Управление с панели узла управления

Внешний вид узла управления приведен на рисунке 3.9. Для оперативного определения рабочих параметров источника на цифровой дисплей узла управления из БЦО выводится следующая информация:

– текущая дата (число, месяц), либо температура окружающей среды (°С);

– выходное напряжение Uh с точностью 0,1В;

– суммарный ток нагрузки Iн с точностью 0,5 А;

– ток аккумуляторной батареи Ia с точностью 0,5 А.

На передней панели расположена световая сигнализация. При уровне выходного напряжения находящегося в пределах от 48 В до 57 В зажигается зеленый светодиод, что соответствует нормальному режиму работы. При отсутствии сетевого питания, отказе выпрямителя, при повышении (Uн > Umax) или понижении (Uн < Umin) выходного напряжения, либо разряде аккумуляторной батареи при наличии сетевого питания зажигается красный светодиод. При выходном напряжении ниже напряжения внимания (Uн < Uвним) или понижении емкости аккумуляторной батареи зажигается желтый светодиод. Во время процесса тестирования аккумуляторной батареи загорается желтый светодиод.

Управление источником с передней панели узла управления осуществляется с помощью меню. Пользовательское меню доступно всем пользователям и включает в себя следующие функции:

– журнал,

– ввод времени,

– корректировка констант,

– включение теста АБ.

 

Рисунок 3.9 – Внешний вид узла управления

 

Установка и корректировка постоянных параметров источника ИБП5 с его передней панели производится в следующей последовательности:

Войдите в меню пользователя одновременным нажатием кнопок «3» «4» и удерживайте их в течение 2…3 сек. С помощью кнопок «3» (или «4») выберите режим "Корр. конст." и, для подтверждения выбора, нажмите кнопку Ввод «». На дисплее появится значение первого корректируемого параметра – Uвним и мигающий курсор. Изменяя значение выделенной цифры с помощью кнопок «5» и «6», выполняйте корректировку. После установки нужного значения текущего параметра нажмите кнопку Ввод. Для перехода на соседнюю позицию используя кнопку «4». После нажатия кнопки «4» в последней позиции курсор переходит на следующий параметр. После корректировки последнего параметра и нажатия кнопки «4» или Ввод, процедура корректировки автоматически заканчивается и цифровой дисплей принимает дежурный вид.

Внимание: Время удерживания нажатой кнопки должно быть не менее 2 сек. Если в течение 30 сек. не производится никаких действий с кнопками управления, то дисплей возвращается в дежурный вид.

Выход из режима "Корр. конст." выполняется одновременным нажатием кнопок «3» «4».

Полный перечень корректируемых параметров и их значения приведены в таблице 3.2.

 

Таблица 3.2 – Электрические характеристики ИБП5– 48/36– 4.2

 

Параметры	Функциональное назначение	Значение параметра
	Uвним	При Uн ≤ Uвним формируется сигнал «Внимание»	48 В
	Umax	При Uн ≥ Umax формируется сигнал «Авария»	57В
	Umin	При Uн ≤ Umin формируется сигнал «Авария»	42 ± 1 В
	Uпор	Напряжение на нагрузке, при достижении которого прекращается процесс разряда аккумулятора в процедуре его оценки	47,5 В
	Uном	Выходное напряжение (напряжение на нагрузке) при Т = +22°С	54 В
	Qном	Суммарная емкость установленных аккумуляторов	От 10 до 500 Ач
	Rвн	Внутреннее сопротивление источника	0,024 Ом
	Краз	Коэффициент разрядки АБ – определяет какую часть емкости должен отдать аккумулятор при проведении процедуры оценки емкости	От 10 до 70%
	Ткомп	Включение/Отключение температурной компенсации напряжения заряда АБ	1/0
	АвтТест	Включение/Отключение автоматической оценки емкости АБ	1/0

Для корректировки или установки даты и текущего времени войдите в меню пользователя одновременным нажатием кнопок «3» и «4» и, удерживая их в течение 2…3 сек. выберите режим "Ввод времени". С помощью кнопок «3» (или «4») выберете режим "Ввод времени" и нажмите на кнопку Ввод «». После этого появится строка с датой и временем и мигающий курсор. Нажатием «5» или «6» установите необходимое значение в выделенной позиции, для перемещения на следующую позицию даты или времени используйте кнопку «4». Установите необходимые значения даты и времени, кроме секунд. По окончании корректировки последней позиции нажмите кнопку «». Экран дисплея примет дежурный вид. Убедитесь в правильности введенных значений, нажав кнопку «5». При необходимости повторите данную операцию.

