Элементы релейно-контакторного управления и защиты

Релейное управление

Релейное управление – самый простой алгоритм из возможных, ведь у насесть только два состояния – вкл и выкл. В этом уроке рассмотрим алгоритмы, которые сделают релейное управление более правильным, позволят сохранить “здоровье” реле и повысят точность регулирования. Начнём с самого простого и очевидного:

if (temp < 50.0) digitalWrite(relayPin, 1); else digitalWrite(relayPin, 0);

Зелёный график – как раз состояние реле. Ужас! Из этого графика также следует неутешительный вывод: значения надо фильтровать, это сильно увеличит стабильность системы. Фильтры мы подробно разбирали вот в этом уроке.

Первым шагом к созданию нормального релейного регулятора является период работы регулятора, его можно реализовать как задержкой (не рекомендуется, сами понимаете), так и таймером на миллис:

if (temp < 50.0) digitalWrite(relayPin, 1); else digitalWrite(relayPin, 0); delay(1000);

Период 1 секунда

static uint32_t tmr; if (millis() — tmr >= 1000) { tmr = millis(); if (temp < 50.0) digitalWrite(relayPin, 1); else digitalWrite(relayPin, 0); }

И ситуация в корне изменится, ведь даже при всём желании реле не сможет переключаться чаще, чем раз в секунду!

Последние комментарии

Схема питания оперативным током от трансформатора напряжения и от трансформатора собственных нужд приведена на рисунке 1. Данная реакция обусловлена в основном новизной и недоверием к блокам, а также необходимостью обучения и понимания работы микропроцессорных блоков релейной защиты. Ivan Sevastyanov С активацией конечно все сложно предыдущий курс был разбит на видео файлы, которые можно было смотреть на любом носители и не привязываться только к 3 компьютерам и активационному коду. Монтажная схема показывает соединения частей установки с помощью проводов, кабелей, а также места их присоединения клеммы. Для цепей привода — это контакт взвода пружины готовность к включению. Посмотрите это видео, если начинаете изучение РЗА.

Блоки, анализ работы которых невозможно отложить, делим на более мелкие блоки и проводим анализ. А теперь, самое главное.

Схема максимальной направленной защиты: а — совмещенная схема; б — развернутая схема. Некоторые даже не догадываются посмотреть в основную надпись и прочитать название.

Понятно, что однотипных радиодеталей в схеме может быть сколь угодно много.

Входной сигнал логического элемента есть результат состояния предыдущего элемента. Как работает транзистор? Режим ТТЛ логика / Усиление. Анимационный обучающий 2d ролик. / Урок 1

Программный пакет LTspice

В качестве альтернативы консольному симулятору SPICE можно рассмотреть использование программного обеспечения LTspice от Analog Devices. LTspice представляет собой мощный программный пакет, включающий в себя SPICE-симулятор, редактор принципиальных схем и средство просмотра осциллограмм с улучшениями и моделями, позволяющими упростить моделирование аналоговых схем.

Основы работы с LTspice представлены в следующих статьях:

• Основы моделирования схем в LTSpice
• Руководство по LTSpice (средний уровень)

А ниже показаны скриншоты примера схемы и ее анализа.

Рисунок 13 – Пример схемы в LTspiceРисунок 14 – Пример анализа схемы в LTspice

Создание пользовательских условно-графических отображений и символов элементов эклектических схем

В программе Scheme-it есть возможность создавать свои собственные символы. В категории «Пользовательский символ» (Custom Symbol) имеются простейшие элементы для создания собственных символов.

Простейшие элементы включают в себя корпус элемента и выводы элемента (ножки, контакты и т.д.).

Корпус элемента схемы.

Корпус нужен для создания основы будущего условно-графического элемента схемы. Формы корпуса включают в себя: прямоугольник, скругленный прямоугольник и треугольник. При перемещении корпуса на схему, элемент автоматически включается в спецификацию схемы.

Выводы элемента.

