SU1285436A1

SU1285436A1 - Многоканальное устройство дл программного управлени реактивной нагрузкой промышленных предпри тий

Info

Publication number: SU1285436A1
Application number: SU853884173A
Authority: SU
Inventors: Борис Никифорович Порохнявый; Александр Александрович Лапатский
Priority date: 1985-04-10
Filing date: 1985-04-10
Publication date: 1987-01-23

Abstract

Изобретение относитс к авто- . матйзации систем электроснабжени и может быть использовано на предпри ти х любой отрасли дл управлени режимом реактивной мощности путем изменени токов возбуждени синхронных двигателей и (или) мощности конденсаторных установок по заданной программе . Цель изобретени - расширение функциональных возможностей. Система состоит из центрального узла устройства и каналов управлени , количество которых равно числу источников реактивной мощности. Устройство содержит генератор импульсов, формирователь временных интервалов, два дешифратора, блок индикации, блок набора п ступеней программы управлени , счетчик, мультиплексор, элемент ИЛИ, два элемента И и каналы управлени . Каждый из каналов управлени содержит счетчик, ЛК-триггер, два элемента И, регистр, дешифратор и блок задани уставок. Емкость счетчиков и система кодировани информации обеспечивает непрерывную,циклическую передачу информации о номере ступени программы управлени , исключа при этом вли ние импульсных помех на качество управлени . На выходах каналов управлени устанавливаютс соответствующие каждой ступени программы управлени уставки выходного параметра . 1 з.п, ф-лы, 5 ил. с S (Л N оо ел 4ib СО Од

Description

Изобретение относитс к автоматизации систем электроснабжени гтро- мышленньпс предпри тий и может быть использовано на предпри тих любой от расли при наличии синхронных двига- телей и (или) конденсаторных установок .

Цель изобретени - расширение фунциональных возможностей устройства,

На фиг. 1 представлена функцио- нальна схема устройства, на фиг. 2 - схемы блока набора п-ступенчатой программы , блока элементов Й-НЕ, формировател импульсов; на фиг. 3 схема блока задани уставок; на фиг.4 и 5 - временные диаграммы функционировани устройства.

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, формирователь 2 временных интервалов, блок 3 дешиф

25

раторов, блок 4 индикации, блок 5 набора п-ступенчатой программы, блок 6 элементов И-НЕ,формирователь 7 импульсов , первый счетчик 8 импульсов, первый дешифратор 9, мультиплексор 10, первьй элемент И 11, элемент ИЛИ 12, второй элемент И 13 и К каналов 14 управлени , каждый из которых содержит 1К-триггер 15, третий элемент И 16, четвертый элемент И 17, регистр -30 18, второй дешифратор 19, блок 20 задани уставок, второй счетчик 21 импульсов.

Блок 6 элементов И-НЕ (фиг.2) содержит по числу п ступеней программы управлени элементы И 22,-22, каждьй из которых подключен выходом к S-вхо- ду соответствующего триггера 23, -23гг формировател 7 импульсов, входы R всех триггеров 23,-23,кроме первого , соединены с S-входом первого триггера 23 .

Блок 20 задани уставок (фиг.З) содержит элементы ИЛИ 24,-24, наДл управлени конденсаторными установками, мощность которых измен етс включением-отключением отдельных секций, блок 20 задани уста вок содержит наборное поле 25 и элементы ИЛИ , выходы которых по ключаютс к схемам управлени выключател ми секции конденсаторных установок . Количество элементов ИЛИ равно числу m секций конденсаторной установки. Число входов каждого элемента ИЛИ равно числу п ступеней про

граммы управлени . С помощью наборного пол 25 производитс соединение входов ИЛИ элементов с теми выходами дешифратора 19, которы соответствуют ступен м программы уп- 35 равлени , на прот жении которых секци должна быть включенной.

Устройство работает следующим образом .

Перед началом работы в блоке набора п-ступенчатой программы 5 управ лени выполн ютс соединени соответ ствующих выводов дешифраторов блока 3 дешифраторов и входов блока 6 элементов И-НЕ, Этим задаетс врем

40

борное поле 25, состо щее из т-пдвух-45 начала каждой ступени программы уппозиционных переключателей 26 (т - количество секций конденсаторной установки , п - число ступеней программы управлени ), ключи , переменные резисторы 28 29 опорного напр жени , нулевую шину 30, сумматор 31, состо щий из операционного усилител 32 и резисторов 33.

Генератор 1 импульсов, формирователь 2 временных интервалов, блок 3 дешифраторов и блок 4 индикации вл ютс датчиком текущего времени.

