Многоканальное устройство для программного управления реактивной нагрузкой промышленных предприятий

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 012854 В 19 417 1)4 ВСГХ .л13 ИЕ ИЗОБРЕТЕН А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и наладке ния Произ "Сибэнер ОЙСТВО ДЛЯ РЕАКТИВНОЙ РЕДПРИЯТИЙ ся к автоженияпредпрвленияпутем и но н упр остионных ия с ости е ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(7 1) Производственное объединение по ремонту, модернизацииэнергетического оборудовае водственного объединения цветмет"(56) Авторское свидетельство СССР643836, кл. С 05 В 19/18, 1976.Порохнявый Б.Н. Программное управление возбуждением синхронных двигателей," Промышленная энергетика, 1984,6, с, 13.(54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УС ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ НАГРУЗКОЙ ПРОМЬППЛЕННЫХ (57) Изобретение относ матизации систем элект и может быть использов ятияк любой отрасли дл режимом реактивной мощ менения токов возбужде двигателей и (или) мощ саторных установок по заданной программе. Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей. Система состоит из центрального узлаустройства и каналов управления,количество которых равно числу источников реактивной мощности. Устройствосодержит генератор импульсов, формирователь временных интервалов, двадешифратора, блок индикации, блокнабора и ступеней программы управления, счетчик, мультиплексор, элементИЛИ, два элемента И и каналы управления. Каждый из каналов управлениясодержит счетчик, ЗК-триггер, дваэлемента И, регистр, дешифратор иблок задания уставок. Емкость счетчиков и система кодирования информации обеспечивает непрерывную,циклическую передачу информации о но мере ступени программы управления, исключая при этом влияние Импульсных помех на качество управления.На выходахканалов управления устанавливаются соответствующие каждой ступени программы управления уставки выходного параметра. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.1 128543Изобретение относится к автоматизации систем электроснабжения промышленных предприятий и может бытьиспользовано на предприятих любой от"расли при наличии синхронных двигателей и (или) конденсаторных установок,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства,На фиг. 1 представлена функцио" 10нальная схема устройства; на фиг,2 -схемы блока набора и-ступенчатой про"граммы, блока элементов И"НЕ, формирователя импульсов, на фиг. 3 " схема блока задания уставок, на фиг.4 и 155 - временные диаграммы функционирования устройства.Устройство содержит генератор 1тактовых импульсов, формирователь 2временных интервалов, блок 3 дешифраторов, блок 4 индикации, блок 5набора и-ступенчатой программы, блок6 элементов И-НЕ,формировательимпульсов, первый счетчик 8 импульсов,первый дешифратор 9, мультиплексор10, первый элемент И 11, элемент ИЛИ12, второй элемент И 13 и К каналов14 управления, каждый из которых содержит 3.К-триггер 15, третий элементИ 16, четвертый элемент И 17, регистр 3018, второй дешифратор 19, блок 20задания уставок, второй счетчик 21импульсов.Блок 6 элементов И-НЕ (фиг,2) содержит по числу п ступеней программы 35управления элементы И 22,-22 , каждыйиз которых подключен выходом к Б-входу соответствующего триггера 23, -23формирователяимпульсов, входы Квсех триггеров 23,-23 кроме первого, соединены с Б-входом первого триггера 231,Блок 20 задания уставок (фиг.3)содержит элементы ИЛИ 24,-24 , наборное поле 25, состоящее из ш и двухпозиционных переключателей 26 (ш -количество секций конденсаторной установки, и - число ступеней программы управления), ключи 27 -27,переменные резисторы 28 -28, шину 29 50опорного напряжения, нулевую шину 30,сумматор 31, состоящий из операционного усилителя 32 и резисторов 33,Генератор 1 импульсов, формирователь 2 временных интервалов, блок 3 55дешифраторов и блок 4 индикации являются датчиком текущего времени.