According to the "Federal Innovative Educational Program" in Moscow Power Engineering Institute an AC Distribution and a DC UPS System were installed by Gutor Electronic LLC. The main target of the project was to make an adapted educational program for students to learn the main principles of system's design and its explotation. Complete description of every system's functional block was provided in project documentation. The PLC-based monitoring system was provided (designed, acquired, installed and wired) in order to make educational process more visualized. HMI SCADA system was also designed to show how a monitoring is usually organized in industrial applications. The total number of practice lab works that were developed is 9. This laboratory complex is used in educational process nowadays.

1. ОГЛАВЛЕНИЕ
АННОТАЦИЯ ................................................................................................................ 6
ВВЕДЕНИЕ ..................................................................................................................... 7
1. ЩИТ СОБСТВЕННЫХ НУЖД (РУ 0,4 КВ)........................................................ 8
1.1. Назначение щита собственных нужд ..................................................................... 8
1.2. Способы резервирования питания .......................................................................... 8
1.3. Описание учебного стенда .................................................................................... 10
1.4. Применяемые автоматические выключатели...................................................... 13
1.5. Порядок работы АВР ............................................................................................. 20
1.6. Связь с внешними системами ............................................................................... 25
2. СИСТЕМА ОПЕРТИВНОГО ПОСТОЯННОГО ТОКА
И ИНВЕРТОРНАЯ УСТАНОВКА С БАЙПАСОМ ............................................. 26
2.1. Назначение системы оперативного постоянного тока и инверторной
установки с байпасом.................................................................................................... 26
2.2. Структура системы оперативного постоянного тока и ее основные элементы26
2.2.1. Шкаф ввода .......................................................................................................... 29
2.2.2. Зарядно-выпрямительное устройство ............................................................... 30
2.2.3. Балластное устройство........................................................................................ 31
2.2.4. Батарея суперконденсаторов .............................................................................. 34
2.2.5. Щиты постоянного тока ..................................................................................... 34
2.2.6. Блок аварийного освещения ............................................................................... 36
2.2.7. Шкаф оперативного тока .................................................................................... 37
2.3. Структура инверторной установки с байпасом и ее основные элементы ........ 38
2.4. Режимы работы системы оперативного постоянного тока и инверторной
установки с байпасом.................................................................................................... 42
2.5. Связь с внешними системами ............................................................................... 48
3. РАЗРАБОТКА МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ
СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА ................................................................................. 49
3.1. Применяемое оборудование .................................................................................. 49
3.2. Разработка проекта лабораторного стенда .......................................................... 51
3.3. Разработка программной части стенда ................................................................ 52
3.3.1. Передача и привязка переменных ..................................................................... 52
3.3.2. Элементы мнемосхемы ....................................................................................... 53
4. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ НА БАЗЕ ЩСН И СОПТ ................................ 64
4.1. Общие методические указания ............................................................................. 64
4.1.1. Порядок включения и выключения ЩСН ........................................................ 65

2. ОГЛАВЛЕНИЕ
АННОТАЦИЯ ................................................................................................................ 6
ВВЕДЕНИЕ ..................................................................................................................... 7
1. ЩИТ СОБСТВЕННЫХ НУЖД (РУ 0,4 КВ)........................................................ 8
1.1. Назначение щита собственных нужд ..................................................................... 8
1.2. Способы резервирования питания .......................................................................... 8
1.3. Описание учебного стенда .................................................................................... 10
1.4. Применяемые автоматические выключатели...................................................... 13
1.5. Порядок работы АВР ............................................................................................. 20
1.6. Связь с внешними системами ............................................................................... 25
2. СИСТЕМА ОПЕРТИВНОГО ПОСТОЯННОГО ТОКА
И ИНВЕРТОРНАЯ УСТАНОВКА С БАЙПАСОМ ............................................. 26
2.1. Назначение системы оперативного постоянного тока и инверторной
установки с байпасом.................................................................................................... 26
2.2. Структура системы оперативного постоянного тока и ее основные элементы26
2.2.1. Шкаф ввода .......................................................................................................... 29
2.2.2. Зарядно-выпрямительное устройство ............................................................... 30
2.2.3. Балластное устройство........................................................................................ 31
2.2.4. Батарея суперконденсаторов .............................................................................. 34
2.2.5. Щиты постоянного тока ..................................................................................... 34
2.2.6. Блок аварийного освещения ............................................................................... 36
2.2.7. Шкаф оперативного тока .................................................................................... 37
2.3. Структура инверторной установки с байпасом и ее основные элементы ........ 38
2.4. Режимы работы системы оперативного постоянного тока и инверторной
установки с байпасом.................................................................................................... 42
2.5. Связь с внешними системами ............................................................................... 48
3. РАЗРАБОТКА МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ
СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА ................................................................................. 49
3.1. Применяемое оборудование .................................................................................. 49
3.2. Разработка проекта лабораторного стенда .......................................................... 51
3.3. Разработка программной части стенда ................................................................ 52
3.3.1. Передача и привязка переменных ..................................................................... 52
3.3.2. Элементы мнемосхемы ....................................................................................... 53
4. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ НА БАЗЕ ЩСН И СОПТ ................................ 64
4.1. Общие методические указания ............................................................................. 64
4.1.1. Порядок включения и выключения ЩСН ........................................................ 65

3. 4.1.2. Порядок включения и выключения СОПТ ....................................................... 66
4.1.3. Порядок включения и выключения инверторной установки с байпасом ..... 68
4.1.4. Порядок работы с средствами визуализации ................................................... 70
4.2. Лабораторные работы на базе ЩСН .................................................................... 71
4.2.1. Изучение щита собственных нужд (РУ 0,4 кВ) ............................................... 71
4.2.2. Автоматический ввод резерва (АВР) в ЩСН. Принцип работы .................... 71
4.3. Лабораторные работы на базе СОПТ ................................................................... 72
4.3.1. Изучение системы ОПТ и инверторной установки с байпасом ..................... 72
4.3.2. Включение системы ОПТ, нормальный режим ............................................... 73
4.3.3. Распредщиты. Защитные аппараты и контроль изоляции .............................. 75
4.3.4. Автономный режим работы СОПТ от батареи ................................................ 77
4.3.5. Режим заряда батареи повышенным напряжением ......................................... 79
4.3.6. Включение инверторной установки и режимы работы байпаса .................... 80
4.3.7. Мониторинг систем через Network Management Card .................................... 84
5. ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ИССЛЕДОВАНИЙ
И ИСПЫТАНИЙ НА ЛАБОРАТОРНОМ СТЕНДЕ............................................ 87
5.1. Степень защиты, обеспечиваемая оболочкой ..................................................... 87
5.2. Предупреждающие знаки, надписи и обозначения ............................................ 90
5.3. Возможные источники опасности и меры предосторожности.......................... 91
5.4. Порядок проведения переключений во время лабораторных работ................. 91
5.5. Требования к техническому обслуживанию ....................................................... 93
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ........................................................................................................... 95
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ......................................................................................... 96
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ........................................................................................................ 97
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 ...................................................................................................... 106
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 ...................................................................................................... 111