При помощи выводов создается окончательный вид графического элемента. Выводы могут подключаться сверху, снизу, слева, справа.

Для подключения соответствующего вывода, просто перетащите его на будущую схему.

Выводы можно перемещать вдоль соответствующей стороны.

Хитрый алгоритм с опережением

Рассмотренный далее алгоритм позволяет выключать и включать реле заранее, анализируя скорость изменения температуры. Если система чувствует, что температура растёт и может подняться выше установки – она выключает реле, и наоборот. Такой способ называется управлением с обратной связью по скорости изменения величины. Сама скорость изменения вводится в алгоритм как производная – изменение величины, делённое на время, за которое произошло изменение. Далее это изменение умножается на некий коэффициент, который играет роль коэффициента усиления и уникален для каждой системы, подбирается вручную в диапазоне от 0.001 до 1000, зависит от инертности системы и выбранного периода работы регулятора. Сам алгоритм можно представить в виде функции:

boolean relayGet() { float signal; if (k > 0) { float rate = (input — prevInput) / _dt_s; // производная от величины (величина/секунду) prevInput = input; signal = input + rate * k; } else { signal = input; } int8_t F = (sign(signal — setpoint — hysteresis / 2) + sign(signal — setpoint + hysteresis / 2)) / 2; if (F == 1) output = _direction; else if (F == -1) output = !_direction; return output; }

Данный алгоритм реализован у меня в библиотеке GyverRelay, вот тут на неё есть вся документация, примеры и прочее. Рассмотрим простой пример:

#define THERM_PIN 0 #define RELAY_PIN 2 #define SETPOINT 50.0 #define HYSTER 2 #include «thermistorMinim.h» // GND — термистор — A0 — 10к — 5V thermistor therm(THERM_PIN, 10000, 3950); // пин, сопротивление, бета-коэффициент #include «GyverRelay.h» // установка, гистерезис, направление регулирования GyverRelay regulator; // либо GyverRelay regulator(); без указания направления (будет REVERSE) void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(RELAY_PIN, OUTPUT); // пин реле regulator.k = 8.5; // коэффициент обратной связи (подбирается по факту) regulator.setpoint = SETPOINT; // установка (ставим на SETPOINT градусов) regulator.hysteresis = HYSTER; // ширина гистерезиса } void loop() { regul(); debug(); } void regul() { static uint32_t tmr; if (millis() — tmr > 500) { tmr = millis(); regulator.input = therm.getTempAverage(); // сообщаем регулятору текущую температуру digitalWrite(RELAY_PIN, regulator.getResult()); // отправляем на реле (ОС работает по своему таймеру) } } void debug() { static uint32_t tmr; if (millis() — tmr > 50) { tmr = millis(); Serial.print(regulator.input); // фактическая Serial.print(‘,’); Serial.print(SETPOINT); // гистерезис Serial.print(‘,’); Serial.print(SETPOINT + HYSTER); // гистерезис Serial.print(‘,’); Serial.print(SETPOINT — HYSTER); // гистерезис Serial.print(‘,’); Serial.println(regulator.output * 2 + 30); // сост. реле } }

Как можно видеть, библиотека очень простая: настраиваем установку и гистерезис – система будет стараться удержать установку внутри него, то есть он играет больше роль окна точности. Далее передаём в регулятор значение с датчика, а он нам выдаёт 1 или 0 – включать или выключать реле. И всё!

График на той же системе выглядит вот так, регулятор работает просто потрясающе! Такая точность даже и не снилась классическим схемам с гистерезисом.

Как настроить: для быстрой системы, как у меня (обмотанный нихромом термистор), нужно выбирать время опроса датчика поменьше, то есть опрашивать датчик почаще. У меня хороший результат получился на 2 опросах в секунду. Для больших инерционных систем можно брать период в несколько секунд или даже минут. Алгоритм измеряет скорость изменения температуры за это время и умножает его на коэффициент. Если во время работы система перелетает через гистерезис, нужно увеличить коэффициент, чтобы реле выключалось и включалось раньше.

