Резервированная управляющая система

Резервированная управляющая система

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

-.НАХЕЬ.. .i .> g ó ÿ .4Фьлмэт екав,.мВ ф

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз С©ветских

Социалистических

Республик

< н662912 (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено24.1074 (21)2070485/

/118703/18 -24 с присоединением заявки Hо(51)М. Кл. б 05 В 15/16

G06 F l l/00

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликоваио150579. Бюллетень Hо 18

Дата опубликования описания 180579 (53) УДК681. 325.

° 61 (088. 8) . (72) Авторы изобретения

С. В. Алексеев и М, A. Фельдман

/. Всесоюзный научно-исследовательский институт электроэнергетики (71) Заявитель (54) РЕЗЕРВИРОВАННАЯ УПРАВЛЯЮЩАЯ СИСТЕМА

1 !

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано для построения систем автоматическо- го управления режимами энергосистем при работе аналоговой и цифровой части этих систем в режима взаимного резервирования.

Известна резервированная управляющая система, состоящая из цифрового и аналогового регуляторов, соединенных с устройствами согласования сигналов на их выходе при, переходе с одного регулятора на другой. В этой системе аналоговые устройства и их входные цепи используются в качестве циф-15 роаналогового преобразователя при работе цифрового регулятора или в качестве самостоятельного аналогового регулятора при отказе в работе цифрового регулятора (1j 20

Недостаток системы состоит в том, что при повреждении аналоговых устройств вся система становится неработоспособной, а это снижает эффект резервирования.

Известна система цифрового управления объектом с большим количеством регулируемых координат, содержащая устройства для восстановления уставок аналоговых регуляторов при отка.зе в работе цифровой части системы. Недостатком системы является то, что она, практически, не обеспечивает функций резервирования (2}.

Наиболее близким техническим реше:нием к данному изобретению является резервированная управляющая система, содержащая аналоговые и цифровые астатическне звенья, элемент сравнения и выходные сумматоры (3).

Недостаток системы заключается в том,что она Недостаточно надежна и не может иметь высокую точность при согласовании основной и резервной систем. . Целью изобретения является повышение надежности и точности системы. Поставленная цель достигается тем, что резервированная управляющая система содержит входные сумматоры астатических звеньев, общее корректирующее звено, два астатических корректирующих звена и коммутатор, причем входы элемента сравнения через коммутатор подключены к выходам выходных сумматоров и к выходам астатических звеньев, вход общего корректирующего звена подключен к выходу элемента соавнения, а выход через коммутатор подключен х входам астатических корректирующих звеньев и к входным сумматорам аста. »«»- »»«««««»»»»«кЖФФ» &Ж«»4Ф»«»»»« «««@Ь ФЩ»««««»«»».*«««».=.». - -.» --»«»*-": - - — -.»е

662912 тических звеньев, а выходы астатичес ких корректи рующй х з вень ев подключе ны к входам выходных сумматоров.

На чертеже приведена блок-схема резервированной управляющей сйстемы, используемой для конкретного случая регулирования частоты и перетоков актинной мощности энергосистемы, при использовании этой системы для ограничения перетоков мощности блок-схема ее остается аналогичной.

Резервированная управляющая систе->0 ма содержит коммутатор 1, аналогоцифровой преобразователь 2 сигнала частоты, аналого-цифровой преобразователь 3 сигнала обменной мощности

Роб„„, звено 4 нвода частотного козф- 15 фициента энергосистемы, пропорциональное звено 5, цифровое астатическое (интегрирующее) звено 6, выходной сумматор 7 астатического звена, переключатель 8, состоящий из ключей 84 и 82,щ запоминающее звено 9, переключатель

l0, состоящий из ключей 104 -104, ас-. татическое корректирующее звено 11, цифроаналоговый преобразователь 12, аналого-цифровой преобразователь 13, вйключатель 14, общее корректирующее звено 15, элемент 16 сравнения, цифроаналоговый преобразователь 17, ас-. татическое корректирующее эве»но 18, звено 19 ввода частотного коэффициента энергосистемы, пропорциональное звено 20, аналоговое астатическое" " (интегрирующее) звено 21, выходной сумматор 22 астатического звена, запо-. минающее звено 23, телепередатчйк 24, .»входные сумматоры 25 и 26 астатических звеньев. Кбммутатор 1 содержит шесть ключей 27-32, два из.которых

27 и 32 двухпозиц»ионйые," "a"чеФГфе ,28-31 однопозйционнйе, и вйходы 3336 двухпозиционных ключей. . 40

Звенья 2-7, 12, 13, 25 являются элементами цифровой сйстемы автомати» ческого управления; звенья 19, 20, 21, 22, 26 являются элементами аналоговой сист ыу звенья 1, 9, 11, 15- 45

18, 23 служат для соглааовайия аналоговой и цифровой систем. Общее tcOpректирующее звено 15 может быть выполнено в виде пропорционально-интег«рального или инерционного- звена и предназначено для улучшения качества переходных процессов при согласовании систем автоматического управления, А татические корректирующие звенья

1В,. 18 служат как для улучшения качества переходного процесса, так и

55 для сохранения сигнала подстройки, поступающего от устройства на выходные сумматоры согласуемых систем.

