PLC կառավարման տեխնոլոգիայի կիրառման վերլուծություն բանալի էլեկտրական լարումը կարգավորող սարքերում

Լիցքի որակը գնահատելիս լարումը կարևորագույն ազդող գործոն է: Լարման որակը սովորաբար գնահատվում է լարման շեղումը, տատանումները, ձևի դեֆորմացիան և եռաֆազ սիմետրիան չափելով՝ լարման շեղումը լինելով ամենակարևոր ցուցանիշը: Բարձր լարման որակ ապահովելու համար սովորաբար պահանջվում է լարման կարգավորում: Այսօր ամենատարածված և արդյունավետ մեթոդը լարման կարգավորման համար սնուցման փոխակերպիչների փոխակերպիչի դիրքերը կարգավորելն է:

Սույն հոդվածը հիմնականում ներառում է PLC և միկրոհամակարգիչային տեխնոլոգիաների ինտեգրում՝ նախագծելու և վերլուծելու ինտելեկտուալ սնուցման լարման կարգավորիչ, ինչը վերջնականապես հանգեցնում է արագ լարման կարգավորման՝ խուսափելով լարման ժամանակավոր ցատկերից կարգավորման գործընթացի ընթացքում:

1. Ինտելեկտուալ սնուցման լարման կարգավորիչի աշխատանքային սկզբունքն ու հիմնական հատկանիշները

1.1 Հիմնական աշխատանքային սկզբունք

Ինտելեկտուալ սնուցման լարման կարգավորիչը բաղկացած է հիմնական և օժանդակ միավորներից: Հիմնական միավորը բաղկացած է առաջնային և երկրորդային կոնդենսատորներից և կարգավորող փոխակերպիչից, որը թույլատրում է իրականացնել ինչպես ռեակտիվ հզորության հատուկ հատվածի փոխակերպում, այնպես էլ ավտոմատ լարման կարգավորում:

Օժանդակ միավորները ներառում են մեկ ինտելեկտուալ կառավարման միավոր և երեք կատարողական կարգավորման միավորներ: Ինտելեկտուալ կառավարման միավորը ձևավորում և փոխանցում է կառավարման հրահանգներ, որոնք անցկացվում են անլար կապի միջոցով կատարողական միավորներին՝ իրականացնելու սնուցման գծի լարման իրական ժամանակի կարգավորում:

Որպես հիմնական բաղադրիչ, ինտելեկտուալ կառավարման միավորը որոշում է սարքի ավտոմատացման մակարդակը, ինտելեկտուալ հատկությունները և կարգավորման ճշգրտությունը: Այն ճշգրիտ հսկում է սնուցման գծի լարումը, ձևավորում է համապատասխան հրահանգներ և ուղարկում դրանք փոխակերպիչի դիրքերի կառավարման մոդուլին՝ սնուցման գծի լարումը պահելու թիրախային կետում: Նրա հիմնական գործառույթներն են.

• Սնուցման գծի լարման իրական ժամանակի հսկում և կառավարում՝ շեղումների անմիջապես ուղղում;

• Ելքային բեռի հոսանքի իրական ժամանակի հսկում և կառավարում;

• Պաշտպանության գործառույթների ապահովում ցածր լարման, գերհոսանքի և գերտաքացման դեմ:

1.2 Հիմնական հատկանիշներ

Ինտելեկտուալ սնուցման լարման կարգավորիչը ունի հետևյալ առավելությունները.

• Երկկողմանի գործառույթ՝ այն միաժամանակ ապահովում է ռեակտիվ հզորության հատվածի փոխակերպում և լարման կարգավորում: Լարման կարգավորման ընթացքում այն մասամբ փոխակերպում է ցանցի ռեակտիվ հզորությունը, բարելավում է հզորության գործակիցը, կանխում է գծի վնասվածքները, մեծացնում է ցանցի բեռի կրող ունակությունը և ապահովում է լարման որակը: Ավելին, այն կարող է հսկել եռաֆազ լարումը և հոսանքը:

• Օպտիմալացված և էկոլոգիապես մաքուր կառուցվածք՝ նախագծումը օգտագործում է ստորակետային մեկուսացում՝ դիէլեկտրիկ ամրությունը մեծացնելու համար: Կառավարման և կատարողական միավորների միջև տվյալների փոխանցման համար օգտագործվում է լարման մեկուսացում, որը թույլատրում է յուղից ազատ սիգնալի փոխանցում: Բոլոր լարման և հոսանքի սենսորները ներդրված են ներսում, որը բացառում է արտաքին պոտենցիալի կամ հոսանքի փոխակերպիչների անհրաժեշտությունը՝ բարձրացնելով հուսալիությունը, կայունությունը և տեղադրման հեշտությունը:

• Ինտելեկտուալ լարման կարգավորում՝ այն ավտոմատ չափում է փոխակերպիչի դիրքերը ըստ օգտատիրոջ սահմանած շեմերի և ինքնակարգավորվում է՝ ապահովելով ցանցի կայուն աշխատանքը:
  Փոխակերպիչի դիրքերի անվտանգ աշխատանք՝ կարգավորող փոխակերպիչը միացված է հաջորդական ռեակտիվ հատվածի փոխակերպման կոնդենսատորներին, որի արդյունքում լարման կարգավորման ընթացքում կարճ միացման հոսանքները մնում են ցածր, ինչը նվազեցնում է գործառույթի վրա ազդեցությունը:

• Ինտելեկտուալ պաշտպանություն՝ անընդհատ հսկում է գծի բեռը և փոխակերպիչի ջերմաստիճանը՝ անոմալիաներ հայտնաբերելու դեպքում ավտոմատ դուրս գալով կարգավորման ռեժիմից և վերականգնելով գործառույթը պայմանները նորմալանալուց հետո:

• Իրական ժամանակի տվյալների մատյան՝ կառավարման միավորը ճշգրիտ գրանցում է լարումը, հոսանքը և փոխակերպիչի դիրքերի փոփոխությունների քանակը յուրաքանչյուր կարգավորման դեպքից առաջ և հետո:

• Արդյունավետ անլար կապ՝ տեղամասում տվյալները կարող են կարդացվել անմիջապես, իսկ կարգավորման պարամետրերը (օրինակ՝ ժամանակային միջակայքեր, լարման շեմեր) կարող են կարգավորվել հեռակա կերպով՝ պարզեցնելով գործառույթը:

• Քանի որ այն ունի բարձր արդյունավետություն, հուսալիություն և անվտանգություն, ինտելեկտուալ սնուցման լարման կարգավորիչը լավ է հարմարեցված գյուղական էլեկտրացանցերում լայնորեն տարածվելու համար, որը նշականի չափով նվազեցնում է լարման շեղման խնդիրները:

2. PLC կառավարման տեխնոլոգիայի կիրառումը ինտելեկտուալ սնուցման լարման կարգավորիչի սարքակազմի նախագծման մեջ

Ինտելեկտուալ սնուցման լարման կարգավորիչի գործառույթային պահանջների և տեխնիկական հատկությունների հիման վրա նրա սարքակազմի կառուցվածքը ներկայացված է 1-ին նկարում:

2.1 Միկրոկառավարիչի հիմնական համակարգի կարգավորում

Միկրոկառավարիչի հիմնական համակարգը հիմնականում օգտագործում է արդյունաբերական անձնական համակարգիչ (IPC), օգտագործելով All2In2One անվան մոդելի CPU քարտ՝ 256MB հիշողությամբ, որն ունի երկու հաջորդական և մեկ զուգահեռ ինտերֆեյս: Ավելին, այն օգտագործում է PCI2S3-ին համատեղելի գրաֆիկական արագացման միկրոսխեմա, իսկ գրաֆիկական քարտի չափը տատանվում է 1-ից մինչև 2MB: Համակարգի հուսալիությունը բարձրացնելու համար օգտագործվում են ցածր հոսանք օգտագործող բաղադրիչներ՝ հոսանքի սպառումը նվազեցնելու համար:

2.2 Մուտքային ալիքների կարգավորում

Մուտքային ալիքների կարգավորման ընթացքում մուտքային սիգնալները նույնականացվում են որպես լարման և հոսանքի փոխակերպիչներից ստացված երկրորդային սիգնալներ: Այդ սիգնալները մշակվում են, ապա փոխակերպվում ADC-ի միջոցով՝ մուտքագրվելու MCU-ի մեջ: Սիգնալի մշակման շղթան հիմնականում բաղկացած է հոսանքի և լարման փոխակերպիչներից և երեք փուլային գործողությունների համար նախատեսված օպերացիոն համարժեքից: Հոսանքի և լարման փոխակերպիչները հաջողությամբ փոխակերպում են բարձր լարումները և հոսանքները փոքրերի՝ բարձր ճշգրտությամբ և լավ գծայնությամբ: Երեք փուլային օպերացիոն համարժեքը մեծացնում է այդ փոխակերպված և ուղղված սիգնալները:

2.3 PLC կառավարման միավորի կարգավորումը

Այս ինտելեկտուալ էլեկտրական լարման կարգավորիչի համար ընտրված է Panasonic շարքի FP1 PLC-ն, որը առաջարկում է մինչև 5000 քայլի ծրագիրի հնարավոր հզորություն, պարզ օպերացիոն հրամաններ և լրիվ ֆունկցիոնալություն։ Այն օգտագործում է RS485 կոլարագ կապեր, որոնց համար փոխանցման արագությունը 100bps է, և հնարավորություն է տալիս կապել մինչև 32 PLC-ներ 1200 մետրի շրջանակում։ Այս PLC մոդելը ունի կարգավորված կառուցվածքային հնարավորություններ, որոնց համար հնարավոր է լադերի դիագրամների և դինամիկ ժամանակային համար իրականացնել իրական ժամանակում կառավարում, համապատասխանաբար կարգավորելով լարման կարգավորումը։

2.4 Ելքային կա널ների կարգավորումը

Ելքային կանալները օգտագործում են լոգիկական ելքային մեթոդներ։ Հաստատուն լարման կարգավորումը հնարավոր է դարձնել նվազագույն սահմանափակ լարման և կրոս-հոսքի միջոցով, որը պահանջում է զրոյական հատումի ակտիվացումը և կոնտակտային էլեկտրոնային սահմանափակի կառուցումը։

