Содержание к диссертации
Введение
Глава I Анализ систем и комплексов электротехнических средств управления электропотреблением коммунально-бытовых потребителей 9
1.1. Анализ современных систем управления электропотреблением 9
1.2. Технические средства управления электропотреблением коммунально-бытовых потребителей - 18
1.3. Технические средства управления электропотреблением в жилищном секторе - 24
1.4. Постановка задачи исследований 31
Глава II Разработка системы управления электропотреблением и ее техническая реализация для коммунально-бытовых потребителей в городе с населением до 1млн. человек - 34
2.1. Разработка иерархической модели системы управления электро потреблением коммунально-бытовых потребителей для города с на селением до 1млн. человек - 34
2.2. Разработка устройств управления нагрузкой коммунально- 42
бытовых потребителей на первом уровне иерархии АСУЭ
2.2.1. Разработка прибора для измерения токов утечки в действующих электроустановках - 43
2.2.2. Экспериментальные исследования токов утечки в действующих электроустановках'потребителей - 47
2.2.3. Разработка устройства для измерения уставки срабатывания УЗО 56
2.2.4. Разработка устройства для управления нагрузкой коммунально-бытовых потребителей - 58
2.3. Разработка автоматизированной системы управления сбытом электроэнергии АСУЭБП 61
2.4. Алгоритм и программное обеспечение АСУЭБП 68
2.5. Выводы по главе 77
Глава III Разработка технических средств управления электропотреблениєм мини предприятий по обслуживанию населения - 79
3.1. Постановка задачи и формулирование требований к СУЭПО 79
3.2. Разработка технических средств СУЭПО 82
3.3. Математический аппарат и конструкция контроллера ЭКПЭ4 88
3.4. Конструкция и алгоритм работы технического терминала вводавывода информации - 104
3.5. Электронный ключ (кредитная карточка) 114
- Анализ современных систем управления электропотреблением
- Технические средства управления электропотреблением коммунально-бытовых потребителей
- Разработка иерархической модели системы управления электро потреблением коммунально-бытовых потребителей для города с на селением до 1млн. человек
- Постановка задачи и формулирование требований к СУЭПО
Введение к работе
ВВЕДЕНИЕ
В связи с переходом к рыночной экономике, возникла необходимость повысить эффективность управления электропотреблением, так как это отвечает экономическим интересам поставщиков и потребителей электроэнергии. Одним из направлений решения этой задачи является организация точного контроля и учета электроэнергии. Именно это направление должно обеспечить значительную часть общего энергосбережения.
Увеличение в общем объеме электропотребления доли населения и коммунально-бытовых потребителей приводит к росту доли бытовых потребителей (как в натуральном, так и в стоимостном выражении) в общем объеме потребляемой электроэнергии. Этот рост неизбежно создает трудности со своевременным сбором платежей для энергоснабжающих организаций и потребует отмены существующей формы взаиморасчетов между ними -самообслуживания и резкого увеличения числа контролеров. Проблема своевременности расчетов за электроэнергию связана с процессом производства электрической энергии, т.к. для ее производства энергоснабжающие организации вынуждены предварительно вкладывать средства в покупку топлива. Снижение собираемости денег за отпущенную электроэнергию серьезно отразилось на возможностях закупки топлива энергосистемами.
Перечисленные трудности привели к необходимости внедрения дифференцированных по времени и уровню электропотребления тарифов на электрическую энергию и внедрению различных систем управления электропотреблением.
Одним из самых важных компонентов рынка электроэнергии является его техническое обеспечение, которое представляет собой совокупность систем, приборов, устройств, каналов связи, алгоритмов и т.п. для управления параметрами электропотребления. Базой формирования и развития технического обеспечения являются автоматизированные системы управления потреблением электроэнергии.
В то же время, существующие способы управления и регулирования решены в большинстве случаев на тех уровнях, которые позволяла существовавшая ранее электронная техника и в соответствии с существовавшими требованиями.