Включение режима тестирования аккумуляторной батареи производится путем выбора пункта "Включение теста" из меню и нажатием кнопки Ввод. Подтверждением включения данного режима является загорание светодиода "ТЕСТ АККУМ." на передней панели узла управления. По окончании процесса проверки гаснет светодиод "ТЕСТ АККУМ.". В случае, если емкость аккумуляторной батареи ниже нормы, загорается желтый светодиод "ВНИМАНИЕ". При необходимости досрочного прекращения процедуры оценки емкости необходимо выбрать в подменю пункт "Откл. тест" и нажать кнопку Ввод.

Включение режима термокомпенсации напряжения заряда АБ производится в процессе корректировки констант работы источника. Признаком включения режима термокомпенсации является наличие надписи t = XX в нижнем правом углу дисплея в дежурном режиме, отражающей значение температуры в месте установки термодатчика.

Для входа в режим просмотра журнала следует выбрать пункт меню "Журнал". Далее передвигаемся по записям с помощью кнопок «6» и «5». На экране высвечивается дата, время и расшифровка аварии. При необходимости просмотреть значения Uh, Ih, Ia в момент аварии следует нажать одновременно и удерживать кнопки «3» и «4». Выход из режима "Журнал" производится путем нажатия кнопки Ввод.

Расшифровка причины появления сигнала "АВАРИЯ" производится нажатием кнопки «3». На дисплее высвечивается одна или более надписей:

- АИП – авария источника питания (выпрямителя);

- АСП – авария сетевого питания;

- Uвых – Uн > Umax;

- Uвых – Uн < Umin;

- Акк – разряд аккумуляторной батареи при наличии сетевого питания.

Расшифровка причины появления сигнала "ВНИМАНИЕ" производится нажатием кнопки «4». На дисплее высвечивается одна из надписей:

Uвним – в случае, если Uн < 48В;

Qbh – в случае, если при тестировании аккумуляторной батареи

емкость оказалась ниже нормы.

Управление с персонального компьютера. Источник ИБП5 – 48/36 – 4.2 обеспечивает возможность связи с компьютером по интерфейсу RS – 232C. БЦО обеспечивает оценку емкости (тестирование) аккумуляторной батареи. Процесс тестирования производится по команде оператора или автоматически – с интервалом в 3 месяца. В процессе тестирования в память БЦО заносятся измеряемые значения напряжения на нагрузке Uh, тока аккумулятора Ia и соответствующее значение израсходованной емкости аккумулятора Qизм, с интервалом в 1 мин. Чтение содержимого памяти производится по команде извне через интерфейс RS – 232C. Значения выходного напряжения Uh, токов нагрузки Iн и аккумуляторной батареи Ia также могут быть выданы по запросу. В энергонезависимой памяти БЦО записывается и хранится информация об аварийном или оперативном изменении состояния ИБП с указанием причины записи в журнале работы. Объем памяти – 50 состояний. Каждая запись привязана к текущему времени и дате. Содержание журнала работы выдается по запросу через интерфейс RS – 232C. Источник обеспечивает выдачу во внешнюю цепь следующих аварийных сигналов: авария выпрямительных модулей (АИП); авария сетевого питания (АСП); разряд аккумуляторной батареи (Разряд аккум.); авария БЦО (Авария БЦО). Сигналы во внешнюю цепь выдаются беспотенциальными контактами реле. В случае отказа БЦО, в устройстве предусмотрена дублирующая аналоговая система контроля состояния аккумуляторной батареи с функцией защитного отключения ее при глубоком разряде. При отказе БЦО на выходе выпрямителя устанавливается напряжение на уровне около минус 54 В.

