и предварительного масштабирования входных сигналов в виде напряжения, причем группы входов и выходов микропроцессорной системы управления связаны с персональной ЭВМ (регистратором).The closest in technical essence to the invention is a microprocessor protection system (Patent No. 2222083, IPC 7 Н02Н 7/26, G01R 23/165, G01L 31/08. BI No. 27 of 09/20/2001), containing galvanic isolation blocks (blocks sensors) and preliminary scaling (scaling blocks) of input signals in the form of current and voltage, a block of frequency filters (signal normalization block), a signal generator for monitoring and diagnostics, an analog-to-digital converter, and a microprocessor control system for output relays and signaling in accordance with protection algorithms, and the groups of outputs of the galvanic isolation units and preliminary scaling of the input signals in the form of current and voltage are connected respectively to the first and second groups of inputs of the frequency filter unit, the group of outputs of which is connected to the group of inputs of an analog-to-digital converter, the group of inputs and outputs of which are connected to the first group of inputs and outputs of the microprocessor control system of output relays and alarm in accordance with protection algorithms, and the group of inputs of the shaper with control and diagnostic signals are connected to the group of outputs of the analog-to-digital converter, the first group of outputs of the control and diagnostic signal generator is connected to the second group of inputs of the galvanic isolation unit and preliminary scaling of the input signals in the form of current, the second group of outputs of the control and diagnostic signal generator is connected to the second group the inputs of the galvanic isolation unit and preliminary scaling of the input signals in the form of voltage, and the groups of inputs and outputs of the micro otsessornoy control system associated with a personal computer (recorder).
Низкая точность формирования датчиковых сигналов таким устройством обусловлена большой нелинейностью преобразовательных цепей. Наличие большого количества функциональных блоков устройства приводит к увеличению его энергопотребления с нарушением реализации принципа автономности, а также к снижению надежности функционирования. Кроме того, данное устройство не отвечает условиям надежности в круглосуточном режиме функционирования из-за отказов составных преобразовательных блоков, т.е. из-за отсутствия диагностики состояния преобразовательных блоков устройства.The low accuracy of the formation of sensor signals by such a device is due to the large nonlinearity of the converter circuits. The presence of a large number of functional blocks of the device leads to an increase in its energy consumption in violation of the implementation of the principle of autonomy, as well as to a decrease in the reliability of operation. In addition, this device does not meet the reliability conditions in a round-the-clock operation mode due to failures of composite converter blocks, i.e. due to the lack of diagnostics of the state of the converter blocks of the device.
В направлении реализации данного технического решения авторам известны устройства диагностики блоков аппаратуры связи на основе принципов тестового и функционального контроля (Шляпоберский Б.Я. Основы техники передачи дискретных сообщений. - М.: Радио и связь, 1973. - 327 с.). Применимо к заявляемому объекту тестовый контроль частично выполнен в соответствии алгоритма функционирования МПСУ. Использование принципа функционального контроля аппаратуры устройства значительно увеличивает его габаритные размеры, приводит к снижению надежности функционирования заявляемого объекта.In the direction of the implementation of this technical solution, the authors are aware of diagnostic devices for communication equipment blocks based on the principles of test and functional control (B. Shlyapobersky. Fundamentals of discrete message transmission technology. - M.: Radio and Communications, 1973. - 327 pp.). Applicable to the claimed object, the test control is partially performed in accordance with the algorithm of functioning of the MPSU. Using the principle of functional control of the device equipment significantly increases its overall dimensions, leading to a decrease in the reliability of the operation of the claimed facility.
Задача изобретения - повышение точности измерений входных датчиковых сигналов и надежности функционирования устройства.The objective of the invention is to improve the accuracy of measurements of input sensor signals and the reliability of the device.
