Устройство управления дискретными электротехническими системами

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2473948:

Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) (RU)

Изобретение относится к области автоматизации, в частности к устройствам управления дискретными электротехническими системами промышленного, сельскохозяйственного и иного назначения. Техническим результатом изобретения является унификация устройств управления электротехническими системами разных назначений и применений. Устройство содержит блок средств управления ходом технологического процесса, блок участков рабочего цикла, управляемый коммутатор, при этом электрическая схема устройства реализуется в виде n одинаковых цепей, состоящих из одного средства управления ходом технологического процесса и одного входа рабочего технологического устройства электротехнической системы, где n - количество средств управления ходом технологического процесса, при этом выход блока состояния средств управления ходом технологического процесса соединен с первым входом управляемого коммутатора, выход блока участков рабочего цикла соединен со вторым входом управляемого коммутатора, причем первый выход управляемого коммутатора соединен с входом первого средства управления ходом технологического процесса, выход которого подключен к входу первого рабочего технологического устройства электротехнической системы, второй выход управляемого коммутатора соединен с входом второго средства управления ходом технологического процесса, выход которого подключен ко входу второго рабочего технологического устройства электротехнической системы, …, n-й выход управляемого коммутатора соединен с входом n-го средства управления ходом технологического процесса, выход которого подключен ко входу n-го рабочего технологического устройства электротехнической системы. 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области автоматизации, в частности к способам и устройствам управления дискретными электротехническими системами промышленного, сельскохозяйственного и иного назначения.

Известно устройство управления электротехническими системами, в которых применяют дискретные (релейно-контакторные) аппаратные средства управления, а для использования которых создают специальные алгоритмы функционирования и технические реализации применительно к конкретным управляемым устройствам, процессам или их элементами [Соколов М.М. Автоматизированный электропривод общепромышленных механизмов. - М.: «Энергия», 1969. - 544 с.; Каминский Е.А. Как сделать проект электроустановки. - М.: Энергия, 1980. - 120 с.]. Недостатками известного технического решения являются сложность схем реализации, значительные затраты времени и материальных ресурсов при создании и отладке новых устройств, низкая унификация устройств управления разных систем и применений. Подобные электротехнической системы в настоящее время создаются также на базе программируемых логических контроллеров, что упрощает их аппаратную реализацию, однако методика и подходы к их разработке также время- и трудоемки, не всегда эффективны и требуют высокой квалификации разработчика.

Задачей предлагаемого изобретения является сокращение затрат времени и материальных ресурсов при создании и внедрении новых устройств управления электротехническими системами, унификация устройств управления электротехническими системами разных назначений и применений.

В результате использования предлагаемого изобретения сократятся время, материальные затраты при создании и внедрении новых устройств управления разных назначений и применений.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в устройство управления дискретными электротехническими системами введены блок средств управления ходом технологического процесса, блок участков рабочего цикла, управляемый коммутатор, при этом электрическая схема устройства реализуется в виде n одинаковых цепей, состоящих из одного средства управления ходом технологического процесса и одного входа рабочего технологического устройства электротехнической системы, где n - количество средств управления ходом технологического процесса, при этом выход блока состояния средств управления ходом технологического процесса соединен с первым входом управляемого коммутатора, выход блока участков рабочего цикла соединен со вторым входом управляемого коммутатора, причем первый выход управляемого коммутатора соединен с входом первого средства управления ходом технологического процесса, выход которого подключен к входу первого рабочего технологического устройства электротехнической системы, второй выход управляемого коммутатора соединен со входом второго средства управления ходом технологического процесса, выход которого подключен ко входу второго рабочего технологического устройства электротехнической системы, n-й выход управляемого коммутатора соединен со входом n-го средства управления ходом технологического процесса, выход которого подключен ко входу n-го рабочего технологического устройства электротехнической системы.

Суть изобретения поясняется фиг.1-3. На фиг.1 показана структурная схема устройства по способу. Фиг.2-3 иллюстрируют применение предлагаемых способа и устройства. На фиг.2 дана технологическая схема управляемого процесса работы оборудования для мойки молочных линий на животноводческих фермах, на фиг.3 - диаграмма работы этого оборудования.

