轉動並聯運動模擬裝置設計

㈠ 並聯機器人的並聯機構

1965 年，德國Stewart 發明了六自由度並聯機構，並作為飛行模擬器用於訓練飛行員。1978年澳大利亞著名機構學教授Hunt提出將並聯機構用於機器人手臂。
並聯機構的特點：
（1）與串聯機構相比剛度大，結構穩定；
（2）承載能力大;
（3）微動精度高;
（4）運動負荷小;
（5）在位置求解上，串聯機構正解容易，但反解十分困難，而並聯機構正解困難反解卻非常容易。
由於機器人在線實時計算是要計算反解的，這對串聯式十分不利，而並聯式卻容易實現。 從運動形式來看，並聯機構可分為平面機構和空間機構；細分可分為平面移動機構、平面移動轉動機構、空間純移動機構、空間純轉動機構和空間混合運動機構,
另可按並聯機構的自由度數分類：
（1 ）2 自由度並聯機構。
2 自由度並聯機構，如5-R、3-R-2-P（R 表示轉動副，P 表示移動副）平面5桿機構是最典型的2自由度並聯機構，這類機構一般具有2 個移動運動。
（2 ）3 自由度並聯機構。
3 自由度並聯機構各類較多，形式較復雜，一般有以下形式：平面3自由度並聯機構，如3-RRR 機構、3-RPR 機構，它們具有2個移動和一個轉動；球面3自由度並聯機構，如3-RRR 球面機構、3-UPS-1-S 球面機構，3-RRR 球面機構所有運動副的軸線匯交空間一點，這點稱為機構的中心，而3-UPS-1-S 球面機構則以S的中心點為機構的中心，機構上的所有點的運動都是繞該點的轉動運動；3 維純移動機構，如Star Like 並聯機構、Tsai 並聯機構和DELTA 機構，該類機構的運動學正反解都很簡單，是一種應用很廣泛的3維移動空間機構；空間3自由度並聯機構，如典型的3-RPS 機構，這類機構屬於欠秩機構，在工作空間內不同的點其運動形式不同是其最顯著的特點，由於這種特殊的運動特性，阻礙了該類機構在實際中的廣泛應用；還有一類是增加輔助桿件和運動副的空間機構，如德國漢諾威大學研製的並聯機床採用的3-UPS-1-PU 球坐標式3 自由度並聯機構，由於輔助桿件和運動副的制約，使得該機構的運動平台具有1 個移動和2 個轉動的運動（也可以說是3個移動運動）。
（3 ）4 自由度並聯機構。
4 自由度並聯機構大多不是完全並聯機構，如2-UPS-1-RRRR 機構，運動平台通過3 個支鏈與定平台相連，有2個運動鏈是相同的，各具有1 個虎克鉸U ，1 個移動副P ，其中P 和1 個R 是驅動副，因此這種機構不是完全並聯機構。
（4 ）5 自由度並聯機構。
現有的5 自由度並聯機構結構復雜，如韓國Lee的5自由度並聯機構具有雙層結構（2 個並聯機構的結合）。
（5 ）6 自由度並聯機構。
6 自由度並聯機構是並聯機器人機構中的一大類，是國內外學者研究得最多的並聯機構，廣泛應用在飛行模擬器、6維力與力矩感測器和並聯機床等領域。但這類機構有很多關鍵性技術沒有或沒有完全得到解決，比如其運動學正解、動力學模型的建立以及並聯機床的精度標定等。從完全並聯的角度出發，這類機構必須具有6個運動鏈。但現有的並聯機構中，也有擁有3 個運動鏈的6 自由度並聯機構，如3-PRPS 和3-URS 等機構，還有在3 個分支的每個分支上附加1個5桿機構作這驅動機構的6自由度並聯機構等。

