КОНТРОЛЛЕР ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДИЗЕЛЬНЫМИ ЭЛЕКТРОАГРЕГАТАМИ

Полезная модель относится к цифровым управляющим устройствам технических систем и предназначена для управления дизельными электроагрегатами 1-й степени автоматизации с местным и дистанционным управлением, а также электроагрегатами предназначенными для резервирования сети.
Известен контроллер, содержащий блок управления, связанный с генератором опорных импульсов, аналого-цифровой и цифроаналоговый преобразователи, блоки для связи с периферийными устройствами, блок накопления информации, а также интерфейс, связанный с блоком накопления информации, с блоком управления и имеющий возможность связи с аналого-цифровым и цифроаналоговым преобразователями [RU 95808, U1, G06F 1/00, 10/07/2010].
Недостатком устройства являются относительно узкие функциональные возможности.
Наиболее близкими по технической сущности к предложенному является контроллер, содержащий микроконтроллер, осуществляющий сбор, обработку и передачу измерительной информации, преобразователь сигналов интерфейса RS-485, преобразователь сигналов интерфейса CAN, модуль часов реального времени, сообщающий микроконтроллеру точное астрономическое время, энергонезависимую память большой емкости для хранения конфигурации устройства и собранной микроконтроллером информации, блок питания, модуль интерфейса GPRS, сменный модуль (PLC, радио, Zigbee), модуль локального интерфейса (ЖКИ индикатор, клавиатура) и модуль контроля состояния объекта автоматизации [RU 99203, U1, G05B 19/00, 10.11.2010].
Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно низкая помехоустойчивость.
Требуемый технический результат заключается в повышении помехоустойчивости.
Требуемый технический результат достигается в устройстве, содержащем разъем входных сигналов, разъем выходных сигналов управления, микроконтроллер, индикаторный дисплей, блок защиты от наносекундных импульсных помех, блок адаптера входных сигналов, первый и второй драйверы индикаторов, блок светодиодных индикаторов, блок выходных реле, первый и второй драйверы выходных реле, первый и второй регистры памяти состояний выходных реле, блок измерения частоты дизельного генератора и блок измерения аналоговых параметров дизельного генератора, при этом, группа входов блока защиты от наносекундных импульсных помех соединена с группой выходов разъема входных сигналов, вход блока адаптера входных сигналов соединен с выходом блока защиты от наносекундных импульсных помех, а выход блока адаптера входных сигналов соединен с первым входом микроконтроллера, первый и второй выход которого соединены с входами первого и второго драйверов индикаторов, соответственно, выходы которых соединены в входами индикаторного дисплея, выход блока выходных реле соединен с входом разъема выходных сигналов управления, а первый и второй входы - с выходами первого и второго драйверов выходных реле, соответственно, группа выходов первого регистра памяти состояний выходных реле и группа выходов второго регистра памяти состояний выходных реле соединены с входами первого и второго драйверов выходных реле, вход первого регистра памяти состояний выходных реле соединен с третьим выходом микроконтроллера, а выход - соединен с входом второго регистра памяти состояний выходных реле, группа выходов микроконтроллера соединена с группой входов блока светодиодных индикаторов, вход блока измерения частоты дизельного генератора соединена с первым выходом аналогового сигнала разъема входных сигналов, а выход - соединен со вторым входом микроконтроллера, первый и второй входы блока измерения аналоговых параметров дизельного генератора соединены со вторым и третьим выходами аналогового сигнала разъема входных сигналов, соответственно, а первый и второй выходы - соединены с третьим и четвертыми входами микроконтроллера, соответственно.
На чертеже представлена функциональная схема контроллера для управления дизельными электроагрегатами.
Контроллер для управления дизельными электроагрегатами содержит разъем 1 входных сигналов, разъем 2 выходных сигналов управления, микроконтроллер 3, индикаторный дисплей 4, блок 5 защиты от наносекундных импульсных помех, блок 6 адаптера входных сигналов, первый 7 и второй 8 драйверы индикаторов, блок 9 светодиодных индикаторов, блок 10 выходных реле, первый 11 и второй 12 драйверы выходных реле, первый 13 и второй 14 регистры памяти состояний выходных реле, блок 15 измерения частоты дизельного генератора и блок 16 измерения аналоговых параметров дизельного генератора.
В контроллере для управления дизельными электроагрегатами группа входов блока 5 защиты от наносекундных импульсных помех соединена с группой выходов разъема 1 входных сигналов, вход блока 6 адаптера входных сигналов соединен с выходом блока 5 защиты от наносекундных импульсных помех, а выход - соединен с первым входом микроконтроллера 3, первый и второй выход которого соединены с входами первого 7 и второго 8 драйверов индикаторов, соответственно, выходы которых соединены в входами индикаторного дисплея 4.