4. 6
АННОТАЦИЯ
Записка 90 стр., 61 рис., 3 табл., 3 приложения.
В рамках дипломной работы была разработана микропроцессорная система
мониторинга для визуализации и протоколирования событий при проведении
разработанных лабораторных работ и прочих манипуляций с системами. В работу
включено описание распределительного устройства 0,4 кВ, системы оперативного
постоянного тока с сетевым байпасом и их основных элементов, методические
указания по манипуляциям с системами, описание используемого оборудования и
программного обеспечения системы мониторинга, описание способов передачи и
обработки данных, а также методические указания к разработанным
лабораторным работам на базе щита постоянного тока и распределительного
устройства 0,4 кВ.

5. 7
ВВЕДЕНИЕ
В рамках программы инновационного обучения на кафедре «Электрические
станции» МЭИ (ТУ) были установлены распределительное устройство 0,4 кВ и
система оперативного постоянного тока с инверторной установкой и сетевым
байпасом.
Одна из целей установки данного оборудования – знакомство студентов,
обучающихся по специальности, с оборудованием, которое им фактически
предстоит проектировать, эксплуатировать или обслуживать в будущем, еще в
процессе обучения. Возможность осуществлять экспериментальные
переключения и следить за поведением системы является неоценимым
подспорьем в процессе обучения и знакомства с оборудованием.
В рамках дипломной работы были поставлены следующие задачи:
1. Адаптация проектно-конструкторской документации и руководств по
эксплуатации систем к учебному процессу;
2. Разработка микропроцессорной системы мониторинга;
3. Разработка лабораторных работ на базе щита постоянного тока и
распределительного устройства 0,4 кВ.
В работу включено описание распределительного устройства 0,4 кВ, системы
оперативного постоянного тока с сетевым байпасом и их основных элементов,
методические указания по манипуляциям с системами, описание используемого
оборудования и программного обеспечения системы мониторинга, описание
способов передачи и обработки данных, а также методические указания к
разработанным лабораторным работам на базе щита постоянного тока и
распределительного устройства 0,4 кВ.

6. 8
1. ЩИТ СОБСТВЕННЫХ НУЖД (РУ 0,4 КВ)
1.1. Назначение щита собственных нужд
Щит собственных нужд (ЩСН) предназначен для приема и распределения
электрической энергии в цепях трехфазного переменного тока напряжением 380 В
и частотой 50 Гц, а также для защиты отходящих линий от перегрузок и от токов
короткого замыкания. Щиты собственных нужд состоят из шкафов ввода и
секционирования со схемой автоматического ввода резерва (АВР) и шкафов
распределения, в которых размещаются автоматические выключатели (АВ)
линий, питающих непосредственных потребителей. Для обеспечения надежного
снабжения потребителей применяются различные схемы резервирования,
управляемые системой АВР.
1.2. Способы резервирования питания
Для повышения надежности электроснабжения потребителей, подключенных
к ЩСН, применяются различные способы резервирования источников
электрической энергии. Существуют схемы резервирования с неявным и явным
резервами.
В случае явного резервирования, в схеме (см. рис. 1.1.) имеется, как
минимум, один источник, находящийся в постоянном резерве. Таким источником
может являться резервный трансформатор собственных нужд (РТСН), дизель-
генератор и др.
В случае же применения схемы с неявным резервом (см. рис. 1.2.), источники
питания каждой секции взаиморезервируют друг друга, находясь в постоянной
работе. В качестве источника выбирается ТСН, специально рассчитанный на
перегрузки.

7. 9
Q1 Q4 Q3 Q5 Q2
Рис. 1.1. Схема явного резервирования.
Q1 Q3 Q2
Рис. 1.2. Схема неявного резервирования.
Однако, какая бы не была принята схема резервирования, она будет
бессмысленна, с точки зрения бесперебойности электроснабжения потребителей,
без наличия в ЩСН системы автоматического ввода резерва. Для разных схем
резервирования применяются системы АВР с различной логикой переключений.
Основной функцией АВР служит включение резервного источника питания на
обесточенную секцию. Тем самым обеспечивается бесперебойность снабжения
приемников электрическим током.
На сегодняшний день, АВР в щитах распределения 0,4 кВ реализуется либо
на микропроцессорной технике, либо на релейных схемах, либо на их сочетании.
Для обеспечения верности переключений системы АВР, в ее логику
закладываются определенные условия включения/выключения коммутационных

8. 10
аппаратов и блокировки, позволяющие избежать, например, срабатывание АВР
при отключении одним из вводных или секционных автоматических
выключателей вследствие КЗ. А основным условием для включения секционного
аппарата в схеме с неявным резервом служит пропадание напряжения на одном из
источников.
Основные блокировки АВР:
 Запрет АВР при отсутствии напряжения на резервном источнике;
 Запрет АВР, если хотя бы один АВ отключен расцепителем;
 Запрет одновременного включения двух источников на одну секцию
потребителей.
1.3. Описание учебного стенда
В рамках организации учебно-демонстрационных лабораторий на кафедре
Электрических Станций МЭИ (ТУ) был установлен ЩСН марки GUTOR (см. рис.
1.3.).
Рис. 1.3. ЩСН марки GUTOR.
Данный щит изготовлен из конструктива Schneider Electric Prisma Plus P,
специально разработанного для шкафов распределения электроэнергии. Все

9. 11
применяемые защитные аппараты также производства компании Schneider
Electric.
Однолинейная схема ЩСН представлена на рис. 1.6. Из этой схемы видно,
что в данном щите применена схема явного резерва. Автоматические
выключатели вводов и секционирования имеют моторный привод (см. рис. 1.4.),
позволяющий производить переключения по сигналу. Они необходимы для
реализации функций АВР. Логика работы АВР запрограммирована в контроллере
Zelio Logic (см. рис. 1.5. б), расположенном в шкафу резервного ввода.
Информация о состоянии напряжений на вводах поступает в контроллер от реле
контроля напряжения Schneider Electric RM4-TU02 (см. рис. 1.5. а), которые
установлены на каждом вводе.
Рис. 1.4. Автоматический выключатель Compact NS160 с моторредуктором.
а) б)
Рис. 1.5. Элементы системы АВР:
а) Реле контроля напряжения и дублирующие реле; б) Контроллер Zelio Logic.