Поставленная задача достигается тем, что в известную микропроцессорную систему защиты, содержащую блоки датчиков, блоки питания, регистратор, канал преобразования, включающий блок масштабирования сигналов, блок нормализации сигналов, формирователь сигналов контроля и диагностики, аналого-цифровой преобразователь и микропроцессорную систему управления (МПСУ) выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмом защиты, первая группа входов-выходов которой является группой входов-выходов регистратора, а вторая группа - управляющими выходами объекта защиты и сигнализации, дополнительно введены резервные каналы преобразования, регистраторы и управляемые блоки питания, выходы блока датчиков подключены параллельно к входам основного и резервного каналов преобразований, являющихся входами соответствующих блоков коммутаторов, в каждом из каналов преобразований группы выводов информационных сигналов с выходов блоков коммутаторов подключены через соответствующие блоки масштабирования к выводам группы информационных входов микропроцессорной системы управления, третьи группы входов-выходов которой подключены к выводам соответствующих управляемых блоков питания, а четвертые группы входов-выходов - основной и резервной МПСУ соединены между собой, в каждом канале преобразования каждый пятый одноразрядный выход МПСУ подключен к входу соответствующего блока коммутаторов, а шестые одноразрядные выходы основной и резервной МПСУ подключены к входам блоков коммутаторов в соответствующем резервном и основном каналах преобразований, седьмой одноразрядный выход основной МПСУ подключен к входу резервного управляемого блока памяти, восьмой одноразрядный выход резервной МПСУ подключен к входу основного управляемого блока памяти.The task is achieved by the fact that in the well-known microprocessor-based protection system containing sensor blocks, power supplies, a recorder, a conversion channel, including a signal scaling unit, a signal normalization unit, a signal generator for monitoring and diagnostics, an analog-to-digital converter and a microprocessor control system (MPSU) output relays and alarm in accordance with the protection algorithm, the first group of inputs / outputs of which is a group of inputs / outputs of the recorder, and the second group is controlling by the outputs of the protection and signaling facility, redundant conversion channels, recorders and controllable power supplies are additionally introduced, the outputs of the sensor block are connected in parallel to the inputs of the main and backup conversion channels, which are inputs of the corresponding switch blocks, in each of the conversion channels of the group of information signal outputs from the outputs of the blocks the switches are connected through the appropriate scaling units to the conclusions of the group of information inputs of the microprocessor control system , the third groups of inputs and outputs of which are connected to the terminals of the corresponding controlled power supplies, and the fourth groups of inputs and outputs - of the main and standby MPSU are interconnected, in every conversion channel every fifth single-bit output of the MPSU is connected to the input of the corresponding block of switches, and the sixth single-bit outputs the primary and backup MPSU are connected to the inputs of the switch blocks in the corresponding backup and primary conversion channels, the seventh one-bit output of the primary MPSU is connected to the input of the reserve Nogo-managed storage unit, one-bit eighth backup MPSU output connected to the input ground of the storage unit managed.
Кроме этого, каждый управляемый блок питания содержит нестабилизируемый блок питания, выход которого через формирователь сигналов контроля и диагностики связан с нормирующим усилителем для обработки сигналов потребляемых токов аппаратуры, другой вывод которого связан со стабилизатором напряжения, причем управляемый вывод входного ключа нестабилизируемого блока питания соединен с одноразрядным выводом МПСУ, а выходного ключа через логический элемент И - с одноразрядными выводами основного и резервного МПСУ.In addition, each controllable power supply unit contains an unstabilized power supply unit, the output of which is connected to a normalizing amplifier for processing signals of the consumed currents of the equipment through a signal generator for monitoring and diagnostics, the other output of which is connected to a voltage regulator, and the controlled output of the input key of the unstabilized power supply unit is connected to a single the output of the MPSU, and the output key through the logical element And - with single-bit outputs of the main and backup MPSU.
Кроме того, формирователь сигналов контроля и диагностики выполнен в виде электронного предохранителя.In addition, the driver of control and diagnostic signals is made in the form of an electronic fuse.
Сопоставительный анализ изобретения с прототипом показывает, что предлагаемое устройство отличается от известного введением основного и резервного каналов преобразований, а также регистраторов и управляемых блоков питания, что позволяет получить новые свойства вне зависимости от точности измерений входных сигналов датчиков и тем самым повысить точность измерений. Кроме этого, новые функциональные связи обеспечивают повышение надежности работы как системы управления нагрузками, так и аппаратурных трактов устройства, что позволяет сделать вывод о существенных отличиях предлагаемого устройства.A comparative analysis of the invention with the prototype shows that the proposed device differs from the known one by the introduction of the main and backup conversion channels, as well as registrars and controlled power supplies, which allows to obtain new properties regardless of the accuracy of measurements of the input signals of the sensors and thereby improve the accuracy of measurements. In addition, new functional relationships provide increased reliability of both the load control system and the device hardware paths, which allows us to conclude that the proposed device is significantly different.
