СИСТЕМА ДИАГНОСТИКИ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ (Автосохраненный) (1212863), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

Для составления алгоритмических выражений необходимых для системы диагностики будут использованы графические обозначения основных алгоритмических блоков согласно ГОСТ 19.701–90 [32].

Применение схем для изображения алгоритмов, во-первых, позволяет достаточно формально их представлять и, во-вторых, дает более наглядное визуальное восприятие. Данное описание алгоритмов подходит для дальнейшей работы с системой диагностики, правильного ее развития, и ее быстрого создания.

6.2 Создание главного Алгоритма

При решении задач системы диагностики, требуется многократно повторить одну и ту же последовательность действий, а именно, периодически проверять на соответствие нормальному режиму, положение реле, механизмов и микропроцессорных переменных. Такие вычислительные процессы называют циклическими, а многократно повторяющиеся участки алгоритмов – циклами. В любом процедурном языке программирования существуют средства реализации трех типов циклов: цикла-пока, цикла-до и счетного цикла [31].

Рисунок 6.1 – Структурные конструкции циклов: а – цикл-пока; б – цикл-до; в – счетный цикл

Каждый из трех алгоритмов циклических процессов состоит из нескольких основных этапов:

- подготовка цикла – задание начальных значений переменным, изменяющимся в цикле. В нашем случае для подготовки цикла будут заданы нормальные положения коммутационных аппаратов в устройствах релейно защиты и автоматики [31];

- тело цикла – действия, выполняемые непосредственно в цикле. Для случая рассматриваемого нами, мы выберем телом цикла проверку на соответствие нормального режима, положения коммутационных аппаратов устройств релейной защиты и автоматики;

- подготовка итерации – изменение значений переменных для очередного выполнения тела цикла. Система будет считывать изменение мощности и токов нагрузки, происходящие в данную единицу времени;

- условие – проверка условия продолжения или окончания цикла. После проверки условий для возможности/невозможности работы релейной защиты система диагностики проверяет сработало ли какое из условий, если условие не сработало, система повторяет цикл;

- организация счетчика – задание начального и конечного значения, а также шага переменной цикла.

После разбора циклических функций, для системы диагностики ближайший подходящий цикл – это «Цикл до» [31].

6.3 Описание алгоритма микроконтроллера отвечающего за комплект защит

На микроконтроллере в регистре памяти заданы эталонные значения положений реле, закрепленными за каждый порт.

При нормальном режиме, эталонные значения положения реле первого комплекта защит панели ЭПЗ 1636, закрепленные за портами микроконтроллера комплекта (МК1) АТmega8:

1. Выходное реле первого комплекта 4РП, контакт разомкнут, что соответствует логическому нулю. Подключение к МК1 происходит через порт PE0;

2. Контакт реле РП1, разомкнут, что соответствует логическому 0. Подключение к МК1 происходит через порт PE1;

3. Контакт реле РП3, разомкнут, что соответствует логическому 0. Подключение к МК1 происходит через порт PE2;

4. Контакт реле РВ1, разомкнут, что соответствует логическому 0. Подключение к МК1 происходит через порт PE3.

5. На реле 1РП1 по нормальной работе приходит напряжение, что соответствует логической единице.

6. На реле 1РП2 по нормальной работе приходит напряжение, что соответствует логической единице.

7. На реле 1РВ1 по нормальной работе напряжение отсутствует, что соответствует логическому нолю.

8. На реле 3РП по нормальной работе напряжение отсутствует, что соответствует логическому нолю.

9. На реле 4РП по нормальной работе напряжение отсутствует, что соответствует логическому нолю.

На стадии подготовки цикла, микроконтроллер произведет инициализацию портов, произведет подготовку системы к работе, запуск загрузчика данных.

Следующий блок алгоритма – Загрузка информации. Во время происхождения этого блока, микроконтроллер выгружает эталонные значения из flash памяти в оперативную память. Происходит назначение портов в памяти микроконтроллера.

Следующий блок – опрос датчиков. Микроконтроллер опрашивает датчики, записывая значения с портов в регистры памяти.

Далее микроконтроллер производит сравнение данных в регистрах памяти. На уровне сравнения данных алгоритм будет работать с тремя подпрограммами:

1. Главный приоритет. Срабатывания выходное реле комплекта защит на отключение оборудования.

2. Средний приоритет. Срабатывание промежуточных и исполнительных реле, без работы выходного реле комплекта.

3. Низкий приоритет. Срабатывание реле сигнализаций, бленкеров и т.п. без работы исполнительных и выходных реле.

Приоритеты будут распределяться по подключению портов. Микроконтроллер через порты PE опрашивает датчики, подключенные к реле главного приоритета. Через порты PА происходит опрос датчиков, подключенных к реле среднего приоритета. Аналогично порты PC опрашивают датчики, подключенные к реле с низким приоритетом.

На этапе сравнения, микроконтроллер сравнивает положения реле с эталонными значениями. При соответствии положения реле, нормальному значению срабатывает логика «Да» Цикл возвращается на процесс опроса датчиков. При работе защиты срабатывает логика «Нет» микроконтроллер передает данные на микроконтроллер комплекта, и записывает данные на Flash накопитель.

На рисунке 6.2 представлен алгоритм основной программы микроконтроллера первого комплекта ЭПЗ – 1636 (МК1).

Рисунок 6.2 – Алгоритм основной программы МК1

В блоке сравнения описаны три подпрограммы, которые расставляют работу защиты по приоритетам.

Описание подпрограммы низкого приоритета:

Алгоритм низкого уровня показан на рисунке 6.3.