㈡ 什麼書上介紹PT並列

一 裝置概述
本裝置是為了實現水,火電站(廠)和各種大型不能停電的廠礦備用電源的快速切換以及變電站差頻同頻並網,變電站母線分段方式自投,內橋接線方式自投而專門設計的開關智能控制裝置.特別在事故情況下需要將工作電源斷開同時又要在殘壓與備用電源之間的壓降,頻差,相差很小時合上備用電源,使用電設備不至於因一般故障,誤動造成停電,復啟動電流過大等事故,本裝置尤為適用,是快動的,檢同期的,一種多功能的新型備自投(BZT).
該裝置對待合開關兩端電源的頻率,電壓,相位量有良好的自動跟蹤的功能,並設置電子同步表模擬老式指針同步表對其頻差,相差大小進行動態模擬顯示,同時結合工況指示燈對合閘前後的工況進行顯示,使操作直觀,簡單化.裝置能對故障電源的開關自動發出適時的跳閘脈沖,能配合待並開關順利實現並聯(先合後跳),串聯(先跳後合),絕對串聯(確認跳的反饋信號後的合控制)的合,跳閘控制,在合,跳閘控制前後能對各開關位置和各輸入,輸出量的正確性進行巡測判斷並適時地發出全狀態閉鎖,去偶等信號,使跳,合閘控制盡量達到"寧可拒動,不可誤動"的效果.本裝置特設置兩模擬開關,當置在模擬狀態時可模擬待並開關兩端的頻率,相差和合閘的各種工況,供本裝置在安裝調試,正常安檢時使用.
圖1;待合開關兩端PT1\PT2電壓矢量合成圖(B"___B'圓弧內為高殘壓時備用電源安全投運區)
本裝置在採集到切換信號時,不僅考慮當前的相差,還考慮以後相位差變化的趨勢,用適當的數學模型代入預置的開關導前時間,計算出導前相角,當導前相角不超預置的范圍時發出快動合,跳命令,否則進行第一個同期點預測計算,預測條件滿足時再發出同期時的合,跳閘命令,以此准確的躲過相差在180度及其附近時合閘所帶來的危險(如圖1),否則轉入下一次的預測控制或轉入殘壓切換控制.
該裝置的可靠性,精確性與快速性三個主要技術性能特徵,均優於或達到了國內外同類型產品的技術水平,系為新一代智能型自動的電源快切裝置.
二 裝置設計及技術標准
1 總體設計
設計中採用免維修的模塊結構,整機包括兩I/O板(其中一個PT斷線監測專用板),主板,面板,開關電源五大模塊和箱體兩個組成部分,這種結構的主要特點是不作元器件級維修,只進行板級(模塊)維護,一旦出現硬體故障,只需將故障模塊換下即可,大大縮短了故障修復時間.其中電源採用以整體散熱金屬網屏蔽的性能優良的高頻開關電源模塊.箱體採用通風網雙層金屬機箱,既起到了電磁屏蔽的作用又具有良好的散熱性能.
2 軟,硬體設計
硬體的核心選用超大規模集成塊和功能完備的進口單片機晶元,所有的I/O信號全部採用電磁或光電隔離,裝置主體與現場無任何直接的電氣連接,因此具有較強的抗干擾能力.
對全部輸入信號進行數字慮波處理,對輸出信號進行冗餘控制,對合閘迴路進行軟體閉鎖以及對整機完備的自檢功能進一步保證了整機的可靠性.
4 生產過程質量控制
所有的元器件嚴格按生產工藝要求進行篩選,器件使用多數為軍工級,最低為工業級,成型模塊進行整體浸漆烘乾處理,整機100%進行全部試驗,包括常規電氣,功能,老化和振動試驗.
5 主要技術標准
參考技術標准:《 GB14285—93繼電器保護和安全自動裝置技術規程》
本企業技術標准:《XKQ—01廠用電源快切換裝置企業標准》
三 主要功能
設置1-4個待合開關的參數選擇點,用戶可通過機外繼電器對本機的兩PT/CT輸入端,參數選擇點,跳合閘等控制端一次性切換到相應的待合開關上,就能分時地對4個待合,跳開關組進行快速的自動切換控制或者分別對2組合,跳開關實行正,反切控制.
對於兩獨立電源供電的兩母線有聯絡開關的線路情況,本裝置能同時檢測聯絡開關兩邊母線電源的運行情況,並根據不同的情況和信號對三段式開關進行投切控制.如下圖:
圖2 快切裝置合,跳配合全圖
根據現場情況裝置也可以設置關閉一邊啟動,如關閉T1一邊不讓其啟動,只作合K跳T2的三種形式的啟動操作.
對於每一待合開關根據啟動方式的不同最多可設置六組不同的參數,每一組參數對應著並聯,串聯,絕對串聯三種合,跳閘控制方式中的一種,並且根據需要通過改寫參數的大小隨時可以改變合,跳閘控制方式.
裝置通電後為常備監控狀態,當檢測到一種啟動方式信號時,將立即從EPROM數據塊中取出一組相應的參數進行預測性的快切,同期切換,殘壓切換組合控制計算,當條件符合某一種情況時則發一次合,跳閘命令.
裝置設機位按鍵復位和遠方操作復位.
設置合閘完成時同步的低壓減載和後加速保護輸出脈沖(但其動作沿時由外部系統沿時繼電器完成).
指針式電子同步表,對其頻差,相差大小進行動態模擬顯示,同時結合工況指示燈對合閘前後的工況進行顯示,中文液晶屏則對跳合閘前後的在線頻率,時間,裝置工作狀態進行顯示,如合閘不成功中文液晶屏將給以標示(中文液晶屏見面板示意圖6).
設置兩模擬開關,當置在模擬狀態時可模擬待並開關兩端的頻差,相差,為本裝置在安裝調試,正常檢修和參數修改時提供便利.
完備的自檢閉鎖功能,主要設置有本裝置硬軟體出錯自動閉鎖,開關量控制全狀態閉鎖,跳合閘開關位置異常閉鎖,PT斷線閉鎖,PT隔離開關未合上閉鎖,後備電源失電閉鎖等,同時中文液晶屏對各種閉鎖工況按其檢測到的先後順序進行不同標示,以提示操作人員作快速的檢修.
提供RS232/485通信口.RS232通信口設置在面板的右下側,供調試上位機用,其通信界面如圖7,功能見第九節.RS485通信口設置在後板的右下側,供DCS系統控制專用.
錄波和事件記憶功能.裝置每一次動作的前一次動作事件主要指標(如:事件時間,事件結果狀態,合閘時的實際相位差,實際頻率,實際參數取值,當時的錄波波形)都能記憶存貯下來,供上位機查尋,列印(見九節說明),大部分指標由中文液晶屏和工況指示燈現場顯示見圖6.
可提供GPS秒對時介面(用戶如果需要其它方式對時如分對時功能須另外訂貨).還可採用通信口手動粗略對時,方法詳見九節.
四 技術參數
裝置工作電源:AC/DC 220V±l0%兩用,(AC/DC 110V/±10%兩用如訂貨方有要求則合同註明特供).
功耗:小於25W.
待合開關兩端PT同時用l00V,CT為5A(特殊情況現場調整),
輸出繼電器觸點容量(長期閉合): AC 220V/l0A DC 220V/5A.
合開關導前時間TK的設置范圍: 20ms～999ms,步長1ms(此參數整定存貯以用戶現場安裝提供參數為准,也是用戶必須提供的參數.)
同期合閘允許頻差△F1的設置范圍: 0.50Hz～2.99Hz,步長0.01 Hz(此參數按用戶機型要求設定,未作要求則按2.25 Hz整定存貯).
快切合閘允許頻差△F2的設置范圍: 0.50Hz～2.99Hz,步長0.01 Hz.
快切合閘允許相差δ的設置范圍: 0.5度～59.9度,步長0.1度.
跳閘延時時間Ty:1～9999 ms,步長1ms.(用戶可根據具體的並串的合,跳閘控制方式的要求,以合開關導前時間TK的起始值0為基準,推算待跳開關要求的總跳導前時間To,然後再根據跳開關迴路固有的導前時間Tg進行推算.具體演算法如下:
並聯切換:To大於Tk, Ty=To-Tg ; 串聯切換:To小於Tk, Ty=To-Tg
失壓啟動延時Tj:1～9999 ms,步長1ms.(用戶一般應取它大於其最大負荷正常啟動時帶來短時壓降時間,以此躲過正常啟動時所帶來的誤跳合工作).
失壓啟動整定范圍△U%:20%～90%Un.
殘壓啟動整定范圍△U%:20%～60%Un.
32檔電子模擬指針同步表的分度值:11.25度.
裝置所有電路與外殼之間及電路與電路之間的絕緣電阻:在溫度為25度,相對濕度為60%±10%時,不低於l00MΩ.
裝置所有交/直流12V以上接線端子對外殼耐壓2000v/工頻1分鍾,直流12V以下電氣迴路對外殼耐壓500v/工頻1分鍾無擊穿閃爍現象.
環境溫度:-10度～50度
相對濕度:小於80%.
五 硬體模塊結構框圖