Бурное развитие микроэлектроники позволяют поставить вопрос о создании для энергетики нового поколения аппаратуры управления, регулирования, контроля на основе широкого применения микропроцессоров. Микропроцессорные средства сравнительно дешевы, компактны, обладают достаточным объемом памяти и отличаются высоким быстродействием.
5 Введение
Сочетание указанных достоинств позволяет применять микропроцессорные средства в различных системах, требующих сбора, передачи, обработки и отображения информации, поднять уровень таких показателей, как надежность и простота обслуживания системы, полнота и сложность выполняемых ими функций.
Кроме того, необходимость создания автоматизированных систем управления электропотреблением также связана с реорганизацией системы оплаты за электроэнергию, потребленную коммунально-бытовыми потребителями. С вводом системы выписывания счетов, возникает необходимость систематического списывания данных по потреблению электроэнергии контроллерами, что сложно осуществить из-за ограниченного доступа к счетчикам. Кроме того, это приводит к увеличению штата сотрудников энергосбытовой компании.
С помощью современной техники и новых технологий можно существенно расширить круг задач решаемых в области управления электропотреблением. К числу которых относятся:
возможность автоматической передачи большого объема
информации с последующей ее обработкой; - создание мощных средств обработки информации;
решение широкого круга задач планирования, учета и анализа
электропотребления;
оперативное управление электропотреблением с использованием
методов прогнозирования и вероятностных моделей. Из этого круга задач, требующего своего решения в диссертации, выбраны те задачи, которые в настоящее время наибольшую практическую значимость.
Цель работы. Целью диссертационной работы является разработка системы управления электропотреблением коммунально-бытовых потребителей, разработка нового современного комплекса технических средств управления электропотреблением, позволяющих повысить эффективность и безопасность использования электроэнергии потребителями. В диссертационной работе решаются следующие задачи:
Разработка системы управления электропотреблением коммунально-бытовых потребителей.
Разработка и реализация автоматизированных систем управления сбытом электроэнергии соответствующих современным требованиям.
Разработка технических средств управления электропотреблением мини предприятий по обслуживанию населения.
Объекты и методы исследований.
Объектами исследований являются системы и комплексы электротехнических средств управления электропотреблением коммунально-
6 Введение
бытовых потребителей и мини предприятий по обслуживанию населения. При решении поставленных в диссертации задач использованы методы математического моделирования электрических сетей, математической статистики, ряд положений теоретической электротехники и основ электроснабжения.
Научная новизна.
Предложена иерархическая модель системы управления электропотреблением коммунально-бытовых потребителей в городе с населением до 1 млн. человек.
Разработано устройство для измерения токов утечки, техническая новизна которого подтверждена патентом на полезную модель.
3. Разработано устройство для управления нагрузкой коммунально-
бытовых потребителей, техническая новизна которого подтверждена
патентом на полезную модель.
4. Разработаны математические модели средств управления
электропотреблением коммунально-бытовых потребителей.
Практическое значение работы.
Разработана и реализована на. практике автоматизированная система управления сбытом электроэнергии для многоквартирных домов АСУЭБП с использованием разработанного устройства для управления нагрузкой потребителей электроэнергии..
Разработана и внедрена опытно-промышленная партия системы управления электропотреблением с предварительной оплатой (СУЭПО). Опыт эксплуатации показал высокую надежность и эффективность системы, а также позволил упорядочить взаиморасчеты за потребленную электроэнергию.
Разработано устройство для управления нагрузкой коммунально-бытовых потребителей электроэнергии, которое позволяет удешевить устройства управления и увеличить надежность их работы.
Создан прибор для исследования токов утечки через изоляцию. Данный прибор позволяет производить измерения токов утечки отдельных электроприемников, а также группы различных электроприемников и электрической сети.
Разработан прибор для' исследования токов срабатывания У30. Данный прибор позволяет определять фактические токи срабатывания УЗО. Прибор предлагается использовать при пуско-наладочных работах для определения фактических уставок УЗО.
Проведены экспериментальные исследования токов утечки, которые показали, что существующие рекомендации по определению токов утечки квартирных сетей не совершенны и требуют дифференциации по виду исполнения проводки.