Формирователь 7 импульсов предназначен формировать для каждой ступени 6 2программы управления отрезок времени,началом которого является момент времени начала ступени управления, аокончанием - конец всего цикла управления, На протяжении этого времениуровень сигнала на выходе соответствующего триггера 2.3,-23 формирователя 7 равен логической единице.Блок 20 задания уставок являетсявыходным в канале управления. Выход сумматора 31 (первый выход блока задания уставок) подключается ксхеме управления возбудителем синхронного двигателя или к схеме управления конденсаторной установкой,мощность которой регулируется тиристорным регулятором.Для управления конденсаторнымиустановками, мощность которых изменяется включением-отключением отдельных секций, блок 20 задания уставок содержит наборное поле 25 и элементы ИЛИ 24-24 , выходы которых подключаются к схемам управления выключателями секции конденсаторных установок. Количество элементов ИЛИ равно числу ш секций конденсаторнойустановки. Число входов каждого элемента ИЛИ равно числу и ступеней программы управления. С помощью наборного поля 25 производится соединение входов ИЛИ элементов 24-24 стеми выходами дешифратора 19, которыесоответствуют ступеням программы управления, на протяжении которых секция должна быть включенной.Устройство работает следующим образом,Перед началом работы в блоке набора и-ступенчатой программы 5 управления выполняются соединения соответствующих выводов дешифраторов блока3 дешифраторов и входов блока 6 элементов И-НЕ, Этим задается времяначала каждой ступени программы управления. Все счетчики и триггерыустройства подачей сигнала сбросаустанавливаются в нулевое состояние.При этом на первом выходе дешифратора 9 и инверсном выходе ХК-триггера 15 устанавливается сигнал суровнем логической единицы. На остальных выходах дешифратора 9, выходах дешифратора 19, формирователя7 импульсов, элемента ИЛИ 12, элементов И 13 и 11, прямом выходе триггера 15, выходах элементов И 16 и 17устанавливается сигнал с уровнем логического нуля. После счятия сигнала36 бирующие импульсы, длительность которых равна периоду тактовой частоты.На фиг, 4 -показаны диаграммысигналов на выходах дешифратора 9.Выходные сигналы первых и выходовдешифратора 9 (фиг.4 г-с) поочередностробируют адресные входы мультиплексора 10. При этом поочередно открываются каналы мультиплексора 10 и информация с его информационных входовпередается на первый вход элементаИ 11 (фиг.4). До момента й(на протяжении первой ступени программы управления) на первом выходе мультиплексора 10 (первом входе элементаИ 1) формируются импульсы с длительностью т,(фиг4 е ). Длительностьэтих импульсов равна длительности импульсов на выходе дешифратора 9,т.е.периоду частоты задающего генеу.атора,В момент Сдлительность импульсовна выходе мультиплексора 10 увеличится. Поскольку в этот момент уровеньлогической единицы устанавливаетсяи на втором выходе формирователя ,ето длительность импульсов на выходемультиплексора 10 удваивается. В общем случае длительность импульсовна выходе мультиплексора 1 О равнапериоду частоты тактового генератора, умноженной на номер ступени программы управления. Причем после того, как счетчиком 8 будет сосчитанои импульсов тактовой частоты, все каналы мультиплексора на время счетасчетчиком 8 (и+1) и (и+2)-го импульсов закрываются. На выходе мультиплексора 1 О и, следовательно, на выходе элемента И 11 на этот периодустанавливается сигнал с уровнемлогического нуля.Диаграмма импульсов на первом входе второго элемента И 11 показанана фиг,4 м, На второй вход элементаИ 11 поступают импульсы (фиг.4 к) отгенератора 1. В результате в периодсчета счетчиком 8 и импульсов на выходе элемента И 11 формируется последовательность импульсов (фиг.4 и,5 а).Уровень сигнала этих импульсов равенуровню сигнала на соответствующемвыходе формирователя 7, т.е. количество импульсов на выходе элементаИ 11 соответствует номеру выполняемой ступени программы управления.