Формирователь 7 импульсов предназначен формировать дл каждой ступени

равлени „ Все счетчики и триггеры устройства подачей сигнала сброса устанавливаютс в нулевое состо ние. При этом на первом выходе дешифра50 тора 9 и инверсном выходе 1К-триг- гера 15 устанавливаетс сигнал с уровнем логической единицы. На остальных выходах дешифратора 9, выходах дешифратора 19, формировател

55 7 импульсов, элемента ИЛИ 12, элемен тов И 13 и 11, пр мом выходе триггера 15, выходах элементов И 16 и 17 устанавливаетс сигнал с уровнем ло- ги леского нул . После сн ти сигнала

П{.юграммы управлени отрезок времени, началом которого вл етс момент времени начала ступени управлени , а окончанием - конец всего цикла управ- лени . На прот жении этого времени уровень сигнала на выходе соответствующего триггера формировател 7 равен логической единице.

Блок 20 задани уставок вл етс выходным в канале управлени . Выход сумматора 31 (первый выход блока задани уставок) подключаетс к схеме управлени -возбудителем синхронного двигател или к схеме уп- равлени конденсаторной установкой, мощность которой регулируетс тири- сторным регул тором.

Дл управлени конденсаторными установками, мощность которых измен етс включением-отключением отдельных секций, блок 20 задани уставок содержит наборное поле 25 и элементы ИЛИ , выходы которых подключаютс к схемам управлени выключател ми секции конденсаторных установок . Количество элементов ИЛИ равно числу m секций конденсаторной установки. Число входов каждого элемента ИЛИ равно числу п ступеней про

граммы управлени . С помощью наборного пол 25 производитс соединение входов ИЛИ элементов с теми выходами дешифратора 19, которые соответствуют ступен м программы уп- равлени , на прот жении которых секци должна быть включенной.

Устройство работает следующим образом .

Перед началом работы в блоке набора п-ступенчатой программы 5 управлени выполн ютс соединени соответствующих выводов дешифраторов блока 3 дешифраторов и входов блока 6 элементов И-НЕ, Этим задаетс врем

55 7 импульсов, элемента ИЛИ 12, элементов И 13 и 11, пр мом выходе триггера 15, выходах элементов И 16 и 17 устанавливаетс сигнал с уровнем ло- ги леского нул . После сн ти сигнала

сброса формирователь 2 временных интервалов осуществл ет счет времени, а счетчик 8 - счет импульсов генератора 1,

При совпадении состо ни дешифратора 3 с временем начала первой ступени программы управлени на первом выходе блока элементов И-НЕ 6 сформируетс импульс, устанавливающий на первом выходе формировател 7 сигнал с уровнем логической единицы. При совпадении состо ни блока дешифраторов 3 с временем начала второй стуВыходные сигналы первых п выходов дешифратора 9 (фиг.4г-с) поочередно стррбируют адресные входы мультиплексора 10. При этом поочередно открыва ютс каналы, мультиплексора 10 и информаци с его информационных входов передаетс на первый вход элемента И 11 (фиг.4). До момента t (на прот жении первой ступени программы управлени ) на первом выходе мультипени программы управлени на втором выходе блока элементов И-НЕ 6 сфор- 5 плекеора 10 (первом входе элемента мируетс импульс, устанавливающий И 11) формируютс импульсы с длительна втором выходе формировател 7 сигнал с уровнем логической единицы. При этом на первом выходе формировател 7 продолжает сохран тьс сигнал с 20 уровнем логической единицы. При последующем совпадении состо ни блока 3 дешифраторов с временем начала очерёдной п-й ступени программы управлени уровень логической единицы уста- логической единицы устанавливаетс навливаетс на п выходах формировате- и на втором выходе формировател 7, л 7. После окончани указанного цикла управлени , т.е. при новом совпадении первой ступени программы управлени на всех, кроме перво о, выходах формировател 7 устанавливаетс уровень логического нул и т.д. Так

ностью т, (фнг.4у ). Длительность этих импульсов равна длительности импульсов на выходе дешифратора 9,т.е. периоду частоты задающего генег.а- тора.