7 Введение
Новизна и промышленная применимость технических решений подтверждена двумя патентами РФ и тремя актами внедрения.
Реализация результатов исследований.
Результаты диссертационной работы внедрены в АО «Кировэнерго», что позволило t значительно улучшить управление, электропотреблением коммунально-бытовых, уменьшить потери за счет снижения погрешности учета электропотребления и хищения электроэнергии, а также увеличить сбор денежных средств за использованную потребителями электроэнергию в г. Кирове и ряде городов Кировской области. Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе кафедры «Электроснабжение» ВятГУ и внедряются ПКФ «Энергонорма».
Положения, выносимые на защиту.
Иерархическая модель системы управления электропотреблением коммунально-бытовых потребителей в городе с населением до 1млн. человек.
Автоматизированная система управления сбытом электроэнергии в многоквартирных домах АСУЭБП.
Устройство для управления нагрузкой коммунально-бытовых потребителей электроэнергии.
Технические средства управления электропотреблением мини предприятий бытового обслуживания населения.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались, обсуждались и получили одобрение на международной научно-технической конференции «Электрооборудование, электроснабжение, электросбережение» (Ижевск, 2004); на международной научно-практической интернет-конференции «Электрооборудование и электрохозяйство: процессы и системы управления ЭЭПС-2005» (Казань, 2005); на кафедре электроснабжения ВятГУ.
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 9 печатных работах, в т.ч. 2 патентах на полезную модель.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы из 116 наименований и 5 приложений. Общий объем 130 страниц машинописного текста (включая список литературы), рисунки 43, таблицы 7. Общий объем приложений 10 страниц машинописного текста.
В первой главе дан анализ систем и комплексов электротехнических устройств управления электропотреблением коммунально-бытовых потребителей города с населением до 1 млн. человек.
Во второй главе произведена разработка системы управления электропотреблением и ее техническая реализация для коммунально-бытовых потребителей.
g Введение
С этой целью в данной главе решены следующие задачи:
предложена иерархическая модель системы управления электропотреблением коммунально-бытовых потребителей в городе с населением до 1 млн. человек;
разработано.устройство для управления нагрузкой коммунально-бытовых потребителей электроэнергии;
разработана автоматизированная система управления сбытом электроэнергии для многоквартирных домов АСУЭБП.
В третьей главе произведена разработка системы управления электропотреблением с предварительной оплатой (СУЭПО) для бытовых потребителей. В результате, которых решены вопросы автоматизации управления электропотреблением малыми производственными предприятиями и предприятиями бытового обслуживания населения с использованием систем предварительной оплаты за электроэнергию.
В заключении сформулированы основные результаты работы, содержащие научную новизну и имеющие практическую ценность.
В приложениях представлены результаты исследований и расчетов, материалы о внедрении.
Анализ современных систем управления электропотреблением
Задача управления и контроля объекта электропотребления (ОЭ), представляющего собой рассредоточенные потребители электроэнергии, состоит в осуществлении организационно-технических мероприятий (управляющих воздействий), обеспечивающих регламентированные показатели электропотребления - суммарную мощность потребителей, суммарную потребленную электроэнергию /14/ и др.
Управление электропотреблением осуществляется как на энергоснаб-жающих организациях, так и на предприятиях, объединениях, являющихся потребителями электроэнергии.
В энергоснабжающих организациях управление осуществляется с целью поддержания оптимального плана генерации электроэнергии с точки зрения обеспечения минимума расхода энергоресурсов, недопущения перегрузки генерирующих мощностей и ухудшения качества электроэнергии, особенно в периоды прохождения максимумов нагрузки.
На предприятиях, объединениях, являющихся потребителями энергии, основными показателями электропотребления, определяющими характер управления, являются /1,4, 6, 14/: - предельное количество активной электроэнергии, потребленной за расчетный период для данного предприятия; - предельное значение средней активной мощности предприятия за получасовой интервал времени, регламентированный в часы максимальной нагрузки (часы максимумов) и др. - предельное количество реактивной электроэнергии, потребленной за расчетный период для данного предприятия; - предельное значение средней реактивной мощности предприятия за получасовой интервал времени, регламентированный в часы максимальной нагрузки (часы максимумов) и др.