О чем данная статья

Принципиальная электрическая схема — это самый краткий способ объяснить принципы работы устройства. Ведь описывать словами схемы, во-первых, трудоемко, а во-вторых, описание словами ведет к двоякому восприятию, тогда как любая схема жестко прописывает алгоритм работы.

На сегодняшний день, по разным оценкам, доля электромеханических реле, находящихся в эксплуатации, составляет от 70 до 80% от общего числа релейных устройств. Но с каждым днем количество микропроцессорных блоков релейной защиты растет, что приводит в шок специалистов эксплуатации, так как им приходится разбираться с работой новых устройств защиты. Данная реакция обусловлена в основном новизной и недоверием к блокам, а также необходимостью обучения и понимания работы микропроцессорных блоков релейной защиты. В процессе изучения работы блоков возникает проблема: для того чтобы разобраться, как работает блок, нужно для начала научиться читать логические схемы.

В данной статье я попробую объяснить, как не бояться таких схем, как упростить процесс их чтения, на что обращать внимание. Я не обещаю, что вы сразу научитесь читать схемы (это вопрос практики), а просто поделюсь основными методами, которые когда-то для себя выработал

Базовый логический элемент ТТЛШ (на примере серии К555)

В качестве базового элемента серии микросхем К555 использован элемент И-НЕ. На рис. 3.29, а изображена схема этого элемента, а условное графическое обозначение транзистора Шоттки приведено на рис. 3.29, б. Такой транзистор эквивалентен рассмотренной выше паре из обычного транзистора и диода Шоттки. ТранзисторVT₄ — обычный биполярный транзистор.

Если оба входных напряжения u_вх1и u_вх2 имеют высокий уровень, то диодыVD₃ и VD₄ закрыты, транзисторы VT₁,VT₅ открыты и на выходе имеет место напряжение низкого уровня. Если хотя бы на одном входе имеется напряжение низкого уровня, то транзисторы VT₁ и VT₅ закрыты, а транзисторы VT₃ и VT₄ открыты, и на входе имеет место напряжение низкого уровня. Полезно отметить, что транзисторы VT₃ и VT₄ образуют так называемый составной транзистор (схему Дарлингтона).

Multisim – конструктор электрических схем (5 программа – дополнение 2020 г.)

Multisim – одна из продвинутых программ для профессионалов и просто людей, которые увлекаются радиотехникой. Программа может сконструировать огромный набор видов электросхем. Если вы стремитесь смоделировать свои электронные задумки и проверить их работоспособность, то скачивайте программу Multisim. В интернете есть варианты на русском языке.

Функции программы

1. 1. Автоматическая проверка схемы. Возможность анализировать схему и показывать радио-мастеру информацию о вероятных сбоях.
   2. Можно импортировать и экспортировать данные в стороннее программное обеспечение.
   3. Большая база компонентов. Формирование электронных соединений перетягиванием радиодеталей, создание платы.
   4. Мощная поддержка на форумах, огромное количество пользователей готовы помочь с проблемами.

Знакомство с Multisim

Как “читать” схему РЗА?

16 Фев 2015 Релейная защита Привет всем читателям моего сайта! Сегодня я хочу еще раз коснуться такой интересной темы как чтение электрических схем.

Я уже рассказывал в одном из видеороликов на своем канале в Ютубе “как читать электрические схемы” на примере токарного станка (это видео смотрите в конце статьи), тогда я отвечал на вопрос одного из читателей у которого возникла трудность в понимании электрической схемы.

Эта тема оказалась для многих очень интересной и сейчас я вам хочу рассказать как “читается” электрическая принципиальная схема релейной защиты в энергетике.

Вернее рассказывать буду не я, а Дмитрий Василевский который профессионально занимается проектированием релейной защиты и автоматики. Кстати вот ТУТ видеоканал Дмитрия на ютубе, заходите и подписывайтесь на новости, лично мне очень нравится как Дмитрий доходчиво и понятно доносит сложную информацию по релейной защите.