Длительность этих импульсов равнаполовине периода частоты генера 3 1285сброса формирователь 2 временных интервалов осуществляет счет времени,а счетчик 8 - счет импульсов генератора 1,При совпадении состояния дешифратора 3 с временем начала первой ступени программы управления на первомвыходе блока элементов И-НЕ 6 сформируется импульс, устанавливающий напервом выходе формирователя 7 сигнал с уровнем логической единицы. Присовпадении состояния блока дешифраторов 3 с временем начала второй ступени программы управления на второмвыходе блока элементов И-НЕ 6 сформируется импульс, устанавливающийна втором выходе формирователя 7 сигнал с уровнем логической единицы. Приэтом на первом выходе формирователя7 продолжает сохраняться сигнал с 20уровнем логической единицы. При последующем совпадении состояния блока3 дешифраторов с временем начала очередной и-й ступени программы управления уровень логической единицы уста навливается на и выходах формирователя 7. После окончания указанного цикла управления, т.е, при новом совпадении первой ступени программы управления на всех, кроме первоо, вы- З 0ходах Формирователя 7 устанавливаетсяуровень логического нуля и т.д, Таквыполняется первый этап кодированияномера ступени программыуправления.Диаграммы на фиг. 4 и 5 соответствуют случаю, когда при общем числеступеней программы управления и=3первая ступень выполнена и идет выполнение второй ступени. На первом выходе формирователя 7 (первом входе 40мультиплексора 10) уровень сигналаравен логической единице (фиг,4 а) Вмомент 1 начинается вторая ступень2программы управления и на втором выходе формирователя 7 (фиг.43) в этот 45момент устанавливается уровень логической единицы. Поскольку момент начала третьей ступени не наступил,тона третьем выходе формирователя 7(фиг,48) уровень сигнала равен нулю, 50Состояния счетчика 8 меняются счастотой в несколько порядков развыше, чем состояния формирователя 7.Дешифратор 9 при поступлении на еговходы импульсов от счетчика 8 пре" 55образует код счетчика 8 в позиционный, т.е. поочередно на каждом из выходов дешифратора 9 формируются стротора 1Так выполняется второй этап кодирования номера ступени программы управления.С поступлением на счетный вход счетчика 8 (и+1)-го и (и+2)-го им" пульсов от генератора 1 импульсов на (п+1)-м и (и+2)-м выходах первого дешифратора 9 формируются импульсы длительностью в один период тактовой частоты каждый, поступаю щие на входы элемента ИЛИ 12 соответственно (фиг.4 м ). В результате на выходе элемента ИЛИ 12 формируется импульс длительностью в два периода тактовой частоты (фиг.4 и), поступающий на первый вход элемента И 13. На второй вход элемента И 13 поступают тактовые импульсы с выхода генератора 1. В результате на выходе элемента И 13 формируются два 20 импульса с длительностью импульсов генератора 1 (Фиг.4 н, 58).По окончанию (и+2)-го импульса тактовой частоты счетчик 8 переводится очередным тактовым импульсом в исходное состояние и цикл передачи информации повторяется. Таким образом, цикл передачи содержит два периода: период передачи информационных сигналов с выхода элемента И 11, который длится и периодов тактовой частоты, и период передачи управляющих сигналов с выхода элемента И 13, который длится два периода тактовой частоты. За период передачи информационных 35 сигналов передается число импульсов, равное номеру ступени программы управления, А за период передачи управляющих сигналов передаются два импульса тактовой частоты, Длитель ность цикла передачи в несколько порядков раз меньше длительности ступени программы управления, а количество циклов равно отношению длительности ступени программы управле ния и длительности цикла.Поступающие с выхода элемента И 11 на К-вход ХК-триггера 15 импульсы периодически устанавливают его в исходное состояние: уровень логичес кого нуля на прямом выходе и логической единицы на инверсном выходе. После того как счетчиком 8 будет сосчитано и-импульсов с выхода элемента И 13 на 8-вход триггера 15 55 поступят" два импульса (фиг,58), ко-торые определяют режим работы счетчика 21 и регистра 18. При счете 128543 б 6счетчиком 8 (и+1)-го импульса навыходе элемента И 17 устанавливается уровень логической единицы (Фиг.5 д), который разрешает регистру 18перепись содержимого счетчика 21,При счете счетчиком 8 (и+2)-го импульса сигнал логической единицы,поступающий с выхода третьего элемента И 16 на установочный вход счетчика 21 (фиг.5 е), установит последний в нулевое состояние. В периоддо появления на установочном входесчетчика 21 импульса сброса на егосчетный вход приходят импульсы(Фиг.5 а), количество которых равнономеру ступени программы управления.Таким образом, код счетчика 21 (фиг.5 6,) и переписанная с его выходовв регистр 18 информация всегда соответствует номеру ступени программыуправления.На интервале каждой ступени программы управления счет импульсов (номера ступени программы управления)счетчиком 21, перепись содержимогосчетчика 21 в регистр 18 и установка ЛК-триггера 15 в исходное состояние происходит непрерывно с частотой,определяемой задающим генератором 1.Эта частота в несколько порядков разпревышает частоту смены ступеней программы управления, В связи с такой разницей частот появление на линии связи (входах счетчика 21 и Д.К-триггера 15) импульсных помех будет оперативно устраняться и на качество управления импульсные помехи не повлияют,Информация о номере ступени программы управления, содержащаяся врегистре 18, преобразуется дешифратором 19 в позиционный код, На первом выходе дешифратора 19 на интервале первой ступени программы управления устанавливается уровень логической единицы, На интервале второйступени программы управления уровеньлогической единицы устанавливаетсяна втором выходе дешифратора 19 ит.д. Смена состояниИ дешифратора 19показана на фиг. 5 с, , , С выходовдешифратора 19 сигналы поступают вблок 22 задания уставок. При этомна первом выходе блока 20 заданияуставок будет устанавливаться аналоговый сигнал, величина которогоизменяется одновременнс со сменойвыходных состояний дешифратора 19, 128543 бт.е, со сменой номера ступени программы управления,На второй группе выходов блока 20задания устагок одновременно со сменой состояний дешифратора 19 будутформироваться логические сигналыв соответствии с соединениями, выполненными на наборном поле этого блока.Выходы первого элемента ИЛИ 24соединены с управлением выключателями первой секции конденсаторной установки (КУ), второй - второй и т,д.Причем прямой выход соединен со схемой включения а инверсный - со схемой отключения. Входы каждого элемента ИЛИ 24,-24 могут быть подключеныс помощью наборного поля 25 либо кнулевой шине, либо к выходу дешифратора 19. Для управления состояниемсекций конденсаторной установки необходимо соединить входы каждого элемента ИЛИ 24,-24 с выводами дешифратора 19, которые соответствуют ступени программы управления, на протя; жении которой секция должна бытьвключенной. При этом на выходах элементов ИЛИ 24,-24 будут появлятьсясигналы с уровнем логической Единицы,по которым будет включаться секцияКУ, При появлении сигнала логической единицы на инверсном выходеэлемента ИЛИ 24-24 секция будет отключаться.Для управления током возбуждениясинхронных двигателей выходы дешифраторов подключены также к управляющим входам ключей 27,-27 и в,момент появления на определенном вы"ходе дешифратора 19 напряжения логической единицы соответствующий ключ 4027-27 , подключенный управляющимвходом к этому выходу, будет замыкаться и соответствующий переменный резистор 28-28 подключится к шине29 опорного напряжения О, . Снимаемое 45с переменного резистора напряжениепоступит на вход сумматора 31, выходкоторого соединен с системой импульсно-фазового управления возбудителясинхронного двигателя. На следующей 50ступени программы управления замыкается следующий ключ, а предыдущийразмыкается. Таким образом, с выходасумматора всегда будет сниматься напряжение определяемое положением 55движка переменного резистора 28,-281соответствующего выполняемой ступенипрограммы управления. Напряжение свыхода сумматора 31, поступая в систему импульсно-фазового управления возбудителя, изменяет угол отпирания тиристоров управляемого выпрямителя, определяя этим уставку тока возбуждения. Аналогично происходит управление секциями конденсаторных уставок, мощность которых регулируется тиристорным регулятором.В устройстве информация о номере ступени программы управления передается одновременно по нескольким каналам 14 управления, а величина устав" ки выходных параметров задается в каждом канале. В связи с этим предлагаемое устройство позволяет управлять группой синхронных двигателей и (или) конденсаторных установок, учитывая при этом индивидуальные особенности каждого из них.Формула изобретения1. Многоканальное устройство для программного управления реактивной нагрузкой промышленных предприятий, содержащее генератор тактовых импульсов, блок задания уставок, формирователь временных интервалов, подключенный выходами к входам блока дешифраторов, связанного выходами с входами блока индикации и с входами блока набора п-ступенчатой программы, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения Функциональных возможностей, в него введены первый счетчик импульсов.с коэффициентом счета (и+2), первый дешифратор, мультиплексор, формирователь импульсов, блок элементов И-НЕ, элемент ИЛИ, первый и второй элементы И по числу К источников реактивной мощности, (К) блоков задания уставок, К каналов управленния, каждый из которых содержит регистр, второй счетчик импульсов с коэффициентом счета (п+1), второй дешифратор, ХК-триггер, третий и четвертый элементы И и блок задания уставок, в каждый из которых введен соответствующий канал управления, причем выходы блока набора и-ступенчатой программы подключены к входам блока элементов И-НЕ, связанного выходами с соответствующими входами Формирователя импульсов, подключенного выходами к информационным входам мультиплексора, соединенного выходом с первым входом первого элемента И, а адресными входами - с первыми выходамн первого дешифратора, подключен 12854ного входами к разрядным выходам первого счетчика импульсов, а вторым и третьим выходами - к входам элемента ИЛИ, связанного выходом с первым входом второго элемента И, подключенного выходом к С-входу 2 К- триггера и к первым входам третьего и четвертого элементов И каждого канала управления, а вторым входом - к выходу генератора импульсов, к вхо- Ю ду формирователя временных интервалов, к счетному входу первого счетчика импульсов и к второму входу первого элемента И, соединенного выходом со счетным входом второго счет чика импульсов и с К-входом ЛК-триггера каждого канала управления, в каждом из которых инверсный выход ЛК-триггера подключен к второму входу четвертого элемента И, а прямой 20 выход - к второму входу третьего элемента И, связанного выходом с входом обнуления второго счетчика импульсов, подкл 1 оченного разрядными выходами к информационным входам регистра, соединенного управляющим входом с выходом четвертого элемента 36 10И, а выходами - с входами второго дешифратора, подключенного выходами к входам задания уставок, первый,и вторые выходы которого являются управляющим выходом устройства.2. Устройство по л, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок задания уставок содержит наборное поле по числу секций конденсаторной установки, элементы ИЛИ, сумматор по числу ступеней программы управления,переменные резисторы и ключи, подключенные входами к шине опорного напряжения, управляющими входами - к соответствующим входам блока задания уставок и к соответствующим входам наборного поля, а выходами - к нулевой шине через соответствующий переменный резистор, управляющий выход которого связан с соответствующим входом сумматора, подключенного выводом к первому управляющему выходу блока задания уставок, вторые выходы которого соединены с прямыми и инверсными выходами элемента ИЛИ, подключенными к соответствующим выходам наборного поля.3 7642/49 Тираж 862 ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб дЗах одписн олгираАическое предприятие, г. Ужгород, уч. Проектная,Производств Составитель Н. Горбуноваедактор А. Козорйз Техред Л.Сердюкова Корректор М. Максимищи