Эти показатели определяются для каждого предприятия, объединения.
В энергосистемах задача управления состоит в поддержании режима электропотребления в соответствии с графиком нагрузки за сутки, утвержденным вышестоящей сетевой организацией. Управление электропотреблением в энергосистеме осуществляется не только отключением потребителей, но и изменением генерации.
Таким образом, управление энергопотреблением как на предприятии, так и в энергосистеме должно быть направлено на соблюдение заданных значений максимума мощности нагрузки (активной, реактивной), лимитов потребления
У энергии (активной и реактивной) за определенные периоды (сутки, месяц, квартал), а также минимизацию денежных затрат путем учета дифференциации тарифа. Процесс управления при этом можно разбить на следующие этапы /1, 4,5,6,7,14,19,20/: - на основе анализа предыстории изменения процесса энергопотребления осуществляется построение прогнозной модели; - осуществление прогноза электропотребления на соответствующий интервал времени; - на основе прогнозных значений определяются значения, на которое необходимо уменьшить в данный момент мощность потребителей для соблюдения лимита или требуемого режима; - осуществление выбора отключаемого потребителя-регулятора из списка для данного объекта; - осуществление коррекции режима электропотребления и выдача либо управляющего воздействия, либо рекомендации диспетчеру.
В качестве общих принципов управления и контроля ОЭ можно выделить следующие: - целью управления является обеспечение регламентированных показателей контролируемых параметров; - управление, контроль осуществляют с использованием прогнозной модели контролируемого процесса; - результатом управления является осуществление организационно-технических мероприятий, направленных на обеспечение требуемых значений контролируемых параметров.
Одним из важнейших направлений совершенствования управления электропотреблением является создание автоматизированной системы 4 управления электропотреблением (АСУЭ).
Рассмотрим общие принципы классификации структур существующих АСУЭ. По степени интеграции и общим масштабам, а также общности используемых комплексов технических и программных средств АСУЭ условно можно разделить на два типа /6, 14, 19, 20, 22, 23, 24/: - АСУЭ предприятий (АСУЭП); - АСУЭ энергосистем и объединений энергосистем (АСУЭЭ).
Управление режимами электропотребления промышленного предпри ятия при лимитных ограничениях- со стороны энергосистемы сводится к при нятию решения об отключении потребителей электроэнергии согласно разра ботанному графику ограничения потребления электрической энергии при не достатке энергоресурсов или изменении технологического графика и других мероприятий по снижению заявленного максимума.
Система автоматического управления электропотреблением, которая может являться одной из подсистем АСУ ТП «Электроснабжения» или технологических АСУ ТП промышленных предприятий, позволяет не только управлять электропотреблением по заводу в целом, но и перераспределять оставшиеся энергоре-. сурсы между цехами и технологическими установками в зависимости от фазы Глава технологического процесса и структурных связей цехов в общей схеме технологического процесса завода.
В качестве примера на рис. 1.1 рассмотрена функциональная схема АСУ электроснабжением Оренбургского ГПЗ, которая приведена в /20/. Данная схема реализована на базе территориально рассредоточенного специального управляющего вычислительного комплекса (УВК) и предназначена для: - сбора и первичной обработки информации; - решения комплекса задач оптимального управления, оперативного учета и контроля электропотребления; - выдачи оперативному персоналу результатов решения задачи оптимального управления в виде документа на экран дисплейного модуля; - выдачи результатов решения задачи управления непосредственно на регуляторы источников реактивной мощности в виде аналоговой и дискретной информации; - подготовки и хранения программ нормативно-справочной информации.
Технические средства управления электропотреблением коммунально-бытовых потребителей
С принятием в апреле 1996 года федерального закона « Об энергосбережении» вопросы эффективного использования энергетических ресурсов приобрели статус государственной политики. В частности, в соответствии с настоящим законом, объектом государственного регулирования стало обеспечение точности, достоверности и единства измерения в части учета отпускаемых и потребляемых энергетических ресурсов.