10. 12
Рис. 1.6. Однолинейная схема ЩСН.

11. 13
Рис. 1.7. Многофункциональный измерительный прибор PowerLogic PM700.
В верхней части на торцевой панели каждого шкафа расположен дисплей
устройства Schneider Electric PowerLogic PM700, представляющего собой
многофункциональный измерительный прибор. Данный прибор позволяет
измерить большое количество параметров сети, а также хранит в себе
информацию о некоторых предельных параметрах зарегистрированных в сети,
например, максимальное и минимальное напряжение.
1.4. Применяемые автоматические выключатели
В РУ 0,4 кВ установлены автоматические выключатели производства фирмы
Schneider Electric серий Multi 9 и Compact NS.
В серии Multi 9 представлены, так называемые, автоматические выключатели
типа MCB (Miniature Circuit Breaker – миниатюрный автоматический
выключатель) (см. рис. 1.8.). Данный тип выключателей также известен как
модульный и выполняется только для фиксированной установки. Автоматические
выключатели серии Multi 9 применимы как в промышленной, так и в жилищной
сфере, например, в щитах распределения жилых домов.
Рис. 1.8. Автоматические выключатели серии Multi 9.

12. 14
Данные автоматические выключатели фиксируются на din-рейке и
рассчитаны на номинальный ток от 0,5 А до 125 А. Ток отключения варьируется
от 4,5 кА до 50 кА.
Отключение производится магнитным расцепителем. Существует 5
возможных кривых отключения: Z, B, C, D (K), MA. Каждая кривая
характеризуется своей зоной отключения относительно номинального тока
выключателя In ± 20% (см. рис. 1.9.):
 Для кривой Z – между 2,4 In и 3,6 In
защита электронных цепей;
 Для кривой B – между 3,2 In и 4,8 In
защита генераторов, людей, кабелей большой длины (без пиков тока);
 Для кривой C – между 7 In и 10 In
защита цепей общего применения (освещение, розеточные группы);
 Для кривой D (K) – между 10 In и 14 In
защита цепей с высокими бросками тока (трансформаторов, двигателей);
 Для кривой MA – 12 In
защита пускателей двигателей (без тепловой защиты).
В щите собственных нужд установлены автоматические выключатели типа
NG125L с номиналом 25 А и характеристикой C – 2 шт. (3-х и 4-х полюсный), 10
А и характеристикой B – 1 шт., 10 А и характеристикой D – 1 шт., а также
автоматические выключатели типа C60 с различными характеристиками,
номиналами и числом полюсов.
В серии Compact NS представлены, так называемые, автоматические
выключатели типа MCCB (Molded Case Circuit Breaker – автоматический
выключатель в литом корпусе) (см. рис. 1.10.). Серия Compact NS охватывает весь
диапазон номинальных токов от 80 А до 1600 А. Аппараты могут быть

13. 15
стационарного, втычного или выдвижного исполнения, с передним или задним
присоединением, а также с ручным или электрическим управлением.
t
MA
ZB C D (K)
2 ,4 4,8 7 10 12 14 xIn
3 ,2
3 ,6
Рис. 1.9. Кривые срабатывания.
Автоматические выключатели Compact NS позволяют унифицировать
распределительные щиты, что дает дополнительное удобство и снижает время
монтажа. Аппараты на один номинальный ток подразделяются на модификации
N, H, L, в зависимости от отключающей способности. Ток отключения
варьируется от 36 кА до 150 кА. Эти модификации имеют одинаковые размеры.
Автоматические выключатели Compact NS свободно устанавливаются вплотную
друг к другу (бок о бок) в ограниченном пространстве.

14. 16
Каждый автоматический выключатель Compact NS имеет различные
функции защиты, в зависимости от используемого в нем расцепителя или блока
контроля и управления. Дополнительные функции измерения и сигнализации
реализуются:
 Compact NS100-630: посредством добавления вспомогательных устройств;
 Compact NS630b-1600: посредством выбора соответствующего блока
контроля и управления Micrologic.
Рис. 1.10. Автоматический выключатель Compact NS800 с электрическим управлением.
Автоматические выключатели Compact NS100-250 имеют взаимозаменяемые
магнитотермические и электронные расцепители (см. рис. 1.11.), что позволяет
быстро изменить защиту отходящей линии в случае модернизации
электроустановки.
Расцепители аппаратов Compact NS400-630 представляют собой втычные
взаимозаменяемые электронные блоки с контактными разъемами. Например,
расцепитель STR53UE имеет широкий диапазон регулирования уставок защит.

15. 17
В стандартном исполнении:
 сигнализация различных повреждений
(перегрузка, короткое замыкание и т.д.);
Дополнительно на заказ:
 встроенный амперметр;
 защита от замыканий на землю;
 логическая селективность.
Рис. 1.11. Блоки расцепителей: слева – магниторемический, справа – электронный.
Автоматические выключатели Compact NS630b-1600 оснащаются
взаимозаменяемыми блоками контроля и управления Micrologic (см. рис. 1.12.).
Блоки контроля и управления Micrologic 2.0 и 2.0 A обеспечивают базовую
защиту (защита от перегрузок + токовая отсечка). Блоки Micrologic 5.0 и 5.0 A
обеспечивают селективную защиту, которая может дополняться защитой от
замыканий на землю (Micrologic 6.0 A) или дифференциальной защитой
(Micrologic 7.0 A).
Блоки Micrologic с функцией амперметра позволяют измерять токи. Они
имеют жидкокристаллический дисплей и трѐхполосный индикатор типа
«барограф» с удобными кнопками перемещения по меню. Пользователь имеет
прямой доступ к необходимым параметрам и регулировкам. Передвижение между
экранами осуществляется интуитивно, а регулировки предельно упрощены
благодаря прямому отображению регулируемого параметра на дисплее.

16. 18
Рис. 1.12. Слева – Micrologic 2.0, 5.0, справа – Micrologic 2.0 A, 5.0 A, 6.0 A, 7.0 A.
В щите собственных нужд установлены автоматические выключатели типа
NS160 с различными расцепителями и числом полюсов: часть из них обладает
моторредуктором и является вводными и секционными, другая часть – автоматы
распределения. В качестве автомата ввода явного резерва используется NS630b.
Кривые срабатывания вышеописанных блоков контроля и управления
представлены на рис. 1.13.