六 基本原理及組成
XKQ—01廠用電快切裝置硬體結構如圖3所示.主板CPU主頻8MHZ,配8K EPROM ,8k EEPROM,8k RAM和若干定時計數器及並行介面等晶元組成一個專用微機控制系統,下面就各主要功能原理進行簡單介紹.
廠用電快切的必要性和解決的辦法:
目前,在發電廠和所謂一級負荷的工礦企業以及某些變電站中,用電的連續可靠是電機安全運行的基本條件.以往國內廣泛採用的備用電源自投方式,一般都是用工作電源開關輔助接點直接(或經低壓,延時繼電器)啟動備用電源投入,這種方式無相頻檢測,用電切換成功率低或切換時間長,電動機復起動電流過大易超過允許值范圍受沖擊損壞.特別是一些使用大功率電機,高壓電機的場合,由於電機在斷電後電壓衰減較慢,如在殘壓較大時不檢查同期條件就合上備用電源,起/備變壓器和電動機將有可能受到嚴重的沖擊而損壞,如只待其殘壓降到一定幅度(如20%--40%Un之間)後在投入備用電源,由於斷電時間長,電動機的轉速下降很大,成組電動機的自起動引起母線嚴重繼續失壓,某些輔機勢必退出,嚴重時重要機組自起動困難勢必造成停機停爐.
為解決以上問題,本裝置在正常用電時就對待合開關兩端電源的頻率,電壓,相位量進行長期的自動跟蹤和監測,一段檢測到切換信號時,將立即根據當前頻差,相差采樣值,同時利用適當的數學模型(不僅考慮當前的相差,頻差,而且考慮以後相差,頻差的變化率)結合預置的待合開關導前時間,推算出以後合閘准點時的相差,頻差,然後同預置的允許的相差,頻差進行比較,當條件滿足時就發出合,跳閘脈沖信號.
首先,由於在工作電源正常工作時,備用電源同工作電源之間的壓差,頻差,相差一般都很小,因此一段工作電源故障跳開,其母線殘壓與備用電源的相差將從0度開始逐漸變大,本裝置的第一段預測計算是取預置參數中的快切允許頻差,相差進行計算的,目的是為了搶在母線的殘壓壓降很小時發出合,跳閘控制信號;如果條件不滿足則進入第二階段的第一個同步點的預測計算控制,其比較取值當然是預置的同期合閘的相差,頻差允許值;如果以上兩條件都不滿足,同時其殘壓降至殘壓切換整定值則立即轉入無條件的殘壓切換控制.本裝置預測相差的計算公式為:δk=ΔωsTk (dΔωs/dt))Tk2 (式中 δk—理想合閘導前角 ,Δωs—殘壓或工作電源與備用電源頻率之差,Tk—待合開關合閘導前時間)
快切計算合閘條件:δi-δi-10,∣0.576∣δi-1=δi-1-δk (∣0.576∣為同期合閘固定相角誤差)
2.切裝置輔助控制功能:
本裝置當處於工作母線低壓自動切換時,將設一足夠的延時時間量(由用戶根據現場情況設定)延時後即啟動計算控制,以此躲過正常啟動時所帶來的誤跳合工作;
本裝置在發出合,跳命令後,將設一固定的延時時間如500 ms值再一次巡測合,跳開關的反饋信號的正常性,如發現該跳的沒跳,該合的沒合則立即發出偶信號,盡量使開關位置正常.
本裝置當在低壓啟動切換時(如低壓自動啟動切換),為盡快使重要負荷快速啟動,設置後加速保護的控制輸出(延時時間則由用戶在本機外設置延時繼電器設定.
3.自檢功能,模擬試機及現場"真合閘,假並網"試驗:
所有電力儀器儀表在真正投運前首先要進行一次接近現場條件的動模試驗,或者投入後要定期檢查該裝置可靠性.本裝置從三個方面實現對本機可靠性檢驗.
首先,本裝置通電後,不管是在合閘控制前和合閘控制後,均設有軟體控制CPU適時地對輸入輸出介面(如繼電器)等硬體各組成部分及其相互之間的連接線進行巡測,只要有一部分發生故障,則裝置處於閉鎖狀態,面板的電子同步表不轉,面板的液晶屏顯示相應的故障標志,以此通知操作人員對硬體,軟體有針對性地檢查(故障符號意義詳見第十一部分).
其次,本機在投運前設置了模擬開關試機,此開關安裝在後板上,兩開關其中之一為模擬PT1頻率信號,另一個PT2頻率信號,但不模擬兩PT電壓量.不管兩PT(或者為同頻同相的交流100V±5%的兩組模擬PT)接入否,兩開關投到模擬狀態,然後打開電源開關通電,這時面板的電子同步表(後有詳述)即轉動,面板液晶屏將同時顯示本機模擬的兩PT頻率和未經效正的基時時間等(後有詳述),面板的八個工況指示燈中合閘閉鎖信號燈同時點亮.當兩組PT端接入交流100V±5%兩組模擬非同頻同相或同頻同相PT,同時在後板將公共端C短接一個已輸入一組有效數據的對應開關標志H點時(後有詳解),這時將模擬開關投到模擬狀態,然後裝置通電,這時本機處於巡測狀態,本機將同時顯示PT1,PT2的在線頻率值,當從本機後板人為給入一自動啟動信號時,本機就能模擬合閘一次,電子表開始轉動,當轉動到正上方一組紅色指針時(0°位置)則停止轉動,大圓中心的一個紅色信號燈閃爍一次表明發出了合閘脈沖,同時八個工況信號燈中的合閘完成和相應的合閘成功兩信號燈同時點亮(注:做這個實驗務必將合,跳閘輸出斷開,主要地為了防止裝置在在線模擬試驗時誤動而發生事故).
其三,本機在投運前,特別是在第一次安裝投運前需按本單位提供的《現場投運調試大綱》程序進行一次所謂"真合閘,假投切"的現場動模合閘試驗.主要內容為一切接線都以真正條件為准.即模擬開關投到工作狀態,後板公共端C端接一個已輸入一組有效參數相對應的H端(該H端視為待合開關的標記,該組參數也是待合開關性能決定的真實參數,如開關導前時間Tk),工作電源和備用電源處於待切狀態,本機後板各輸入輸出接線無誤,這時分別拉開待合,跳開閘兩端的隔離開關,然後裝置通電進行模擬快切試驗.如果過去有機械同步表則這時可將本裝置與過去機械表同時並聯運行(只斷開過去機械同步表的合閘輸出脈沖即可),這時本裝置應與過去的機械同步表同期轉動,並同時達到合閘點.合閘脈沖發出後,待合開關合上,本機面板只顯示合閘完成,電子同步表正指0°紅指針位不動.大圓中心的紅燈閃爍一次,數碼管顯示合閘後的系統頻率,這時即完成了整個的模擬試驗.然後斷開剛合上的斷路器,合上斷路器兩邊的隔離開關進行真正的合閘控制.
七 監控主程序流程圖和切換程序流程圖