Этим же законом предписано с 2000 года обеспечить обязательный учет всего объема производимых, транспортируемых и потребляемых ресурсов.
В настоящее время в России внедряются системы только для решения проблемы взаиморасчетов между коммунально-бытовыми потребителями электроэнергии и энергоснабжающими организациями, а другие вопросы известными системами не решаются. При этом работы ведутся в двух направлениях:
1.Создание систем управления электропотреблением с предварительной оплатой, которые предназначены для упорядочивания расчетов с потребителями за отпущенную электроэнергию путем подключения потребителя к электрической сети после предварительной оплаты им лимита электроэнергии и автоматического отключения его от сети при исчерпании оплаченного лимита.
2. Создание автоматизированных систем управления электропотреблением в многоквартирных жилых домах. В таких системах с помощью электросчетчиков с телеметрическим выходом и контроллеров, установленных в этажных электрощитах, информация об электропотреблении собирается по каналам связи (радиоканал, телефонная линия, по силовым проводам) передается в отдел АСУ Энергосбыта.
Системы управления электропотреблением с предварительной оплатой.
В условиях роста неплатежей за потребленную электроэнергию системы предварительной оплаты за электроэнергию стали наиболее удачным решением взаиморасчетов между мелкомоторными потребителями и энергоснабжаю Глава щей организацией /73, 74, 75, 85, 87/.
В состав системы предоплаты за электроэнергию входят: - счетчики электроэнергии; - носители информации: электронные или магнитные карточки; - станции программирования электронных или магнитных карт; - программное обеспечение.
При внесении потребителем платы за электроэнергию в пункте приема платежей, на электронную карточку записывается информация о внесенной сумме и о тарифах, действующих на момент оплаты. Потребитель с помощью карточки переносит эту информацию в счетчик, который подключает электроустановку потребителя к электросети или подтверждает имеющееся подключение. При этом на протяжении всего времени потребления оплаченной энергии тарифы не изменяются. Счетчик учитывает потребляемую электроэнергию, рассчитывает ее стоимость с учетом действующих тарифов и времени суток, вычитает расчетную сумму из суммы предоплаты.
Когда расчетная сумма приближается к сумме предоплаты, счетчик звуковым сигналом предупреждает потребителя о необходимости внесения очередного платежа, но продолжает отпуск электроэнергии. После того, как будет
" , полностью исчерпана сумма предоплаты, счетчик автоматически отключает потребителя от электросети. Предусматривается возможность предоставления потребителю кредита после того, как будет полностью исчерпана сумма предоплаты и произойдет отключение электроэнергии. Сумма кредита записывается на ту же карточку, на которой записана сумма предоплаты, для подключения электроэнергии в режиме кредита необходимо произвести манипуляцию карточкой.
Счетчики с предоплатой появились за рубежом более 40 лет назад. В на # чале это были монетарные однотарифные индукционные счетчики с монетос-борниками, но по мере развития техники и усложнения применяемых тарифов они стали вытесняться более совершенными многотарифными электронными счетчиками с предварительной оплатой энергии при помощи разовых магнитных карточек или индивидуальных электронных ключей многоразового использования. В настоящее время в США установлено 180000 счетчиков с предоплатой, а в Англии - 2900000, что составляет примерно 13 % всех установленных счетчиков. Примеры таких счетчиков с предварительной оплатой приведены в различным рекламных проспектах их изготовителей, а также описаны « в патентах на их изобретение /65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 75/. Далее рассматриваются лишь некоторые, которые являются типичными из этого класса счетчиков.