17. 19
t
I
Рис. 1.13. Кривые срабатывания расцепителей автоматических выключателей в литом корпусе:

18. 20
1.5. Порядок работы АВР
В ЩСН реализована система АВР, обеспечивающая бесперебойное питание
всех потребителей в случае выхода напряжения на одном из вводов за пределы
допустимого.
Для упрощения восприятия всех переключений АВР создается матрица
переключений, представляющая собой таблицу (см. табл. 1.1.), в которой
приведены все возможные комбинации отклонений напряжений на вводах и
соответствующие этим ситуациям положения вводных и секционных
выключателей.
Рис. 1.14. Частичная схема системы АВР.

19. 21
Матрица переключений АВР Таблица 1.1.
Ситу- Напряжение Напряжение Напряжение Вводной Секционный Вводной Секционный Вводной Сообщение на дисплее
ация на вводе 1 на вводе 2 на рез.вводе АВ 1 АВ 1 АВ рез. АВ 2 АВ 2 (Перевод)
All mains undervoltage
1 Вне допуска Вне допуска Вне допуска Откл. Откл. Откл. Откл. Откл. (Все напряжения вводов
вне допуска)
Mains 1 + Mains 2 undervoltage
2 Вне допуска Вне допуска Нормальное Откл. Откл. Вкл. Откл. Откл. (Напряжения на вводах 1 и 2
вне допуска)
Mains 1 + Emergency
Mains undervoltage
3 Вне допуска Нормальное Вне допуска Откл. Вкл. Откл. Вкл. Вкл.
(Напряжения на вводе 1 и
резервном вводе вне допуска)
Mains 1 undervoltage
4 Вне допуска Нормальное Нормальное Откл. Вкл. Откл. Вкл. Вкл. (Напряжение на вводе 1
вне допуска)
Emergency Mains +
Mains 2 undervoltage
5 Нормальное Вне допуска Вне допуска Вкл. Вкл. Откл. Вкл. Откл.
(Напряжения на вводе 2 и
резервном вводе вне допуска)
Mains 2 undervoltage
6 Нормальное Вне допуска Нормальное Вкл. Вкл. Откл. Вкл. Откл. (Напряжение на вводе 2
вне допуска)
Emergency Mains undervoltage
7 Нормальное Нормальное Вне допуска Вкл. Откл. Откл. Вкл. Вкл. (Напряжение на резервном
вводе вне допуска)
8 Нормальное Нормальное Нормальное Вкл. Откл. Откл. Вкл. Вкл.

20. 22
Рассмотрим на примере последовательность переключения АВР из
нормального режима, которому соответствует ситуация 8, в режим отсутствия
напряжения на первом основном вводе (ситуация 4).
В нормальном режиме от расположенного на первом вводе реле
RM4-TU02 (см. рис. 1.14: 1K7) с выхода 18 на вход I2 контроллера Zelio Logic
(см. рис. 1.14: 1A1) проходит управляющее напряжение, наличие которого
означает, что реле не фиксирует отклонений напряжения.
Выход Q1.1 контроллера подключен к источнику управляющего напряжения.
К выходу Q1.2 контроллера подключен вход А1 дублирующего реле (см. рис.
1.14: 2K5), вход А2 подключен к нейтрали, вход 11 релейного контакта реле
подключен к источнику управляющего напряжения, а выходы 12 и 14 к входам
А4 и А2 выключателя первого основного ввода (см. рис. 1.14: 1Q1)
соответственно.
На автоматических выключателях серии Compact NS, оснащенных
моторизированным приводом, присутствуют дополнительные контакты,
предназначенные для управления выключателем – А1, А2, А4, В2, В4. Входы А1
и В4 предназначены для общего питания катушек приводов и мотор-редуктора.
Вход В2 предназначен для возврата выключателя в исходное положение после
срабатывания. Вход А2 выключателя используется для включения (замыкания)
автоматического выключателя, а вход А4 используется для выключения
(размыкания).
В нормальном режиме, которому соответствует ситуация 8, выходы Q1.1 и
Q1.2 контроллера замкнуты. Следовательно, на входы дублирующего реле 2K5
подано управляющее напряжение и его релейный контакт замкнут между входом
11 и выходом 14. Следовательно, на вход А2 выключателя 1Q1 подается
управляющее напряжение, что означает, что выключатель должен быть включен в
данном режиме.

21. 23
По аналогичной схеме к контроллеру подключен секционный
автоматический выключатель (см. рис. 1.14: 3Q1). Однако, в нормальном режиме
он должен быть выключен. Следовательно, управляющее напряжение должно
быть подано на его вход А4, т.е. релейный контакт реле 4К5 должен быть замкнут
между входом 11 и выходом 12. Это выполняется если, выходы Q2.1 и Q2.2
контроллера разомкнуты.
Все остальные задействованные в системе АВР выключатели и реле
подключены по аналогичной схеме (см. рис. 1.15).
Теперь рассмотрим режим отсутствия напряжения на первом основном вводе
(ситуация 4). Из табл. 1.1. видно, что ситуации 8 и 4 отличаются состояниями
выключателя основного ввода 1 и секционного выключателя 1.
При пропадании напряжения на первом основном вводе релейный контакт
реле RM4-TU02 замыкается между входом 15 и выходом 16. Следовательно, на
вход I2 контроллера не проходит управляющее напряжение, отсутствие которого
означает, что реле фиксирует отсутствие напряжения. Выходы Q1.1 и Q1.2
контроллера размыкаются, на входы реле 2К5 не подается напряжение и его
релейный контакт замкнут между входом 11 и выходом 12. Следовательно, на
вход А4 выключателя 1Q1 подается управляющее напряжение, что означает, что
выключатель должен быть отключен в данном режиме. Выходы Q2.1 и Q2.2
контроллера замыкаются, на входы реле 4К5 не подается напряжение и его
релейный контакт замкнут между входом 11 и выходом 14. Следовательно, на
вход А2 выключателя 3Q1 подается управляющее напряжение, что означает, что
выключатель должен быть включен в данном режиме.
Необходимо отметить, что в контроллер АВР заводится информация о
состоянии каждого задействованного в системе АВР выключателя для
обеспечения блокировки одновременного включения двух источников на одну
секцию потребителей.

22. 24
Рис. 1.15. Полная схема системы АВР распределительного устройства 0,4 кВ.