Итак, учимся “читать” электрическую схему (кому лень читать- смотрим видео в конце статьи).

Таймеры

Наиболее распространены два типа таймеров: таймер с задержкой на срабатывание и таймер с задержкой на возврат (замедление, или «подхват» при отключении). Не будем подробно на них останавливаться, так как логика их работы повторяет логику работы электромеханических реле (например, РВ-238). На рис. 7 приведена диаграмма работы таймеров.

Производители на своих схемах могут применять разные условные графические обозначения (УГО) для описанных выше элементов. УГО, основанные на западных стандартах, кардинально отличаются от принятых в России. Во всех случаях объяснение непонятных обозначений следует искать в технической документации производителя.

Рис. 7. Диаграмма работы таймеров

Draw.io

Самый популярный онлайн-сервис для создания блок-схем. Он бесплатный и обладает хорошим набором инструментов и функций, позволяющих создавать организационные диаграммы, блок-схемы (флоучарты), сетевые диаграммы, UML, принципиальные электросхемы. У сервиса есть 5 готовых шаблонов блок-схем. Понятный интерфейс, поддерживает виртуальные хранилища – Google Drive, OneDrive и DropBox, что даёт возможности нескольким пользователям совместно работать над проектом. Сохранить проект можно в форматах JPG, PNG, SVG, PDF, HTML, XML, можно импортировать файлы в VSDX, и сохранять в собственные форматы других сервисов – Lucidchart и Gliffy.

Для большинства пользователей набора его опций хватает. Тем, кому нужны более широкие возможности, стоит рассмотреть другие варианты.

Добавление и редактирование текста элементов схем.

Свойства текста.

При добавлении в схему различных элементов, рядом с ними появляются некоторые текстовые пометки, например обозначение, номинал и т. д.

Для изменения свойств этого текста необходимо выделить данную текстовую пометку (выделяется зеленой пунктирной лентой), перейти в верхнее меню на вкладку «Font». Далее в кладке «Font» устанавливаются необходимые свойства текста (цвет, масштаб шрифта, стиль, выравнивание, обтекание).

Добавление текста к существующим символам.

Добавить текст к существующему символу можно щелкнув двойным щелчком левой клавишей мыши на изображении элемента. При этом откроется окно «Свойства компонента», в котором можно заполнить недостающие характеристики этого элемента.

Такие как «обозначение», «имя», «номинал» и др. Не забудьте для отображения данных характеристик на схеме поставить напротив них галочки.

Типы анализа

Для радиолюбителей и самодельщиков есть всё в этом китайском магазине.
ПО платное, но есть бесплатная дневная ознакомительная версия. Circuit Sims : Это был один из первых вебов исходя из эмуляторов электроцепи с открытым кодом я тестировал несколько лет назад. Программа работает, начиная от Windows 98 и заканчивая Windows 7.
Можно заключить, что несмотря на свои недостатки Qucs представляет собой весьма достойную альтернативу проприетарным САПР для моделирования электронных схем.
Дополнительно данный софт имеет в своем составе множество показательных образцов. Система является достаточно стабильной и надежной, легка в освоении и работе. Некоторые из приложений платные, но у них есть демо версии с которыми можно подробно ознакомиться.
Файлы также можно экспортировать во многие форматы, включая JSON. Все полученные условными приборами информационные данные сохраняются в памяти компьютера. Программа имеет возможность создавать: разнообразные инженерные и технические рисунки; электронные схемы; составлять эффектные презентации; разрабатывать организационные схемы, маркетинговые и многие другие. Давайте перенесем щупы к лампочке и поставим измерение постоянного напряжения с пределом 20 Вольт.

Особенности симулятора электрических схем Qucs

По желанию производитель предлагает относительно недорогую конструкцию печатной платы в соответствии с созданной конструкцией. Я представляю, на сколько облегчают труд подобные программы. Существует множество бесплатных версий. Ведётся разработка системы синтеза активных фильтров для Qucs ожидается в версии 0.