八 前面板與參數設置
前面板如圖6:
1. 面板的左上側為中文液晶顯示部分,其功能在於:在開機監控狀態 時,如果待合閘開關兩邊PT已接入則同時顯示待合閘開關兩邊線路的頻率,如 果兩邊PT之一未接入則顯示一邊頻率和一邊的PT斷線標志,如果兩邊PT均未接入則顯示兩邊PT斷線標志,但不能鑒別兩PT接入相位的正確性;
在前面提到的Tk,△F1,△F2,δ,Ty,Tj參數組設置或修改時,顯示操作中的參數(詳見參數設置部分);
合閘完成後只顯示合閘後的系統頻率;
裝置接線或本裝置硬體有錯誤時則顯示其某些重點錯誤的標記(見第十一部分)通知技術人員進行有針對性地檢修.
顯示裝置的基時時間,裝置工作後可通過功能鍵或上位機將時間調整同標准時間一致.
液晶顯示屏的右側為裝置內用的直流電源 5V和 12V指示燈和裝置工況指示燈,電源指示燈亮表明裝置通電正常,否則異常.
右側大圓形為32檔LED模擬電子式指針同步表,均勻分布在360° 圓周上,0° 位置為紅色,其餘為綠色,正中間設一合閘指令脈沖發出同步信號燈,專供合閘時指示用.裝置投運或模擬試驗時,同步表指示待合開關兩端電壓的相位差,同步表順時針旋轉表示PT2頻率高於PT1頻率,逆時針旋轉表示PT2頻率低於PT1頻率,旋轉速度表示頻差的大小,頻差越大轉得越快.
8個狀態指示燈,用於指示合閘投運過程中及模擬試驗時的實際工況.特別在調試合閘過程中,工況燈就是技術人員調試合閘的眼睛.
面板上的功能鍵及復位鍵:
復位鍵的功能是中斷當前的一切狀態,使裝置重新開始運行程序,通常叫"清零"開關.後板的公共端C和遠方復位端R短接後斷開同該鍵功能一樣,因此用於遠方復位操作.該鍵能同鍵2,鍵3組合使用則分別使本機進入參數設置修改模式和調試板模塊操作模式.
鍵1,鍵2,鍵3為功能鍵具體功能及操作如下:
本裝置最多設置4大組有效參數,4個大組參數分別對應一個待合開關H1-4,每個大組參數共有36個有效數據.一個待合開關的6種不同的啟動控制方式分別對應6個小組參數段,每一個小組參數段含6個意義相同但數值不同的數據,它們是:"待合閘開關合閘導前時間TK","同期合閘允許頻差△F1","快切合閘允許頻差△F2","快切合閘允許相差δ","跳閘延時時間Ty","失壓啟動延時Tj". 6種不同的啟動控制方式所對應6個小組參數段為:
PT1一邊跳自動合閘啟動對應1—6數據;
PT2一邊跳自動合閘啟動對應7—12數據;
PT1一邊跳手動合閘啟動對應13—18數據;
PT2一邊跳手動合閘啟動對應19—24數據;
PT1一邊跳,合閘失壓啟動對應25—30數據;
PT2一邊跳,合閘失壓啟動對應31—36數據.
准備階段:將後板並列的兩開關置於"模擬狀態"位置,先按復位鍵再按鍵2,當顯示器出現提示參數整定,先松復位鍵,再松"鍵2"即可進行參數設置.
按"鍵1"顯示器出現並列點1並指針指向參數1,後再按"鍵2"或"鍵3",輸入已整定好的一個數值,輸入數值時按鍵2為增值,按鍵3為減值,輸入完後,再按"鍵1"時, 指針指向參數2,同時對上次輸入是1H1數據進行了存貯,如此循環.(注:數據輸入後若未按鍵1,則上次輸入的數據無效,即未存貯)
參數液晶顯示順序:參數整定值舉例
並列點:1(2,3,4)
1( 開關導前時間):100ms
2( 同期允許頻差):3Hz
3(快切允許頻差):1.5 Hz
4(快允許相差):60°
5( 跳閘沿時時間):1ms
6(失壓沿時時間):1ms
………………………………….
………………………………….
36(失壓沿時時間):5000ms
注:該裝置在試驗狀態或參數設置完成後,必須將狀態開關從"模擬狀態"位置拔到"工作狀態"位置,方能投入正式的合,跳閘控制運行程序.
九 通信界面及功能
通信界面如圖7,232/485通信口接一上位機,上位機裝入本公司提供的專用通信和列印程序,打開程序即可生成如圖6的界面,用游標選定通信的波特率(推薦用1200比較可靠)和上位機硬介面COM1或COM2.
通信口功能有三:基時時間整定:按啟動鍵後在發送命令下鍵入"A0世紀,年,月,日,小時,分,秒"的16進制代碼如"A01403061501050A"然後按Enter鍵,這時控制器的起始時間被整定為2003年,6月,22日,1小時,5分,10秒,並在裝置面板的液晶塊下方顯示出來,裝置的時間表同標准時間同步,當發生一次事件時,事件時間將自動保存供上位機即時查尋,列印.
數據查尋:程序和數據16進制代碼可以通過以下方法查尋,按啟動鍵後在發送命令下鍵入"90地址,位元組數,FF"的16進制代碼如"9056000AFF"然後按Enter鍵,這時數據接收區可以收到裝置存貯器地址5600起以後的10個16進制代碼,用於上位機特別是DCS系統自製控制界面對本裝置工作情況的分析.
事件結果數據和錄波的查看:按查看數據按鍵,這時事件時間,事件結果狀態,合閘時的實際相位差,實際頻率,實際參數取值,當時的錄波波形)都能從記憶存貯單元中取出並在界面上顯示出來,上位機如接有列印機即可按列印數據鍵列印.
其列印的格式如下:
快切控制器事件報告單(舉例)
事件時間:0:0:9
PT1頻率:50Hz
PT2頻率:49.9Hz
事件代碼: 5 合閘位置異常
合閘相位差:44°
開關導前時間:100ms
同期允許頻差:3Hz
快切允許頻差:1.5 Hz
快允許相差:60°
跳閘沿時時間:1ms
失壓沿時時間:1ms
錄波圖示範如下:
十 安裝尺寸及接線
XKQ—01型快切裝置採用儀表屏嵌裝式結構,只需將本控制器嵌入儀表屏即可.安裝尺寸見圖8.
快切裝置與現場的連接,主要通過後面接線板.(接線圖見端子圖及應用接線圖)
訂貨使用須知
訂貨時請提供如下數據資料:
待合開關總的合導前時間TK.
並列點開關實際編號(一位數字代表).
待跳開關總的跳導前時間,並根據本說明書的第四節計算公式以及各啟動狀態下的串,並聯方式的要求計算出跳閘延時時間Ty.
同期合閘允許頻差△F1.
快切合閘允許頻差△F2.
快切合閘允許相差δ.
失壓啟動延時Tj.
本裝置以外其他功能,凡需要的用戶,敬請訂貨另行說明.
本裝置所有的開關輸出量均為無源短脈沖,所有的開關輸入量均為有源-12V短脈沖(本機自串電源,外接應為繼電器無源接點,復位脈沖大於2秒最為可靠).
模擬試機調試須斷開輸出開關接線單,以防誤動作.
輸入,輸出遠地操作,特別是通信,遠方復位建議用屏蔽電纜作饋線,必要時用光纖通信.
十一 硬體故障的測試,診斷和工況表
繼電器輸出的測試:
通過功能鍵進入顯示屏菜單的測試功能擋.
應順序有報警輸出,PT1跳輸出輸出,PT2跳輸出,合開關跳輸出,低壓減載輸出,閉鎖輸出,合閘1合上,合閘2合上.
部分信號及硬體故障診斷:將本機模擬開關置"工作狀態",合閘輸出端不接,開機後如數碼管顯示以下標志則對應的信息或故障可判斷為:
本機外全狀態閉鎖信號已輸入
跳,閘開關位置異常
合閘開關位置異常
部分接線錯誤疹斷:
PT1斷線
PT2斷線
PT隔離開關未合上
未接參數輸入點H
同時接多參數輸入點
同時有多種啟動方式
以上10種信息或故障其顯示的優先順序按從上到下的順序依次減小.
自檢過程中,本裝置部分硬體出錯:
存儲器RAM出錯
EEPROM出錯
I/O出錯(R=L=0):(取其中字母0)
I/O出錯(R=L=l):(取其中字母1)
I/O出錯(VH=V1=1):(取其中字母U)
如本裝置顯示以上信息則同時啟動報警指示燈,閉鎖指示燈和報警繼電器.
本裝置一切接線和硬體無誤時,通電處於巡測狀態顯示:
待合閘開關對應信號顯示為:(為1, 2,3,4其中之一)
合閘點=X
按F1鍵則可查閱PT1一邊的在線頻率並顯示為
FPT1.xx..xxx
按F2鍵則可查閱PT2一邊的在線頻率並顯示為
FPT1.xx..xxx
開機接線無誤巡測時如獲一正常啟動信號後如發現合閘開關H已合上的去偶的情況顯示:
該跳的開關已跳顯示
合閘後頻率:xx.xxx
這時閉鎖燈亮,合閘完成燈和合閘信號燈均不亮,表明不是本機發出的跳,合閘完成.
該跳的開關未跳,但不該跳的開關卻跳了則顯示:
PT1一邊跳工況燈顯示合閘完成,故障報警
PT2一邊跳工況燈顯示合閘完成,故障報警
開機接線無誤巡測時如獲一正常啟動信號後如發現合閘開關H未合上正常的合,跳及去偶的情況顯示:
通過計算發出合,跳命令後H合上同時該跳的開關已跳則顯示
合閘後頻率:xx.xxx
這時閉鎖燈熄,合閘完成燈和合閘信號燈均亮,快動,同期,殘壓合閘完成指示燈其中之一亮,表明是本機發出的跳,合閘完成並表明是何種形式的合閘完成.如果合閘後電壓降至一定的范圍則自動發出低壓減載信號(如需沿時減載則外接沿時繼電器)同時低壓減載信號燈亮.
通過計算發出合,跳命令後H未合上或者合上後因該跳的開關未跳通過去偶H又跳開了則顯示合閘開關位置異常
合開關H異常
通過計算發出合,跳命令後H已合上,但該跳的開關未跳開同時經過合閘後去偶H仍跳不開則為大故障其顯示為
大故障
通過計算發出合,跳命令後H已合上,但該跳的開關未跳開而另一邊開關卻跳了其顯示狀態同合,跳命令發出前的故障顯示.
十二 附圖
圖9:XKQ—01外形及開孔尺寸
圖10:XKQ—01型廠用電源快切裝置備用端子圖
圖11:XKQ—01廠用電源快切裝置在30萬/60萬機組中的應用接線圖
XKQ—01廠用電快切裝置說明書
I/O板1
I/O板2
面 板
後 板
主 板
開關電源
圖3: XKQ—01廠用電快切裝置機箱內的硬體模塊結構框圖
Yes
No
Yes
Yes
No
No
No
No
No
No
No
No
Yes
Yes
Yes
Yes
Yes
圖4:主監控程序流程圖
閉鎖,報警等待復位
去偶
去偶
參數設置
按鍵復位
圖8:錄波示範圖
圖7:通信界面
有效圖 無效圖
全局閉鎖
顯示合閘完成及頻率
發合跳命令
合跳成功
信號唯一
參數設置
T1,T2開關均合上
PT隔離開關
末合上
PT斷線
信號巡檢
有切換啟動
信號
自檢出錯
上電,復位
No
No
圖5:切換程序流程圖
第五參數延時
發合閘命令
No
顯示合跳閘成功及頻率
No
T1,T2自動,手動,失壓六種啟動信號之一
Yes
Yes
Yes
Yes