23. 1.6. Связь с внешними системами
Под внешними системами понимают системы мониторинга и управления
такие как: автоматизированная система управления (АСУ), автоматизированная
система технического или коммерческого учета электроэнергии (АСТУЭ,
АСКУЭ) и др.
На данный момент существует множество способов передачи данных от
системы к системе: от простых сухих контактов до централизованной передачи
данных по одной полевой шине, например по протоколу MODBUS.
В данном ЩСН не предусмотрено цифровых средств связи с внешними
системами, поэтому все требуемые для организации лабораторного стенда данные
будут передаваться индивидуально при помощи «сухих контактов», релейных
выходов реле контроля напряжения и дублирующих реле.
Также в ЩСН не предусмотрено функций управления извне.
По результатам изучения заводской документации выявлено 19 дискретных
сигналов, все из которых будут задействованы в создаваемом лабораторном
стенде. Перечень сигналов, их описание, а также места присоединения приведены
в табл. П1.1.

24. 2. СИСТЕМА ОПЕРТИВНОГО ПОСТОЯННОГО ТОКА И
ИНВЕРТОРНАЯ УСТАНОВКА С БАЙПАСОМ
2.1. Назначение системы оперативного постоянного тока и инверторной
установки с байпасом
Системы питания постоянного тока применяются для питания потребителей,
которые:
 не допускают перерывов в подаче электроэнергии;
 предъявляют строгие требования к постоянству напряжения;
 чувствительны к помехам и переходным процессам в сети.
Инверторная установка с байпасом обеспечивает беспрерывное питание
потребителей переменного тока при пропадании источника питания за счет
преобразования постоянного тока в переменный.
2.2. Структура системы оперативного постоянного тока и ее основные
элементы
Система постоянного тока состоит из следующих частей:
 1 Шкаф ввода;
 2 Зарядно-выпрямительных устройства типа GUTOR SDC-220-50 (ЗВУ);
 1 Балластное устройство (БУ);
 1 Батарея суперконденсаторов;
 2 Распределительных щита постоянного тока (ЩПТ);
 1 Блок аварийного освещения (БАО, в составе ЩПТ1);
 1 Шкаф оперативного тока (ШОТ).
Структурная схема СОПТ представлена на Рис. 2.1. Для лучшего понимания
структуры СОПТ, рассмотрим каждую часть системы и ее основные элементы
более подробно.

25. Рис. 2.1. Структурная схема системы оперативного постоянного тока.

26. Шкаф ввода служит для ввода кабелей от источников переменного тока. От
шкафа ввода запитываются выпрямительные устройства. Все цепи источников
постоянного тока также входят в этот шкаф и далее направляются через
Балластное устройство к шинам надежного электроснабжения –
распределительному устройству ЩПТ.
Выпрямительные устройства служат для преобразования переменного тока в
постоянный. Дополнительно в ЗВУ расположены элементы управления и
мониторинга системы постоянного тока.
Батарея суперконденсаторов (на реальных объектах энергетики и
промышленности используют аккумуляторные батареи) является резервным
источником питания, обеспечивающим бесперебойное питание потребителей на
время автономии, если отсутствует переменное напряжение на входах ЗВУ.
Балластное устройство предназначено для поддержания напряжения на
нагрузке в заданных пределах, если диапазон напряжения на батарее больше, чем
допустимо для нагрузки (режим подзаряда аккумуляторной батареи повышенным
напряжением). С выхода БУ запитываются распределительные устройства
постоянного тока. Существует 2 уровня распределения – верхний и нижний.
Щит постоянного тока представляет собой распределительное устройство
постоянного тока верхнего уровня, в котором в качестве защитных аппаратов
выступают предохранители, установленные в мультиблоках. БАО в составе
ЩПТ1 предназначен для обеспечения освещения на щитах управления и
диспетчерских пунктах в случае пропадания питания рабочего освещения.
Шкаф оперативного тока представляет собой распределительное устройство
постоянного тока нижнего уровня, которое запитывается от щитов постоянного
тока и обычно располагается ближе к непосредственному потребителю. В роли
защитных аппаратов в этих шкафах используют автоматические выключатели
типа МСВ.

27. 2.2.1. Шкаф ввода
Шкаф ввода служит для ввода кабелей от источников переменного тока. От
шкафа ввода запитываются выпрямительные устройства. Выходы выпрямителей
также заведены в шкаф ввода. В данном варианте системы, в шкафу
предусмотрены клеммы для подключения суперконденсаторной и
аккумуляторной батарей, что обеспечивает надежное питание нагрузки на выходе.
В правой верхней части шкафа расположены клеммы
ввода питания (см. рис. 2.2.). В нижней части шкафа
расположены два мультиблока 1Q04, 2Q04 (см. рис.
2.4.) с плавкими вставками, через которые к СОПТ
подключаются суперконденсатор и аккумуляторная
батарея.
Рис. 2.2. Вводные клеммы.
Слева сверху расположены клеммы, позволяющие
измерить напряжение и ток, как при помощи
сигналов типа 4..20 мА от преобразователей в
балластном устройстве, так и при помощи
потенциальных сигналов.
Рис. 2.3. Дублирующие реле.
В центральной части шкафа расположены блоки
предохранителей, от которых запитаны цепи
контроля и сигнализации. Рядом с ними
расположены дублирующие реле (см. рис. 2.3.): реле
К004 дублирует сигнал о положении мультиблоков с
предохранителями вводов от суперконденсатора и
аккумуляторной батареи, а реле К080 служит для
переключения цепей освещения шкафов между
Рис. 2.4. Мультиблок с источниками переменного тока.
плавкой вставкой.

28. 2.2.2. Зарядно-выпрямительное устройство
Выпрямительное устройство предназначено для преобразования переменного
тока в постоянный. В число основных компонентов ЗВУ входят трансформаторы,
зарядный модуль, контроллер и интерфейс оператора, представляющий собой
переднюю панель с дисплеем (см. рис. 2.5.), расположенную на двери шкафа.
Рис. 2.5. Интерфейс оператора ЗВУ.
Модуль 6-тактного тиристорного выпрямителя предназначен для
преобразования переменного тока в постоянный. Конструкция модуля позволяет
достигать повышенного напряжения, необходимого для ускоренной зарядки
батарей и подачи требуемого тока на инвертор даже в случае снижения
напряжения питающей электросети на величину до -10% от номинального
значения.