Отличная анимация движения и импульсов токов, а также зарядки и разрядки конденсаторов. Я представляю, на сколько облегчают труд подобные программы. Более подробную информацию о программе вы можете найти на нашем сайте. Для управления сложными схемами включена возможность разворачивания подсхем и формирования блоков. Эх, раньше бы создали эту прогу Ответить Ответить с цитатой Цитировать владимир

Бесплатная версия программы не позволяет создавать электронные схемы в коммерческих целях. Суммарное напряжение последовательно соединенных батареек 3 вольта. Circuit Sims 2. Это измерительные щупы. Программное обеспечение Quite Universal Circuit Simulator является редактором с графическим интерфейсом с комплексом технических возможностей для конструирования схем.
Как работает транзистор? Режим ТТЛ логика / Усиление. Анимационный обучающий 2d ролик. / Урок 1

Google Docs

Когда речь заходит о Google Docs, то, наверное, уместнее будет спросить, что же НЕ может этот сервис. Блок-схемы тоже не стали исключениями – их можно создавать в Гугл Документах при помощи функции Google Drawings. Набор функций тут стандартный, управление простое, разобраться с ним легко. Так как сервисы Гугла связаны с Google Диском, то возможность командной работы подразумевается сама собой. Просто создайте проект и отправьте ссылку на него другим участникам, открыв доступ для редактирования. Сохранить результат можно как файл рисунка или SVG, а также опубликовать в сети.

Сервис бесплатный, однако есть ограничения – вам будет доступно всего 15 ГБ на Диске.

CIRCUIT LAB

Circuit Lab – это многофункциональный онлайн-симулятор схем, но он не бесплатный. Он разработан с простым в использовании редактором и точным аналоговым / цифровым схемным симулятором.

Преимущества Circuit Lab:

• Эта платформа хорошо выполнена и имеет довольно обширную библиотеку, которая подходит как для начинающих, так и для опытных экспериментаторов
• Смоделированные графики и выходные результаты можно экспортировать в виде файла CSV для дальнейшего анализа
• Проектирование цепей выполняется легко, и доступны предварительно разработанные схемы

Недостатки Circuit Lab:

• Это не бесплатная платформа, но вы можете использовать демонстрационную версию бесплатно
• Моделирование могло бы быть лучше с интерактивными симуляциями кроме графического представления
• Больше цифровых микросхем следовало бы добавить в библиотеку

5.3.1. Основные задачи теории релейно-контактных схем

На возможность описания релейных схем с помощью аппарата математической логики впервые указал профессор Петербургского университета физик П. Эренфест, это было в 1910 г., а в 1936 г. этот метод применили В.И.Шестаков в СССР и Накашима в Японии. В 1938 г. в США К.Шеннон использовал булеву алгебру для синтеза и анализа релейных схем.

П

релейно-контактной схемой

Реле состоит из обмотки 1, сердечника 2, якоря 3, замыкающих контактов

При этом все подключенные к нему замыкающие контакты замкнуты, а размыкающие контакты разомкнуты, в противном случае – наоборот. На чертежах все замыкающие контакты, подключенные к реле x, обозначаются символом x, а размыкающие – символом

Итак, каждый контакт имеет два устойчивых состояния: замкнутое и разомкнутое. Состояние каждого контакта можно рассматривать как логическую переменную х. При срабатывании реле x всем замыкающим контактам сопоставляется 1, размыкающим

Всей схеме также ставится в соответствие логическая переменная y, которая равна 1, если схема проводит ток, и 0 в противном случае. Переменная y , соответствующая схеме, является булевой функцией от переменных

функцией проводимости схемы,условиями работы схемы.

Две релейно-контактные схемы называются равносильными, если одна из них проводит ток тогда и только тогда, когда другая схема проводит ток, т.е. обе схемы обладают одинаковыми функциями проводимости. Из двух равносильных схем более простой считается та, которая содержит меньшее число контактов.

