Практическое занятие «Система автоматического управления электростанцией судна». Практическое занятие № 2_ Система автоматического управления эле. Практическое занятие 2 Система автоматического управления электростанцией судна
 Скачать 325.33 Kb.
|
|
1 Практическое занятие № 2 «Система автоматического управления электростанцией судна» Цель работы: углубить знания об автоматических системах управления режимами работы СЭС; закрепить умения читать схемы, анализировать и излагать информацию. Порядок выполнения 1. Ознакомиться с теоретической частью работы. 2. Проанализировать блок-схему общего алгоритма функционирования системы управления судовой электростанцией (СЭС), ответить на контрольные вопросы и выполнить задания. Теоретическая часть Общее описание алгоритма функционирования системы управления СЭС Алгоритм функционирования системы управления судовой электростанцией хранится в виде программы в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ) контроллера. При включении контроллера программа автоматически переписывается в оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) контроллера и запускается. Таким образом, система управления (СУ) начинает функционировать через 2–3 секунды после подачи на нее питания. Контроллер выполняет программу циклически, т.е. дойдя до конца программы, он организует переход к началу программы и так далее. СУ имеет достаточное количество аналоговых и логических входов и выходов, и задача управления сводится к анализу входных сигналов и выдачи по результатам анализа выходных сигналов– воздействий на элементы СЭЭС и СЭС. При проектировании СУ были приняты следующие соглашения и терминология: ДГ (дизель–генератор) — совокупность дизель–генераторного агрегата и его системы управления. Система управления ДГ способна воспринимать логические сигналы – команды «Пуск ДГ», «Стоп ДГ», «Увеличить частоту вращения ДГ», «Уменьшить частоту вращения ДГ», контролировать состояние ДГ и вырабатывать логические информационные сигналы «ДГ остановлен», «ДГ готов к подключению», «Идет запуск ДГ», «Идет остановка ДГ», «ДГ исправен», «ДГ неисправен (авария)». ДГ может находиться как в автоматическом, так и в ручном режиме управления. Перевод генератора из одного режима в другой осуществляется с постов местного или дистанционного управления. Дизель–генератор может находиться в следующих состояниях: ДГ находится в резерве (резервный ДГ) — ДГ находится в режиме автоматического управления, остановлен, исправен и может быть запущен при получении им соответствующей команды; ДГ работает на сеть — ДГ находится в режиме автоматического управления, исправен, запущен и подключен к судовой сети через соответствующий АВ; ДГ работает на подруливающее устройство (работа на ПУ) — ДГ находится в режиме автоматического управления, исправен, запущен и подключен к фидеру ПУ через соответствующий АВ; ДГ готов к подключению — ДГ находится в режиме автоматического управления, исправен, запущен, его электрические параметры соответствуют номинальным и он не подключен ни к судовой сети, ни к фидеру ПУ; ДГ находится в запуске — ДГ находится в режиме автоматического управления, исправен, на него была выдана команда на запуск, и контрольное время запуска еще не истекло; ДГ находится в останове — ДГ находится в режиме автоматического управления, запущен, на него была выдана команда на остановку, и контрольное время остановки еще не истекло; ДГ неисправен — ДГ находится в режиме автоматического управления, и система управления получила от блока управления ДГ сигнал «неисправность ДГ» или «авария ДГ». Автоматический выключатель (АВ) может находиться в следующих состояниях: АВ включен/выключен — система управления имеет информацию о том, что главные контакты АВ замкнуты/разомкнуты; АВ не может быть включен — АВ, находясь в состоянии «выключен», не реагирует на команду «включить АВ»; после включения АВ произошло его выключение по причине срабатывания электрической зашиты (защит); система управления не получила ответного сигнала о включении АВ; АВ не может быть выключен — АВ, находясь в состоянии «включен» не реагирует на команду «выключить АВ» или система управления не получает ответного сигнала о выключении АВ. По команде «Берег готов к подключению» — СУ имеет информацию о наличии на шинах станции приема питания с берега номинального напряжения. 