Таким образом, заявляемый объект соответствует критерию «новизна». Заявителю неизвестны технические решения, содержащие сходные признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию «изобретательский уровень».Thus, the claimed object meets the criterion of "novelty." The applicant is not aware of technical solutions containing similar features that distinguish the claimed solution from the prototype, which allows us to conclude that the proposed solution meets the criterion of "inventive step".
Существо изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг.1 приведена структурная схема устройства.Figure 1 shows the structural diagram of the device.
На фиг.2 представлена блок-схема коммутации и масштабирования сигналов датчиков в основном канале преобразования.Figure 2 presents the block diagram of the switching and scaling of the sensor signals in the main conversion channel.
На фиг.3 изображена структурная схема микропроцессорной системы управления.Figure 3 shows a structural diagram of a microprocessor control system.
На фиг.4 приведена блок-схема управляемого блока питания.Figure 4 shows a block diagram of a controlled power supply.
На фиг.1 обозначены:Figure 1 marked:
1 - блок датчиков; 2 - основной канал преобразования; 3 - резервный канал преобразования; 4 - основной регистратор; 5 - резервный регистратор; 6 - основной управляемый блок питания; 7 - резервный управляемый блок питания; основной канал преобразования 2 включает блок коммутаторов 8, блок масштабирования 9 и МПСУ 10; резервный канал преобразования 3 включает блок коммутаторов 11, блок масштабирования 12 и МПСУ 13;1 - sensor block; 2 - the main channel of conversion; 3 - backup conversion channel; 4 - main registrar; 5 - backup registrar; 6 - main controlled power supply; 7 - redundant managed power supply; the main channel of the
14 - первая группа входов-выходов основной МПСУ для связи с основным регистратором; 15 - вторая группа выходов основной МПСУ для управления объектом; 16 - третья группа входов-выходов основной МПСУ для связи с основным управляемым блоком питания; 17 - четвертая группа входов-выходов основной МПСУ для связи с резервной МПСУ; 18 - пятый одноразрядный выход основной МПСУ для связи с основным блоком коммутаторов; 19 - шестой одноразрядный выход основной МПСУ для связи с резервным блоком коммутаторов; 20 - седьмой одноразрядный выход основной МПСУ для связи с резервным управляемым блоком питания; 21 - первая группа входов-выходов резервной МПСУ для связи с резервным регистратором; 22 - вторая группа выходов резервной МПСУ для управления объектом; 23 - третья группа входов-выходов резервной МПСУ для связи с резервным управляемым блоком питания; 24 - пятый одноразрядный выход резервной МПСУ для связи с резервным блоком коммутаторов; 25 - шестой одноразрядный выход резервной МПСУ для связи с основным блоком коммутаторов; 26 - седьмой одноразрядный выход резервной МПСУ для связи с основным управляемым блоком питания.14 - the first group of inputs and outputs of the main MPSU for communication with the main registrar; 15 - the second group of outputs of the main MPSU for object management; 16 - the third group of inputs and outputs of the main MPSU for communication with the main controlled power supply; 17 - the fourth group of inputs and outputs of the main MPSU for communication with the backup MPSU; 18 - fifth single-bit output of the main MPSU for communication with the main block of switches; 19 - the sixth one-bit output of the main MPSU for communication with the backup block of switches; 20 - seventh one-bit output of the main MPSU for communication with a redundant controllable power supply; 21 - the first group of inputs and outputs of the backup MPSU for communication with the backup registrar; 22 - the second group of outputs of the backup MPSU for object management; 23 - the third group of inputs and outputs of the standby MPSU for communication with the standby controllable power supply unit; 24 - fifth single-bit output of the standby MPSU for communication with the standby unit of switches; 25 - the sixth single-bit output of the backup MPSU for communication with the main block of switches; 26 - the seventh single-bit output of the backup MPSU for communication with the main controlled power supply.