29. Большая часть шкафа внутри закрыта стальной
пластиной, т.к. за ней расположена чувствительная
микроэлектроника, управляющая системой, и
тиристоры выпрямительного устройства. Внизу в
глубине шкафа размещен трансформатор
выпрямительного устройства. Для обзора доступны
а) б)
лишь входные и выходные выключатели, релейные
Рис. 2.6. Выключатели в ЗВУ:
платы А077, А025 для выдачи сигналов о состоянии
а) Входной выключатель Q001;
системы «сухим контактом» во внешние системы и
б) Выходной выключатель Q003.
плата Network Management Card (NMC),
позволяющая удаленно через Web-интерфейс
следить за состоянием устройства.
Рис. 2.7. Платы в ЗВУ (слева направо): Network Management Card, релейные платы А077, А025.
2.2.3. Балластное устройство
Балластное устройство предназначено для поддержания напряжения на
нагрузке в заданных пределах, если диапазон напряжения на батарее больше, чем
допустимо для нагрузки.
Для поддержания необходимого напряжения на нагрузке избыток
напряжения гасится на последовательно включенных диодах. При повышении
напряжения в ходе заряда батареи балластные диоды V032 вводятся в цепь
нагрузки, при понижении напряжения – выводятся (шунтируются
контактором К032). Балластное устройство фирмы GUTOR может содержать
до четырех ступеней (см. рис. 2.8.).

30. Р
Рис. 2.8. Функциональная схема балластного устройства.
Принцип работы балластного устройства основан на падении напряжения на
диоде в прямом направлении примерно 0.8 В. Каждая ступень гашения может
обеспечить падения напряжения на величину, равную произведению 0,8 В на
количество последовательно включенных диодов в одной цепочке. Падение
напряжения почти не зависит от нагрузки при токе более 10 % от номинала. Для
выведения ступени гашения используются контакторы, которые замыкают
ступени.
Состоянием контакторов управляет ПЛК Siemens
«LOGO!» (см. рис. 2.9.), который оценивает выходное
напряжение, получаемое от преобразователя А039, и
вводит ступень гашения, если напряжение слишком
высокое, или выводит ступень, если напряжение
слишком низкое. Ввод и вывод ступеней производится с
Рис. 2.9. ПЛК Siemens
гистерезисом, который предотвращает многократные
«LOGO!» в балластном
устройстве. переключения при напряжении вблизи уставки.

31. Рис. 2.10. График изменения выходного напряжения балластного устройства
в зависимости от напряжения на аккумуляторной батарее (входе БУ), В.
+ - В нижней части шкафа расположен мультиблок с
предохранителям Q600, защищающий цепь защиты от
перенапряжений, представляющую собой диоды V601
и V602, включенные в обратной полярности между
полюсами и землей (один диод с земли на "плюс",
другой - с "минуса" на землю) (см. рис. 2.11.).
Также в балластном устройстве расположены
преобразователи тока Р041 и напряжения Р042 в
Рис. 2.11. Цепь защиты от сигналы 4..20 мА, которые выводятся на клеммы в
перенапряжений в БУ. вводном шкафе.

32. 2.2.4. Батарея суперконденсаторов
Батарея суперконденсаторов (см. рис.
2.12.) обычно не применяется как резервный
источник тока. В системах оперативного
постоянного тока в качестве накопителя
энергии используются свинцово-кислотные
аккумуляторные батареи, емкость достаточной
для питания всех потребителей не менее 2
часов в режиме автономии. Однако их
использование переводит помещение в разряд
взрывоопасных, что является недопустимым
для учебной лаборатории.
Рис. 2.12. Батарея суперконденсаторов.
2.2.5. Щиты постоянного тока
Щит постоянного тока представляет собой распределительное устройство
постоянного тока, в котором в качестве защитных аппаратов выступают
предохранители, установленные в мультиблоках (см. рис. 2.13.).
Рис. 2.13. Мультиблоки с предохранителями в ЩПТ.
В ЩПТ установлено система устройство контроля изоляции и поиска
поврежденной изоляции BENDER. Данная система состоит из главного
устройства с жидкокристаллическим дисплеем и кнопками управления

33. A-ISOMETER IRDH-575, установленного на двери ЩПТ 2, устройства сбора
данных от отходящих линий EDS 460-D и трансформаторов тока, установленных
на контролируемых отходящих фидерах.
Рис. 2.14. Устройство контроля изоляции BENDER A-ISOMETER IRDH-575.
Прибор A-ISOMETER подключается к изолированной от земли
(незаземленной) контролируемой сети и к защитному проводнику (PE).
На контролируемую сеть накладывается оперативный импульсный,
управляемый микропроцессорным контроллером, который состоит из
положительной и отрицательной составляющих одинаковой амплитуды.
Длительность импульса задается автоматически в зависимости от емкости сети и
сопротивления изоляции контролируемой сети относительно земли.
При замыкании на землю через место повреждения изоляции протекает
оперативный ток определенного значения. Измерительный блок прибора
определяет значение сопротивления изоляции, и по истечении времени обработки
сигнала результат выводится на ЖК-дисплей.
Длительность процесса и индикации результатов измерения зависит от
емкости сети относительно земли, значения сопротивления изоляции, а также

34. случайных помех в сети. Емкость сети относительно земли не влияет на точность
измерения.
При снижении сопротивления изоляции сети ниже заданных уставками
значений ALARM1 (100 кОм) и ALARM2 (20 кОм), срабатывают
соответствующие выходные реле, загораются сигнальные светодиоды «ALARM
1/2» и на ЖК-дисплее показывается измеренное значение сопротивления
изоляции и дополнительно показывается, в каком проводнике произошло
повреждение. С помощью устройстваа EDS и подключенных к нему
трансформаторов тока, установленных на каждом присоединении,
осуществляется избирательное определение дефектного присоединения.
2.2.6. Блок аварийного освещения
В нижней части шкафа ЩПТ1 расположен блок аварийного освещения,
предназначенный для резервирования аварийного освещения. Он представляет
собой распределительное устройство с одним рабочим и одним резервным
вводом. При наличии напряжения на вводе переменного тока аварийное
освещение питается от сети переменного тока, при пропадании переменного
напряжения аварийное освещение переключается на питание от шин постоянного
тока (от батареи).
Контроль наличия переменного
напряжения на вводе осуществляет реле
переменного напряжения А111. Переключение
питающей сети осуществляют контакторы
К111 и К112 (см. рис. 2.15.), установленные на
оба ввода и имеющие взаимную блокировку,
препятствующую одновременному включению
Рис. 2.15. Контакторы в БАО. двух источников на нагрузку.