В состав устройства входят блок средств управления ходом технологического процесса 1, блок участков рабочего цикла 2, управляемый коммутатор 3, средства управления ходом технологического процесса 4, 6, …, 8. Позициями 5, 7, …, 9 на фиг.1 обозначены входы рабочих технологических устройств электротехнической системы, функционирующие под управлением средств управления ходом технологического процесса 4, 6, …, 8. Выход блока средств управления ходом технологического процесса 1 соединен с первым входом управляемого коммутатора 3, выход блока участков рабочего цикла соединен со вторым входом управляемого коммутатора 3. Первый выход управляемого коммутатора 3 соединен с входом первого средства управления ходом технологического процесса 4, выход которого подключен к входу первого рабочего технологического устройства 5 электротехнической системы, второй выход управляемого коммутатора 3 соединен с входом второго средства управления ходом технологического процесса 6, выход которого подключен ко входу второго рабочего технологического устройства 6 электротехнической системы, n-й выход управляемого коммутатора 3 соединен со входом n-го средства управления ходом технологического процесса 8, выход которого подключен ко входу n-го рабочего технологического устройства 9 электротехнической системы.

Устройство работает следующим образом.

Блок средств управления ходом технологического процесса 1 при работе устройства определяет состояние («включено» или «выключено») для каждого средства управления ходом технологического процесса 4, 6, …, 8 и соответственно рабочего технологического устройства 5, 7, …, 9 электротехнической системы для каждого временного участка рабочего цикла электротехнической системы.

Блок участков рабочего цикла 2 содержит информацию о продолжительности каждого временного участка циклограммы работы электротехнической системы, а также информацию о том, в каком состоянии («включено» или «отключено») находится каждое средство управления ходом технологического процесса 4, 6, …, 8 на каждом временном участке циклограммы работы электротехнической системы. Кроме этого, в блоке участков рабочего цикла 2 размещены сведения о том, как начинают или завершают каждый временной участок циклограммы работы электротехнической системы, а именно по времени (при этом известна длительность каждого временного участка циклограммы работы электротехнической систем) либо аппаратными средствами (при этом определены конкретные средства управления ходом технологического процесса 4, 6, …, 8, работающие на каждом временном участке циклограммы работы электротехнической системы, а также состояние («включено» или «отключено») этих средств управления ходом технологического процесса 4, 6, …, 8 для каждого временного участка циклограммы работы электротехнической системы). Информация в блоке участков рабочего цикла 2 может быть представлена в виде таблицы состояния, строки или в другом удобном для использования виде.

Управляемый коммутатор 3 контролирует ход выполнения технологических процессов и в процессе реализации рабочего цикла электротехнической системы для каждого временного участка определяет необходимость включения или отключения средств управления ходом технологического процесса 4, 6, 8 и соответственно рабочих технологических устройств 5, 7, …, 9 и выдает команды для включения или отключения соответствующих средств управления ходом технологического процесса 4, 6, 8 на каждом временном участке циклограммы работы электротехнической системы. Средства управления ходом технологического процесса 4, 6, 8 включают в момент начала каждого временного участка циклограммы работы электротехнической системы или оставляют во включенном состоянии согласно информации в блоке участков рабочего цикла 2.

Применение предлагаемого устройства рассмотрим на примере системы автоматизации оборудования для мойки молочных линий на животноводческих фермах (фиг.2). Управляемый рабочий технологический цикл функционально этой системы разделен на шесть фаз, каждая из которых относится к одному из двух режимов (фиг.3): режим А (две фазы) - преддоильное ополаскивание и режим Б (четыре фазы) - последоильная промывка. Алгоритм, реализуемый системой автоматизации, должен обеспечивать выполнение перечисленных операций.

Для фаз 1, 2 (фиг.3) перечень средств управления ходом технологического процесса можно представить следующим образом:

a ₁, а ₂, а ₃, а ₄, а ₅, а ₆, а ₇, а ₈ с₂, с₁,

перечень участков рабочего цикла:

t_паузы1 t_х.в c₂ t_воды t_возд t_воды t_возд t_воды c₁ t_возд t_в-t_возд

(t_м.н-t_возд), t_паузы2, t_возд, t_воды, t_возд, t_воды, t_возд, (t_сушки-2t_возд-2t_воды-t_паузы2),t_м.н

а информацию блока участков рабочего цикла в виде таблицы состояния средств управления ходом технологического процесса:

1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
0	0	1	0	1	0	1	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
0	0	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	0	1	0	1	0	1	0
1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	1	0	0	0	0	0	1	1
1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
0	с₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
0	0	0	0	0	0	0	0	с₁	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0

Элементы таблицы состояния средств управления ходом технологического процесса (индикаторы состояния средств управления ходом технологического процесса) указывают, в каком состоянии (1 - «включено» или 0 - «выключено») находится каждое из n средств управления ходом технологического процесса на каждом из m участков рабочего цикла рабочего цикла электротехнической системы. При этом число строк в таблице состояния средств управления ходом технологического процесса равно количеству средств управления ходом технологического процесса n, а число столбцов таблицы состояния средств управления ходом технологического рабочего цикла электротехнической системы равно количеству участков рабочего цикла m электротехнической системы. Порядковые номера строк таблицы состояния средств управления ходом технологического и порядковые номера элементов перечня средств управления ходом технологического электротехнической системы совпадают и соответствуют друг другу. Порядковые номера столбцов таблицы состояния средств управления ходом технологического и порядковые номера перечня участков рабочего цикла рабочего цикла электротехнической системы соответствуют друг другу и порядку следования участков рабочего цикла в ходе выполнения рабочего цикла электротехнической системы.

Согласно информации, содержащейся в блоке средств управления ходом технологического процесса и в блоке участков рабочего цикла, управляемый коммутатор производит включение или отключение средств управления ходом технологического процесса и соответствующих рабочих технологических устройств для реализации управляемых процессов мойки оборудования промывки молока на всех временных участках рабочего цикла фаз 1, 2. Алгоритм функционирования предлагаемого устройства для фаз 3-6 рабочего цикла системы аналогичен.

Таким образом, электрическая схема устройства реализуется в виде n одинаковых цепей, состоящих из одного средства управления ходом технологического процесса, выход которого подключен ко входам соответствующих рабочих технологических устройств. При создании предлагаемого устройства не требуется разработка сложных алгоритмов и схем управления. Процесс разработки устройств различного назначения и применения унифицирован. Для любого устройства достаточно составить список средств управления ходом технологического процесса, список участков рабочего цикла и таблицу состояния средств управления ходом технологического процесса, а затем для каждого участка рабочего цикла, средствами управления ходом технологического процесса совместить элементы этих списков с соответствующими элементами таблицы состояния средств управления ходом технологического процесса.

Использование предлагаемого устройства позволит существенно сократить затраты времени и труда при создании и внедрении новых устройств управления оборудованием и устройствами различного применения, выполнение этих работ не требует высокой квалификации разработчиков, созданные на основе предлагаемых способа и устройства электротехнической системы управления для различных устройств имеют одинаковую структуры, алгоритм работы и отличаются только количеством и типами средств управления ходом технологического процесса, состояния, загрузки, длительностью участков рабочего цикла рабочего цикла электротехнической системы.

Устройство управления дискретными электротехническими системами, содержащее средства управления ходом технологического процесса, отличающееся тем, что в устройство введены блок средств управления ходом технологического процесса, блок участков рабочего цикла, управляемый коммутатор, при этом электрическая схема устройства реализуется в виде n одинаковых цепей, состоящих из одного средства управления ходом технологического процесса и одного входа рабочего технологического устройства электротехнической системы, где n - количество средств управления ходом технологического процесса, при этом выход блока состояния средств управления ходом технологического процесса соединен с первым входом управляемого коммутатора, выход блока участков рабочего цикла соединен со вторым входом управляемого коммутатора, причем первый выход управляемого коммутатора соединен с входом первого средства управления ходом технологического процесса, выход которого подключен к входу первого рабочего технологического устройства электротехнической системы, второй выход управляемого коммутатора соединен со входом второго средства управления ходом технологического процесса, выход которого подключен ко входу второго рабочего технологического устройства электротехнической системы, 1…, n-й выход управляемого коммутатора соединен со входом n-го средства управления ходом технологического процесса, выход которого подключен ко входу n-го рабочего технологического устройства электротехнической системы.

Способ управления движением динамического объекта по пространственной траектории // 2445670

Изобретение относится к области автоматического управления динамическими объектами и может быть использовано для создания высокоточных систем автоматического управления движением этих объектов по заданным пространственным траекториям.

Способ plug&play подключения промышленных и бытовых приборов к электрической сети 0,4 кв // 2428781

Изобретение относится к электротехнике, а именно к защите и управлению сетью электропередачи 0,4 кВ. .

Управляющий вычислительный комплекс маневровой автоматической локомотивной сигнализации // 2419123

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к системам автоматизации управления технологическими процессами крупных промышленных объектов. .

Устройство и способ контроля состояния оборудования // 2413966

Изобретение относится к устройствам контроля. .

Способ автоматического адаптивного управления бесступенчатой трансмиссией многоприводного транспортного средства // 2397893

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и предназначено для автоматического адаптивного управления бесступенчатыми приводами трансмиссий многоприводных транспортных средств.

Модульная инженерная система // 2363973

Способ и устройство для адаптации функций по управлению рабочими процессами // 2352972

Способ определения отказавшего датчика в избыточной системе // 2344459

Изобретение относится к области автоматического управления и может быть использовано в системах с избыточным количеством датчиков, например датчиков угловой скорости, отказ одного из которых не должен приводить к отказу системы управления.