На фиг.2 обозначены:Figure 2 marked:
T1 - трансформаторная обмотка датчика на однофазном объекте управления; 8 - одна декада основного блока коммутаторов, состоящая из двухвходового логического элемента И (ИМС типа 564 ЛА7) и ключа S (ИМС типа 590 КН13); 9 - одна декада блока масштабирования, состоящая из операционного усилителя 27, резистора R, диода VD, транзистора VT и конденсатора С; 10 - основная МПСУ; 11 - резервный блок коммутаторов; 13 - резервная МПСУ; 25 - шестой одноразрядный выход резервной МПСУ для связи с основным блоком коммутаторов; Ux - шина информационных сигналов.T1 - transformer winding of the sensor at a single-phase control object; 8 - one decade of the main block of switches, consisting of a two-input logic element And (IC type 564 LA7) and key S (IC type 590 KN13); 9 - one decade of the scaling unit, consisting of an
На фиг.3 обозначены:Figure 3 marked:
28 - первый порт ввода информационных сигналов; 29 - мультиплексор; 30 - аналого-цифровой преобразователь; 31 - буферные регистры; 32 - шинные формирователи; 33 - второй порт ввода-вывода данных; 34 - ОЗУ; 35 - флэш-ПЗУ; 36 - таймер; 37 - микропроцессор; 38 - блок ручной установки; 39 - драйвер связи с ПЭВМ; Ux - шина информационных сигналов.28 - the first port for inputting information signals; 29 - multiplexer; 30 - analog-to-digital Converter; 31 - buffer registers; 32 - bus formers; 33 - the second port of input-output data; 34 - RAM; 35 - flash ROM; 36 - timer; 37 - microprocessor; 38 - block manual installation; 39 - communication driver with a PC; U x - bus information signals.
На фиг.4 обозначены:In figure 4 are indicated:
40 - блок питания аппаратурного тракта; 41 - формирователь сигналов контроля и диагностики; 42 - нормирующий усилитель; 43 - стабилизатор напряжения; причем блок питания 40 состоит из входного S1 и выходного S2 ключей, зарядного устройства 44 и аккумуляторов А; формирователь сигналов контроля и диагностики 41 состоит из управляющего транзистора VT, светодиода VD, тиристора VD и резисторов R1, R2 и R3; нормирующий усилитель 42 состоит из резисторов R4, R5 и операционного усилителя 45.40 - power supply unit hardware path; 41 - driver of control and diagnostic signals; 42 - normalizing amplifier; 43 - voltage stabilizer; moreover, the
Блок датчиков 1 (см. фиг.1) предназначен для преобразования величины переменного ~Iх тока нагрузки объекта управления в соответствующую величину переменного напряжения сигнала ~Ux. При этом разрядные выходы блока датчиков 1 подключены параллельно к входам основного 2 и резервного 3 каналов преобразования. Основной 2 и резервный 3 каналы преобразования содержат идентичный состав блоков для выполнения одинаковых функций. Основное их предназначение - предотвращение аварийных ситуаций в случае выхода из строя одного из их элементов, увеличение срока службы устройства, удобство в эксплуатации (выполнение своевременной замены блоков устройства, реализованных по модульной структуре) и увеличение надежности функционирования во время круглосуточной эксплуатации объекта. Поэтому в устройство дополнительно введены основные и резервные регистраторы 4 и 5, а также управляемые блоки питания 6 и 7.The sensor unit 1 (see Fig. 1) is designed to convert the magnitude of the variable ~ I x load current of the control object into the corresponding value of the alternating voltage of the signal ~ U x . In this case, the bit outputs of the
В качестве регистраторов 4 и 5 использованы жидкокристаллические модули для визуализации текущей информации, а также параллельное подключение переносных ПЭВМ. Управляемые блоки питания 6 и 7 выполняют функции питания аппаратурного тракта в отведенное время круглосуточного режима работы объекта.As registrars 4 and 5, liquid crystal modules were used to visualize current information, as well as parallel connection of portable PCs. Managed power supplies 6 and 7 perform the power supply of the hardware path in the allotted time of the round-the-clock operation of the facility.