1.Рассмотрим счетчик с предварительной оплатой, описанный в /68/. Настоящее изобретение представляет собой систему предварительной оплаты за использование воды, электроэнергии, газа при помощи магнитной карточки. Система состоит из следующих основных элементов (рис. 1.6): 1- компьютер (IBM PC), программное обеспечение которого управляет записывающим устройством и сохраняет на карточке все необходимые данные; 2- устройство записи (Mag-Тек МТ-80); 3- магнитная карточка, в качестве которых используются стандартные ANSI магнитные кредитные карточки; 4- устройство считывания с блоком управления и дисплеем; 5- потребительский ящик, с помощью которого осуществляется подключение счетчика; 6- шестидюймовая приставка, которая содержит выключатель, срабатывающий при резком повышении напряжения или понижении его До нуля и отключающий потребителя от источника питания. 7- счетчик, используются обычные счетчики компании WEC с некоторыми доработками.
Основные компоненты системы предварительной оплаты за электроэнергию, использующей стандартные ANSI магнитные кредитные карточки
Данная система разработана на основе микропроцессорного управления, считывающая или записывающая информацию об оплате в зависимости от режима, в котором работает устройство. В этой системе электрический индукционный счетчик объединен со счетчиком бытового потребления (газа, воды). В центре Энергонадзора находится компьютер, который выполняет все расчеты и записывает кодированную информацию на магнитные кредитные карточки. На которые записываются сведения о сумме предоплаты, тарифе на электроэнер « гию, газ, воду, а также пароль, который представляет собой: номер расчетного счета потребителя, идентификационный номер и порядковый номер сделки. Магнитная карточка отдается потребителю. Чтобы считать с нее информацию необходимо вставить карточку в паз устройства считывания с блоком управления и дисплеем, которые могут быть расположены в любом месте помещения потребителя. Данная карточка подходит только к одному считывающему устройству и используется только один раз. Через верхний паз с магнитной карточки считывается информация, которая сохраняется в памяти системы. Устройство считывания и дисплей подключены к микропроцессорной системе
управления, которая предназначена для контроля количества электроэнергии, поступающей потребителю через потребительский ящик.
Рассмотрим следующее изобретение, которое представляет собой систему для измерения потребленной электроэнергии /65/.
Разработка иерархической модели системы управления электро потреблением коммунально-бытовых потребителей для города с на селением до 1млн. человек
В качестве объектов управления в работе рассматриваются объекты электропотребления коммунально-бытовых потребителей. Целью управления и контроля объектов электропотребления является обеспечение экономичности, надежности и безопасности его работы.
Основными особенностями коммунально-бытовых потребителей электроэнергии являются; - большая рассредоточенность объектов электропотребления; - относительно малая установленная мощность потребителей; - многочисленность объектов электропотребления; - использование самообслуживания (самосписания показаний) счетчиков электроэнергии; - большое количество потребителей-неплательщиков и т.п.
В этих условиях становится целесообразным применение системного подхода к анализу и моделированию потребления электроэнергии и других энергоресурсов. Применение, которого стимулируется потребностями практики, требующего анализа СЭС во всей полноте и в неразрывной связи с другими системами и факторами (ЭЭС, климатические, экономические и другие факторы). Роль системного подхода возрастает в настоящий период, когда происходит переход к рыночным экономическим отношениям.
Во многих задачах теории и практики электроснабжения, решаемых на разных уровнях системы электроснабжения при реализации основной процедуры системного анализа - построения обобщенной модели, отображающей взаимосвязи реального объекта и позволяющей воспроизвести с заданной точностью данные эксперимента, применяются математические модели с различной степенью агрегирования исходных параметров.
Применительно к разрабатываемой системе управления можно выделить следующие основные задачи, решаемые системой управления: сбор, первичная обработка, передача оперативной информации, непосредственный контроль, прогнозирование и управление ОЭ, а также вспомогательные информационные задачи. К этим задачам следует отнести: составление и хранение документов по статистической отчетности; отображение текущей информации о состоянии объектов в виде таблиц, мнемосхем; передачу информации через сеть в различные подразделения организации и др.
Для того, чтобы управление было эффективным система управления (СУ) должна удовлетворять следующим известным условиям /14, 19, 21, 22/:
1. СУ должна быть упорядоченной, с четким разграничением управляющей и управляемой подсистем, чтобы управляемая подсистема обладала способностью переходить в требуемые состояния под воздействием управляющей подсистемы.