閉鎖,報警等待復位
發低電壓
減載命令
去偶
No
第六參數延時
滿足同期
切換
合跳成功
電壓低
滿足快動
切換
發跳閘命令
滿足殘壓
切換
合跳反饋
正常否

㈢ 什麼是移動副轉動副運動鏈

移動副，是一種低副，在平面內是一種相對移動。轉動副（Revolute）也稱為回轉副，運動副的一種，通常以字母R來表示。把兩個或兩個以上的構件通過運動副的聯接而構成的相對可動的系統稱為運動鏈。

如果在XY平面內 ，那麼它在X或Y方向的移動就算是它的自由度，實際應用中多數是出現運動法在平面運動副中，典型的就是滑塊形成的運動副。

轉動副允許兩個構件繞公共軸線作相對轉動，轉角為α。兩構件之間的垂直距離L為常數，稱為偏距。轉角和偏距描述了轉動副兩構件之間的空間相對關系，轉動副具有一個相對自由度（f=1）。

運動鏈類型

組成運動鏈的各構件構成首末封閉系統的運動鏈稱為閉式運動鏈或簡稱閉鏈如果組成運動鏈的各構件末構成首末封閉系統，為開式運動鏈或簡稱開鏈。由開鏈組成的裝置稱為串聯裝置；完全由閉鏈組成的裝置稱為並聯置；開鏈內部同時含有閉鏈的裝置稱為混鏈裝置。

閉鏈的每個構件至少有2個運動副元素，其中每個構件都只有兩個運動副元素的為單閉環鏈，而其中1個或1個以上的構件有3個或3個以上運動副元素的為多閉環鏈。只要有1個構件僅含1個運動副元素的都是開鏈。

當運動鏈中有 1個構件被指定為機架，若干個構件為主動件，從而使整個組合體具有確定運動時，運動鏈即成為機構。同一運動鏈，在指定不同的構件作為機架時，可得到不同的機構。機械中絕大部分機構都由閉鏈組成，所以閉鏈是構成機構的基礎。機械手和工業機器人則是開鏈的具體應用。

以上內容參考：網路-運動鏈、網路-轉動副、網路-移動副

㈣ PT並列測控裝置

一 裝置概述
本裝置是為了實現水,火電站(廠)和各種大型不能停電的廠礦備用電源的快速切換以及變電站差頻同頻並網,變電站母線分段方式自投,內橋接線方式自投而專門設計的開關智能控制裝置.特別在事故情況下需要將工作電源斷開同時又要在殘壓與備用電源之間的壓降,頻差,相差很小時合上備用電源,使用電設備不至於因一般故障,誤動造成停電,復啟動電流過大等事故,本裝置尤為適用,是快動的,檢同期的,一種多功能的新型備自投(BZT).
該裝置對待合開關兩端電源的頻率,電壓,相位量有良好的自動跟蹤的功能,並設置電子同步表模擬老式指針同步表對其頻差,相差大小進行動態模擬顯示,同時結合工況指示燈對合閘前後的工況進行顯示,使操作直觀,簡單化.裝置能對故障電源的開關自動發出適時的跳閘脈沖,能配合待並開關順利實現並聯(先合後跳),串聯(先跳後合),絕對串聯(確認跳的反饋信號後的合控制)的合,跳閘控制,在合,跳閘控制前後能對各開關位置和各輸入,輸出量的正確性進行巡測判斷並適時地發出全狀態閉鎖,去偶等信號,使跳,合閘控制盡量達到"寧可拒動,不可誤動"的效果.本裝置特設置兩模擬開關,當置在模擬狀態時可模擬待並開關兩端的頻率,相差和合閘的各種工況,供本裝置在安裝調試,正常安檢時使用.
圖1;待合開關兩端PT1\PT2電壓矢量合成圖(B"___B'圓弧內為高殘壓時備用電源安全投運區)
本裝置在採集到切換信號時,不僅考慮當前的相差,還考慮以後相位差變化的趨勢,用適當的數學模型代入預置的開關導前時間,計算出導前相角,當導前相角不超預置的范圍時發出快動合,跳命令,否則進行第一個同期點預測計算,預測條件滿足時再發出同期時的合,跳閘命令,以此准確的躲過相差在180度及其附近時合閘所帶來的危險(如圖1),否則轉入下一次的預測控制或轉入殘壓切換控制.
該裝置的可靠性,精確性與快速性三個主要技術性能特徵,均優於或達到了國內外同類型產品的技術水平,系為新一代智能型自動的電源快切裝置.
二 裝置設計及技術標准
1 總體設計
設計中採用免維修的模塊結構,整機包括兩I/O板(其中一個PT斷線監測專用板),主板,面板,開關電源五大模塊和箱體兩個組成部分,這種結構的主要特點是不作元器件級維修,只進行板級(模塊)維護,一旦出現硬體故障,只需將故障模塊換下即可,大大縮短了故障修復時間.其中電源採用以整體散熱金屬網屏蔽的性能優良的高頻開關電源模塊.箱體採用通風網雙層金屬機箱,既起到了電磁屏蔽的作用又具有良好的散熱性能.
2 軟,硬體設計
硬體的核心選用超大規模集成塊和功能完備的進口單片機晶元,所有的I/O信號全部採用電磁或光電隔離,裝置主體與現場無任何直接的電氣連接,因此具有較強的抗干擾能力.
對全部輸入信號進行數字慮波處理,對輸出信號進行冗餘控制,對合閘迴路進行軟體閉鎖以及對整機完備的自檢功能進一步保證了整機的可靠性.
4 生產過程質量控制
所有的元器件嚴格按生產工藝要求進行篩選,器件使用多數為軍工級,最低為工業級,成型模塊進行整體浸漆烘乾處理,整機100%進行全部試驗,包括常規電氣,功能,老化和振動試驗.
5 主要技術標准
參考技術標准:《 GB14285—93繼電器保護和安全自動裝置技術規程》
本企業技術標准:《XKQ—01廠用電源快切換裝置企業標准》
三 主要功能
設置1-4個待合開關的參數選擇點,用戶可通過機外繼電器對本機的兩PT/CT輸入端,參數選擇點,跳合閘等控制端一次性切換到相應的待合開關上,就能分時地對4個待合,跳開關組進行快速的自動切換控制或者分別對2組合,跳開關實行正,反切控制.
對於兩獨立電源供電的兩母線有聯絡開關的線路情況,本裝置能同時檢測聯絡開關兩邊母線電源的運行情況,並根據不同的情況和信號對三段式開關進行投切控制.如下圖:
圖2 快切裝置合,跳配合全圖
根據現場情況裝置也可以設置關閉一邊啟動,如關閉T1一邊不讓其啟動,只作合K跳T2的三種形式的啟動操作.
對於每一待合開關根據啟動方式的不同最多可設置六組不同的參數,每一組參數對應著並聯,串聯,絕對串聯三種合,跳閘控制方式中的一種,並且根據需要通過改寫參數的大小隨時可以改變合,跳閘控制方式.
裝置通電後為常備監控狀態,當檢測到一種啟動方式信號時,將立即從EPROM數據塊中取出一組相應的參數進行預測性的快切,同期切換,殘壓切換組合控制計算,當條件符合某一種情況時則發一次合,跳閘命令.
裝置設機位按鍵復位和遠方操作復位.
設置合閘完成時同步的低壓減載和後加速保護輸出脈沖(但其動作沿時由外部系統沿時繼電器完成).
指針式電子同步表,對其頻差,相差大小進行動態模擬顯示,同時結合工況指示燈對合閘前後的工況進行顯示,中文液晶屏則對跳合閘前後的在線頻率,時間,裝置工作狀態進行顯示,如合閘不成功中文液晶屏將給以標示(中文液晶屏見面板示意圖6).
設置兩模擬開關,當置在模擬狀態時可模擬待並開關兩端的頻差,相差,為本裝置在安裝調試,正常檢修和參數修改時提供便利.
完備的自檢閉鎖功能,主要設置有本裝置硬軟體出錯自動閉鎖,開關量控制全狀態閉鎖,跳合閘開關位置異常閉鎖,PT斷線閉鎖,PT隔離開關未合上閉鎖,後備電源失電閉鎖等,同時中文液晶屏對各種閉鎖工況按其檢測到的先後順序進行不同標示,以提示操作人員作快速的檢修.
提供RS232/485通信口.RS232通信口設置在面板的右下側,供調試上位機用,其通信界面如圖7,功能見第九節.RS485通信口設置在後板的右下側,供DCS系統控制專用.
錄波和事件記憶功能.裝置每一次動作的前一次動作事件主要指標(如:事件時間,事件結果狀態,合閘時的實際相位差,實際頻率,實際參數取值,當時的錄波波形)都能記憶存貯下來,供上位機查尋,列印(見九節說明),大部分指標由中文液晶屏和工況指示燈現場顯示見圖6.
可提供GPS秒對時介面(用戶如果需要其它方式對時如分對時功能須另外訂貨).還可採用通信口手動粗略對時,方法詳見九節.
四 技術參數
裝置工作電源:AC/DC 220V±l0%兩用,(AC/DC 110V/±10%兩用如訂貨方有要求則合同註明特供).
功耗:小於25W.
待合開關兩端PT同時用l00V,CT為5A(特殊情況現場調整),
輸出繼電器觸點容量(長期閉合): AC 220V/l0A DC 220V/5A.
合開關導前時間TK的設置范圍: 20ms～999ms,步長1ms(此參數整定存貯以用戶現場安裝提供參數為准,也是用戶必須提供的參數.)
同期合閘允許頻差△F1的設置范圍: 0.50Hz～2.99Hz,步長0.01 Hz(此參數按用戶機型要求設定,未作要求則按2.25 Hz整定存貯).
快切合閘允許頻差△F2的設置范圍: 0.50Hz～2.99Hz,步長0.01 Hz.
快切合閘允許相差δ的設置范圍: 0.5度～59.9度,步長0.1度.
跳閘延時時間Ty:1～9999 ms,步長1ms.(用戶可根據具體的並串的合,跳閘控制方式的要求,以合開關導前時間TK的起始值0為基準,推算待跳開關要求的總跳導前時間To,然後再根據跳開關迴路固有的導前時間Tg進行推算.具體演算法如下:
並聯切換:To大於Tk, Ty=To-Tg ; 串聯切換:To小於Tk, Ty=To-Tg
失壓啟動延時Tj:1～9999 ms,步長1ms.(用戶一般應取它大於其最大負荷正常啟動時帶來短時壓降時間,以此躲過正常啟動時所帶來的誤跳合工作).
失壓啟動整定范圍△U%:20%～90%Un.
殘壓啟動整定范圍△U%:20%～60%Un.
32檔電子模擬指針同步表的分度值:11.25度.
裝置所有電路與外殼之間及電路與電路之間的絕緣電阻:在溫度為25度,相對濕度為60%±10%時,不低於l00MΩ.
裝置所有交/直流12V以上接線端子對外殼耐壓2000v/工頻1分鍾,直流12V以下電氣迴路對外殼耐壓500v/工頻1分鍾無擊穿閃爍現象.
環境溫度:-10度～50度
相對濕度:小於80%.
五 硬體模塊結構框圖