Кроме того, в контроллере для управления дизельными электроагрегатами выход блока 10 выходных реле соединен с входом разъема 2 выходных сигналов управления, а первый и второй входы - с выходами первого 11 и второго 12 драйверов выходных реле, соответственно, группа выходов первого регистра 13 памяти состояний выходных реле и группа выходов второго регистра 14 памяти состояний выходных реле соединены с входами первого 11 и второго 12 драйверов выходных реле, соответственно, вход первого регистра 13 памяти состояний выходных реле соединен с третьим выходом микроконтроллера 3, а выход - соединен с входом второго регистра 13 памяти состояний выходных реле.
Дополнительно к указанному, в контроллере для управления дизельными электроагрегатами группа выходов микроконтроллера 3 соединена с группой входов блока 9 светодиодных индикаторов, вход блока 15 измерения частоты дизельного генератора соединена с первым выходом аналогового сигнала разъема 1 входных сигналов, а выход - соединен со вторым входом микроконтроллера 3, первый и второй входы блока 16 измерения аналоговых параметров дизельного генератора соединены со вторым и третьим выходами аналогового сигнала разъема 1 входных сигналов, соответственно, а первый и второй выходы - соединены с третьим и четвертыми входами микроконтроллера 3, соответственно.
Поскольку контроллер для управления дизельными электроагрегатами содержит ряд элементов, охарактеризованных на функциональном уровне, и описываемая форма реализации некоторых из них предполагает использование программируемого (настраиваемого) многофункционального средства, например, микроконтроллера, то ниже при описании работы контроллера для управления дизельными электроагрегатами представляются примеры их технической реализации и сведения, подтверждающие возможность выполнения таким средством конкретной предписываемой ему в составе данного устройства функции.
Работает контроллер для управления дизельными электроагрегатами следующим образом.
В частности, с различными версиями управляющей программы микроконтроллера 3, предложенный контроллер для управления дизельными электроагрегатами обеспечивает:
- пуск и штатный останов двигателя дизельного электроагрегата в местном и дистанционном режимах управления;
- аварийную защиту с остановом двигателя дизельного электроагрегата по сигналам аварийных датчиков и по внешним аварийным командам;
- аварийно-предупредительную сигнализацию;
- контроль величины напряжения стартерной аккумуляторной батареи;
- световую индикацию состояния дизельного электроагрегата (аварии, неисправности, выполнение алгоритма работы);
- выдачу сигналов о состоянии дизельного электроагрегата во внешнюю систему дистанционного контроля;
- учет времени наработки дизельного электроагрегата.
Возможность изменения управляющей программы контроллера позволяет использовать его для управления электроагрегатами с различными типами двигателей. Конструктивно контроллер для управления дизельными электроагрегатами выполнен на печатной плате.
Входные сигналы от дизельного электроагрегата поступают на разъем 1 входных сигналов и проходя через блок 5 защиты от наносекундных импульсных помех, представляющего собой схему защиты, выполненную на диодно-резисторных сборках, поступают в блок 6 адаптера входных сигналов, который обеспечивает детектирование состояния входных сигналов (датчиков) типа "сухой контакт", которые могут располагаться на значительном удалении (до 20 м) от контроллера для управления дизельными электроагрегатами.
В блоке 6, выполненном, например, на основе специальной интегральной микросхемы МС33972, входные сигналы приводятся к стандартным опорным уровням логического нуля и логической единицы, что также повышает помехоустойчивость контроллера для управления дизельными электроагрегатами. Сформированные блоком 6 сигналы поступают в микроконтроллер 3, который может быть выполнении на микросхеме MC68HC908QB8/QY8. Выходные сигналы микроконтроллера 3 в зависимости от программы его работы формируются сигналы для отображения видеоинформации о состоянии объекта управления, которые передаются в первый 7 и второй 8 драйверы индикаторов, в которых они преобразуются в управляющее сигналы для индикаторного дисплея 4. Первый 7 и второй 8 драйверы индикаторов могут быть выполнены на интегральной микросхеме МС33972.
Кроме того, соответствующие сигналы с выхода микроконтроллера 3 поступают в блок 9 светодиодных индикаторов, в котором отражается состояние параметров дизельного электроагрегата.
Аналоговые сигналы от дизельного электроагрегата через разъем 1 поступают в блок 15 измерения частоты дизельного генератора и блок 16 измерения аналоговых параметров дизельного генератора для измерения соответствующих параметров дизельного электроагрегата. Результаты измерений поступают в микроконтроллер 3 для формирования управляющих сигналов в соответствии с управляющей программой.
Выработанные микроконтроллером 3 сигналы поступают также в последовательно-параллельные первый 13 и второй 14 регистры памяти состояний выходных реле, выполняющие функцию оперативной памяти, а из них - в первый 11 и второй 12 драйверы управления выходными реле, которые преобразуют свои входные сигналы в сигналы управления выходными реле блока 10. Контакты выходных реле блока 10 выдают сигналы управления дизельным электроагрегатом. Первый 11 и второй 12 драйверы управления выходными реле также могут быть выполнены на интегральной микросхеме МС33972.
Таким образом, благодаря усовершенствованию известного устройства, в частности, введению защиты от наносекундных и микросекундных помех, применению адаптера входных сигналов, регистров памяти состояний выходных реле и т.д., существенно повышается помехоустойчивость устройства, что позволяет достигнуть требуемого технического результата.