Входами основного канала преобразования 2 являются входы блока коммутаторов 8, выходы которого через информационную шину сигналов переменного напряжения ~Ux связаны с входами блока масштабирования 9, выполненного в виде амплитудного детектора. Выходы блока масштабирования 9 соединены через информационную шину сигналов Ux с входом первого порта МПСУ 10. Аналогично этому входами резервного канала преобразования 3 являются входы блока коммутаторов 11, выходы которого через информационную шину сигналов переменного напряжения ~Ux связаны с входами блока масштабирования 12, выполненного в виде амплитудного детектора. Выходы блока масштабирования 12 соединены через информационную шину сигналов Ux с входом первого порта МПСУ 13.The inputs of the
Основной регистратор 4 связан с МПСУ 10 через первую группу входов-выходов 14, вторая группа выходов 15 основной МПСУ реализует связь с объектом в соответствии выработанному алгоритму защиты, третья группа входов-выходов 16 связывает основную МПСУ 10 с основным управляемым блоком питания 6, основная МПСУ 10 связана с резервной МПСУ 17 через четвертую группу входов-выходов, пятый одноразрядный выход 18 основной МПСУ связан с основным блоком коммутаторов 8, его шестой одноразрядный выход 19 связан с резервным блоком коммутаторов 11, а седьмой одноразрядный выход 20 - с входом резервного управляемого блока питания 7. При этом резервный регистратор 5 соединен с резервной МПСУ 13 через первую группу входов-выходов 21, вторая группа выходов 22 резервной МПСУ 13 реализует связь с объектом в соответствии с выработанным алгоритмом защиты, третья группа входов-выходов 23 связывает резервную МПСУ 13 с резервным управляемым блоком питания 7, пятый одноразрядный выход 24 резервной МПСУ 13 связан с резервным блоком коммутаторов 11, шестой одноразрядный выход 25 резервной МПСУ 13 связан с основным блоком коммутаторов 8, седьмой одноразрядный выход 26 резервной МПСУ 13 связан с основным управляемым блоком питания 6.The main recorder 4 is connected to the MPSU 10 through the first group of inputs and
Количество датчиков в блоке 1 (см. фиг.2) выбирается в зависимости от числа используемых фаз питающих напряжений на объекте. Для однофазной нагрузки предусматривается размещение провода питания через внутреннее сечение круглого (например, ферритовое или альсиферовое для высокочастотных напряжений питания или стальное для низкочастотных цепей) или прямоугольного кольца сердечника. В этом случае первичной обмоткой токового трансформатора является полупетля питающего провода, а намотанная обмотка (порядка 100 витков) на кольце сердечника является выходной обмоткой блока датчика 1. Поэтому один вывод вторичной обмотки трансформатора подключен к нулевой шине, а другой - ко входам основного 2 и резервного 3 каналов преобразования, являющиеся входами блоков коммутаторов 8 и 11 соответственно. В случае реализации трехфазной нагрузки предусматривается использование трех однотипных датчиков 1 для каждой фазы питания объекта. Для трехфазных цепей могут использоваться стандартные датчики типа МСР 60× (601, 602, 603 или 604) фирмы Microchip. При этом количество фаз питания не регламентируется в случае многофазных нагрузок.The number of sensors in block 1 (see figure 2) is selected depending on the number of phases of supply voltages used at the facility. For a single-phase load, it is envisaged to place the power wire through the inner cross section of a round (for example, ferrite or alsifer for high-frequency supply voltages or steel for low-frequency circuits) or a rectangular core ring. In this case, the primary winding of the current transformer is the half-loop of the supply wire, and the wound winding (about 100 turns) on the core ring is the output winding of the
МПСУ 10 и 13 предназначены для преобразования аналоговых сигналов датчиков 1 в цифровую форму с целью их дальнейшей обработки и выработки управляющих воздействий на объект, а также возможностей переключении с основного канала преобразования 2 на резервный 3. Функциональные блоки основного 10 и резервного 13 МПСУ соответствуют (см. фиг.3) схеме серийно выпускаемого микроконтроллера MSP430F169 фирмы Texas Instruments. В состав этого контроллера дополнительно включен драйвер связи с ПЭВМ 39.MPSU 10 and 13 are designed to convert the analog signals of