2. Процесс управления должен подчиняться четко сформулированным целям управления.
3. СУ должна располагать материальными и трудовыми ресурсами, которые достаточны для реализации принимаемых решений.
4. Управляющая часть СУ должна обеспечивать достаточно точную и быструю переработку поступающей информации.
5. СУ наряду с конечными целями работы должна на основе принципа обратной связи учитывать текущее состояние и изменения воздействия внешней среды.
6. СУ должна иметь критерий (систему критериев) эффективности, оценивающий степень достижения цели (целей).
На основе этих принципов можно сформулировать конкретные практические положения применительно к задачам оптимального управления искусственными системами, применяемыми и для разрабатываемой СУ:
1 . Система, изучаемая с позиций теории управления, должна рассматриваться во всем ее единстве, с учетом общих для нее свойств, а не как простая совокупность входящих в нее элементов. Система должна рассматриваться в ее диалектическом развитии.
2. Все системы данного типа рассматриваются как образующие некоторую иерархию: каждая система представляется, с одной стороны, как подсистема внутри другой более общей системы (находящейся на более высокой ступени иерархии), а с другой — как состоящая из элементов — подсистем, расположенных на более низкой ступени иерархии.
3. Основой управления являются определенные цели.
4. Управление должно учитывать все определяющие (и только определяющие) свойства управляемой системы и окружающей ее среды. Не следует учитывать второстепенные свойства и обстоятельства, так как это снижает качество управления, усложняет и удорожает систему управления.
5. Система управления должна быть организована как адаптивная, т. е. приспосабливающаяся к изменяющейся обстановке, новой информации об управляемой подсистеме и окружающей ее среде, а также происходящих изменениях в самой управляющей подсистеме. Адаптация — следствие неполной информации о системе управления в каждый данный момент времени.
Одним из важнейших направлений совершенствования управления электропотреблением является создание автоматизированной системы Глава управления электропотреблением (АСУЭ). Так как АСУЭ в наибольшей мере отвечает принципам системного подхода, при котором комплексно решается определенный круг взаимосвязанных задач, направленных на повышение эффективности использования электроэнергии различными ОЭ.
АСУЭ складывается из различных элементов, каждый из которых выполняет определенную роль в решении задач управления. При разработке АСУЭ предлагается выделить следующие элементы: контингент ИТР определенной специализации и квалификации; функции; информация; технические средства.
Постановка задачи и формулирование требований к СУЭПО
Последовательность выполнения каждой команды можно представить следующими действиями: 1) МК выдает адрес следующей команды на шину адреса; 2) содержимое ячейки по указанному адресу появляется на шине данных; 3) МК считывает команду и исполняет ее.
Сигналы, требующиеся для реализации указанных действий, передаются по шине управления.
В кассовом аппарате используется динамическая семисегментная индикация. Динамическая индикация основана на том, что любой световой индикатор является инерционным прибором, а человеческому глазу отображаемая на дисплее информация, если ее обновлять с частотой примерно 20 раз в секунду, представляется неизменной.
При динамической индикации байт индикации поступает одновременно на входы всех семисегментных индикаторов (ССИ), образующих линейный дисплей, а выбор знакоместа осуществляется байтом выборки, представляющим собой код «бегущий нуль».
Вывод на индикацию информации происходит следующим образом. Порт В микроконтроллера используется для подключения знакоместа и опроса кнопок клавиатуры, при этом логическая "1 "циклически проходит по выводам порта В (от Одо 7). Сначала сигнал поступает на RB0 и происходит опрос кнопок "0" и "8", затем сигнал поступает на RB1, и опрашиваются кнопки "1" и "9" и т.д., если кнопка нажата, то на соответствующие входы RA4 или RA5 поступает логическая "1" и контроллер определяет нажатую кнопку, подключается соответствующее знакоместо индикатора. Таким образом, RA4 и RA5 используются для опроса клавиатуры. Порт С используется для подключения соответствующих сегментов индикатора. Комбинация, подаваемая на выводы порта С при подключении знакоместа подачей сигнала на один из выводов порта В, определяет зажигание на данном знакоместе сегментов индикатора. приведен алгоритм работы ТТВВИ.