35. 2.2.7. Шкаф оперативного тока
Шкаф оперативного тока представляет собой распределительное устройство
постоянного тока нижнего уровня, которое запитывается от щитов постоянного
тока и обычно располагается ближе к непосредственному потребителю. В роли
защитных аппаратов в этих шкафах используют автоматические выключатели
типа МСВ (см. рис. 2.16.).
Рис. 2.16. Автоматические выключатели в ШОТ.
Как видно из рис. 2.1., представленный шкаф оперативного тока имеет одну
секцию распределения c 18 автоматами, два ввода – по одному от каждого ЩПТ,
блокирующие диоды (V700 и V800) и аналоговые измерительные приборы.
Автоматические выключатели снабжены дополнительным блок-контактом,
сигнализирующим о срабатывании из-за перегрева или отключении КЗ. При
срабатывании хотя бы одного выключателя на шкафу загорается лампа тревоги и
в контроллер ЗВУ передается сигнал тревоги ШОТ.
Диоды служат для мгновенного переключения между вводами без потери
питания на секции в случае, если питание на одном из вводов пропадет.

36. 2.3. Структура инверторной установки с байпасом и ее основные
элементы
Инверторная установка состоит из вводного шкафа, инвертора и байпаса.
Структура инверторной установки с байпасом представлена на рис. 2.17. Для
лучшего понимания структуры установки, рассмотрим каждую часть системы и ее
основные элементы более подробно.
Рис. 2.17. Структурная схема инверторной установки.

37. Инверторная установка с байпасом обеспечивает беспрерывное питание
потребителей переменного тока по он-лайн топологии при пропадании источника
питания за счет преобразования постоянного тока в переменный посредством
инверторного модуля с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) на биполярных
транзисторах с изолированным затвором. Такие инверторы допускают
параллельное подключение до девяти устройств с активным разделением
нагрузки.
В отличие от офф-лайн топологии, когда нагрузка питается через байпас, а
инвертор включается только при сбое питания от сети, в установке GUTOR
инвертор постоянно подает напряжение на нагрузку. Эта особенность особенно
важна для ответственных нагрузок, когда даже минимальное время переключения
с байпаса на инвертор (5-10 мс) может оказаться слишком большим.
Вводной шкаф в системе служит для
ввода сети постоянного тока от щита
постоянного тока, рассмотренного ранее. В
шкафу установлен автоматический
выключатель типа МССВ производства
Siemens (см. рис. 2.18.) с расцепителем
номиналом 80 А. Также в шкафу
расположен переключатель S001 и
Рис. 2.18. Вводной выключатель Q020. светодиод V001 (см. рис. 2.19.). Они
служат для заряда/разряда блока
конденсаторов постоянного тока,
служащего для фильтрации постоянного
тока. Заряд требуется проводить перед
включением инверторной установки, а
Рис. 2.19. Светодиод V001 и разряд после выключения инвертора.
переключатель S001 в шкафу ввода.

38. В число основных компонентов инверторной установки переменного тока
входят модули инверторов и статических переключателей, а также ручной
переключатель байпаса, трансформаторы, контроллер и интерфейс оператора,
представляющий собой переднюю панель с дисплеем (Рис 2.20.), расположенную
на двери шкафа.
Рис. 2.20. Интерфейс оператора инверторной установки.
Все основные элементы инвертора, как и в выпрямителе, скрыты за
стальными панелями. Однако, в нижней части шкафа расположены релейные
платы для выдачи сигналов о состоянии системы «сухим контактом» во внешние
системы и плата Network Management Card (NMC), позволяющая удаленно через
Web-интерфейс следить за состоянием устройства.

39. Шкаф байпаса предназначен для
резервирования питания потребителей
переменного тока, в случае если отсутствует
переменное напряжение на выходе инвертора.
В шкафу в верхней части расположены
вводные и распределительные клеммы. На
вводе питания от ЩСН расположен
автоматический выключатель Q090 типа
Рис. 2.21. Вводной выключатель Q090. МССВ производства АВВ (см. рис. 2.21). В
центральной части шкафа расположены
автоматические выключатели отходящих
присоединений типа МСВ производства
Siemens.
В нижней части шкафа расположен
переключатель режимов байпаса Q050. При
помощи этого безразрывного переключателя
Рис. 2.22. Безразрывный
переключатель режимов Q050. нагрузка может быть переведена на питание от
сети байпаса, а системная часть изолирована от
байпаса для проведения сервисных и
ремонтных работ.
Переключатель Q050 имеет 3 положения:
 Auto (Авто): в этом положении нагрузка питается от системы (инвертора или
байпаса через статический переключатель);
 Test (Тест): в этом положении нагрузка питается от сети байпаса, но
напряжение байпаса подано и на системную часть, которая работает в
нормальном режиме и может быть протестирована без помех для потребителей.

40.  Bypass (Байпас): в этом положении нагрузка питается от сети байпаса, а
системная часть изолирована от байпаса.
Внутри шкафа байпаса установлен трансформатор, который служит для
гальванической развязки ввода сети байпаса и нагрузки. Применяется также для
согласования входного напряжения сети байпаса и выходного напряжения.
2.4. Режимы работы системы оперативного постоянного тока и
инверторной установки с байпасом
Поскольку описанные ранее системы гарантированно обеспечивают
снабжение потребителей в различных режимах, то было бы не лишним
рассмотреть все эти режимы и дать им краткие описания.
Нормальный режим
Нормальным считается режим, когда вся нагрузка подключена по основной
схеме и получает питание от основных источников, т.е. потребители постоянного
тока питаются от выпрямителей, которые в свою очередь получают питание от
щита собственных нужд.
В данном режиме осуществляется постоянный подзаряд батарей для
обеспечения их готовности к автономному режиму работы. Уровень напряжения
на приемниках потребителей не выходит за допустимые пределы 220 ± 10%,
поэтому Балластное Устройство не введено в работу (контактор К032 шунтирует
балластные диоды). Потребители переменного тока, подключенные к
инверторной установке, получают питание от инвертора, который, в свою
очередь, запитан от щита постоянного тока. БАО получает питание от сети
переменного тока через вводной выключатель Q111.
Структурная схема системы оперативного постоянного тока и инверторной
установки, функционирующих в нормальном режиме, представлена на рис. 2.23.

41. Рис. 2.23. Структурная схема системы оперативного постоянного тока и инверторной установки (нормальный режим):
Синие линии – переменный ток; Красные линии – постоянный ток.