Управляемые блоки питания 6 и 7 выполнены (см. фиг.4) на основе одинаковых функциональных блоков. На примере схемы управляемого блока питания 6 основного канала преобразования 2 установлена взаимосвязь составных блоков питания 40 через формирователь сигналов контроля и диагностики 41 с входами нормирующего усилителя 42 и стабилизатора напряжения 43. При этом блок питания 40 состоит из зарядного устройства 44, на входе которого первый ключ S1 управляется основным МПСУ 10, а на выходе второй ключ S2 с выводом аккумулятора А (≈12 В) - основной 10 и резервной 13 МПСУ через логический элемент И.Managed power supplies 6 and 7 are made (see figure 4) based on the same functional blocks. By the example of a controlled power supply circuit 6 of the
Нормально-замкнутый контакт выходного ключа S2 блока питания 40 связан с входом формирователя сигналов контроля и диагностики 41, выполненного в виде электронного предохранителя 41. Сущность работы его заключается в формировании аварийных сигналов для переключении с одного канала преобразования на другой. Это реализуется за счет непрерывного слежения тока потребления аппаратурного тракта через нормирующий усилитель 42 и стабилизатор напряжения 43. В качестве стабилизатора напряжения 43 используется ИМС 142ЕН5 для выработки выходного напряжения Uвых=+6,6 В. Это напряжение поступает на выходной симметрирующий каскад с искусственной нулевой шиной. Поэтому на выходах стабилизатора напряжений 43 формируются выходные напряжения U1,2=±3,3 В.The normally-closed contact of the output key S2 of the
Градуировка узла первичного преобразования сигналов с объекта управления осуществляется (см. фиг.2) в результате выбора критических значений сопротивлений нагрузки. Причем минимальному значению нагрузки двигателя выставляется режим его работы в ненагруженном состоянии при токе потребления в одной из фаз (например, А) величиной Iп.мин=1 А. Максимально нагруженному состоянию двигателя выставляется ток потребления одной из фаз величиной Iп.макс=100 А. При этом минимально нагруженному состоянию двигателя соответствует амплитуда напряжений с выхода датчика 1 величиной Uмин=0,1 В, а максимально нагруженному - Uмакс=2,1 В. Изменяя напряжение смещения нуля в операционном усилителе 27 блока масштабирования 9 устанавливается диапазон аналоговой детектированной величины от 0,1 В до 2,1 В. Выбор нижнего порогового значения в 0,1 В обусловлен необходимостью дополнительного контроля снижаемого напряжения питания объекта, например, в результате перекоса фаз.The calibration node of the primary signal conversion from the control object is carried out (see figure 2) as a result of the selection of critical values of the load resistances. Moreover, the minimum value of the motor load is set to its operating mode in an unloaded state with a consumption current in one of the phases (for example, A) of I pmin = 1 A. The maximum loaded state of the motor is set to a current of consumption of one of the phases with I p.max = 100 A. In this case, the minimum loaded state of the engine corresponds to the amplitude of the voltages from the output of the
Градуировка нормирующего усилителя 42 (см. фиг.4) в управляемом блоке питания 6 (или 7) реализуется в двух граничных значениях тока потребления устройства. Нижнему значению соответствует номинальный ток потребления величиной Iн.пот=10 мА, при выходном напряжении Uвых≈11 В с выхода электронного предохранителя, соответствующий номинальному току потребления одного из каналов преобразования 2 или 3. В этом случае на выходе операционного усилителя 45 нормирующего усилителя 42 вырабатывается полярное напряжение Uн.мин=0,1 В. Верхнему граничному значению тока потребления Iв.макс=30 мА с выхода электронного предохранителя 41 соответствует выходное напряжение нормирующего усилителя 42 величиной Uв.макс=1,1 В, получаемое при дополнительном настроечном шунтировании блока балластным резистором входных выводов стабилизатора напряжения 43.The calibration of the normalizing amplifier 42 (see figure 4) in a controlled power supply 6 (or 7) is implemented in two boundary values of the current consumption of the device. The lower value corresponds to the magnitude of the rated current consumption n.pot I = 10 mA when the output voltage U O ≈11 The output of the electronic fuse corresponding to the nominal current consumption of one