Взаимодействие ИБП5 – 48/36 – 4.2 и ПК осуществляется путем соединения интерфейсным кабелем последовательного порта СОМ1 ПК и разъема ХТ1 на передней панели ИБП5. Стыковку разъемов необходимо производить при отключенном питании ПК. Схема кабеля приведена в приложении М.

Связь между ИБП и ПК устанавливается путем запуска на ПК программы эмуляции терминала. Для того, чтобы приступить к работе необходимо загрузить ОС WINDOWS 95(98) и дважды щелкнуть кнопкой мыши по пиктограмме .

Доступ ко всем существующим функциям, параметрам и служебной информации осуществляется посредством экранных меню и подменю, что облегчает выполнение процедур установки параметров, управления и технического обслуживания всей системы. После того как связь между ПК и ИБП5 установлена, БЦОберет на себя управление выводом информации на экран ПК, формируя специальный экранный интерфейс (рисунок 3.10).

Меню программы ТЕСТ ИБП содержит восемь символических кнопок управления программой: Чтение времени; Чтение констант; График; Журнал; Тек. значения; Печать; Сохранить; Выход.

Корректировку времени рекомендуется проводить раз в квартал, чтобы текущее показание времени на дисплее совпадало с реальным. Для этого:

– нажмите на кнопку "Чтение времени" на экране ПК. Текущее время будет прочитано из памяти БЦО;

– откорректируйте значения времени и даты и нажмите кнопку "Запись времени" для ввода информации (рисунок 3.11). Проверьте установленное время на дисплее модуля управления.

 

Рисунок 3.10 – Типовой вид экранного интерфейса при управлении ИБП5 с ПК

 

Рисунок 3.11 – Запись текущего времени

Для получения информации в режиме ЖУРНАЛ необходимо нажать кнопку "Журнал". Просмотр значений проводится стандартным способом через вертикальную линейку прокрутки (рисунок 3.12).

Для просмотра рабочих параметров ИБП5 необходимо нажать на кнопку "Тек. значения". На экран ПК выводятся значения напряжения нагрузки Uh, суммарного тока нагрузки Iн и тока аккумуляторной батареи Ia (рисунок 3.13).

 

 

Рисунок 3.12 – Просмотр текущей информации в журнале

 

 

Рисунок 3.13 – Просмотр текущих значений

Проведение тестирования аккумуляторной батареи в ИБП5 может проводиться в двух режимах – автоматическом или по команде оператора. Выбор режима тестирования АБ осуществляется установкой параметра АвтТест в режиме корректировки параметров. Тестирование АБ проводится автоматическим способом один раз в квартал. Время отсчитывается от первого ручного запуска тестирования. Если после включения ИБП5 режим ручного тестирования не был запущен, то режим автоматического тестирования не будет запускаться до 2 февраля (после включения ИБП5 устанавливаются начальные значения даты и времени – 1 января 00 час 00 мин 00 сек). В случае установки автоматического тестирования АБ оператор может считать информацию о результатах последнего тестирования. В процессе ручного тестирования оператор может считывать информацию с ИБП5, анализировать и принимать решение о продолжении или окончании процесса тестирования. Считывание информации осуществляется нажатием символической кнопки "График". На экран ПК выводятся графики изменения напряжения, тока нагрузки и израсходованная емкость АБ. В таблице и на графике (рисунок 3.14) приведены временные отсчеты, сделанные поминутно. Используя линейную прокрутку таблицы, можно детально просмотреть весь режим тестирования, а также распечатать содержимое экрана ПК, используя кнопку "Печать" (рисунок 3.14). При необходимости можно записать содержимое экрана ПК в файл, нажав на кнопку "Сохранить".

 

 

Рисунок 3.14 – График изменения напряжения и тока нагрузки и израсходованная емкость батареи

Порядок выполнения работы

Структурная схема лабораторной установки приведена на рисунке 3.15.

 

 

Рисунок 3.15 – Структурная схема установки

 

Установка содержит такие узлы:

- источник бесперебойного электропитания ИБП5–48/36–4.2, состоящий из двух выпрямительных модулей БП1, БП2, аккумуляторной батареи – АБ (TEBUS – 130 – 12 В, 4шт. для 48 В или другие АБ) и блока цифровой обработки (БЦО);

- автоматический выключатель "СЕТЬ–220 В" (QF1); автоматический выключатель QF6 "АККУМ."; выключатели нагрузки (предохранители) ”НАГРУЗКА” (QF2…QF5);

- персональный компьютер (ПК);

- блок регулировки сети, состоящий из лабораторного автотрансформатора (ЛАТР) и измерительных приборов переменного тока;

- блок нагрузки, состоящий из набора нагрузочных резисторов Rнi (10 Ом и 20 Ом) и измерительных приборов постоянного тока.