Комплекс дистанционного автоматического управления освещением, вентиляцией корпусов, территории, контроля температуры в корпусах и несанкционированного вскрытия щитов управления, помещений предприятия // 2343526

Изобретение относится к автоматическим системам управления на базе вычислительной техники. .

Управление шиной для бытового электроприбора // 2485567

Изобретение относится к бытовой технике

Блок автоматического регулирования малогабаритный (бар-м) // 2487385

Контрольное устройство распределительного шкафа // 2547223

Изобретение относится к контрольному устройству распределительного шкафа, которое через промышленную сеть соединено с различными датчиками и/или исполнительными устройствами для контроля и управления различными функциями распределительного шкафа, такими как кондиционирование, регулирование влажности, контроль доступа. Технический результат заключается в создании контрольного устройства распределительного шкафа с надежной передачей данных и возможностью приспособления к разным случаям применения распределительных шкафов. Для этого предложены контрольное устройство и способ, в которых по меньшей мере часть датчиков и/или исполнительных устройств в качестве датчиков прямого подключения и/или исполнительных механизмов прямого подключения оснащены собственными схемами подключения к шине и через них подсоединены к промышленной сети, и устройство управления имеет блок инициализации или выполнено с возможностью соединения с подобным блоком, через который датчики прямого подключения и/или исполнительные механизмы прямого подключения являются инициализируемыми перед их запуском в работу и при этом автоматически адресуемыми, а затем на основании индивидуально присвоенных адресов посредством устройства управления являются соединенными с обменом данными для их работы. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

Автоматизированная система для управления работой объединенным парком локомотивов грузового движения на полигоне обращения // 2555393

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано на железнодорожном транспорте для управления объединенным парком локомотивов. Система содержит центральный процессор, сервер связи, канал передачи данных, аппаратно-программные устройства автоматизированных рабочих мест дежурного по станции и дежурного локомотивного депо, блок моделирования, блок памяти, Дополнительно в систему введены пользовательский интерфейс, процессоры аппаратно-программных устройств автоматизированных рабочих мест работника дирекции управления движением и работника центра управления тяговыми ресурсами, блок моделирования. Причем блок моделирования включает формирователь данных о наличии локомотивов на участках обращения, блок расчета работы локомотивов до следующего технического обслуживания, блок анализа обеспеченности поездов локомотивами и блок поддержки принятия решений, формирователь данных технического плана содержания локомотивов, формирователи данных о фактической потребности в локомотивах, о фактической выдаче локомотивов из депо, о наличии локомотивов в пунктах технического обслуживания локомотивов, о наличии локомотивов на станции и в депо, блок анализа отклонений в содержании локомотивов, блок поддержки принятия решений, блок контроля соблюдения установленных норм и блок памяти. Достигается повышение эффективности использования локомотивов. 1 ил.

Электрическая схема для переключения и/или регулирования электрической мощности нагрузок // 2567218

Изобретение относится к схеме для переключения мощности нагрузок. Технический результат - создание электрической схемы для переключения и/или регулирования электрической мощности нагрузок, которая надежно блокирует периферийные взаимодействия, и схема которой упрощена. Для этого предложена электрическая схема для переключения и/или регулирования электрической мощности нагрузок (1), включающая в себя настраиваемый электронный элемент (M1, М2) схемы в виде транзистора, который соединен с электропитанием (2) и нагрузкой (1) и который имеет изменяемый пользователем параметр для воздействия на коммутационный сигнал, переключающий нагрузку (1), при этом схема содержит первую резистивно-емкостную цепь (3), причем схема содержит часть (8) схемы для отключения коммутационного элемента (M1, М2) при превышении порогового значения, причем первая резистивно-емкостная цепь (3) с конденсатором (С1) включена параллельно участку затвора-стока коммутационного элемента (M1, М2), при этом часть (8) схемы содержит множительное устройство (4), вторую резистивно-емкостную цепь (5) и компаратор (U2). 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Автоматизированная система для управления работой локомотивных бригад на железнодорожном направлении // 2574049

Изобретение относится к области автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте для контроля работы локомотивных бригад. Система содержит центральный процессор, сервер связи, канал передачи данных, аппаратно-программные устройства автоматизированных рабочих мест АРМ ДСП, АРМ ТЧД, АРМ ТЧБ, АРМ ТНЦ, АРМ ДНЦ, блок моделирования, блок памяти, пользовательский интерфейс, процессоры аппаратно-программных устройств автоматизированных рабочих мест АРМ ЦД и АРМ ЦУТР, содержащих блоки ввода-вывода и блоки отображения. Причем блок моделирования включает формирователь данных о наличии локомотивных бригад на участках обращения, блок расчета использования локомотивных бригад с оборота, блок анализа обеспечения поездов локомотивными бригадами и блок поддержки принятия решений, формирователь данных планов выдачи локомотивных бригад, а также формирователи данных планов выдачи локомотивных бригад, данных о явках локомотивных бригад, данных о наличии локомотивных бригад в пунктах оборота локомотивных бригад и данных о подходе поездов к станции, блок анализа времени готовности локомотивных бригад и блок контроля соблюдения установленных норм. Достигается повышение эффективности использования локомотивных бригад. 1 ил.