Рисунок 6.3 – Алгоритм подпрограммы низкого уровня

На блоке «тело алгоритма» происходит опрос портов низкого приоритета.

На блоке «сравнение» происходит сравнение с эталонными значениями портов низкого уровня. При соответствии логики портов с эталонными значениями происходит логика «Да» и возвращает цикл алгоритма в начало. При выявлении несоответствия, работает логика «Нет» цикл переходит к следующему блоку.

Блок «вывод неисправности» передает информацию о необходимости проверить систему на микроконтроллер комплекта.

Описание подпрограммы среднего приоритета:

На рисунке 6.4 представлен алгоритм подпрограммы среднего приоритета

Рисунок 6.4 – Алгоритм среднего приоритета

На блоке «тело алгоритма» происходит опрос портов среднего приоритета.

На блоке «отсчет ошибок» происходит отсчет срабатываний устройств РЗА с низким приоритетом. При нормальном режиме работы присваивается значение 0 и продолжается цикл. При срабатывании реле, нельзя утверждать, что произошла работа защиты, в это время мог произойти неустойчивый процесс, не означающий неполадки защиты и вернувший реле в исходное положение. При первом не нормальном режиме работы реле, на блоке «отсчет ошибок» присваивается значение равное логической единицы. При возвращении реле в исходное положение, на блоке «отсчет ошибок» снова присваивается значение 0, алгоритм работает как при нормальном положении реле. При устойчивом процессе, положение реле остается сработанным, на блоке «отсчет ошибок» присваивается значение 2 в двоичном коде.

На блоке «сравнение» происходит сравнение с эталонными значениями портов среднего уровня и значением описанном в блоке «отсчет ошибок». При соответствии логики портов с эталонными значениями происходит логика «Да» и 0 в блоке «отсчет ошибок» возвращает цикл алгоритма в начало. При выявлении несоответствия, но при значении 1 в блоке «отсчет ошибок» система распознает не нормальный режим, но не оповещает систему, так как это режим не считается аварийным, работает логика «Да» и возвращает цикл алгоритма в начало. При сохранении не нормального режима в блоке «отчёт ошибок» присваивается значение 2, в это время работает логика «Нет» цикл переходит к следующему блоку.

На стадии блока «останов цикла алгоритма» микроконтроллер останавливает циклы анализа алгоритмов низкого приоритета и среднего приоритета.

Блок «вывод информации» передает информацию о неисправности реле на микроконтроллер комплекта.

Описание подпрограммы главного приоритета:

На рисунке 6.5 представлен алгоритм подпрограммы среднего приоритета:

Рисунок 6.5 – Алгоритм главного приоритета

Аналогично телу алгоритмов низкого и среднего, на блоке «тело алгоритма» происходит опрос портов главного приоритета.

На блоке «сравнение» происходит сравнение с эталонными значениями портов главного уровня. При соответствии логики портов с эталонными значениями происходит логика «Да» и возвращает цикл алгоритма в начало. При выявлении несоответствия, работает логика «Нет» цикл переходит к следующему блоку.

На стадии блока «останов цикла алгоритма» микроконтроллер останавливает циклы анализа алгоритмов всех алгоритмов.

Блок «вывод неисправности» передает информацию о срабатывании защиты на микроконтроллер панели.

На рисунке 6.6 изображен полный алгоритм первого комплекса защит:

На рисунке видно, что блок «опрос данных» распределяется на три подпрограммы, которые работают, не зависимо друг от друга. После перехода алгоритма, к телу алгоритма одного из трех приоритетов, происходит останов цикла. Пока цикл не завершится, микроконтроллер не начнет новый опрос датчиков. Это обусловлено тем, что на данном этапе опросов, нет необходимости перегружать память микроконтроллера. Каждый цикл будет завершаться за 1 – 3 секунды. Во время прохождения цикла, вероятность того, что отработает еще какое-либо реле блока минимальна.

На уровне блока «анализ данных» микроконтроллер структурирует данные с трех подпрограмм, формирует массив данных и готовит их для передачи. Массив данных будет содержать уникальный код, который будет передаваться по уровнять микроконтроллеров, до ПЛК. По этому коду ПЛК будет создавать Log файл, для дальнейшей передачи информации. Необходимо создание программного обеспечения, для расшифровки кодов, оно будет подразумевать таблицу состояний устройств релейной защиты, каждому состоянию будет присвоен свой уникальный код, при сравнении таблицы состояний и информации полученной с микроконтроллеров, программное обеспечение, выдаст результат соответствия кодов.

Блок «Передача данных на МК панели» передает массив данных через протокол I2C, на микроконтроллер, отвечающий за панель защиты полностью.

Рисунок 6.6 – алгоритм первого комплекта защиты ЭПЗ – 1636

Во время опроса датчиков микроконтроллер записывает код полученный с портов в регистры памяти. Общий вид кода изображен на рисунке 6.7.

Рисунок 6.7 – Общий вид кода, получаемого при опросе портов микроконтроллером МК1

После проведения опроса, и получения информации микроконтроллер сравнивает его с эталонными значениями, при совпадении кода с кодом нормального режима, цикл повторяется. При любом несоответствии кода с нормальным режимом цикл продолжается, формируя свой код, для передачи на микроконтроллер панели. Общий вид передаваемого кода показан на рисунке 6.8.

Рисунок 6.7 – Общий вид кода, передаваемого микроконтроллером МК1

При работе выходного реле, присваивается главный приоритет работы защиты, в месте присвоения цифр задается значение 11. Если произошло изменение состояний реле, но без работы выходного реле, присваивается средний приоритет, значение 01.

Характеристики

Список файлов ВКР