自动在线传送工作的装置

『壹』 机器人最早是谁发明的

发明第一台机器人的是享有“机器人之父”美誉的恩格尔伯格先生。

恩格尔伯格是世界上最著名的机器人专家之一，1958年他建立了Unimation公司，并于1959年研制出了世界上第一台工业机器人，他对创建机器人工业作出了杰出的贡献。

1956年，恩格尔伯格买下了乔治·德沃尔的“程序化部件传送设备”专利，1957年，天使投资的300万美元到位，他们创立了万能自动公司Unimation，也是世界第一家机器人公司。1959年，一个重达2吨但却有着1/10000英寸精确度的庞然大物诞生，这就是世界上第一个工业机器人尤尼梅特 。他们对创建机器人工业作出了杰出的贡献。

(1)自动在线传送工作的装置扩展阅读：

1983年，恩格尔伯格和他的同事们将Unimation公司卖给西屋公司，创建了TRC公司，开始研制服务机器人。

1988年，恩格尔伯格的新公司开始销售护士助手医疗机器人。依靠大量的传感器，护士助手能够在医院自由行动，协助护士提供送饭、送药和送信等服务，可谓是《超能陆战队》中“大白”的鼻祖。这家服务机器人公司于20世纪90年代末被收购。

『贰』 什么叫UPS电源的在线式和离线式工作

ups电源知识2008-07-11 10:50一、UPS的种类及工作原理

UPS是一种含有储能装置，以逆变器为主要元件，稳压稳频输出的电源保护设备。当市电正常输入时，UPS就将市电稳压后供给负载使用，同时对机内电池充电，把能量储存在电池中；当市电中断(事故停电)或输入故障时，UPS将机内电池的能量转换为220V交流电继续供负载使用，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。日前市场上供应的UPS电源设备种类较多，输出功率为500VA～3000kVA。UPS按工作模式可分为后备式、在线式和在线互动式3大类，按其输出波形又可分为方波输出和正弦波输出两种。

1. 后备式UPS电源

在市电正常供电时，市电通过交流旁路通道再经转换开关直接向负载提供电源。机内的逆变器处于停止工作状态，这时的UPS电源实质上相当于一台性能较差的市电稳压器。它除了对市电电压的幅度波动有所改善外，对电压的频率不稳、波形畸变以及从电网侵入的干扰等不良影响基本上没有任何改善。只有当市电供电中断或低于170V时，蓄电池才对UPS逆变器供电，并向负载提供稳压、稳额的方波交流电源。

2. 在线式UPS电源

在市电正常供电时，它首先将市电交流电源经整流变成直流电源，然后进行脉宽调制、滤波，再将直流电经逆变器重新转换成正弦波交流电源向负载供电。一旦市电中断，立即改由蓄电池提供的直流电经逆变器向负载提供正弦波交流电源。因此，对在线式UPS电源而言，在正常情况下，无论有无市电，它都是由UPS电源的逆变器对负载供电，这样就避免了所有由市电电网电压波动及干扰而带来的影响。显而易见，在线式UPS电源的供电质量明显优于后备式UPS电源。因为它可以实现对负载的稳频、稳压供电，而且在由市电供电转换到蓄电池供电时，其转换时间为零。真正给用户提供优质的稳压、稳频的纯净正弦波电源，从而提供符合网络系统需要的电源保护。

3. 在线互动式UPS电源

在线互动式UPS电源也被称为3端口式UPS电源，使用的是工频变压器。从能量传递的角度来考虑，其变压器存在3个能量流动的端口：端口1连接市电输入；端口2通过双向变换器与蓄电池相连；端口3输出。市电供电时，交流电经端口1流入变压器，在稳压电路的控制下选择合适的变压器抽头接人，同时在端口2的双向变换器的作用下借助蓄电池的能量转换共同调节端口3上的输出电压，以此来达到比较好的稳压效果；市电掉电时，蓄电池通过双向变换器经端口2给变压器供电，维持端口3上的交流输出。在线互动式UPS电源在变压器抽头切换的过程中，双向变换器作为逆变器方式工作。蓄电池供电，因此能实现输出电压的不间断，同样在由市电供电到电池供电的切换过程中也能做到没有转换时间。在线互动式UPS电源的电路实现简单，没有单独的充电器，带来的是生产成本的降低和可靠性的提高。这类产品在市电供电工作时也不存在AC／DC、DC／AC的转换，使整机效率有所提高。在线互动式UPS很好地结合了后备式UPS和在线式UPS的许多优点，是一种很不错的变换形式。但是由于它使用的是工频变压器，同样有笨重、体积大的问题。

二、UPS的选择

UPS的选用应当考虑以下几个重要因素。

1. UPS的容量

它的确定取决于负载功率的大小。负载功率可用估算法进行简单计算，应把各个单项负载的功率加起来得到的和乘以一个保险系数k(k一般取1.3)作为总的功率负载，再以该负载功率为基数考虑为以后扩充设备留一定的余量，即可确定所需UPS的容量，其单位是VA、kVA。

2. UPS的相数

目前，UPS的相数类型有：三相输入/三相输出、三相输入／单相输出和单相输入／单相输出3种。用户可根据负载的具体情况及使用要求进行选择，通常大功率的UPS(100kVA以上)都是三相输入/三相输出；中、小功率的UPS(30kVA以下)均为单相输入／单相输出。三相输出电源设备结构复杂，价格较高，因此在满足负载要求的情况下(通常情况下负载均为单相)，宜优先选择单相输出的UPS；对三相输入来说，有些负载的工作电流较大，且要求电流波动小，这时可选择三相电源输入的UPS，可使系统工作状态更加稳定。