После завершения программирования МПСУ 10 и 13 (см. фиг.1) осуществляется отладка устройства в комплексе основного 2 и резервного 3 каналов преобразования при имитации сигналов датчиков 1 величиной амплитуды напряжения в середине диапазона с напряжением в 0,5 В. Сущность отладки сводится к выполнению переключении функциональных блоков основного 2 и резервного 3 каналов преобразования через 12 часов беспрерывной работы.After programming
Принцип работы устройства заключается в следующем. При работе объекта управления блок датчиков 1 непрерывно генерирует амплитудный сигнал с частотой напряжения питания. В первичном запуске устройства осуществляется подключение (см. фиг.1) основного канала преобразования 2 и отключение функциональных блоков резервного канала преобразования 3. При этом МПСУ 10 выполняет отключение МПСУ 13 и управляемый блок питания 7 в резервном канале преобразования по шинам 17 и 20.The principle of operation of the device is as follows. When the control object is operating, the
В номинальном режиме работы двигателя с выходов токовых трансформаторов блока датчика 1 (см. фиг.2) вырабатываются изменяющиеся амплитуды напряжений в рабочем диапазоне, которые поступают на входы основного канала преобразования 2, являющиеся выводами ключей S блока ключей 8. Эти ключи находятся в нормально-замкнутом состоянии, т.к. МПСУ 10 вырабатывает постоянный сигнал разрешения по шине 18 через элемент И. Нормально-замкнутые контакты ключей S блока ключей 8 подают изменяющееся амплитудное напряжение на вход блока масштабирования, являющийся входом амплитудного детектора 27. Поэтому девиация амплитуд напряжений датчиков 1 преобразуется в изменяемое полярное напряжение. Такой аналоговый сигнал поступает на порт ввода-вывода 28 МПСУ 10.In the nominal mode of operation of the motor from the outputs of the current transformers of the sensor unit 1 (see Fig. 2), varying voltage amplitudes are generated in the operating range, which are fed to the inputs of the
В соответствии с алгоритмом преобразований в МПСУ 10 (см. фиг.3) исходный аналоговый сигнал поступает с порта 28 через мультиплексор 29 на вход аналого-цифрового преобразователя 30, откуда в цифровой форме записывается в регистр 31 для последующей обработки в микропроцессоре 37. Микропроцессор 37 вырабатывает цифровые сигналы в шинах адресов и данных через второй порт ввода-вывода 33 для функционирования драйвера связи 39 с ПЭВМ 4.In accordance with the conversion algorithm in MPSU 10 (see Fig. 3), the initial analog signal is supplied from
По истечению времени функционирования (через каждые 12 ч) основных функциональных блоков устройства микропроцессор 37 вырабатывает через порт 33 и шину 20 сигнал разрешения на включение резервного управляемого блока питания 7, который запитывает в резервном канале преобразования 3 аппаратурные тракты блоков коммутации 11, масштабирования 12 и МПСУ 13. В соответствии с алгоритмом преобразований МПСУ 10 передает вначале функции преобразования МПСУ 13, а затем подключает резервный блок коммутаторов 11. В последующем временном такте МПСУ 13 отключает основной блок коммутаторов 8 и управляемый блок питания. Режим работы резервного канала преобразования 3 аналогичен вышерассмотренному режиму работы основного канала 2 и отличается визуализацией данных на подключаемом резервном регистраторе 5.At the end of the operating time (every 12 hours) of the main functional blocks of the device, the microprocessor 37 generates through
В критическом режиме работы устройства различаются предаварийные и аварийные состояния объекта. Предаварийному состоянию соответствует значения полярных сигналов датчиков порядка от 2,1 В до 2,11 В, а аварийному - от 2,1 В и выше. В последнем случае МПСУ 13 по шине 22 вырабатывает сигнал отключения объекта. Сигналы предаварийного состояния фиксируются в регистраторе 5 с целью предварительного оповещения обслуживающего персонала.In the critical mode of operation of the device, the emergency and emergency conditions of the object are distinguished. The pre-emergency state corresponds to the values of the polar signals of sensors of the order of 2.1 V to 2.11 V, and the emergency state corresponds to 2.1 V and higher. In the latter case, the MPPS 13 on the bus 22 generates a shutdown signal of the object. Signals of the emergency condition are recorded in the recorder 5 with the aim of preliminary notification of maintenance personnel.