Коммутатор 1 предназначен для подключения к элементу сравнения выхо- 60 дов астатических звеньев или выходйых сумматоров цифровой и аналогоной систем автоматическогб управления. Пере:ключатели 8, 10 служат для переключения с цифровой системы управления на, 65 аналоговую и наоборот, Ключ 14 служит для отключения устройства согла сонания и случае его неисправности, Резервированная управляющая система работает следующим образом. Пусть цифровая система является основной, а аналоговая система является резервной, При этом ключи 8, 10, 10 за".l .

2 мкнутн, а 8, 10, 10+ — пазомкйуты.

На входы аналоговой и цифровой систем поступают сигналы т и Р . На сам телепередатчик 24 выводится сигнал только от цифровой системы управления.

С помощью звеньев 2, 3, 4 в цифровой и звена 19 в аналоговой системах формируется по критерию сетевых характеристик регулируемая величина Х:

x=(f- Х )+ — (p

1 ъад К оьм Озм 3ао) где т, — соответственно текущее и заданное значения частоты энергосистемы;

Р.

Овм, он „ -текущее и заданное значение суммарной обменной мощности энергосистемы;

К - част о ный к оэ ффици ен т энергосистемы, вводимый. с помощью звена 4 в цифровой, и с помощью звена

19 в аналоговой системах.

Формирование необходимого управляющего воздействия происходит по пропорционально-интегральному закону регулирования с помощью звеньев 5, б в цифровой и звеньев 20, 21 в аналоговой системах управленйя.

В обейх системах в.астатических (интегрирующих) звеньях .б и 21 происходит накойление ошибки, вызванной дрейфом интегрирующих звеньев. Величина этой ошибки различна для цифровой и аналоговой систем. Кроме. того, различие сйгиалов на выходе интегрирующ«их звеньев будет обусловлено разлйчием сигналов на их входах из-за погрешностей входных цепей аналоговой и цифровой систем. Рассогласование выходных сигналов основной и резервной систем может происходить также в результате неодновременного или неодинакового- ввода обслуживающим персоналом сигналов ручной коррекции на выходе обеих систем.

С целью устранения этих расхождений в резервированной системе управ» ления осуществляется автоматическая подстройка сигналов на выходе указанных элементов резервной системы (в цанном случае " аналоговой системы).

При согласовании система по выводу астатического (интегрирующего) звена ключи 27 и 32 коммутатора 1 соединены соответственно с выходами 34 и 35, ключи 28 и Зl-замкнуты, 29 и

30 - разомкнуты. Сигнал с выхода основной (цифровой) системы автоматического управления поступает через ключ

27 коммутатора 1 и цифроаналоговый преобразователь 12 на один иэ вхоцов элемента сравнения 16. На другой вход

662912

= того элемента через ключ 32 коммутатора 1 поступает сигнал с выхода астатического (интегрирующего) звена 21 резервной (аналоговой) системы автоматического управления ° На выходе элемента сравнения 16 в случае неравенства выходных сигналов астатичес- 5 ких звеньев вырабатывается сигнал не" баланса, который подается на вход общего корректирующего звена 15. Это звено предназначено для улучшения качества переходного процесса в замкну- 10 той динамической системе, образованной схемой согласования. Полученный на выходе общего корректирующего звена 15 сигнал через замкнутые ключи

14, 10 и ключ 31 коммутатора 1 поступает на входной сумматор астатического звена,21 резервной системы со знаком, противоположным знаку сигнала небаланса, в результате чего выходной сигнал этого звена резервной системы корректируется вплоть до исчезновения небалайса.

Таким образом, в результате работы схемы согласования сигнал на выходе астатического звена резервной системы. станет равным выходному сигналу астатического звена основной работающей системы управления.