3. UPS的类型

对一般计算机而言，选择后备式UPS即可。虽然这种UPS电源切换时间较长，对计算机有瞬间的电流冲击，但一般计算机的电源均能承受。后备式UPS电源的电压稳定，价格便宜。一些重要行业和部门的网络计算机最好选择在线式UPS，以保证系统的绝对安全。

4. UPS的保护时间

即UPS的蓄电池能够持续供电时间。用户选择UPS时，可根据所在地的供电情况来综合考虑，如果供电正常，只是偶尔有瞬时停电的情况，选择普通的后备式UPS即可；如果停电的时间较长，所选的UPS的最短持续供电时间应足以保证用户能够做好停机前的所有工作。

5. UPS的品牌

UPS产品市场发展很快，各种品牌的UPS充斥市场，产品质量参差不齐，用户在选择时，一定要货比三家，睁大慧眼，三思而后行。

三、UPS的维护

(1) 新购置的UPS在使用前，应根据产品使用说明书，对其后备蓄电池进行均衡充电，以延长其使用寿命，充电时间一般为12 h～48 h。对于长期闲置不用的UPS，应每月充电1次，时间保持在10 h～20 h左右。

(2) 使用UPS电源时，应按照产品说明书中的有关规定操作，保证所接的火线、零线、地线符合要求，用户不得随意改变其相互的顺序。

(3) 对长期处于只充电不放电的UPS，为了防止蓄电池老化，应每隔2个月～3个月人为地中断电源，让UPS的蓄电池放电3min～5min，以达到激活电池的目的。应当注意的是。非迫不得已不要让UPS深度放电，因为一般UPS的蓄电池允许深度放电的次数只有200次～500次。

(4) 严格按照正确的开机、关机顺序操作，避免负载突然加载或突然减载，造成电压输出波动大，电源无法正常工作。

(5) 不要频繁地关闭和开启UPS电源，一般在关闭UPS电源后，至少等待6s才能再开启UPS电源。

(6) UPS电源的最大启动负载应控制在80％之内，如果超载使用，时常会击穿逆变三极管。

(7) 定期清除UPS电源机内的积尘，测量蓄电池组的电压。要及时更换不合格电池，检查风扇运转情况及检测调节UPS的系统参数等。

四、UPS技术现状

1. 国内外UPS研究状况

由于UPS技术是一项实用技术，国内外各大电源公司、生产厂家以及科研院所都在对其进行研究。国外已经将许多先进技术应用到实际系统中，生产出了许多知名品牌的UPS。国内对UPS先进的关键技术的研究，主要集中在少数知名院校，且大多数处在实验阶段，没能将它们应用到实际系统中去。从目前国内市场上看，国内生产厂商基本不能生产大型UPS，国内的大型UPS市场几乎全部被国外公司占领。对于中小型UPS来说，虽然国内许多生产厂家可以生产，但其产品的可靠性和性能远远不如国外的同类产品，整个中小型UPS市场90％以上都被国外公司占领。

2. UPS的关键技术探讨

UPS按其容量大小不同可以分为30kVA以上的大功率UPS、5～30kVA的中功率UPS和5kVA以下的小功率UPS。大功率UPS在技术、工艺、制造等多方面的难度也超出了中小功率的UPS，目前只有一些世界知名公司有设计和制造能力，它作为电力电子行业的尖端产品，成为衡量一个电气公司技术水平的重要标志。大功率UPS的关键技术如下：
逆变技术
逆变器是整个UPS的核心。对于UPS逆变器的电路结构，主要有以下几种：

(1) 工频机的逆变器

这种逆变器结构的优点是给用户提供了真正的隔离电源，具有谐波抑制作用，可以提高单相负载过载能力；缺点是输出三相电压相互耦合无法独立控制以及装置体积大。

(2) 高频机的逆变器

高频机逆变器的优点是输出电压可以独立控制，装置体积小；其缺点是输入输出不隔离，导致可靠性和安全性变差，并且输出电压有一定的直流成分。

(3) 新型的在线式互动技术

这种逆变器兼有高频机的优点和缺点。

(4) 四桥臂变换技术

这种技术正处在研究之中，它可以使输出三相电压独立控制，但是其控制模型在多面体内运动，算法复杂。

总的来说，逆变器的拓扑结构近年来没有大的突破。为了提高整个UPS的性能，更多的集中在UPS逆变器控制技术研究上。当今逆变器的数字化控制方法成为交流电源领域的研究热点，出现了多种离散化控制方法，包括数字PID控制、状态反馈控制、无差拍控制、重复控制、模糊控制、神经网络控制等方法。上述各种控制方案都有其优势，但是也有其不足。为了使UPS具有较好的鲁棒性、稳态精度、动态响应速度、输出电压波形畸变率等，一种必然的发展趋势是各种方法相互渗透，互相结合形成复合控制力案。复合控制是UPS逆变器的一个发展方向。

