- •Кафедра «Электроснабжение железнодорожного транспорта»
- •Студент гр.40а
- •Технологическая карта № 2.1. Текущий ремонт трансформаторов мощностью 10000 - 63000 кВ-а
- •Состав исполнителей
- •2. Условия выполнения работ
- •3. Защитные средства, приборы, инструмент, приспособления и материалы:
- •4. Подготовительные работы и допуск к работе
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«Омский государственный университет
путей сообщения»
(ОмГУПС (ОмИИТ))
Кафедра «Электроснабжение железнодорожного транспорта»
АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПЕРЕХОДА ИЗ НОРМАЛЬНОГО
РЕЖИМА В РЕМОНТНЫЙ И ИЗ РЕМОНТНОГО В НОРМАЛЬНЫЙ
Расчетная работа
по дисциплине «Автоматизация систем электроснабжения»
Студент гр.40а
Писарев К .В.
Руководитель –
доцент кафедры ЭЖТ
Филиппов В.М.
Омск 2014
АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ С ПОМОЩЬЮ СЕКВЕНЦИЙ
Выполнить алгоритмическое описание, применяя метод секвенций, перехода из нормального режима в ремонтный и из ремонтного режима в нормальный для Трансформатор № 2 Т2 тяговой подстанции ЭЧЭ-136 Колония. Рекомендуется перейти от схем, на которых обозначены переключающие элементы (ПЭ) как выключатели, разъединители и т.д., к структурным схемам, на которых вместо этих переключающих элементов, будут показаны логические переменные (рис. 1).
Рисунок 1 - Преобразование фрагмента заданной схемы в структурную
схему
Если оборудование включено, то на схеме оно обозначается в виде замкнутого контакта, как показано на рис. 1. Отключенные элементы показываются как разомкнутые контакты и обозначаются переменными с черточкой наверху i.
Переключения в схемах ведутся поочередно. Учитывая это свойство, действия можно представить последовательностью возрастающих или убывающих чисел.
Примером таких последовательностей являются перевод схемы из нормального режима (НР) в ремонтный (РР) и наоборот. Упорядоченные числа целесообразно использовать в качестве индексов к тем переменным, действия с которыми предписываются технологическим циклом. Если каждый элемент (переменная) yr обладает свойством сохранения устойчивого состояния, присущего триггерам, то схема объекта управления рассматривается как дискретный автомат, а технологическая карта с пояснениями в виде секвенций - как алгоритмическое описание такого автомата.
Описание с помощью секвенций заключается в том, что с их помощью становится возможным представить все состояния схемы при переходе объекта из одного режима в другой. Запись ведется в виде конъюнкции, в которой обозначаются состояния переключающих элементов. Процесс управления оперативным персоналом (ОП) представляется командами ОП1i , если необходимо включить или ОП0j , если отключить переключающий элемент (ПЭ).
Чтобы составить секвенциальное описание, необходимо:
-
представить схему объекта;
-
определить по схеме число управляемых двоичных элементов R;
-
по технологическим картам составить последовательности действий (1, 2, 3, … , r, …, R или R,…, r,…3, 2, 1);
-
подготовить таблицу секвенциального описания. В первом столбце перечисляются схемные обозначения; во втором – модифицированные; в третьем – команды из технологической карты, в четвертом – составляющие секвенции. Рассмотрим пример.
Для схемы показанной выше составим секвенциальное описание
-
Обозначения
Команда
по технологической карте
Секвенции
схемные
модифи-цированные
Нормальный режим НР – Y1Y2Y3 Y45
Q1
Q2
QS1
QS2
QSG
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
Отключить Q1
Отключить Q2
Отключить QS1
Отключить QS2
Включить QSG
ОП01Y1Y2Y35├ 1
ОП02 1Y2Y35├ 2
ОП03 12Y35├ 3
ОП04 1235├ 4
ОП1512345├ Y5
Ремонтный режим - 1234Y5
QSG
QS2
QS1
Q2
Q1
Y5
Y4
Y3
Y2
Y1
Отключить QSG
Отключить QS2
Включить QS1
Включить Q2
Включить Q1
ОП051234Y5├ 5
ОП1412345├ Y4
ОП131235├ Y3
ОП1212Y35├ Y2
ОП111Y2Y35├ Y1
Нормальный режим НР - Y1Y2Y3 Y45
Как видно из рассмотренного примера этот вид алгоритмического описания прост и удобен при решении задач с большим количеством переменных. Модель секвенциального автомата отображает алгоритм управления, задающий причинно - следственные связи между событиями, которые могут происходить в системе.
АЛГОРИТМЫ УПРАВЛЕНИЯ
Для анализа электрических цепей используются различные методы: словесное описание работы схемы, математическое (аналитическое) описание, составление временных диаграмм, алгоритмическое описание, а также описание поведения схемы с помощью теории графов.