В момент t ,1 длительность импульсов на выходе мультиплексора 10 увеличитс . Поскольку в этот момент уровень

то длительность импульсов на выходе мультиплексора 10 удваиваетс . В общем случае длительность импульсов

-30 на выходе мультиплексора 10 равна периоду частоты тактового, генератора , умноженной на номер ступени программы управлени . Причем после того , как счетчиком 8 будет сосчитано

выполн етс первый этап кодировани номера ступени программы управлени . Диаграммы на фиг. 4 и 5 соответствуют случаю, когда при общем числе ступеней программы управлени перва ступень вьтолнена и идет выполнение второй ступени. На первом выходе формировател 7 (первом входе мультиплексора 10) уровень сигнала равен логической единице (фиг.4а),. В момент t начинаетс втора ступень программы управлени и на втором вы-30 на выходе мультиплексора 10 равна периоду частоты тактового, генератора , умноженной на номер ступени про граммы управлени . Причем после того , как счетчиком 8 будет сосчитано

35 п импульсов тактовой частоты, все к налы мультиплексора на врем счета счетчиком 8 (п+1) и (п+2)-го импуль сов закрываютс . На выходе мультиплексора 10 и, следовательно, на вы

40 ходе элемента И 11 на этот период устанавливаетс сигнал с уровнем логического нул .

Диаграмма импульсов на первом вх де второго элемента И 11 показана

ходе формировател 7 (фиг.4б) в этот 45 на фиг.4и. На второй вход элемента

бирующие импульсы, длительность которых равна периоду тактовой частоты.

На фиг. AZ-3 показаны диаграммы сигналов на выходах дешифратора 9.

Выходные сигналы первых п выходов дешифратора 9 (фиг.4г-с) поочередно стррбируют адресные входы мультиплексора 10. При этом поочередно открываютс каналы, мультиплексора 10 и информаци с его информационных входов передаетс на первый вход элемента И 11 (фиг.4). До момента t (на прот жении первой ступени программы управлени ) на первом выходе мультиплекеора 10 (первом входе элемента И 11) формируютс импульсы с длитель логической единицы устанавливаетс и на втором выходе формировател 7,

плекеора 10 (первом входе элемента И 11) формируютс импульсы с длительлогической единицы устанавливаетс и на втором выходе формировател 7,

5 плекеора 10 (первом входе элемента И 11) формируютс импульсы с длител20 - логической единицы устанавливаетс и на втором выходе формировател 7,

35 п импульсов тактовой частоты, все каналы мультиплексора на врем счета счетчиком 8 (п+1) и (п+2)-го импульсов закрываютс . На выходе мультиплексора 10 и, следовательно, на вы40 ходе элемента И 11 на этот период устанавливаетс сигнал с уровнем логического нул .

Диаграмма импульсов на первом вхо де второго элемента И 11 показана

момент устанавливаетс уровень логической единицы. Поскольку момент начала третьей ступени не наступил,то на третьем выходе формировател 7 () уровень сигнала равен нулю.

Состо ни счетчика 8, мен ютс с частотой в несколько пор дков раз выше, чем состо ни формировател 7. Дешифратор 9 при поступлении на его входы импульсов от сче тчика 8 преобразует код счетчика 8 в позиционный , т.е. поочередно на каждом из выходов дешифратора 9 формир5тотс строИ 11 поступают импульсы (фиг.4к.) от генератора t. В результате в период счета счетчиком 8 п импульсов на выходе элемента И 11 формируетс последовательность импульсов (фиг.4(,5а). Уровень сигнала этих импульсов равен уровню сигнала на соответствующем выходе формировател 7, т.е. количество импульсов на выходе элемента

И 11 соответствует номеру выполн емой ступени программы управлени . лительность этих-импульсов-равна половине периода частоты генератора 1. Так выполн етс второй этап кодировани номера ступени программы управлени .

С поступлением на счетный вход счетчика 8 (п+1)-го и (п+2)-го импульсов от генератора 1 импульсов на (п+1)-м и (п+2)-м выходах первого дешифратора 9 формируютс импульсы длительностью в один период тактовой частоты каждьй, поступающие на входы элемента ИЛИ 12 соответственно (фиг.4о Oj) . В результате на выходе элемента ИЛИ 12 формируетс импульс длительностью в два периода тактовой частоты (фиг.4м), по- 5 (фиг.За), количество которых равно ступающий на первый вход элемента номеру ступени программы управлени . И 13. На второй вход элемента И 13 Таким образом, код счетчика 21 (фиг. поступают тактовые импульсы с выхода генератора 1. В результате на

20

5&,г.) и переписанна с его выходов в регистр 18 информаци всегда соот25

выходе элемента И 13 формируютс Два импульса с длительностью импульсов генератора 1 (фиг.4и, Sg).

По окончанию (п+2)-го импульса тактовой частоты счетчик 8 переводитс очередным тактовым импульсом в исходное состо ние и цикл передачи информации повтор етс . Таким образом, цикл передачи содержит два периода: период передачи информационных сигналов с вьрсода элемента И 11, которьш 0 длитс п периодов тактовой частоты, и период передачи управл ющих сигналов с выхода элемента И 13, который длитс два периода тактовой частоты. За период передачи информационных. сигналов передаетс число импульсов, равное номеру ступени программы управлени . А за период передачи управл ющих сигналов передаютс два импульса тактовой частоты. Длительность цикла передачи в несколько пор дков раз меньше длительности ступени программы управлени , а количество циклов равно отношению длительности ступени программы управлени и длительности цикла.