六 基本原理及組成
XKQ—01廠用電快切裝置硬體結構如圖3所示.主板CPU主頻8MHZ,配8K EPROM ,8k EEPROM,8k RAM和若干定時計數器及並行介面等晶元組成一個專用微機控制系統,下面就各主要功能原理進行簡單介紹.
廠用電快切的必要性和解決的辦法:
目前,在發電廠和所謂一級負荷的工礦企業以及某些變電站中,用電的連續可靠是電機安全運行的基本條件.以往國內廣泛採用的備用電源自投方式,一般都是用工作電源開關輔助接點直接(或經低壓,延時繼電器)啟動備用電源投入,這種方式無相頻檢測,用電切換成功率低或切換時間長,電動機復起動電流過大易超過允許值范圍受沖擊損壞.特別是一些使用大功率電機,高壓電機的場合,由於電機在斷電後電壓衰減較慢,如在殘壓較大時不檢查同期條件就合上備用電源,起/備變壓器和電動機將有可能受到嚴重的沖擊而損壞,如只待其殘壓降到一定幅度(如20%--40%Un之間)後在投入備用電源,由於斷電時間長,電動機的轉速下降很大,成組電動機的自起動引起母線嚴重繼續失壓,某些輔機勢必退出,嚴重時重要機組自起動困難勢必造成停機停爐.
為解決以上問題,本裝置在正常用電時就對待合開關兩端電源的頻率,電壓,相位量進行長期的自動跟蹤和監測,一段檢測到切換信號時,將立即根據當前頻差,相差采樣值,同時利用適當的數學模型(不僅考慮當前的相差,頻差,而且考慮以後相差,頻差的變化率)結合預置的待合開關導前時間,推算出以後合閘准點時的相差,頻差,然後同預置的允許的相差,頻差進行比較,當條件滿足時就發出合,跳閘脈沖信號.
首先,由於在工作電源正常工作時,備用電源同工作電源之間的壓差,頻差,相差一般都很小,因此一段工作電源故障跳開,其母線殘壓與備用電源的相差將從0度開始逐漸變大,本裝置的第一段預測計算是取預置參數中的快切允許頻差,相差進行計算的,目的是為了搶在母線的殘壓壓降很小時發出合,跳閘控制信號;如果條件不滿足則進入第二階段的第一個同步點的預測計算控制,其比較取值當然是預置的同期合閘的相差,頻差允許值;如果以上兩條件都不滿足,同時其殘壓降至殘壓切換整定值則立即轉入無條件的殘壓切換控制.本裝置預測相差的計算公式為:δk=ΔωsTk (dΔωs/dt))Tk2 (式中 δk—理想合閘導前角 ,Δωs—殘壓或工作電源與備用電源頻率之差,Tk—待合開關合閘導前時間)
快切計算合閘條件:δi-δi-10,∣0.576∣δi-1=δi-1-δk (∣0.576∣為同期合閘固定相角誤差)
2.切裝置輔助控制功能:
本裝置當處於工作母線低壓自動切換時,將設一足夠的延時時間量(由用戶根據現場情況設定)延時後即啟動計算控制,以此躲過正常啟動時所帶來的誤跳合工作;
本裝置在發出合,跳命令後,將設一固定的延時時間如500 ms值再一次巡測合,跳開關的反饋信號的正常性,如發現該跳的沒跳,該合的沒合則立即發出偶信號,盡量使開關位置正常.
本裝置當在低壓啟動切換時(如低壓自動啟動切換),為盡快使重要負荷快速啟動,設置後加速保護的控制輸出(延時時間則由用戶在本機外設置延時繼電器設定.
3.自檢功能,模擬試機及現場"真合閘,假並網"試驗:
所有電力儀器儀表在真正投運前首先要進行一次接近現場條件的動模試驗,或者投入後要定期檢查該裝置可靠性.本裝置從三個方面實現對本機可靠性檢驗.
首先,本裝置通電後,不管是在合閘控制前和合閘控制後,均設有軟體控制CPU適時地對輸入輸出介面(如繼電器)等硬體各組成部分及其相互之間的連接線進行巡測,只要有一部分發生故障,則裝置處於閉鎖狀態,面板的電子同步表不轉,面板的液晶屏顯示相應的故障標志,以此通知操作人員對硬體,軟體有針對性地檢查(故障符號意義詳見第十一部分).
其次,本機在投運前設置了模擬開關試機,此開關安裝在後板上,兩開關其中之一為模擬PT1頻率信號,另一個PT2頻率信號,但不模擬兩PT電壓量.不管兩PT(或者為同頻同相的交流100V±5%的兩組模擬PT)接入否,兩開關投到模擬狀態,然後打開電源開關通電,這時面板的電子同步表(後有詳述)即轉動,面板液晶屏將同時顯示本機模擬的兩PT頻率和未經效正的基時時間等(後有詳述),面板的八個工況指示燈中合閘閉鎖信號燈同時點亮.當兩組PT端接入交流100V±5%兩組模擬非同頻同相或同頻同相PT,同時在後板將公共端C短接一個已輸入一組有效數據的對應開關標志H點時(後有詳解),這時將模擬開關投到模擬狀態,然後裝置通電,這時本機處於巡測狀態,本機將同時顯示PT1,PT2的在線頻率值,當從本機後板人為給入一自動啟動信號時,本機就能模擬合閘一次,電子表開始轉動,當轉動到正上方一組紅色指針時(0°位置)則停止轉動,大圓中心的一個紅色信號燈閃爍一次表明發出了合閘脈沖,同時八個工況信號燈中的合閘完成和相應的合閘成功兩信號燈同時點亮(注:做這個實驗務必將合,跳閘輸出斷開,主要地為了防止裝置在在線模擬試驗時誤動而發生事故).
其三,本機在投運前,特別是在第一次安裝投運前需按本單位提供的《現場投運調試大綱》程序進行一次所謂"真合閘,假投切"的現場動模合閘試驗.主要內容為一切接線都以真正條件為准.即模擬開關投到工作狀態,後板公共端C端接一個已輸入一組有效參數相對應的H端(該H端視為待合開關的標記,該組參數也是待合開關性能決定的真實參數,如開關導前時間Tk),工作電源和備用電源處於待切狀態,本機後板各輸入輸出接線無誤,這時分別拉開待合,跳開閘兩端的隔離開關,然後裝置通電進行模擬快切試驗.如果過去有機械同步表則這時可將本裝置與過去機械表同時並聯運行(只斷開過去機械同步表的合閘輸出脈沖即可),這時本裝置應與過去的機械同步表同期轉動,並同時達到合閘點.合閘脈沖發出後,待合開關合上,本機面板只顯示合閘完成,電子同步表正指0°紅指針位不動.大圓中心的紅燈閃爍一次,數碼管顯示合閘後的系統頻率,這時即完成了整個的模擬試驗.然後斷開剛合上的斷路器,合上斷路器兩邊的隔離開關進行真正的合閘控制.
七 監控主程序流程圖和切換程序流程圖