Описание реальных объектов с помощью графов встречается часто. Разновидностей графов достаточно много. Так при анализе и проектировании распределенных сетей используются географические, физические, синтаксические, функциональные графы и др.
Электрические схемы состоят из определенного количества переключаемых объектов (элементов): выключателей, разъединителей. Эти объекты могут находиться в двух состояниях: включенном и отключенном. Обозначим количество переключаемых элементов (ПЭ) N, а состояние каждого элемента (объекта) ỹj.
Вершины графа будут представлять собой состояния переключающих элементов в виде наборов
Y= {ỹ1, ỹ2, … , ỹj, … , ỹN}, (1)
где ỹj – состояние j-го ПЭ.
-
ỹj = {
1, если ПЭ включен,
0, если ПЭ отключен.
Число вершин графа подсчитывается по формуле А=2N. (2)
Граф имеет K уровней. K=N+1. (3)
Каждому переключающему элементу присваивается вес (весовой коэффициент): y1 – 20, y2 – 21, … , yN – 2 N-1.
Более полное представление о вершинах графа дает таблица состояний - переходов (таблица 1), в которой указываются все наборы состояний ПЭ в определенной последовательности, определяемой весом состояния схемы, и возможные переходы в результате выполняемых переключений.
Таблица 1 – таблица состояний
-
Состояния ПЭ
Вес состояния схемы
Переход
yN-1
…
y2
y1
0
0
0
0
…
1
…
…
…
…
…
…
0
0
1
1
…
1
0
1
0
1
…
1
0
1
2
3
…
2N-1
(Указывается возможный переход от начальной вершины, определяемой по весу состояния к конечной )
Кроме таблицы переходов необходимо определить структуру графа, которую тоже лучше представить в виде таблицы 2.
Итак, граф переходов содержит определенное количество уровней, а именно,
N+1 (отсчет ведется от 0, т.е. 0-ой, 1-ый, 2-ой, …, m-ный,…, N-ый). В каждом уровне число вершин определяется по формуле
Nm=C, (4)
где m- номер уровня.
Таблица 2 - Структура графа
-
Номер уровня
Число вершин,
формула (4)
Вершины – наборы ỹj с весами состояний
0
1
2
…
m
…
N
C
C
C
…
C
…
C
0…000 – 0
0…001 – 1, 0…010 – 2, 0…100 – 4 и т.д.
0…011 – 3, 0…110 – 6 и т.д. (две 1 из N)
…
(наборы - m единиц из N элементов)
…
1…111 – 2N-1
При построении графа следует иметь в виду, что одна вершина может быть соединена с другой только в случае изменения одного состояния и что в каждую вершину должно входить и выходить (в сумме) N дуг.
Количество переключающих элементов N=5.
Составляем таблицу переключаемых элементов
Таблица 3 – переключаемые элементы.
-
№
ПЭ
Наименование
Обозначения в схеме
Вес
заданной
замещения
1
Высоковольтный выключатель
Q
Y1
20
2
Высоковольтный выключатель
Q
Y2
21
3
Шинный разъединитель
QSш
Y3
22
4
Шинный разъединитель
QSщ
Y4
23
5
Переносное заземление
QSG
Y5
24
Общее количество вершин графа в соответствии с (2) равно А=25=32.
Число уровней К = N+1 = 5+1=6.
Таблица 4 - Структура графа
-
Номер уровня
Число вершин,
формула (4)
Вершины – наборы ỹj с весами состояний
0
C=1
00000
1
C=5
00001, 00010, 00100, 01000, 10000
2
C=10
00011, 00101, 01001, 10001, 00110, 01010, 10010, 01100,
10100, 11000
3
C=10
11100, 11010, 10110, 01110, 11001, 10101, 01101, 10011,
01011, 00111
4
C=5
01111, 10111, 11011, 11101, 11110
5
C=1
11111
Таблица 5 – Возможные варианты переключений
-
24
23
22
21
20
№
состояния
Возможные переходы,
определяемые правилами или инструкциями
y4
y3
y2
y1
y0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
1
0
2
0
0
0
1
1
3
0
0
1
0
0
4
0
0
1
0
1
5
0
0
1
1
0
6
0
0
1
1
1
7
0
1
0
0
0
8
0
1
0
0
1
9
0
1
0
1
0
10
0
1
0
1
1
11
0
1
1
0
0
12
0
1
1
0
1
13
0
1
1
1
0
14
0
1
1
1
1
15
1
0
0
0
0
16
1
0
0
0
1
17
1
0
0
1
0
18
1
0
0
1
1
19
1
0
1
0
0
20
1
0
1
0
1
21
1
0
1
1
0
22
1
0
1
1
1
23
1
1
0
0
0
24
1
1
0
0
1
25
1
1
0
1
0
26
1
1
0
1
1
27
1
1
1
0
0
28
1
1
1
0
1
29
1
1
1
1
0
30
1
1
1
1
1
31
Рисунок 2 - Построение графа для перехода из нормального режима в ремонтный