整流技术
传统三相大功率UPS一般采用晶闸管整流技术，在大功率段一般采用12相甚至24相整流技术。晶闸管整流的优点在于原理简单、控制方法成熟、效率高，但是谐波电流大。为了防止对电网构成污染，一般采用滤波器技术，可将12脉冲整流的输入谐波电流降到6%以下。随着大容量全控器件的发展及控制水平的提高，近年来出现了采用IGBT的高频整流技术，由于这些电路结构可以不断运用各种新的数字控制方法，它的功率因数可以达0.99以上，谐波电流小于3%，是一种真正的绿色电源，近年来开始成为研究的热点。整流技术的热点主要集中在电压型三相整流技术和电流型三相整流技术两种方案。

并联技术
在某些特殊场合，如大规模IDC、机场等，要求UPS的容量达到数兆伏安。由于功率器件和散热工艺等方面的限制，必须将UPS并联才能达到所需的容量。并联技术的核心是各并联部分的均流问题。UPS的并联比一般的直流电源并联要复杂的多，它必须满足以下三个条件：（1）、每个逆变器的输出电压的幅值必须相等。（2）、每个逆变器的输出电压的频率必须相等。（3）、逆变器的输出电压的相位必须一致。采用并联技术可以形成具有容错功能的冗余式供电系统。从目前掌握的资料来看，有以下几种冗余配置方案：（1）集中式并联。（2）从式并联控制。（3）分散式控制。（4）环链式控制。（5）无线式控制。这几种并联方式，从可靠性的角度看，集中式最差，无线式控制最好。

五、UPS最新发展动态

采用微机控制实现UPS的智能化和网络化；采用全数字控制手段控制UPS，使UPS能有效地满足各种负载的要求(如非线性负载、三相不平衡负载)，即向数字化发展；提高逆变器的开关频率，应用新型开关器件实现高效率，采用功率因数校正装置，减少谐波，从而实现UPS的绿色化；采用冗余并机技术提高UPS的容量和可靠性，即实现大容量UPS的单相冗余化。

1. UPS的智能化、网络化

为了适应计算机网络的发展，UPS中已经开始配置RS232接口、RS 485接口、SNMP卡和MODEM结合，成为计算机网络的一部分，具有以下优异的特性：

(1) 实时监控功能

它对UPS电源的各模拟参量(市电的输入电压、电流和功率因数，电池组的充放电电压、充放电电流，逆变器的充放电电压、电流、功率因数及波形失真度，逆变器电源和交流旁路电源的相位差和瞬态电压差等运行参数)进行实时高速采样，实现数字式监控。类似的，对UPS中的表示工作状态的开关量(主电源与交流旁路电源的输入与否，断路器的接通与断开，输入保险丝是否完好，电池组短路开关及静态开关的接通与断开等)进行实时监控。

(2) 自诊断、自保护功能

UPS将实时采集来的各项模拟参量和工作状态数据以及系统中的关键硬件设备的数据与正常值进行分析比较，以判断UPS电源是否有故障隐患存在。如果有故障，根据相应的故障信息级别在控制面板的显示屏上以友好的图形界面、文字提示方式报警，或者在现场和控制室以指示灯光、报警器鸣叫方式报警，也可以用自动拨通电话等方式报警，并作出相应的保护动作。

(3) 人机对话的控制方式

大型UPS电源可向用户提供监控器液晶显示屏，以图形和文字方式显示工作流程和参数信息。可以提供让用户操作的可视化菜单。并以帮助和不断提示的方式引导用户按照既定方式处理故障，有效防止误操作。

(4) 远程控制功能

由于UPS和计算机网络融为一体，在远离UPS电源机房的计算机网络上的任一个管理平台上经过身份校验后，可以对访问网络中的任一个UPS电源的各种资料进行远程控制，从而实现电源机房的无人值守。

2、UPS的数字化

最初的UPS采用模拟控制方法有以下局限性：①电路结构复杂，元器件多，因器件特性差异造成各电源特性有所差别，电源一致性不好。②一旦控制方法变动，必须修改硬件控制板，工作量大，设计周期长。③因为硬件电路的局限性，一些先进的控制方法用模拟电路实现很困难或者无法实现。
随着数字处理器计算速度的不断提高，使得各种先进的控制方法得以实现，使UPS的设计具有很大的灵活性，设计周期缩短，性能大为提高。

3、UPS的高频化

提高UPS逆变器的开关频率，可以有效地减小装置的体积和重量，并可消除变压器和电感的音频噪声，同时改善输出电压的动态响应能力。在UPS输入端采用高频整流，可以获得较高的功率因数，较低的谐波电流，使UPS具有较好的输入特性。采用高频隔离可以取掉笨重的工频隔离变压器，进一步减小装置的体积和重量。

4、UPS的并联技术

当今UPS电源的发展趋势是大功率化和高可靠性。虽然现在可以生产几千kVA的大型UPS，完全可以满足大功率要求的场合。但是，这样整个系统的可靠性完全是由单台电源决定的，无论如何是不可能达到很高的。为了提高系统的可靠性，就必须采用冗余式并机方式，因而UPS的并联技术在近几年得到了很大的发展。

UPS的并联技术可以带来以下几个方面的好处：

① 可以灵活地扩大电源系统的容量。
② 可以组成并联冗余系统以提高运行的可靠性。
③ 极高的系统可维修性，当单台电源出现故障时，可以很方便地通过热插拔的方式进行更换和维修。

『叁』 生产加工中,在线加工程序是由什么传送给机床的

在线加工，指的是数控机床自带的电脑，通过有线或无线的方式，与互联网或某些特殊的局域网实现连接，而适时加工数据则由此远程输入，并及时加工！因此，在线加工程序是由特定的局域网或互联网传送给机床的！

『肆』 继电器工作原理

继电器是一种电控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路）之间的互动关系。通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。

电磁继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。

(4)自动在线传送工作的装置扩展阅读：

作为控制元件，概括起来，继电器有如下几种作用：

1）扩大控制范围：例如，多触点继电器控制信号达到某一定值时，可以按触点组的不同形式，同时换接、开断、接通多路电路。

2）放大：例如，灵敏型继电器、中间继电器等，用一个很微小的控制量，可以控制很大功率的电路。

3）综合信号：例如，当多个控制信号按规定的形式输入多绕组继电器时，经过比较综合，达到预定的控制效果。

4）自动、遥控、监测：例如，自动装置上的继电器与其他电器一起，可以组成程序控制线路，从而实现自动化运行。

『伍』 什么书上介绍PT并列

一 装置概述
本装置是为了实现水,火电站(厂)和各种大型不能停电的厂矿备用电源的快速切换以及变电站差频同频并网,变电站母线分段方式自投,内桥接线方式自投而专门设计的开关智能控制装置.特别在事故情况下需要将工作电源断开同时又要在残压与备用电源之间的压降,频差,相差很小时合上备用电源,使用电设备不至于因一般故障,误动造成停电,复启动电流过大等事故,本装置尤为适用,是快动的,检同期的,一种多功能的新型备自投(BZT).
该装置对待合开关两端电源的频率,电压,相位量有良好的自动跟踪的功能,并设置电子同步表模拟老式指针同步表对其频差,相差大小进行动态模拟显示,同时结合工况指示灯对合闸前后的工况进行显示,使操作直观,简单化.装置能对故障电源的开关自动发出适时的跳闸脉冲,能配合待并开关顺利实现并联(先合后跳),串联(先跳后合),绝对串联(确认跳的反馈信号后的合控制)的合,跳闸控制,在合,跳闸控制前后能对各开关位置和各输入,输出量的正确性进行巡测判断并适时地发出全状态闭锁,去偶等信号,使跳,合闸控制尽量达到"宁可拒动,不可误动"的效果.本装置特设置两模拟开关,当置在模拟状态时可模拟待并开关两端的频率,相差和合闸的各种工况,供本装置在安装调试,正常安检时使用.
图1;待合开关两端PT1\PT2电压矢量合成图(B"___B'圆弧内为高残压时备用电源安全投运区)
本装置在采集到切换信号时,不仅考虑当前的相差,还考虑以后相位差变化的趋势,用适当的数学模型代入预置的开关导前时间,计算出导前相角,当导前相角不超预置的范围时发出快动合,跳命令,否则进行第一个同期点预测计算,预测条件满足时再发出同期时的合,跳闸命令,以此准确的躲过相差在180度及其附近时合闸所带来的危险(如图1),否则转入下一次的预测控制或转入残压切换控制.
该装置的可靠性,精确性与快速性三个主要技术性能特征,均优于或达到了国内外同类型产品的技术水平,系为新一代智能型自动的电源快切装置.
二 装置设计及技术标准
1 总体设计
设计中采用免维修的模块结构,整机包括两I/O板(其中一个PT断线监测专用板),主板,面板,开关电源五大模块和箱体两个组成部分,这种结构的主要特点是不作元器件级维修,只进行板级(模块)维护,一旦出现硬件故障,只需将故障模块换下即可,大大缩短了故障修复时间.其中电源采用以整体散热金属网屏蔽的性能优良的高频开关电源模块.箱体采用通风网双层金属机箱,既起到了电磁屏蔽的作用又具有良好的散热性能.
2 软,硬件设计
硬件的核心选用超大规模集成块和功能完备的进口单片机芯片,所有的I/O信号全部采用电磁或光电隔离,装置主体与现场无任何直接的电气连接,因此具有较强的抗干扰能力.
对全部输入信号进行数字虑波处理,对输出信号进行冗余控制,对合闸回路进行软件闭锁以及对整机完备的自检功能进一步保证了整机的可靠性.
4 生产过程质量控制
所有的元器件严格按生产工艺要求进行筛选,器件使用多数为军工级,最低为工业级,成型模块进行整体浸漆烘干处理,整机100%进行全部试验,包括常规电气,功能,老化和振动试验.
5 主要技术标准
参考技术标准:《 GB14285—93继电器保护和安全自动装置技术规程》
本企业技术标准:《XKQ—01厂用电源快切换装置企业标准》
三 主要功能
设置1-4个待合开关的参数选择点,用户可通过机外继电器对本机的两PT/CT输入端,参数选择点,跳合闸等控制端一次性切换到相应的待合开关上,就能分时地对4个待合,跳开关组进行快速的自动切换控制或者分别对2组合,跳开关实行正,反切控制.
对于两独立电源供电的两母线有联络开关的线路情况,本装置能同时检测联络开关两边母线电源的运行情况,并根据不同的情况和信号对三段式开关进行投切控制.如下图:
图2 快切装置合,跳配合全图
根据现场情况装置也可以设置关闭一边启动,如关闭T1一边不让其启动,只作合K跳T2的三种形式的启动操作.
对于每一待合开关根据启动方式的不同最多可设置六组不同的参数,每一组参数对应着并联,串联,绝对串联三种合,跳闸控制方式中的一种,并且根据需要通过改写参数的大小随时可以改变合,跳闸控制方式.
装置通电后为常备监控状态,当检测到一种启动方式信号时,将立即从EPROM数据块中取出一组相应的参数进行预测性的快切,同期切换,残压切换组合控制计算,当条件符合某一种情况时则发一次合,跳闸命令.
装置设机位按键复位和远方操作复位.
设置合闸完成时同步的低压减载和后加速保护输出脉冲(但其动作沿时由外部系统沿时继电器完成).
指针式电子同步表,对其频差,相差大小进行动态模拟显示,同时结合工况指示灯对合闸前后的工况进行显示,中文液晶屏则对跳合闸前后的在线频率,时间,装置工作状态进行显示,如合闸不成功中文液晶屏将给以标示(中文液晶屏见面板示意图6).
设置两模拟开关,当置在模拟状态时可模拟待并开关两端的频差,相差,为本装置在安装调试,正常检修和参数修改时提供便利.
完备的自检闭锁功能,主要设置有本装置硬软件出错自动闭锁,开关量控制全状态闭锁,跳合闸开关位置异常闭锁,PT断线闭锁,PT隔离开关未合上闭锁,后备电源失电闭锁等,同时中文液晶屏对各种闭锁工况按其检测到的先后顺序进行不同标示,以提示操作人员作快速的检修.
提供RS232/485通信口.RS232通信口设置在面板的右下侧,供调试上位机用,其通信界面如图7,功能见第九节.RS485通信口设置在后板的右下侧,供DCS系统控制专用.
录波和事件记忆功能.装置每一次动作的前一次动作事件主要指标(如:事件时间,事件结果状态,合闸时的实际相位差,实际频率,实际参数取值,当时的录波波形)都能记忆存贮下来,供上位机查寻,打印(见九节说明),大部分指标由中文液晶屏和工况指示灯现场显示见图6.
可提供GPS秒对时接口(用户如果需要其它方式对时如分对时功能须另外订货).还可采用通信口手动粗略对时,方法详见九节.
四 技术参数
装置工作电源:AC/DC 220V±l0%两用,(AC/DC 110V/±10%两用如订货方有要求则合同注明特供).
功耗:小于25W.
待合开关两端PT同时用l00V,CT为5A(特殊情况现场调整),
输出继电器触点容量(长期闭合): AC 220V/l0A DC 220V/5A.
合开关导前时间TK的设置范围: 20ms～999ms,步长1ms(此参数整定存贮以用户现场安装提供参数为准,也是用户必须提供的参数.)
同期合闸允许频差△F1的设置范围: 0.50Hz～2.99Hz,步长0.01 Hz(此参数按用户机型要求设定,未作要求则按2.25 Hz整定存贮).
快切合闸允许频差△F2的设置范围: 0.50Hz～2.99Hz,步长0.01 Hz.
快切合闸允许相差δ的设置范围: 0.5度～59.9度,步长0.1度.
跳闸延时时间Ty:1～9999 ms,步长1ms.(用户可根据具体的并串的合,跳闸控制方式的要求,以合开关导前时间TK的起始值0为基准,推算待跳开关要求的总跳导前时间To,然后再根据跳开关回路固有的导前时间Tg进行推算.具体算法如下:
并联切换:To大于Tk, Ty=To-Tg ; 串联切换:To小于Tk, Ty=To-Tg
失压启动延时Tj:1～9999 ms,步长1ms.(用户一般应取它大于其最大负荷正常启动时带来短时压降时间,以此躲过正常启动时所带来的误跳合工作).
失压启动整定范围△U%:20%～90%Un.
残压启动整定范围△U%:20%～60%Un.
32档电子模拟指针同步表的分度值:11.25度.
装置所有电路与外壳之间及电路与电路之间的绝缘电阻:在温度为25度,相对湿度为60%±10%时,不低于l00MΩ.
装置所有交/直流12V以上接线端子对外壳耐压2000v/工频1分钟,直流12V以下电气回路对外壳耐压500v/工频1分钟无击穿闪烁现象.
环境温度:-10度～50度
相对湿度:小于80%.
五 硬件模块结构框图

六 基本原理及组成
XKQ—01厂用电快切装置硬件结构如图3所示.主板CPU主频8MHZ,配8K EPROM ,8k EEPROM,8k RAM和若干定时计数器及并行接口等芯片组成一个专用微机控制系统,下面就各主要功能原理进行简单介绍.
厂用电快切的必要性和解决的办法:
目前,在发电厂和所谓一级负荷的工矿企业以及某些变电站中,用电的连续可靠是电机安全运行的基本条件.以往国内广泛采用的备用电源自投方式,一般都是用工作电源开关辅助接点直接(或经低压,延时继电器)启动备用电源投入,这种方式无相频检测,用电切换成功率低或切换时间长,电动机复起动电流过大易超过允许值范围受冲击损坏.特别是一些使用大功率电机,高压电机的场合,由于电机在断电后电压衰减较慢,如在残压较大时不检查同期条件就合上备用电源,起/备变压器和电动机将有可能受到严重的冲击而损坏,如只待其残压降到一定幅度(如20%--40%Un之间)后在投入备用电源,由于断电时间长,电动机的转速下降很大,成组电动机的自起动引起母线严重继续失压,某些辅机势必退出,严重时重要机组自起动困难势必造成停机停炉.
为解决以上问题,本装置在正常用电时就对待合开关两端电源的频率,电压,相位量进行长期的自动跟踪和监测,一段检测到切换信号时,将立即根据当前频差,相差采样值,同时利用适当的数学模型(不仅考虑当前的相差,频差,而且考虑以后相差,频差的变化率)结合预置的待合开关导前时间,推算出以后合闸准点时的相差,频差,然后同预置的允许的相差,频差进行比较,当条件满足时就发出合,跳闸脉冲信号.
首先,由于在工作电源正常工作时,备用电源同工作电源之间的压差,频差,相差一般都很小,因此一段工作电源故障跳开,其母线残压与备用电源的相差将从0度开始逐渐变大,本装置的第一段预测计算是取预置参数中的快切允许频差,相差进行计算的,目的是为了抢在母线的残压压降很小时发出合,跳闸控制信号;如果条件不满足则进入第二阶段的第一个同步点的预测计算控制,其比较取值当然是预置的同期合闸的相差,频差允许值;如果以上两条件都不满足,同时其残压降至残压切换整定值则立即转入无条件的残压切换控制.本装置预测相差的计算公式为:δk=ΔωsTk (dΔωs/dt))Tk2 (式中 δk—理想合闸导前角 ,Δωs—残压或工作电源与备用电源频率之差,Tk—待合开关合闸导前时间)
快切计算合闸条件:δi-δi-10,∣0.576∣δi-1=δi-1-δk (∣0.576∣为同期合闸固定相角误差)
2.切装置辅助控制功能:
本装置当处于工作母线低压自动切换时,将设一足够的延时时间量(由用户根据现场情况设定)延时后即启动计算控制,以此躲过正常启动时所带来的误跳合工作;
本装置在发出合,跳命令后,将设一固定的延时时间如500 ms值再一次巡测合,跳开关的反馈信号的正常性,如发现该跳的没跳,该合的没合则立即发出偶信号,尽量使开关位置正常.
本装置当在低压启动切换时(如低压自动启动切换),为尽快使重要负荷快速启动,设置后加速保护的控制输出(延时时间则由用户在本机外设置延时继电器设定.
3.自检功能,模拟试机及现场"真合闸,假并网"试验:
所有电力仪器仪表在真正投运前首先要进行一次接近现场条件的动模试验,或者投入后要定期检查该装置可靠性.本装置从三个方面实现对本机可靠性检验.
首先,本装置通电后,不管是在合闸控制前和合闸控制后,均设有软件控制CPU适时地对输入输出接口(如继电器)等硬件各组成部分及其相互之间的连接线进行巡测,只要有一部分发生故障,则装置处于闭锁状态,面板的电子同步表不转,面板的液晶屏显示相应的故障标志,以此通知操作人员对硬件,软件有针对性地检查(故障符号意义详见第十一部分).
其次,本机在投运前设置了模拟开关试机,此开关安装在后板上,两开关其中之一为模拟PT1频率信号,另一个PT2频率信号,但不模拟两PT电压量.不管两PT(或者为同频同相的交流100V±5%的两组模拟PT)接入否,两开关投到模拟状态,然后打开电源开关通电,这时面板的电子同步表(后有详述)即转动,面板液晶屏将同时显示本机模拟的两PT频率和未经效正的基时时间等(后有详述),面板的八个工况指示灯中合闸闭锁信号灯同时点亮.当两组PT端接入交流100V±5%两组模拟非同频同相或同频同相PT,同时在后板将公共端C短接一个已输入一组有效数据的对应开关标志H点时(后有详解),这时将模拟开关投到模拟状态,然后装置通电,这时本机处于巡测状态,本机将同时显示PT1,PT2的在线频率值,当从本机后板人为给入一自动启动信号时,本机就能模拟合闸一次,电子表开始转动,当转动到正上方一组红色指针时(0°位置)则停止转动,大圆中心的一个红色信号灯闪烁一次表明发出了合闸脉冲,同时八个工况信号灯中的合闸完成和相应的合闸成功两信号灯同时点亮(注:做这个实验务必将合,跳闸输出断开,主要地为了防止装置在在线模拟试验时误动而发生事故).
其三,本机在投运前,特别是在第一次安装投运前需按本单位提供的《现场投运调试大纲》程序进行一次所谓"真合闸,假投切"的现场动模合闸试验.主要内容为一切接线都以真正条件为准.即模拟开关投到工作状态,后板公共端C端接一个已输入一组有效参数相对应的H端(该H端视为待合开关的标记,该组参数也是待合开关性能决定的真实参数,如开关导前时间Tk),工作电源和备用电源处于待切状态,本机后板各输入输出接线无误,这时分别拉开待合,跳开闸两端的隔离开关,然后装置通电进行模拟快切试验.如果过去有机械同步表则这时可将本装置与过去机械表同时并联运行(只断开过去机械同步表的合闸输出脉冲即可),这时本装置应与过去的机械同步表同期转动,并同时达到合闸点.合闸脉冲发出后,待合开关合上,本机面板只显示合闸完成,电子同步表正指0°红指针位不动.大圆中心的红灯闪烁一次,数码管显示合闸后的系统频率,这时即完成了整个的模拟试验.然后断开刚合上的断路器,合上断路器两边的隔离开关进行真正的合闸控制.
七 监控主程序流程图和切换程序流程图

八 前面板与参数设置
前面板如图6:
1. 面板的左上侧为中文液晶显示部分,其功能在于:在开机监控状态 时,如果待合闸开关两边PT已接入则同时显示待合闸开关两边线路的频率,如 果两边PT之一未接入则显示一边频率和一边的PT断线标志,如果两边PT均未接入则显示两边PT断线标志,但不能鉴别两PT接入相位的正确性;
在前面提到的Tk,△F1,△F2,δ,Ty,Tj参数组设置或修改时,显示操作中的参数(详见参数设置部分);
合闸完成后只显示合闸后的系统频率;
装置接线或本装置硬件有错误时则显示其某些重点错误的标记(见第十一部分)通知技术人员进行有针对性地检修.
显示装置的基时时间,装置工作后可通过功能键或上位机将时间调整同标准时间一致.
液晶显示屏的右侧为装置内用的直流电源 5V和 12V指示灯和装置工况指示灯,电源指示灯亮表明装置通电正常,否则异常.
右侧大圆形为32档LED模拟电子式指针同步表,均匀分布在360° 圆周上,0° 位置为红色,其余为绿色,正中间设一合闸指令脉冲发出同步信号灯,专供合闸时指示用.装置投运或模拟试验时,同步表指示待合开关两端电压的相位差,同步表顺时针旋转表示PT2频率高于PT1频率,逆时针旋转表示PT2频率低于PT1频率,旋转速度表示频差的大小,频差越大转得越快.
8个状态指示灯,用于指示合闸投运过程中及模拟试验时的实际工况.特别在调试合闸过程中,工况灯就是技术人员调试合闸的眼睛.
面板上的功能键及复位键:
复位键的功能是中断当前的一切状态,使装置重新开始运行程序,通常叫"清零"开关.后板的公共端C和远方复位端R短接后断开同该键功能一样,因此用于远方复位操作.该键能同键2,键3组合使用则分别使本机进入参数设置修改模式和调试板模块操作模式.
键1,键2,键3为功能键具体功能及操作如下:
本装置最多设置4大组有效参数,4个大组参数分别对应一个待合开关H1-4,每个大组参数共有36个有效数据.一个待合开关的6种不同的启动控制方式分别对应6个小组参数段,每一个小组参数段含6个意义相同但数值不同的数据,它们是:"待合闸开关合闸导前时间TK","同期合闸允许频差△F1","快切合闸允许频差△F2","快切合闸允许相差δ","跳闸延时时间Ty","失压启动延时Tj". 6种不同的启动控制方式所对应6个小组参数段为:
PT1一边跳自动合闸启动对应1—6数据;
PT2一边跳自动合闸启动对应7—12数据;
PT1一边跳手动合闸启动对应13—18数据;
PT2一边跳手动合闸启动对应19—24数据;
PT1一边跳,合闸失压启动对应25—30数据;
PT2一边跳,合闸失压启动对应31—36数据.
准备阶段:将后板并列的两开关置于"模拟状态"位置,先按复位键再按键2,当显示器出现提示参数整定,先松复位键,再松"键2"即可进行参数设置.
按"键1"显示器出现并列点1并指针指向参数1,后再按"键2"或"键3",输入已整定好的一个数值,输入数值时按键2为增值,按键3为减值,输入完后,再按"键1"时, 指针指向参数2,同时对上次输入是1H1数据进行了存贮,如此循环.(注:数据输入后若未按键1,则上次输入的数据无效,即未存贮)
参数液晶显示顺序:参数整定值举例
并列点:1(2,3,4)
1( 开关导前时间):100ms
2( 同期允许频差):3Hz
3(快切允许频差):1.5 Hz
4(快允许相差):60°
5( 跳闸沿时时间):1ms
6(失压沿时时间):1ms
………………………………….
………………………………….
36(失压沿时时间):5000ms
注:该装置在试验状态或参数设置完成后,必须将状态开关从"模拟状态"位置拔到"工作状态"位置,方能投入正式的合,跳闸控制运行程序.
九 通信界面及功能
通信界面如图7,232/485通信口接一上位机,上位机装入本公司提供的专用通信和打印程序,打开程序即可生成如图6的界面,用光标选定通信的波特率(推荐用1200比较可靠)和上位机硬接口COM1或COM2.
通信口功能有三:基时时间整定:按启动键后在发送命令下键入"A0世纪,年,月,日,小时,分,秒"的16进制代码如"A01403061501050A"然后按Enter键,这时控制器的起始时间被整定为2003年,6月,22日,1小时,5分,10秒,并在装置面板的液晶块下方显示出来,装置的时间表同标准时间同步,当发生一次事件时,事件时间将自动保存供上位机即时查寻,打印.
数据查寻:程序和数据16进制代码可以通过以下方法查寻,按启动键后在发送命令下键入"90地址,字节数,FF"的16进制代码如"9056000AFF"然后按Enter键,这时数据接收区可以收到装置存贮器地址5600起以后的10个16进制代码,用于上位机特别是DCS系统自制控制界面对本装置工作情况的分析.
事件结果数据和录波的查看:按查看数据按键,这时事件时间,事件结果状态,合闸时的实际相位差,实际频率,实际参数取值,当时的录波波形)都能从记忆存贮单元中取出并在界面上显示出来,上位机如接有打印机即可按打印数据键打印.
其打印的格式如下:
快切控制器事件报告单(举例)
事件时间:0:0:9
PT1频率:50Hz