3.4.1 Включение установки. Включение установки выполняется в следующей последовательности:

а) включите щиток;

б) с помощью ЛАТРа на передней панели блока регулировки сети установите напряжение U_вх = 200 В;

в) в блоке нагрузок тумблером включите резистор 20 Ом (тумблер 1 переведите в левое положение);

г) включите сеть тумблером "СЕТЬ–220 В" на БЦО (QF1 переведите в положение 1 «ВКЛ», рисунок 3.9);

д) включите АБ тумблером “АККУМ.” (QF6 переведите в положение 1 «ВКЛ»);

е) подключите нагрузку тумблерами “НАГРУЗКА” (QF3 переведите в положение 1 «ВКЛ» на БЦО);

ж) включите ПК. На «рабочем столе» найдите ярлык и двойным щелчком запустите программу «Тест ИБП v1.1.». На экране появится специальный интерфейс, предназначенный для управления источником (рисунок 3.10).Щелкните мышкой символическую кнопку меню ” Тек. Значения”. На экране ПК появятся значения напряжения нагрузки Uh, суммарного тока нагрузки Iн и тока аккумуляторной батареи Ia (рисунок 3.13).

з) убедитесь в том, что показания стрелочных приборов в блоке нагрузки совпадают с показаниями цифрового дисплея в БЦО.

 

3.4.2 Снятие внешней характеристики. Отключите АБ (тумблер “АККУМ.” переведите в нижнее положение – ВЫКЛ). Снимите зависимость U _Н = f (I _Н) при U _вх = 230 В, 200 В и 170 В. В блоке нагрузки источника изменение тока в пределах от 0 до 18 А проводится последовательным переключением тумблеров 1…5 в верхнее положение (замкнуто). Для измерения параметров Uh, Iн войдите в режим меню "Тек. значения". На экран ПК выводятся значения напряжения нагрузки, суммарного тока нагрузки и тока аккумуляторной батареи Ia (рисунок 3.13).

Найдите КПД, учитывая, что P ₀ = U _Н ∙ I _Н; P _вх = U _вх ∙ I _вх ∙ Cos φ;

Для удобства работы составьте и заполните таблицу 3.3, в которой хх–холостой ход (I _Н =0), а цифры 1…5 различные, нарастающие токи нагрузки. Ток нагрузки I_Н изменяйте посредством последовательного замыкания тумблеров нагрузки 1, 2 и т.д. (сохраняя включенное положение предыдущих тумблеров).

 

Таблица 3.3 – Снятие внешней характеристики

Характе-ристика

Параметры

Uвх = 230 В

Uвх = 200 В

Uвх = 170 В

хх

хх

хх

U Н, В

х

х

х

х

х

х

х

х

х

х

х

х

х

х

х

х

х

I Н, А

х

х

х

х

х

х

х

х

х

х

х

х

х

х

х

х

х

I вх, А

х

х

х

х

х

х

х

х

х

х

х

х

х

х

х

х

х

Cos φ

х

х

х

х

х

х

х

х

х

х

х

х

х

х

х

х

х

P 0, Вт

р

а

сч

ё

т

р

а

с

ч

ё

т

р

а

с

ч

ё

т

P вх, Вт

р

а

сч

ё

т

р

а

с

ч

ё

т

р

а

с

ч

ё

т

η

р

а

сч

ё

т

р

а

с

ч

ё

т

р

а

с

ч

ё

т

Постройте графики.

3.4.3 Снятие зависимости I_вх = f (U_вх) и кпд при постоянной нагрузке (АБ отключена). Для этого установите ток нагрузки I _Н ≈ 10 A (тумблеры нагрузки 1,2,3 в блоке нагрузки в положение вкл.), запишите U_Н, I_Н, Cos и представьте результаты в следующем виде:

 

Таблица 3.4 – Снятие зависимости I_ВХ = f (U_ВХ)

U вх, В
I вх, А	х	х	х	х	х
Р вх, Вт	Ра	с	ч	ё	т
η	Ра	с	ч	ё	т

 

Постройте графики.