Выполнение функционального контроля и коммутации основного управляемого блока питания 6 реализуется аналогично блоку 7 (см. фиг.4). В нормальном режиме функционирования первичному подключению блока 6 соответствует соединение в блоке питания 40 зарядного устройства 44 к сетевому напряжению через нормально-замкнутый ключ S1, а также включение выходного напряжения сигналом элемента И через ключ S2 на вход электронного предохранителя 41. При этом предаварийному состоянию аппаратуры устройства соответствует значения тока потребления величиной 2×Iн.пот≈25 мА, а аварийному - от 30 мА и выше, соответствующие выходным напряжениям с нормирующего усилителя 42 в величинах 1,1 В и 1,11 В соответственно. В последнем случае МПСУ 10 по шине 20 вырабатывает сигнал на вход включения резервного управляемого блока питания 7, а по шине 17 - включение МПСУ 13. Аналогично вышерассмотренному осуществляется переключение аппаратуры с основного 2 на резервный 3 каналы преобразования. Сигналы предаварийного состояния функционального контроля трактов аппаратуры фиксируются в регистраторе 5 с целью предварительного оповещения обслуживающего персонала.The implementation of functional control and switching of the main controlled power supply 6 is implemented similarly to block 7 (see figure 4). In the normal operating mode, the primary connection of block 6 corresponds to the connection in the
Таким образом, применение предлагаемого устройства обеспечивает контроль круглосуточного режима работы объекта управления. Технико-экономические преимущества изобретения заключаются в повышении повышение точности измерений входных датчиковых сигналов, безотказности устройства и надежности функционирования на объекте управления.Thus, the application of the proposed device provides control of the round-the-clock mode of operation of the control object. The technical and economic advantages of the invention are to increase the accuracy of measurements of input sensor signals, the reliability of the device and the reliability of operation at the control object.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005117540/09A RU2344532C2 (en) | 2005-06-07 | 2005-06-07 | Microprocessor protection system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005117540/09A RU2344532C2 (en) | 2005-06-07 | 2005-06-07 | Microprocessor protection system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005117540A RU2005117540A (en) | 2006-11-20 |
| RU2344532C2 true RU2344532C2 (en) | 2009-01-20 |
Family
ID=37502158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005117540/09A RU2344532C2 (en) | 2005-06-07 | 2005-06-07 | Microprocessor protection system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2344532C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2451377C1 (en) * | 2011-03-15 | 2012-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ТРЭИ ГМБХ" | Emergency protection system |
-
2005
- 2005-06-07 RU RU2005117540/09A patent/RU2344532C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2451377C1 (en) * | 2011-03-15 | 2012-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ТРЭИ ГМБХ" | Emergency protection system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005117540A (en) | 2006-11-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7667611B2 (en) | High voltage detection system | |
| CN107819357B (en) | Isolated parallel UPS system with fault location detection | |
| CA1072197A (en) | Automatic transfer control device and frequency monitor | |
| CN104521087A (en) | Digital protection relay, digital protection relay test device, and method for testing digital protection relay | |
| RU2675248C1 (en) | Coupling capacitor control sensor | |
| KR20200071471A (en) | Apparatus for protecting OLTC of main transformer | |
| CN108226794A (en) | Secondary cell monitoring arrangement and method for diagnosing faults | |
| RU2344532C2 (en) | Microprocessor protection system | |
| US11614498B2 (en) | Wireless neutral current sensor (WNCS) | |
| PL78188B1 (en) | ||
| JPH04229396A (en) | Apparatus for generating current corresponding to supplied quantity | |
| RU176983U1 (en) | Electric energy consumption meter with electrical installation with power transformer | |
| RU2133542C1 (en) | Method controlling system of uninterrupted power supply under emergency conditions | |
| JPH073791B2 (en) | Fuel cell power generation system | |
| US6097584A (en) | Reserve d.c. power device | |
| Khandelwal et al. | Automated load distribution with password protected circuit breakers | |
| RU2214042C2 (en) | Switching unit built around symmetrical thyristors | |
| JPH09107681A (en) | Dc uniterruptible power supply apparatus | |
| RU2212747C2 (en) | No-break power supply system | |
| CN220692556U (en) | Distribution control circuit and distribution box | |
| JPH0440926B2 (en) | ||
| RU2785005C1 (en) | Device for protecting a three-phase electrical installation from open-phase operation | |
| RU2196999C2 (en) | Procedure testing insulation resistance and protection of dc network against fault to ground in one point | |
| EP4089869B1 (en) | Electrical assembly | |
| RU2124260C1 (en) | Power supply system for shipboard radio electronic complex equipment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FA92 | Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted) |
Effective date: 20061120 |
|
| FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20070716 |
|
| FA94 | Acknowledgement of application withdrawn (non-payment of fees) |
Effective date: 20080427 |
|
| FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20080617 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |