Текст доклада
Предлагаемый вашему вниманию дипломный проект посвящен разработке контроллера – компенсатора реактивной мощности в промышленных электросетях.
Контроллер – компенсатор обеспечивает поддержание угла на заданном минимальном значении с высокой точностью. Устройство осуществляет контроль величин тока, напряжения и угла в электросети, поддержание заданного угла путём последовательного подключения определённого количества конденсаторов батареи. Контроллер отключает конденсаторы, когда компенсация реактивной мощности может привести к перенапряжению в сети или просто нецелесообразно из за малой величины потребляемого тока. Устройство выполнено в отдельном корпусе, монтируется непосредственно в силовом электрошкафу. Устройство питается от сети 220В., контролирует линейное напряжение трёхфазной сети и ток одной из фаз с помощью датчика тока. Управляет 16 – ю магнитными пускателями, включающими конденсаторные батареи
Устройство представляет собой МПС управления на базе микропроцессора Intel 8085 с соответствующим программным обеспечением, функционирующим в реальном масштабе времени. Контроллер содержит (лист): плату контроллера, плату тиристорного управления, блок питания.
Плата контроллера самая важная плата. На ней собраны цепи измерения тока, напряжения, угла , располагается МП и МП БИС. Структурная схема платы представлена на листе. Схема включает следующие узлы: процессор, память, программируемые таймеры, последовательный интерфейс, схема измерения, буферные регистры.
Контоллер реализован на базе микропроцессора Intel8085 (лист) содержит буферный регистр КР580ИР82, дешифратор адреса К555ИД7. МП8085 имеет встроенный генератор синхроимпульсов, одно питание +5В., встроенную систему векторных прерываний, надёжен. Он идеально подходит для решения задач управления.
Память (лист) реализована на базе БИС репрограммируемого ПЗУ К573РФ4 и статического ОЗУ К537РУ10
Два буферных регистра (лист) осуществляет вывод 16 сигналов управления к плате тиристоров контроллера – компенсатора. С помощью микропереключателей (лист) в контроллере устанавливается заданный для поддержания угол и параметры регулирования. Светодиодная индикация позволяет определить сколько конденсаторов подключено к сети в данный момент Цепи измерения (лист) реализованы а триггерах К555ТЛ2 и таймерах КР580ВИ53. В контроллере заложен принцип измерения величин тока и напряжения по ширине импульсов, полученных в результате прохождения синусоидальных сигналов тока и напряжения через триггер Шмитта. Чем больше амплитуда тем длиннее импульсы (лист). Эти импульсы разрешают счёт таймеров с которых можно считать цифровой код длины. Угол измеряется как задержка импульса тока относительно импульса напряжения.
Для подключения к IBM - совместимому компьютеру контроллер имеет интерфейс RS-232 (лист)
Вторая плата контроллера – компенсатора – это плата тиристорного управления (лист ) . Она осуществляет включение и выключение магнитных пускателей в соответствии с 16 - битовым кодом , выставляемым контроллером через МБР . Плата может управлять пускателем с любым напряжением от 110 вольт до 380 .
Для питания устройства используется блок питания ,схема которого представлена в записке либо может использоваться блок питания фирмы Computer Products NFS50 ,обеспечивающий выходное напряжение +5в,+12В,-12В при токе 2А.
На плакате _ представлены схемы размещения элементов на платах контроллера и тиристорного управления . Схема межплатных соединений представлена на плакате_.
Контроллер- компенсатор управляет компенсацией с учетом тока ,напряжения и угла (лист). Если ток потребления больше заданной величины , то осуществляется управление компенсацией по углу , если меньше – конденсаторы последовательно отключаются. Если напряжение сети в норме, то идет управление по углу , если напряжение завышено, то в целях предохранения сети от перенапряжения конденсаторы последовательно отключаются(лист). Управление по сводится к включению или отключению конденсаторов при несоответствии угла заданному значению(лист).
: Дискретность управления и нечувствительность задаются с помощью микропереключателей на плате контроллера.
ПО контроллера функционирует в реальном времени. Его структура представлена на листе. ПО включает : основную программу, п/п обработки прерываний ТRAP, обработки прерываний RST7.5,п/п BIOS. В основной программе инициализируются программируемые БИС контроллера. Далее программа “попадает” в основной цикл (передача видеобуфера в компьютер), прерываемый сигналами TRAP и RST7.5
По прерыванию TRAP вызывается в работу п/п обработки TRAP(лист) , которое осуществляет считывание счетчиков таймера , запись информации в видеобуфер , вывод управления .
По прерыванию RST7.5 подпрограммой обработки решаются две задачи(лист): WRITE – заполнение массивов измерений тока, напряжения и угла ; CONTROL – управление компенсацией.
П/п BIOS представляет собой набор часто используемых п/п.
ПО разрабатывалось на ассемблере на IBM – компьютере с использованием кросс – средств. ПО “прошито” в микросхеме К573РФ4.
Для отладки контроллера – компенсатора было разработано сервисное ПО(лист). Оно также располагается на РФ4 и вставляется в панель на плате контроллера. Сервисное ПО используется для настройки заданий тока и напряжения сети, измерения угла , контроля работоспособности устройства .
.
.
Схема электрическая принципиальная платы УЦОС представлена на плакате ___ . В качестве элементной базы были выбраны следующие микросхемы:
-
DS87C520 (омэвм) – 16-ти разрядная шина адреса, 8-ми разрядная шина данных, причем мл. байт шины адреса и шина данных мультиплексированы во времени.
-
AD7892 (ацп) – 12-ти разрядный с посль каналом ввода информации;
-
AD8512 (цап) – 12-ти разрядный с посль каналом вывода информации;
-
MCM6706B (озу) –быстродействующее ОЗУ;
-
OP295(оу)- масштабирующий элемент;
-
1533ИР22(регистр)- буферный элемент;
-
1533ЛА1(логика)-вспомогательный элемент.
.
При работе над технологической частью были рассмотрены вопросы регулировки, настройки и отладки аппаратных и программных средств контроллера.
-
Разработан специальный стенд для проверки работоспособности устройства представленный на плакате ___
-
Проведена разработка сервисного программного обеспечения
Решена основная задача регулировочных работ: обеспечение выпуска микропроцессорной техники с параметрами, соответствующими техническим условиям или параметрам образца, принятого за эталон, с учетом условий эксплуатации.
В организационно-экономическом разделе дипломного проекта была рассчитана себестоимость опытного образца и прогнозная оценка ее снижения на стадии освоения.
В разделе производственно- экологической безопасности рассмотрены вопросы организации безопасных условий труда в лаборатории промышленной электроники при разработке и отладке устройства
Спасибо за внимание.