 

3.4.4 Проверка состояния аккумуляторной батареи. Включите автоматический выключатель QF6 "АККУМ.". Установите дату и текущее время, для этого войдите в режим корректировки даты и времени ("Чтение времени" на ПК).

Откорректируйте значения времени и даты и нажмите кнопку "Запись времени" (рисунок 3.11). Для установки даты и времени с панели БЦО войдите в меню пользователя (при пользовании меню БЦО кнопки необходимо удерживать в течении 2…3 сек) и установите необходимые значения даты и времени, кроме секунд. По окончании корректировки нажмите кнопку Ввод «». Экран дисплея примет дежурный вид. Убедитесь в правильности введенных значений, нажав кнопку «5». При необходимости повторите данную операцию.

Включите режим тестирования АБ путем выбора пункта "Вкл. теста" из меню с панели БЦО. Для этого войдите в меню пользователя одновременным нажатием кнопок «3» и «4» и удерживая их в течение 2…3 сек. Выберите данный пункт с помощью кнопок «3» или «4»), нажмите кнопку Ввод «». Убедитесь в старте режима тестирования (загорание светодиода "ТЕСТ АККУМ." на передней панели БЦО). Окончание процесса проверки АБ наступает после гашения светодиода "ТЕСТ АККУМ.".

Если ёмкость аккумуляторной батареи ниже нормы, загорается желтый светодиод "ВНИМАНИЕ". При длительности тестирования более 5 минут или необходимости досрочно прекратить процедуру оценки емкости батареи следует выбрать в подменю пункт "Откл. теста" и нажать кнопку Ввод «».

Для считывания информации с источника в режиме тестирования батареи нажмите на ПК символическую кнопку "График". На экране появится график изменения напряжения, тока нагрузки в зависимости от времени (минуты) и израсходованная емкость АБ (рисунок 3.14). Перепишите данные и график в отчёт.

3.4.5 Просмотр журнала. Войдите в режим просмотра журнала путем выбора на ПК пункта меню “Журнал”. Выпишите две последние записи с экрана ПК и с цифрового дисплея БЦО. Выход из режима "Журнал" производится путем нажатия кнопки Ввод.

3.4.6 Проверка реле сигнализации. АБ подключена. Установите ток нагрузки около 2А (тумблер нагрузки 1 в положение вкл). Запишите токи нагрузки и АБ. Установите с помощью ЛАТРа на передней панели блока регулировки сети напряжение U_вх = 130 В и убедитесь в загорании красного светодиода на панели БЦО. Зафиксируйте пороговое напряжение включения источника при плавном увеличении напряжения на входе ИБП. Запишите данные в отчет.

3.4.7 Выключение установки. Выключение установки проводится в следующей последовательности:

- выключите ПК;

- отключите нагрузку (тумблеры QF2…QF5 на БЦО переведите в нижнее положение);

- отключите АБ (тумблер “АККУМ.” – QF6 переведите в нижнее положение);

- отключите сеть (тумблер "СЕТЬ–220 В" – QF1 переведите в нижнее положение);

- выключите щиток ИБП5.

 

3.4.8 Результаты работы. Подготовьте отчет о лабораторной работе.

3.5 Контрольные вопросы

 

1 Начертите структурную схему ИБП5 и объясните назначение её узлов.

2 Поясните назначение помехоподавляющих фильтров в схеме ИБП5, нарисуйте принципиальные схемы фильтров.

3 Расскажите принцип действия транзисторного инвертора напряжения. Укажите цепи протекания токов.

4 Поясните назначение основных узлов по функциональной схеме контроллера UC3846N.

5 Объясните функции защиты в схеме управления инвертором напряжения.

6 Нарисуйте схему лабораторной установки и поясните назначение её узлов.

7 Перечислите особенности технической эксплуатации закрытых и герметичных АБ и как они реализуются в источнике ИБП5.

 

Лабораторная работа № 4