3. PLC կառավարման տեխնոլոգիայի կիրառումը ինտելեկտուալ էլեկտրական լարման կարգավորիչի ծրագրային դիզայնում

3.1 Ծրագրի հատուկ աշխատանքային գործընթացը

Ինտելեկտուալ էլեկտրական լարման կարգավորիչը միացնելու և աշխատեցնելուց հետո պետք է կատարվեն նախնական կարգավորումներ և ինիցիալացման գործընթացը։ Ինիցիալացման հաջող ավարտից հետո պետք է որոշվի, թե սարքը գործող կամ կարգավորման ռեժիմում է կամ ոչ։ Կարգավորման ռեժիմում պարամետրերը կարող են կառուցվել կլավիատուրի միջոցով՝ մուտք կատարելով կարգավորման մենյուն, ընտրելով համապատասխան կարգավորումները և կարգավորելով արժեքները վերև/ներքև կոճակների միջոցով։ Գործող ռեժիմում ընթանում է համարակալում և թվային ֆիլտրացիա, հետո ընտրվում են համապատասխան լարման կարգավորման մեթոդները:

• Ավտոմատ կարգավորում: Կատարվում են համապատասխան ծրագրեր լարման սահմանափակումը պարզելու համար։ Եթե լարումը սահմանափակումների մեջ է, կարգավորումը չի պահանջվում. հակառակ դեպքում կատարվում են կարգավորումներ լարման վերադարձնելու համար սահմանափակումների մեջ։

• Ձեռնային կարգավորում: Դաշտային պանելի կոճակների միջոցով կարգավորվում է լարման մակարդակը։ Լարման կարգավորումների հաջող ավարտից հետո ցուցադրման ծրագրերը ցուցադրում են ձեռնային կոնտակտորի երկրորդական լարումը և հոսանքը, ինչպես նաև կարգավորիչի օրական գործողությունները, պարզապես ապահովելով անընդհատ գործողությունը։

3.2 Ծրագրային կառավարման հատուկ ալգորիթմը

Օգտատերի պահանջներին համապատասխանելու համար լարման շեղման համար կարևոր է արդյունավետ կառավարման ալգորիթմների կիրառումը։ Սա նշանակում է անընդհատ տվյալների բազայից հաշվարկել արժեքներ, որոնք կախված չեն համարակալման ժամանակային կետերից, կատարել մաթեմատիկական գործողություններ, համեմատել դրանք նախատեսված սպեկիֆիկացիայի հետ և կատարել տապ փոփոխությունների համար տրամաբանական գործողություններ։ Հոսանքի, լարման և ակտիվ էներգիայի չափման հաշվարկի բանաձևերն են հետևյալը:

(Նշում: Հոսանքի, լարման և ակտիվ էներգիայի չափման համար սպեցիֆիկ բանաձևերը ձեր տեքստում չեն նշվել, սակայն սովորաբար ներառում են էլեկտրական ճարտարագիտության ստանդարտ հաշվարկներ, ինչպիսիք են Օհմի օրենքը, էներգիայի գործակիցը և այլն։)

Այս նկարագրությունները տալիս են ինտելեկտուալ էլեկտրական լարման կարգավորիչի գործողության, հարդարական կառուցվածքի և սեփական ծրագրային գործընթացների մանրամասն բացատրություն, որոնք անհրաժեշտ են օպտիմալ լարման կարգավորման համար։

Բանաձևերում i(k) և u(k) ներկայացնում են k-րդ հոսանքի համարակալման արժեքը և լարման համարակալման արժեքը համապատասխանաբար։ Այս հիմքով կարող են անցկացվել և հաշվարկվել այլ մեծություններ, ինչպիսիք են Q և cosφ։

4. Ամփոփում

Ինտելեկտուալ էլեկտրական լարման կարգավորիչի փորձարկման արդյունքում հոդվածը գտնում է, որ սարքը կարող է արդյունավետ կարգավորել լարումը կարճ ժամանակում, խուսափելով խորհրդանիշների և կրոտակային շղթայի հարցերից, ապահովելով լարման կարգավորման կայունությունը և ստանում համապատասխան լարման կարգավորման արդյունքը։ Ուշադրություն դարձնելով PLC կառավարման տեխնոլոգիայի կիրառման ինտելեկտուալ էլեկտրական լարման կարգավորիչում, կարող ենք տեսնել, որ այն կարող է արդյունավետ իրականացնել լարման ավտոմատ ուսումնասիրումը և կարգավորումը, արագացնելով լարման կարգավորման արագությունը, և իրական գործողությունը բավականին պարզ է։ Ավելին, լարման կարգավորման ընթացքում ոչ մի խորհրդանիշ չի ստացվում, և վերին կոմպյուտերը կարող է իրական ժամանակում կառավարել սարքի տարբեր աշխատանքային վիճակները, որը ուղղակի ազդում է ենթակայանների և բաշխման կենտրոնների փոփոխության և կառավարման վրա։