2 Если генератор переведен из режима ручного в режим автоматического управления, то считается, что он исправен. Блок–схема общего алгоритма функционирования системы управления представлена на рис. 6.4. Рисунок 6.4. Общая блок–схема алгоритма функционирования системы управления Р1. Проверяется наличие сигнала «RESET». Этот логический входной сигнал означает, что необходимо осуществить перезапуск системы управления. Он может быть подан нажатием кнопки «RESET» на передней панели СУ. Если сигнал на входе СУ не обнаруживается, следующий пункт алгоритма пропускается. А2. При обнаружении на входе системы сигнала «RESET» производится программный, так называемый горячий рестарт контроллера, при котором происходит сброс (обнуление) всех внутренних логических и числовых переменных, снятие сигналов со всех выходов системы управления. Одним из нежелательных последствий рестарта системы может оказаться то, что после рестарта все ДГ окажутся в режиме ручного управления, а значит, станут недоступными для системы управления. А3. В блок аналоговой фильтрации входных сигналов поступают числовые значения аналоговых величин (частота судовой сети, частота одного из генераторов, мощность ДГ1 и ДГ2) от аналого–цифровых преобразователей (АЦП), входящих в состав системы. Задача блока — выдать средние за некоторый период времени значения указанных выше величин с целью исключения влияния нерегулярных помех и неравномерности изменения этих величин во времени на систему управления. А4. Блок анализа состояний ДГ работает только в том случае, когда фиксируется перевод хотя бы одного ДГ из режима ручного в режим автоматического управления (обслуживающий персонал, переводя с поста местного управления ДГ в режим автоматического управления, как бы передает право и ответственность за управление ДГ системе управления): данный блок позволяет СУ «подхватить» ДГ, в каком бы состоянии он не находился; таким образом, этот блок дает системе информацию о состоянии ДГ в момент перевода его в режим автоматического управления. Р5. Следующим шагом определяется, успели ли обновиться данные на выходе блока аналоговой фильтрации с момента последней их обработки. В данной системе используется один многоканальный АЦП, время одного цикла преобразования которого составляет приблизительно 80 мс. Следовательно, при наличии четырех аналоговых каналов (4 величины) все они будут преобразовываться и отфильтровываться не раньше, чем через каждые 320 мс. Если обновления аналоговых данных еще не 3 произошло, то нет смысла их обрабатывать, и контроллер будет обрабатывать логические входные сигналы (блок А8); если произошло, то выполняются команды блока А6. А6. Если блок аналоговой фильтрации обновил аналоговые входные данные, то программа переходит к их обработке. На этом этапе вычисляются установки срабатывания электрических защит от перегрузки СЭС, определяется относительная загрузка СЭС в целом и каждого генератора в отдельности, в зависимости от количества запущенных и подключенных к судовой сети генераторов и общей загрузки СЭС, а также обновляются значения внутренних промежуточных величин. Здесь же определяется, превышают ли текущие величины загрузки СЭС установленных норм перегрузки, недогрузки, защиты первой и второй ступеней, причем определяется не разовое, а длительное превышение или не превышение всех установок. А7 Канал выравнивания частоты и мощности, на основе информации о текущей структуре СЭЭС и относительной загрузке СЭС в целом и каждого генератора в отдельности, равномерно распределяет нагрузку между параллельно работающими генераторами, если таковые имеются, и поддерживает частоту сети в пределах допустимых значений. А8. На этапе анализа логического состояния СУ опрашивает логические входы: кнопки управления, информационные логические сигналы от АВ, ДГ и станции приема питания с берега. На основании полученной информации и состояния внутренних переменных система определяет, не является ли текущее состояние СЭЭС и СЭС аварийным, не требуется ли изменить структуру системы. А9. Далее, на основе полученной в предыдущем блоке информации, идентифицируется текущее состояние СЭЭС, определяется ее структура и, если требуется, принимаются решения об изменении структуры СЭЭС. А10. Если в предыдущих блоках было принято решение об изменении структуры СЭЭС, то в данном блоке определяется, какие именно и какого свойства управляющие сигналы нужно выдать. Здесь же реализован алгоритм автоматической точной синхронизации генератора при подключении его к судовой сети. А11. В последнем блоке алгоритма СУ генерирует определенные в предыдущих блоках управляющие сигналы. По окончании выполнения этого блока алгоритм выполняется сначала. Контрольные вопросы и задания 1. Ознакомьтесь с теоретической частью. Напишите команды управления дизель-генератором (логические сигналы). 2. Ознакомьтесь с блок–схемой алгоритма функционирования системы управления СЭС. Перерисуйте блок–схему в тетрадь. 3. Какая команда алгоритма выполняется после получения на вход системы управления сигнала «RESET»? 4. Какая команда алгоритма выполняется после получения на вход системы управления (в блок аналоговой фильтрации) числовых значений частоты судовой сети, частоты генератора, мощности ДГ1 и ДГ2? 5. Какую задачу выполняет блок анализа состояний ДГ? В каком случае он работает? 6. Какая проверка осуществляется в блоке Р5? Какие команды выполняются в зависимости от результата проверки? 7. Какую задачу выполняет блок А7? 8. Что определяется в блоке А8? 9. Какую основную задачу выполняет блок принятия решений по управлению структурой СЭЭС? 10. Что определяется в блоке реализации принятия решений по управлению структурой СЭЭС? 11. Какую задачу выполняет блок А11? 12. После выполнения какого блока команд происходит возврат к началу алгоритма? |