В теории релейно-контактных схем различают две главные задачи:

– задача анализа состоит в изучении характера работы данной схемы и ее упрощении;

– задача синтеза состоит в построении схемы по минимальной булевой функции, полученной из заданных условий работы схемы.

http://mydocx.ru/3-76984.htmlhttp://helpiks.org/5-95167.htmlhttp://logica2006.narod.ru/rks.htmhttp://mathhelpplanet.com/static.php?p=primeneniye-bulevykh-funktsiy-k-skhemamhttp://studfile.net/preview/4494634/

Mindmeister

Сервис для создания ментальных карт и диаграмм. У него неплохой функционал, хорошо реализованные возможности командной работы – поддержка мобильной версии, чат и комментирование. Можно добавлять ссылки, изображения и видео, вставлять созданные файлы в свой блог или сайт, просматривать историю изменений, создавать из проекта презентации и слайд-шоу, есть даже функция рисования. Сохранять можно в PNG, PDF, а также программу Word. Сервис интегрируется с приложениями Гугла.

Имеется бесплатный тариф с 3 проектами карт, но есть и платные версии – от $36 за полгода, с более широкими возможностями.

Построение контактных схем[править]

Представление одного из базисов в контактных схемахправить

Любую булеву функцию можно представить в виде контактной схемы. Для этого необходимо привести её к ДНФ или КНФ, а затем построить, используя комбинации трех логических элементов:

Построение контактных схемправить

Пусть задана произвольная булева функция. Требуется построить для нее контактную схему, которая ее реализует.
В качестве примера рассмотрим функцию, представленную в ДНФ: . Каждой скобке ДНФ соответствует цепочка из последовательных соединенных контактов, определяемых переменными содержащимися в скобке. При этом, вся схема состоит из параллельных соединений указанных цепочек. Для приведенного примера соответствует схема приведена ниже.

Задача о минимизации контактной схемы[править]

Задача минимизации контактных схем состоит в том, чтобы по данной схеме найти схему , эквивалентную и имеющую наименьшую сложность.
Один из путей решения этой задачи состоит в следующем:

• Осуществляем переход от контактной схемы к её булевой функции .
• Упрощаем , то есть отыскиваем функцию (на том же базисе, что и , равносильную и содержащую меньше вхождений операций дизъюнкции и конъюнкции. Для этой операции удобно использовать карты Карно.
• Строим схему , реализующую функцию .

Заключение

Проанализировав несколько схем, вы со временем забудете о преобразовании логических элементов в релейно-контактные схемы и усвоите следующие положения:

• сигнал есть — значит «1», сигнала нет — значит «0», и третьего не дано;
• нельзя просто так взять и соединить вместе выходы двух логических элементов (кстати, почему?);
• существуют и применяются другие логические элементы и другие триггеры, а не только те, о которых тут рассказано;
• инверсный вход элемента «И» преимущественно используется для блокировки остальных входных сигналов;
• все логические сигналы можно условно разбить на три группы: сигналы срабатывания (которые идут от компараторов или иных источников к главному выходу), сигналы разрешения (которые приходят на вход элемента «И» и разрешают пройти другому сигналу) и сигналы блокировки (которые приходят на инверсный вход элемента «И» и запрещают пройти другому сигналу);
• элемент «2-НЕ-И», у которого все входы инверсные, можно заменить на элемент «2-ИЛИ-НЕ», и наоборот, элемент «2-НЕ-ИЛИ» можно заменить на элемент «2-И-НЕ».

Илья ИвановКомпания: НТЦ «Механотроника»Должность: Начальник отдела РЗА

Похожие записи:

Как выставить зажигание с помощью стробоскопа? Сигнализация действия защиты и автоматики Подключение потолочного светильника со светодиодами Маркировка smd компонентов: кодовые обозначения Как сделать веб-приложение для вашего собственного bluetooth low energy девайса? Как подключить усилитель в машине