Бытовое устройство и способ вывода звукового сигнала для диагностики // 2574823

Изобретение относится к бытовому устройству для вывода диагностических данных в виде звукового сигнала и способу вывода звукового сигнала. Технический результат заключается в избегании функции шумоподавления портативного терминала и эффекта эхо между несущими частотами, выводимыми в соответствии с каждым символом, который вызывает интерференцию сигналов. Технический результат достигается за счет бытового устройства, которое содержит блок преобразования для формирования кадра, включающего в себя комбинацию символов, которые соответственно представляют собой четыре разных несущих частоты, на основании данных, составляющих пакет, в соответствии со способом квадратурной частотной манипуляции (QFSK), при этом четыре разных несущих частоты имеют значения ниже чем 2 кГц, при этом длительность вывода несущей частоты, выводимой в соответствии с одним символом, составляет от 40 до 45 мс. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 8 ил.

Способ имитации сигнала реактивности ядерного реактора // 2592643

Изобретение относится к области реакторных измерений и может быть использовано для настройки реактиметров и оперативной проверки их работоспособности. Способ имитации сигнала реактивности ядерного реактора включает формирование массива данных, соответствующих изменению во времени мощностного параметра реактора для заданной реактивности, сохранение этого массива данных и его использование для управления выходным устройством, формирующим сигнал, соответствующий заданной реактивности. С помощью ионизационной камеры деления (ИКД), источника нейтронов и усилительно-преобразовательной аппаратуры регистрируют зависимость скорости счета импульсов тока ИКД, пропорциональной плотности нейтронного потока от ее расстояния до источника нейтронов. Задают величину реактивности и формируют в устройстве памяти зависимость мощностного параметра реактора от времени, соответствующую заданной реактивности. Перемещают ионизационную камеру деления относительно источника нейтронов, задавая величину расстояния от ИКД до источника нейтронов в зависимости от времени, при этом сигнал с ИКД используют для формирования сигнала, соответствующего заданной реактивности. Технический результат - увеличение точности настройки реактиметра и, как следствие, повышение достоверности измерений реактивности ядерного реактора. 2 ил.

Интеллектуальный щит переменного тока // 2592973

Изобретение относится к системам, управляемым вычислительными устройствами. Интеллектуальный щит переменного тока для контроля и управления потреблением питания в цепи для домашней автоматизации содержит: множество встроенных контроллеров для измерения, контроля или управления одним или более из электрического напряжения, тока, потребления мощности, генерации мощности и мощности нагрузки по меньшей мере одного электрического устройства. При этом множество встроенных контроллеров имеют отладочный порт для отладки программного обеспечения. Управляющий встроенный контроллер соединен с одним или более из упомянутого множества встроенных контроллеров посредством интерфейсов CAN-High и CAN-Low для связи. При этом управляющий встроенный контроллер имеет Интернет-соединение, которое используется для программного включения и выключения присоединенных нагрузок. Технический результат заключается в управлении и контроле электроэнергии в каждой цепи в доме. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Устройство для определения параметров пространственного положения объектов // 2597463

Изобретение относится к области автоматического управления и может быть использовано при построении высоконадежных резервированных устройств и систем, содержащих измерители с числоимпульсным выходом (датчики угловой скорости, акселерометры и т.д.), где наряду с достижением высокой надежности требуется достижение высокой точности. Технический результат заключается в повышении точности измеряемого параметра, в качестве которого используется «средний» сигнал измерителя из группы n измерителей с числоимпульсным выходом. Для достижения этого результата заявляемое устройство содержит блок выбора среднего сигнала и n блоков масштабирования, каждый из которых содержит регистры задания цены положительного и отрицательного приращения, регистр задания сигнала компенсации, сумматор, цифровой компаратор и триггер, которые производят компенсацию различного значения цены выходного импульса каждого датчика и его начального смещения, что обеспечивает повышение точности. При выходе из строя измерителя устройство фиксирует отказ и продолжает работу без потери информации. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.