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ABSTRACTau sujet de travail magistère Toptchy V. À. «L'enregistreur numérique des paramètres du régime des systèmes de l'aprovisionnement électrique»
Le directeur des recherches: Kourenny E. G. | |
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L'actualité du problème.
Actuellement, la puissance de l’énergie produite pour les besoins de l’industrie lourde dans les grandes villes s’accroît régulièrement. Les avaries dans les systèmes de l’approvisionnement électrique entraînent des grandes dépenses pour la répartition ou le replacement partiel du matériel électrique tombé en panne. Pour la prévention des situations perturbées en processus de travail du matériel électrique, à notre temps les grandes entreprises ont commencés créer les services s’occupant des calculs de la sécurité des systèmes électriques. Dans ces calculs il faut utiliser les donnes sur l’état des nœuds particuliers du système pendant de temps des leurs fonctionnement. Plut tôt, on obtenait ces donnes à l’aide de l’enregistrement par l’operateur des valeurs nécessaires des appareils analogiques pour les intervalles définis de temps. Les erreurs de l’operateur qu’elles surgissent en processus de l’enregistrement affectent négativement au résultat final des calculs. Pour augmenter la précision des mesures et la prévention de l'apparition des erreurs on utilisait les modernes enregistreurs numériques produits par les sociétés étrangères. En Ukraine on a commencé s'arranger l'émission des enregistreurs numériques du pays. à) « La mémoire »; les "vieux" appareils montraient seulement les significations du courant, des tensions, des capacités. La technique informatique retient toutes les indications pour n'importe quel période de temps. Ensuite, on peut présenter ces indications retenues à titre des protocoles ou des tableaux; b) La précision des mesures de la technique digital ne cède pas à la précision des mesures des appareils analogiques. Grâce à ce que, les appareils numériques fonctionnent sous direction des programmes informatiques, le début et la fin de quelques procès peuvent être fixés avec la précision donnée en avance; c) La construction des diagrammes de quelques procès et leur comparaison entre eux-mêmes, s’est occupé beaucoup de temps et elle a demandé de collectif des spécialistes. Maintenant un ordinateur fixe constanmment les indications de grande nombre d'appareils et construit instantanément les caractéristiques comparatives en régime de temps réel; d) La avantage sûr de la technique informatique est ce qu'elle est programmée. Si plus tôt, pour estimer la justesse de la théorie ou pour apprendre au sujet de validité un nouveau mécanisme, on créait des modèles expérimentales parfois très coûteux. Maintenant à l’aide de l’ordinateur on peut modeler (en changeant les divers paramètres) n'importe quels procès, le fonctionnement des differantes mécanismes en économisant le temps et les finances. Au notre temps à chaque l'expérimentateur demande la connaissance de la programmation et le savoir-faire de fonctionnement à l'ordinateur. En prenant en considération l’exposé à-dessus, nous avons décidés de calculer et de construire l'enregistreur numérique des valeurs électriques. L'appareil fonctionne selon le programme défini. Les avantages de l’appareil sont les suivantes: il est autonome parce que il fonctionne de la batterie d'accumulateurs, qu’ils possedent les dimensions et le poids faibles. Nottons que notre appareil n’a pas la liason d’alimentation avec le réseau qui provoque des obstacles inévitables parasites apportant les perturbations essentielles aux résultats des mesures principales. L'enregistreur fonctionne en énergie électrique de la source d'alimentation autonome à consommation faible de l'énergie électrique. L'enregistreur peut mesurer non seulement le courant dans le point de son branchement, mais la température, l'éclairage, la pression, l'humidité aussi en cas de branchement à lui des détecteurs correspondants. Les données des valeurs enregistrées transforment en modes de chiffre et ils restent à la mémoire qui ne dépende pas de l’énergie électrique. Ensuite, l'appareil connecte à l'ordinateur et il transmet les données reçues pour l'analyse ultérieure, leur traitement. L'enregistreur posséde quatre canaux numériques indépendantes et l’identique. Ils peuvent être utilisés en ensemble ou bien en particulier. Donc, on fait le choix au profit de l’enregistreur sur la base moderne d’élément – la base de microcontrôleur. La question suivant: le microcontrôleur de quelle firme peut être utilisé dans la construction de l’enregistreur numérique. On a fait le travail exigeant en quête du microcontrôleur: il a fallu réviser grand nombre de bibliographies et reconsidérer les multitudes sources dans Internet en comparant entre eux-mêmes les caractéristiques de microcontrôleurs des differantes firmes: "Atmel", "Philips", "MicrochipTechologyInc", "Altera". En comparant entre eux-mêmes les paramètres ces microcontrôleurs nous avons pris en considération telle circonstance que la plupart des microcontrôleurs ne sont pas amenés dans notre pays. Nous avons choisis le microcontrôleur du type ATmega8 de la firme Atmel tandis que les caractéristiques de ce micromontage conviennent pour notre appareil. La circonstance importante est ce que pour les microcontrôleurs de ce firme il y a la documentation technique détaillé avec bon description de nombreux exemples de l'utilisation les microcontrôleurs dans les élaborations diverses. L’approvisionnement en énergie électrique de l'enregistreur est réalisé de la source +12 V mais pour alimenter le microcontrôleur il est suffit seulement +5 V. Les signaux d'entrée amenés sur le microcontrôleur et mesurés par lui, ne doivent pas être selon l'amplitude plus de +5V. C'est pourquoi, le signal mesuré, avant d’amenée au microcontrôleur doit être amené à l'amplificateur analogique avec le choix de l’échelle de signal. Il "diminue" le signal intensifie jusqu'à +5 V, mais le signal assez fort selon l'amplitude plus que +5 V "affaiblit" jusqu'aux limites nécessaires. Les cœfficients de démultiplication tiennent compte dans le traitement ultérieur du signal. Outre cela, l'amplificateur d'entrée transforme les signaux avec la polarité négative (par exemple, la tension sinusoïdale de réseaux), dans les signaux seulement la polarité positive. Par la suite, à la transmission de l'information à l'ordinateur, l'enregistreur remet avec le flux d'information et le message à la polarité des signaux mesurés. Après l'amplificateur d'entrée le signal mesuré a traité jusqu'au niveau de la meilleure perception par le microcontrôleur et il passe à l'entrée CAN (Convertisseur Analogique-Numérique). L'enregistreur compare la valeur mesurée à la tension étalonnée. A titre de la source étalonnée on peut utiliser les éléments extérieurs. La firme ATMEL accorde les services supplémentaires, en insérant au corps de microcontrôleur la référence de tension. En processus de programmation du microcontrôleur l'utilisateur définit quelle référence de tension (extérieur ou intérieur) il utilisera. En variant les paramètres de programme on peut changer le temps de fonctionnement d’appareil, le temps de branchement et de coupure de l'appareil. On peut réproduire les indications obtenues en manière du graphique sur l'écran du moniteur ou garder dans le fichier et puis traiter à n'importe quel temps. L'enregistreur permet de faire soit les mesures séparées (unitaires) soti les mesures de longue durée. On peut réaliser la liaison du microcontrôleur avec l'ordinateur par quelques façons diverses. A la première étape de la création de l’appareil: nous avons fait le réglage du schéma, la vérification du programme avec la précision ses variantes diverses. Pour la liaison avec l'ordinateur nous utilisons le COM port avec l'interface successive fonctionnant selon le standard RS232. La vitesse de transmission des données par ce port est suffit pour le fonctionnement d’enregistreur soit aux vitesses lentes soit aux vitesses rapides au cours des mesures. Mais pour l’obtention des donnés mesurées, par exemple, par quatre canaux indépendantes aux vitesses rapides en processus de fonctionnement d’enregistreur numérique la vitesse de transfert des données sera plus grand que la vitesse du recueil d'information de ce port (COM). La vitesse de la mesure diminuera à quatre fois dans chaque canal. Finalement, le nombre de mesures diminuera à quatre fois dans chaque canal. Pour éviter cet obstacle, nous avons décidé d'appliquer pour la liaison avec l'ordinateur le port du type USB. Dans ce cas la vitesse de transfert d'information est plus haute en comparaison avec le port COM. Le but final - l'utilisation pour l'enregistrement de l'information à la flashLe but final c’est l'utilisation pour l'enregistrement de l'information à la flash-mémoire extérieure. Marquons certaines caractéristiques comparatives: si l'enregistreur «Rekon» produit jusqu'à 20 mille échantillonnages (mesures) par seconde; notre appareil - jusqu'à 15 milles. «Rekon» produit la prise finale des paramètres sur le disque flexible magnétique tandis que notre enregistreur conservera les données sur les flash-mémoires extérieures (la possibilité du réécritage multiple, la capacité de mémoire peut être beaucoup plus grande en cas de l’utilisation de la flash-mémoire extérieur à la capacité, par exemple, 4 Gb). Le poids et les gabarits de notre enregistreur est moins et plus facile à plusieurs fois en comparaison au « Rekon » - c’est l’avantage incontestable. Le «Rekon» a dix-huit canaux équivalents pour les mesures tandis que notre appareil a quatre canaux équivalents, mais ces quatre canaux assez bien pour les études normales laboratoire. Le «Rekon» possède le petit écran à cristaux liquides, mais la qualité des graphiques est très faible. Nottons que le fonctionnement de notre appareil de l'accumulateur est l'avantage sérieux. Premièrement, il n'y a pas de pointages parasites de réseau. Deuxièmement, l'appareil, n’a pas lié à l'alimentation de réseau, c’est pourquoi il peut être utilisé dans les conditions de campagne. L’approvisionnement en énergie électrique de l'accumulateur est suffit pour le fonctionnement de l’appareil pendant le longue durée. Actuellement le travail sur la création de l'appareil n'est pas terminé, nous continuons le travail pour son perfectionnement. |
Figure - Le schéma d'illustré le fonctionnement de l'énregistreur numérique à la mesure de la tension et du courant dans le réseau triphasé
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