八 前面板與參數設置
前面板如圖6:
1. 面板的左上側為中文液晶顯示部分,其功能在於:在開機監控狀態 時,如果待合閘開關兩邊PT已接入則同時顯示待合閘開關兩邊線路的頻率,如 果兩邊PT之一未接入則顯示一邊頻率和一邊的PT斷線標志,如果兩邊PT均未接入則顯示兩邊PT斷線標志,但不能鑒別兩PT接入相位的正確性;
在前面提到的Tk,△F1,△F2,δ,Ty,Tj參數組設置或修改時,顯示操作中的參數(詳見參數設置部分);
合閘完成後只顯示合閘後的系統頻率;
裝置接線或本裝置硬體有錯誤時則顯示其某些重點錯誤的標記(見第十一部分)通知技術人員進行有針對性地檢修.
顯示裝置的基時時間,裝置工作後可通過功能鍵或上位機將時間調整同標准時間一致.
液晶顯示屏的右側為裝置內用的直流電源 5V和 12V指示燈和裝置工況指示燈,電源指示燈亮表明裝置通電正常,否則異常.
右側大圓形為32檔LED模擬電子式指針同步表,均勻分布在360° 圓周上,0° 位置為紅色,其餘為綠色,正中間設一合閘指令脈沖發出同步信號燈,專供合閘時指示用.裝置投運或模擬試驗時,同步表指示待合開關兩端電壓的相位差,同步表順時針旋轉表示PT2頻率高於PT1頻率,逆時針旋轉表示PT2頻率低於PT1頻率,旋轉速度表示頻差的大小,頻差越大轉得越快.
8個狀態指示燈,用於指示合閘投運過程中及模擬試驗時的實際工況.特別在調試合閘過程中,工況燈就是技術人員調試合閘的眼睛.
面板上的功能鍵及復位鍵:
復位鍵的功能是中斷當前的一切狀態,使裝置重新開始運行程序,通常叫"清零"開關.後板的公共端C和遠方復位端R短接後斷開同該鍵功能一樣,因此用於遠方復位操作.該鍵能同鍵2,鍵3組合使用則分別使本機進入參數設置修改模式和調試板模塊操作模式.
鍵1,鍵2,鍵3為功能鍵具體功能及操作如下:
本裝置最多設置4大組有效參數,4個大組參數分別對應一個待合開關H1-4,每個大組參數共有36個有效數據.一個待合開關的6種不同的啟動控制方式分別對應6個小組參數段,每一個小組參數段含6個意義相同但數值不同的數據,它們是:"待合閘開關合閘導前時間TK","同期合閘允許頻差△F1","快切合閘允許頻差△F2","快切合閘允許相差δ","跳閘延時時間Ty","失壓啟動延時Tj". 6種不同的啟動控制方式所對應6個小組參數段為:
PT1一邊跳自動合閘啟動對應1—6數據;
PT2一邊跳自動合閘啟動對應7—12數據;
PT1一邊跳手動合閘啟動對應13—18數據;
PT2一邊跳手動合閘啟動對應19—24數據;
PT1一邊跳,合閘失壓啟動對應25—30數據;
PT2一邊跳,合閘失壓啟動對應31—36數據.
准備階段:將後板並列的兩開關置於"模擬狀態"位置,先按復位鍵再按鍵2,當顯示器出現提示參數整定,先松復位鍵,再松"鍵2"即可進行參數設置.
按"鍵1"顯示器出現並列點1並指針指向參數1,後再按"鍵2"或"鍵3",輸入已整定好的一個數值,輸入數值時按鍵2為增值,按鍵3為減值,輸入完後,再按"鍵1"時, 指針指向參數2,同時對上次輸入是1H1數據進行了存貯,如此循環.(注:數據輸入後若未按鍵1,則上次輸入的數據無效,即未存貯)
參數液晶顯示順序:參數整定值舉例
並列點:1(2,3,4)
1( 開關導前時間):100ms
2( 同期允許頻差):3Hz
3(快切允許頻差):1.5 Hz
4(快允許相差):60°
5( 跳閘沿時時間):1ms
6(失壓沿時時間):1ms
………………………………….
………………………………….
36(失壓沿時時間):5000ms
注:該裝置在試驗狀態或參數設置完成後,必須將狀態開關從"模擬狀態"位置拔到"工作狀態"位置,方能投入正式的合,跳閘控制運行程序.
九 通信界面及功能
通信界面如圖7,232/485通信口接一上位機,上位機裝入本公司提供的專用通信和列印程序,打開程序即可生成如圖6的界面,用游標選定通信的波特率(推薦用1200比較可靠)和上位機硬介面COM1或COM2.
通信口功能有三:基時時間整定:按啟動鍵後在發送命令下鍵入"A0世紀,年,月,日,小時,分,秒"的16進制代碼如"A01403061501050A"然後按Enter鍵,這時控制器的起始時間被整定為2003年,6月,22日,1小時,5分,10秒,並在裝置面板的液晶塊下方顯示出來,裝置的時間表同標准時間同步,當發生一次事件時,事件時間將自動保存供上位機即時查尋,列印.
數據查尋:程序和數據16進制代碼可以通過以下方法查尋,按啟動鍵後在發送命令下鍵入"90地址,位元組數,FF"的16進制代碼如"9056000AFF"然後按Enter鍵,這時數據接收區可以收到裝置存貯器地址5600起以後的10個16進制代碼,用於上位機特別是DCS系統自製控制界面對本裝置工作情況的分析.
事件結果數據和錄波的查看:按查看數據按鍵,這時事件時間,事件結果狀態,合閘時的實際相位差,實際頻率,實際參數取值,當時的錄波波形)都能從記憶存貯單元中取出並在界面上顯示出來,上位機如接有列印機即可按列印數據鍵列印.
其列印的格式如下:
快切控制器事件報告單(舉例)
事件時間:0:0:9
PT1頻率:50Hz
