Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Писарев_СР.doc
Скачиваний:
16
Добавлен:
09.04.2015
Размер:
204.8 Кб
Скачать

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:

  1. представить схему объекта;

  2. определить по схеме число управляемых двоичных элементов R;

  3. по технологическим картам составить последовательности действий (1, 2, 3, … , r, …, R или R,…, r,…3, 2, 1);

  4. 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

ОП01Y1Y2Y351

ОП02 1Y2Y352

ОП03 12Y353

ОП04 12354

ОП1512345Y5

Ремонтный режим - 1234Y5

QSG

QS2

QS1

Q2

Q1

Y5

Y4

Y3

Y2

Y1

Отключить QSG

Отключить QS2

Включить QS1

Включить Q2

Включить Q1

ОП051234Y55

ОП1412345Y4

ОП131235Y3

ОП1212Y35Y2

ОП111Y2Y35Y1

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, … , N}, (1)

где ỹj – состояние j-го ПЭ.

j = {

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