Контакты коммутатора с заданной периодичностью изменяют свое положение, что обеспечивает с помощью одних 30 и тех же элементов согласование как по выходному сигналу астатических звеньев, так и по неравенству сигналов ручной коррекции. Согласование по неравенству сигналов ручной коррек- 35 ции происходит, когда в коммутаторе

1 ключи 27 и 32 соединены с выходами

33 и 36 соответственно, ключи 28 и

31 - разомкнуты, 29 и 30 - замкнуты.:

При этом сигнал с выхода выходного 40 сумматора 7.основной системы автоматического управления через ключ 27 коммутатора 1 и цифроаналоговый преобразователь 12 поступает в аналоговой форме на .вход элемента сравнения. На другой вход этого элемента через ключ

32 коммутатора 1 поступает сигнал с выхода выходного сумматора 22 резервной системы автоматического управления. Сйгнал небаланса с выхода элемента сравнения 16 через общее корновной системы автоматического управления оператор размыкает ключ 81 и замыкает 8 ° При этом сигнал с выхода запоминающего звена 9 через замкнутый ключ 10 и цифроаналоговый преобразователь 17 продолжает поступать на вход телепередатчика 24, т.е. последнее значение сигнала на выходе цифровой системы запоминается и продолжает поступать йа объект уйравления.

Затем оператор размыкает ключи 10

10 и замыкает 10(, 10, ° При этом на вход телепередатчйка начинает поступать управляющий сигнал с выхода запоминающего звена 23 откорректированной резервной системы. Таким обраэом осуществляется плавный переход с основной системы автоматического управления на резервную, B там случае, когда основной системой является аналоговая, а резервной системой — цифровая, подстройка .цифровой системы под аналоговую и переключение аналоговой системы на циф1

6С

65 ректирующее звено 15, описанное ранее, и ключ 32 автоматического коьмутатора 1 поступает на вход астатического корректирующего звена 18. Передаточ« ная функция звена 18 вместе с передаточной функцией общего корректирующего звена 15 обеспечивает необходимое качество работы системы согласования по сигналу ручной коррекции. Сигнал с выхода астатического корректирующего звена поступает на вход выходного сумматора 22.В результате осуществля- ется подстройка резервной системы автоматического управления при неравенстве сигналов ручной коррекции основной и резервной систем.

Введение астатического корректи(рующего звена 18 обусловлено различными динамическими характеристиками кон- — . тура подстройки по неравенству выходных сигналов астатических звеньев и нераве «ству сигналов ручной коррекции. Астатизм в характеристике звена

18 необходим также для сохранения сигнала подстройки по ручной коррекции после окончания процесса подстройки и раэмыкания контактов 31 автоматического коммутатора 1. Необходимо отметить, что подстройка по сигналу ручной коррекции обеспечивает ликвидацию и всех других причин, которые могут вызвать расхождение сигналов на выходе основной и резервной систем управления ° Тем не менее, хотя применение только подстройки по сигналу ручной коррекции без подстройки по выходу астатического звена и компенсировало бы все причины, вызывающие неравенства сигналов на выходе систем регулирования, это привело бы к тому, что из-за некомпенсированного ухода астатического (интегрирующего) звена резервной системы его выходной орган мог бы прийти в предельное положение, что исключило.бы правильную работу резервной системы в момент ее включения вместо основной системы управления, В конкретном случае использования резервированной системы для управления режимом"энергосистемы по частоте и перетокам мощности выходы астатических звеньев достаточно согласовы .вались один раэ "в 2 часа, а непосредственна выходы основной и резервной систем - один раэ в минуту.

Выходной сигнал основной системы управления поступает через ключи 8

jH 102, запоминающее звено 9, цифроана лаговйй преобразователь 17 на телепередатчик 24 для передачи на объект управления. В случае неисправности ос °

662912

° »

«7

ФоРмула изобретения а

Составитель В. Максимов

Редактор В. Веселкина тех ед д. Ветка ксРРектсн А. Реи енкс

Заказ 2694/48 Тираж 2014 Подписное

11НИИПИ Гасударственного комитета СССР по делам изобретений и оТкрытий

113035 Москва, Ж -35 Ра шская наб . 4 5

Филиал ППП ™Патент, r, Ужгород, ул, Проектная, 4 роную производится аналогичныем образом.

Технико-экономический эффект от применения данного изобретения COCTOит в надежности и точности системы.

Резервированная управляющая система, содержащая аналогоные и цифровые астатические звенья, элемент сравнения и выходные сумматоры, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности и точности, она содержит входные сумматоры астатических звеньев, общее корректирующее зве- 5 но, два астатических корректирующих звена и коммутатор, причем входы элемента сравнения через коммутатор подключены K ныходам выходных сумматорон

H K выходам астатичесйих звеньев, нход общего корректирующего звена подключен к выходу элемента сравнения, а выход через ксммутатор — к входам астатнческих корректирующих звеньев и к входным сумматорам асстатических звеньев, а выходы астатических корректирующих звеньев подключены к входам выходных сумматоров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент C!IIA 9 3578958, кл ° G 06 Т, 1.970, 2. Патент США РВ 3693163, кл. G 05 В 15/00, 1971.

3.Porter G-%ornetdorf and ot3 Up3a4ed Апабор controK ЮИ9 эрес1оЕ need.

"Electr ical Щог t д, М 3 2, 1970