Поступающие с выхода элемента И 11 на R-вход 1К-триггера 15 импульсы периодически устанавливают его в исходное состо ние: уровень логического Нул на пр мом выходе и логической единицы на инверсном выходе. После того как счетчиком 8 будет сосчитано п-импульсов с выхода элемента И 13 на S-вход триггера 15 поступ т два импульса (фиг.56), которые определ ют режим работы счетчика 21 и регистра 18. При счете ветствует номеру ступени программы управлени .

На интервале каждой ступени программы управлени счет импульсов (номера ступени программы управлени ) счетчиком 21, перепись содержимого счетчика 21 в регистр 18 и установка ЗК-триггера 15 в исходное состо ние происходит непрерывно с частотой определ емой задающим генератором 1. Эта частота в несколько пор дков раз превышает частоту смены ступеней программы управлени . Б св зи с такой раз- . ницей частот по вление на линии св зи (входах счетчика 21 и iK-тригге35 ра 15) импульсных помех будет оперативно устран тьс и на качество уп- равлени импульсные помехи не повли ют .

Информаци о номере ступени программы управлени , содержаща с в регистре 18, преобразуетс дешифратором 19 в позиционный код. На первом вькоде дешифратора 19 на интервале первой ступени программы управ-

45 лени устанавливаетс уровень логической единицы. На интервале второй ступени программы управлени уровень логической единицы устанавливаетс на втором выходе дешифратора 19 и

50 т.д. Смена состо ний дешифратора 19 показана на фиг. 5ж, , и . С выходов дешифратора 19 сигналы поступают в блок 22 задани уставок. При этом на первом выходе блока 20 задани

55 уставок будет устанавливатьс ана- логовьй сигнал, величина которого измен етс одновременно со сменой выходных состо ний дешифратора 19,

40

счетчиком 8 (п+1)-го импульса на выходе элемента И 17 устанавливаетс уровень логической единицы (фиг. 5Э), которьй разрешает регистру 18 перепись содержимого счетчика 21, При счете .счетчиком 8 (п+2)-го им- , пульса сигнал логической единицы, поступающий с выхода третьего эле-, мента И 16 на установочньш вход счетчика 21 (фиг.Зе), установит последний в нулевое состо ние. В период до по влени на установочном входе счетчика 21 импульса сброса на его счетный вход приход т импульсы

(фиг.За), количество которых равно номеру ступени программы управлени . Таким образом, код счетчика 21 (фиг.

5&,г.) и переписанна с его выходов в регистр 18 информаци всегда соот0

5

0

ветствует номеру ступени программы управлени .

На интервале каждой ступени программы управлени счет импульсов (номера ступени программы управлени ) счетчиком 21, перепись содержимого счетчика 21 в регистр 18 и установка ЗК-триггера 15 в исходное состо ние происходит непрерывно с частотой, определ емой задающим генератором 1. Эта частота в несколько пор дков раз превышает частоту смены ступеней программы управлени . Б св зи с такой раз- . ницей частот по вление на линии св зи (входах счетчика 21 и iK-тригге35 ра 15) импульсных помех будет оперативно устран тьс и на качество уп- равлени импульсные помехи не повли ют .

0

т.е. со сменой номера ступени программы управлени .

На второй группе выходов блока 20 задани устагок одновременно со сменой состо ний дешифратора 19 будут формироватьс логические сигналы в соответствии с соединени ми, выполненными на наборном поле этого блока.

Выходы первого элемента РШИ 24 соединены с управлением выключател ми первой секции конденсаторной установки (КУ), второй - второй и т.д. Причем пр мой выход соединен со схеВ устройстве информаци о номере 10 ступени программы управлени передаетс одновременно по нескольким ка- налам 14 управлени , а величина устав ки выходных параметров задаетс в каж дом канале. В св зи с этим предлагаемой включени , а инверсный - со схемой отключени . Входы каждого элемен- 5 мое-устройство позвол ет управл ть та РШИ 24,-24 могут быть подключены группой синхронных двигателей и (или) с помощью наборного поли 25 либо к конденсаторных установок, учитьгаа

нулевой шине, либо к выходу дешифратора 19. Дл управлени состо нием секций конденсаторной установки необ- 20

Claims

1. Многоканальное устройство дл программного управлени реактивной на25 грузкой промышленных предпри тий,