42. Режим работы от батареи
Данный режим характеризуется отсутствием питания переменным током
выпрямительных устройств от щита собственных нужд. В случае выключения
выпрямительных устройств система переходит в автономный режим, и питание
нагрузки осуществляется от батарей системы. Обычно батарею рассчитывают
таким образом, чтобы она после двухчасового разряда током нормального
автономного режима смогла обеспечить кратковременное питание всех нагрузок
системы.
Структурная схема системы оперативного постоянного тока и инверторной
установки, функционирующих в батарейном режиме, представлена на рис. 2.24.
Режим заряда батареи повышенным напряжением
Режим заряда батареи повышенным напряжением необходим для быстрого
(до 10 часов) ввода разряженной батареи в режим готовности к автономному
(батарейному) режиму работы системы.
Для свинцово-кислотных аккумуляторов типа VARTA Bloc, OPzS и др.
нормальным является напряжение подзаряда 2,23 В/элемент. Таким образом, для
аккумуляторной батареи из 104 элементов напряжение подзаряда будет равняться
2,23 х 104 = 231,9 В. В режиме заряда повышенным напряжением на один элемент
может быть подано напряжение до 2,4 В, тогда общее напряжение заряда составит
2,4 х 104 = 249,6 В, что превышает верхний предел допустимого для потребителя
уровня напряжении на 7,6 В. Для предотвращения порчи приемников постоянного
тока потребителей от перенапряжений в работу автоматически под управлением
ПЛК включается Балластное Устройство: контактор К032 размыкается и ток
проходит через балластные диоды V032 (см. рис. 2.25.), на каждом из которых
напряжение падает примерно на 0,8 В. Количество диодов рассчитано таким
образом, чтобы напряжение на выходе Балластного Устройства находилось в
допустимых пределах в любом режиме подзаряда АБ.

43. Рис. 2.24. Структурная схема системы оперативного постоянного тока и инверторной установки (батарейный режим):
Синие линии – переменный ток; Красные линии – постоянный ток.

44. Рис. 2.25. Структурная схема системы оперативного постоянного тока и инверторной установки (режим повышенного напряжения):
Синие линии – переменный ток; Красные линии – постоянный ток.

45. Режим работы через байпас
Статические переключатели А035 и А036 позволяют без перерыва
переключить потребителей на питание от сети (байпасная сеть) с сохранением
всех специфицированных допусков. Переключение может происходить
автоматически по сигналу контроллера или вручную (по команде оператора).
В любом варианте (автоматически или вручную) безразрывное переключение
возможно только в том случае, если система синхронизирована с сетью байпаса
по напряжению, частоте и фазе. Отклонение частоты сети за пределы допуска
обычно блокирует переключение.
Ручное переключение возможно только тогда, когда система
синхронизирована с сетью байпаса. Автоматическое переключение нагрузки на
байпас происходит в том случае, если обеспечение питания в пределах допуска от
инвертора не гарантируется. Если система переведена на байпас вручную (по
команде оператора), то в случае сбоя сети байпаса система автоматически
переходит на нормальный режим работы, если источник питания постоянного
тока (выпрямитель или батарея) доступен. В зависимости от настроек может
иметь место кратковременная потеря выходного напряжения.
Ручной переключатель байпаса Q050 позволяет обесточить установку для
безопасного проведения работ по обслуживанию. Переключение происходит с
перекрытием, т.е. безразрывно. Переключатель имеет три положения (см. рис.
2.26.).
Рис. 2.26. Трехпозиционный безразрывный переключатель байпаса Q050.

46. Положение «Тест» используется для проверки (ремонт, сервисные работы),
например, для синхронизации инвертора с сетью байпаса или для проверки
переключений инвертор-байпас-инвертор.
Для проведения ремонтных работ и обслуживания установку необходимо
обесточить (ручной переключатель байпаса в положении «Байпас») за
исключением некоторых клемм, кабелей и элементов, которые остаются под
напряжением.
Режим питания БАО от ЩПТ
При наличии напряжения на вводе переменного тока аварийное освещение
питается от сети переменного тока, при пропадании переменного напряжения
аварийное освещение переключается на питание от шин постоянного тока (от
батареи). Контроль наличия переменного напряжения на вводе осуществляет реле
переменного напряжения А111. Переключение питающей сети осуществляют
контакторы К111 и К112, установленные на оба ввода и имеющие взаимную
блокировку, препятствующую одновременному включению двух источников на
нагрузку.
2.5. Связь с внешними системами
В данных система не предусмотрено цифровых средств связи с внешними
системами, кроме плат Network Management Card, поэтому все требуемые для
организации лабораторного стенда данные будут передаваться индивидуально
при помощи «сухих контактов», релейных выходов контакторов и дублирующих
реле.
По результатам изучения заводской документации выявлено 51 дискретный,
3 аналоговых типа 4..20 мА и 2 потенциальных сигнала. Из них будут
задействованы в создаваемом лабораторном стенде: 29 дискретных и 3
аналоговых сигнала типа 4..20 мА. Перечень сигналов, их описание, а также места
присоединения приведены в табл. П1.2.

47. 3. РАЗРАБОТКА МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ
СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА
3.1. Применяемое оборудование
Для организации лабораторного стенда был использован программируемый
логический контроллер WAGO 750-841 для сетей ETHERNET (см. рис. 3.1.).
Контроллер способен поддерживать любые типы модулей. Он автоматически
конфигурируется, создавая локальный образ процесса, включающий дискретные,
аналоговые и специальные модули. Данные дискретных модулей передаются
битами, которые отражаются в образе процесса следом за байтами аналоговых
модулей.
Рис. 3.1. ПЛК WAGO 750-841.
Контроллер поддерживает скорости обмена 10 Мбит/с и 100 Мбит/с. Он
программируется компилятором WAGO-I/O-PRO CAA согласно стандарту IEC
61131-3, используя 512 KB памяти программ, 128 KB памяти данных и 24 KB
энергонезависимой памяти. Контроллер построен на базе 32-битного процессора

48. работающего в многозадачном режиме и имеющем встроенные часы - таймер
реального времени.
Контроллер поддерживает большое количество протоколов обмена, которые
могут использоваться для организации сбора данных и управления (MODBUS,
ETHERNET /IP), или для управления системой и диагностики (HTTP, DHCP,
DNS, FTP).
Для сбора дискретных сигналов от систем использовались 12 модулей
дискретных входов типа 750-402 (см. рис. 3.2). Данный модуль рассчитан на
подключение четырех сигналов 24 В постоянного тока. Отбор напряжения
осуществляется от клемм 2 и 6, а сбор сигналов на клеммы 1, 4, 5 и 8.
Рис. 3.2. Модуль дискретных входов 750-402:
Слева – внешний вид модуля; справа – электрическая схема модуля.
Для получения аналоговых сигналов использован модуль 750-455 (см. рис.
3.3.). Данный модуль рассчитан на подключение четырех аналоговых сигналов
4..20 мА. Входной сигнал преобразуется 12 разрядным АЦП и передаѐтся во
внутреннюю шину через схему гальванической изоляции.