PT2頻率:49.9Hz
事件代碼: 5 合閘位置異常
合閘相位差:44°
開關導前時間:100ms
同期允許頻差:3Hz
快切允許頻差:1.5 Hz
快允許相差:60°
跳閘沿時時間:1ms
失壓沿時時間:1ms
錄波圖示範如下:
十 安裝尺寸及接線
XKQ—01型快切裝置採用儀表屏嵌裝式結構,只需將本控制器嵌入儀表屏即可.安裝尺寸見圖8.
快切裝置與現場的連接,主要通過後面接線板.(接線圖見端子圖及應用接線圖)
訂貨使用須知
訂貨時請提供如下數據資料:
待合開關總的合導前時間TK.
並列點開關實際編號(一位數字代表).
待跳開關總的跳導前時間,並根據本說明書的第四節計算公式以及各啟動狀態下的串,並聯方式的要求計算出跳閘延時時間Ty.
同期合閘允許頻差△F1.
快切合閘允許頻差△F2.
快切合閘允許相差δ.
失壓啟動延時Tj.
本裝置以外其他功能,凡需要的用戶,敬請訂貨另行說明.
本裝置所有的開關輸出量均為無源短脈沖,所有的開關輸入量均為有源-12V短脈沖(本機自串電源,外接應為繼電器無源接點,復位脈沖大於2秒最為可靠).
模擬試機調試須斷開輸出開關接線單,以防誤動作.
輸入,輸出遠地操作,特別是通信,遠方復位建議用屏蔽電纜作饋線,必要時用光纖通信.
十一 硬體故障的測試,診斷和工況表
繼電器輸出的測試:
通過功能鍵進入顯示屏菜單的測試功能擋.
應順序有報警輸出,PT1跳輸出輸出,PT2跳輸出,合開關跳輸出,低壓減載輸出,閉鎖輸出,合閘1合上,合閘2合上.
部分信號及硬體故障診斷:將本機模擬開關置"工作狀態",合閘輸出端不接,開機後如數碼管顯示以下標志則對應的信息或故障可判斷為:
本機外全狀態閉鎖信號已輸入
跳,閘開關位置異常
合閘開關位置異常
部分接線錯誤疹斷:
PT1斷線
PT2斷線
PT隔離開關未合上
未接參數輸入點H
同時接多參數輸入點
同時有多種啟動方式
以上10種信息或故障其顯示的優先順序按從上到下的順序依次減小.
自檢過程中,本裝置部分硬體出錯:
存儲器RAM出錯
EEPROM出錯
I/O出錯(R=L=0):(取其中字母0)
I/O出錯(R=L=l):(取其中字母1)
I/O出錯(VH=V1=1):(取其中字母U)
如本裝置顯示以上信息則同時啟動報警指示燈,閉鎖指示燈和報警繼電器.
本裝置一切接線和硬體無誤時,通電處於巡測狀態顯示:
待合閘開關對應信號顯示為:(為1, 2,3,4其中之一)
合閘點=X
按F1鍵則可查閱PT1一邊的在線頻率並顯示為
FPT1.xx..xxx
按F2鍵則可查閱PT2一邊的在線頻率並顯示為
FPT1.xx..xxx
開機接線無誤巡測時如獲一正常啟動信號後如發現合閘開關H已合上的去偶的情況顯示:
該跳的開關已跳顯示
合閘後頻率:xx.xxx
這時閉鎖燈亮,合閘完成燈和合閘信號燈均不亮,表明不是本機發出的跳,合閘完成.
該跳的開關未跳,但不該跳的開關卻跳了則顯示:
PT1一邊跳工況燈顯示合閘完成,故障報警
PT2一邊跳工況燈顯示合閘完成,故障報警
開機接線無誤巡測時如獲一正常啟動信號後如發現合閘開關H未合上正常的合,跳及去偶的情況顯示:
通過計算發出合,跳命令後H合上同時該跳的開關已跳則顯示
合閘後頻率:xx.xxx
這時閉鎖燈熄,合閘完成燈和合閘信號燈均亮,快動,同期,殘壓合閘完成指示燈其中之一亮,表明是本機發出的跳,合閘完成並表明是何種形式的合閘完成.如果合閘後電壓降至一定的范圍則自動發出低壓減載信號(如需沿時減載則外接沿時繼電器)同時低壓減載信號燈亮.
通過計算發出合,跳命令後H未合上或者合上後因該跳的開關未跳通過去偶H又跳開了則顯示合閘開關位置異常
合開關H異常
通過計算發出合,跳命令後H已合上,但該跳的開關未跳開同時經過合閘後去偶H仍跳不開則為大故障其顯示為
大故障
通過計算發出合,跳命令後H已合上,但該跳的開關未跳開而另一邊開關卻跳了其顯示狀態同合,跳命令發出前的故障顯示.
十二 附圖
圖9:XKQ—01外形及開孔尺寸
圖10:XKQ—01型廠用電源快切裝置備用端子圖
圖11:XKQ—01廠用電源快切裝置在30萬/60萬機組中的應用接線圖
XKQ—01廠用電快切裝置說明書
I/O板1
I/O板2
面 板
後 板
主 板
開關電源
圖3: XKQ—01廠用電快切裝置機箱內的硬體模塊結構框圖
Yes
No
Yes
Yes
No
No
No
No
No
No
No
No
Yes
Yes
Yes
Yes
Yes
圖4:主監控程序流程圖
閉鎖,報警等待復位
去偶
去偶
參數設置
按鍵復位
圖8:錄波示範圖
圖7:通信界面
有效圖 無效圖
全局閉鎖
顯示合閘完成及頻率
發合跳命令
合跳成功
信號唯一
參數設置
T1,T2開關均合上
PT隔離開關
末合上
PT斷線
信號巡檢
有切換啟動
信號
自檢出錯
上電,復位
No
No
圖5:切換程序流程圖
第五參數延時
發合閘命令
No
顯示合跳閘成功及頻率
No
T1,T2自動,手動,失壓六種啟動信號之一
Yes
Yes
Yes
Yes

閉鎖,報警等待復位
發低電壓
減載命令
去偶
No
第六參數延時
滿足同期
切換
合跳成功
電壓低
滿足快動
切換
發跳閘命令
滿足殘壓
切換
合跳反饋
正常否