содержащее генератор тактовых импульсов , блок задани уставок формирователь времен ных интервалов, подключен- ньм выходами к входам блока дешиф30 раторов, св занного выходами с входами блока индикации и с входами -блока набора п-ступенчатой программы, о т- личающеес тем, что, с целью расширени функциональных воз35 можностей, в него введены первый счетчик импульсов-С коэффициентом счета (п+2), первый дешифратор, мультиплексор , .формирователь импульсов, блок элементов И-НЕ, элемент ИЛИ,

40 первьй и второй элементы И по числу К источников реактивной мощности, (К-1) блогов задани уставок, К каналов управленни , каждый из которых содержит регистр,второй счетчик им-

поступит на вход сумматора 31, выход которого соедин ен с системой импульс- но-фазоБого управлени возбудител синхронного двигател . На следующей ступени программы управлени замыкаетс следующий ключ, а предьщущий размыкаетс . Таким образом, с выхода сумматора всегда будет сниматьс напр жение , определ емое положением движка переменного резистора , соответствующего выполн емой ступени программы управлени . Напр жение с выхода сумматора 31, поступа в сии четвертый элементы И и блок задани уставок, в каждьй из которых введен соответствующий канал управлени ,

50 причем выходы блока набора п-ступенчатой программы подключены к входам блока элементов И-НЕ, св занного выходами с соответствующими входами формировател импульсов, подключенного

55 выходами к информационным входам мультиплексора , соединенного выходом с первым входом первого элемента И, а адресными входами - с первыми выходами первого дешифратора, подключен

2854368

стему импульсно-фазового управлени возбудител , измен ет угол отпирани тиристоров управл емого выпр мител , определ этим уставку тока воэбуж- 5 дени . Аналогично происходит управление секци ми конденсаторных уставок, мощность которых регулируетс тнри- сторным регул тором.

В устройстве информаци о номере 10 ступени программы управлени передаетс одновременно по нескольким ка- налам 14 управлени , а величина уставки выходных параметров задаетс в каждом канале. В св зи с этим предлагае 5 мое-устройство позвол ет управл ть группой синхронных двигателей и (или) конденсаторных установок, учитьгаа

при этом ийдивидуальные особенности каждого из них.

45 пульсов с коэффициентом счета (п+1), второй дешифратор, хЕК-триггер, третий

и четвертый элементы И и блок задани уставок, в каждьй из которых введен соответствующий канал управлени ,

55 выходами к информационным входам мультиплексора , соединенного выходом с первым входом первого элемента И, а адресными входами - с первыми выходами первого дешифратора, подключенного входами к разр дным выходам первого счетчика импульсов, а вторым и третьим выходами - к входам элемента ИЛИ, св занного выходом с первым входом второго элемента И, подключенного выходом к С-входу ПК- триггера и к первым входам третьего и четвертого элементов И каждого канала управлени , а вторым входом к выходу генератора импульсов, к вхо- 10 новки, элементы ИЛИ, сумматор по чис- ду формировател временных интерва- лу ступеней программы управлени ,пелов , к счетному входу первого счетчика импульсов и к второму входу первого элемента И, соединенного выходом со счетнь1М входом второго счет- чика импульсов и с R-входом ЗК-триг- гера каждого канала управлени , в каждом из которьк инверсный выход . ЯК-триггера подключен к второму входу четвертого элемента И, а пр мой выход - к второму входу третьего элемента И, св занного выходом с входом обнулени второго счетчика импульсов , подключенного разр дными выходами к информационным входам регистра , соединенного управл ющим входом с выходом четвертого элемента

543610

И, а выходами - с входами второго дешифратора, подключенного вькодами к входам задани уставок, первый.и вторые выходы которого вл ютс уп- 5 равл ющим выходом устройства.

I

2. Устройство по п. 1, о т л и- чающеес тем, что блок задани уставок содержит наборное поле по числу секций конденсаторной уста 5 0

ременные резисторы и ключи, подключенные входами к шине опорного напр жени , управл ющими входами - к соответствующим входам блока задани уставок и к соответствующим входам наборного пол , а выходами - к нулевой шине через соответствующий переменный резистор, управл ющий выход ко- .jTOporo св зан с соответствующим входом сумматора, подключенного выводом к первому управл ющему выходу блока задани уставок, вторые выходы которого соединены с пр мыми и инверс- ными выходами элемента ИЛИ, подключенными к соответствующим выходам наборного пол .

I

Sg ii

к

«i

Vcii

И викодам petucmpaK

.

& at |5 5

i

1 Vl

t:

е

W

и

Лг

ЛГ1

J

J.