PT2频率:49.9Hz
事件代码: 5 合闸位置异常
合闸相位差:44°
开关导前时间:100ms
同期允许频差:3Hz
快切允许频差:1.5 Hz
快允许相差:60°
跳闸沿时时间:1ms
失压沿时时间:1ms
录波图示范如下:
十 安装尺寸及接线
XKQ—01型快切装置采用仪表屏嵌装式结构,只需将本控制器嵌入仪表屏即可.安装尺寸见图8.
快切装置与现场的连接,主要通过后面接线板.(接线图见端子图及应用接线图)
订货使用须知
订货时请提供如下数据资料:
待合开关总的合导前时间TK.
并列点开关实际编号(一位数字代表).
待跳开关总的跳导前时间,并根据本说明书的第四节计算公式以及各启动状态下的串,并联方式的要求计算出跳闸延时时间Ty.
同期合闸允许频差△F1.
快切合闸允许频差△F2.
快切合闸允许相差δ.
失压启动延时Tj.
本装置以外其他功能,凡需要的用户,敬请订货另行说明.
本装置所有的开关输出量均为无源短脉冲,所有的开关输入量均为有源-12V短脉冲(本机自串电源,外接应为继电器无源接点,复位脉冲大于2秒最为可靠).
模拟试机调试须断开输出开关接线单,以防误动作.
输入,输出远地操作,特别是通信,远方复位建议用屏蔽电缆作馈线,必要时用光纤通信.
十一 硬件故障的测试,诊断和工况表
继电器输出的测试:
通过功能键进入显示屏菜单的测试功能挡.
应顺序有报警输出,PT1跳输出输出,PT2跳输出,合开关跳输出,低压减载输出,闭锁输出,合闸1合上,合闸2合上.
部分信号及硬件故障诊断:将本机模拟开关置"工作状态",合闸输出端不接,开机后如数码管显示以下标志则对应的信息或故障可判断为:
本机外全状态闭锁信号已输入
跳,闸开关位置异常
合闸开关位置异常
部分接线错误疹断:
PT1断线
PT2断线
PT隔离开关未合上
未接参数输入点H
同时接多参数输入点
同时有多种启动方式
以上10种信息或故障其显示的优先级按从上到下的顺序依次减小.
自检过程中,本装置部分硬件出错:
存储器RAM出错
EEPROM出错
I/O出错(R=L=0):(取其中字母0)
I/O出错(R=L=l):(取其中字母1)
I/O出错(VH=V1=1):(取其中字母U)
如本装置显示以上信息则同时启动报警指示灯,闭锁指示灯和报警继电器.
本装置一切接线和硬件无误时,通电处于巡测状态显示:
待合闸开关对应信号显示为:(为1, 2,3,4其中之一)
合闸点=X
按F1键则可查阅PT1一边的在线频率并显示为
FPT1.xx..xxx
按F2键则可查阅PT2一边的在线频率并显示为
FPT1.xx..xxx
开机接线无误巡测时如获一正常启动信号后如发现合闸开关H已合上的去偶的情况显示:
该跳的开关已跳显示
合闸后频率:xx.xxx
这时闭锁灯亮,合闸完成灯和合闸信号灯均不亮,表明不是本机发出的跳,合闸完成.
该跳的开关未跳,但不该跳的开关却跳了则显示:
PT1一边跳工况灯显示合闸完成,故障报警
PT2一边跳工况灯显示合闸完成,故障报警
开机接线无误巡测时如获一正常启动信号后如发现合闸开关H未合上正常的合,跳及去偶的情况显示:
通过计算发出合,跳命令后H合上同时该跳的开关已跳则显示
合闸后频率:xx.xxx
这时闭锁灯熄,合闸完成灯和合闸信号灯均亮,快动,同期,残压合闸完成指示灯其中之一亮,表明是本机发出的跳,合闸完成并表明是何种形式的合闸完成.如果合闸后电压降至一定的范围则自动发出低压减载信号(如需沿时减载则外接沿时继电器)同时低压减载信号灯亮.
通过计算发出合,跳命令后H未合上或者合上后因该跳的开关未跳通过去偶H又跳开了则显示合闸开关位置异常
合开关H异常
通过计算发出合,跳命令后H已合上,但该跳的开关未跳开同时经过合闸后去偶H仍跳不开则为大故障其显示为
大故障
通过计算发出合,跳命令后H已合上,但该跳的开关未跳开而另一边开关却跳了其显示状态同合,跳命令发出前的故障显示.
十二 附图
图9:XKQ—01外形及开孔尺寸
图10:XKQ—01型厂用电源快切装置备用端子图
图11:XKQ—01厂用电源快切装置在30万/60万机组中的应用接线图
XKQ—01厂用电快切装置说明书
I/O板1
I/O板2
面 板
后 板
主 板
开关电源
图3: XKQ—01厂用电快切装置机箱内的硬件模块结构框图
Yes
No
Yes
Yes
No
No
No
No
No
No
No
No
Yes
Yes
Yes
Yes
Yes
图4:主监控程序流程图
闭锁,报警等待复位
去偶
去偶
参数设置
按键复位
图8:录波示范图
图7:通信界面
有效图 无效图
全局闭锁
显示合闸完成及频率
发合跳命令
合跳成功
信号唯一
参数设置
T1,T2开关均合上
PT隔离开关
末合上
PT断线
信号巡检
有切换启动
信号
自检出错
上电,复位
No
No
图5:切换程序流程图
第五参数延时
发合闸命令
No
显示合跳闸成功及频率
No
T1,T2自动,手动,失压六种启动信号之一
Yes
Yes
Yes
Yes

闭锁,报警等待复位
发低电压
减载命令
去偶
No
第六参数延时
满足同期
切换
合跳成功
电压低
满足快动
切换
发跳闸命令
满足残压
切换
合跳反馈
正常否