Блоки 1,2 - осуществляется подготовка к работе. В блоках 3,4 - производится выбор режима работы, режим работы с карточкой или работа с внутренней памятью ЭКПЭ4. Блок 5 - производится работа с адресом, для этого нажимается кнопка ввода адреса, при этом на индикаторах высветится: АААААААА. Далее вводится адрес ячейки к которой необходимо обратиться. Адрес вводится в виде байта двоичной информации. Производится нажатие кнопки запись, при этом на индикаторах высветится: Для записи вводится двоичное значение вводимого содержимого ячейки. После этого нажимается клавиша записи. В блоке 6 производится контрольное чтение информации, для этого последовательно нажимаются кнопки сброса и считывания информации (нажимаются кнопки "," и "чт"). Далее производится вывод информации на индикацию - блоки 7-10,12. Если карточка исправна, то на индикацию выводится нулевая информация: 00000000- блок 12, если неисправна, то индикация ошибки ERROR1 - блок 7. Если производится работа с внутренней памятыоЭКПЭ4, то на индикации высвечиваются запятые во всех разрядах кроме предпоследнего разряда - блок 10, если нет ответа, то выполняется блок 7. Блоки 8 и 9 - вывод на индикацию ERROR2 и ERROR3 при наличии ошибок, запись недопустимых данных и не определен режим работы ТТВВИ соответственно. Нажатие кнопки сброса (блок 11) обнуляет информацию на индикаторах (но не в ЭК или внутренней памяти устройства предоплаты), переводит ТТВВИ в режим работы с ОЛЭ. Режим работы с ЭК или внутренней памятью при этом не меняется. При этом на цифровых индикаторах отображаются нулевые показания (блок 12): 0 0 0 0 0 0 0 0. Далее производится выбор режима работы - блок 13-18, выбор которых производится путем нажатия соответствующей кнопки. Блок 13 - работа с оплаченным лимитом, для этого нажимаются кнопки "," и, не отпуская, кнопка "1", на индикаторах высветится (блок 19): L L L L L L L L. С помощью цифровой клавиатуры вводится значение оплаченного количества кВт-ч (блок 20). Ввод цифр отображается на цифровых индикаторах (блок21). Нажимается кнопка записи (блок 22). На индикаторах высветится: 00000000 (блок 23). Ввод завершен. Дальше производится контрольное чтение записанного в карточку значения оплаченного количества кВт-ч. При нажатии кнопки "," и, не отпуская, кнопки "чт" на индикаторах высветится десятичное значение оплаченного количества кВт-ч в виде: - - X X X X X. X , где X - цифра (блоки 6, 10). В блоке 14 - производится запись в карточку значения кВт-ч при котором происходит включение предупредительного сигнала. Для этого необходимо нажать кнопку "," и, не отпуская, кнопку "2" при этом на индикаторах высветится (блок 19): о о о о о о о о. Далее с помощью цифровой клавиатуры вводится значение включения предупредительного сигнала (блок 20). Ввод цифр отображается на цифровых индикаторах (блок 21). Нажимается кнопка записи (блок 22), на индикаторах высветится: 00000000 (блок23). Ввод завершен. Дальше производится контрольное чтение. Для этого вводится начальный адрес считывания 0 0 0 0 0 0 1 1 (блок5). При нажатии кнопки "," и, не отпуская, кнопки "чт" на индикаторах высветится десятичное значение включения предупреждающего сигнала виде: — X X X X X. X. (блоки 6, 10). Блок 15 - работа с кредитом. В этом блоке производится запись значения разрешенного кредита, для этого необходимо нажать кнопку "," и, не отпуская, кнопку "3" на индикаторах высветится: РРРРРРРР (блок 19). С помощью цифровой клавиатуры вводится значение разрешенного кредита (блок 20), ввод цифр отображается на цифровых индикаторах (блок21). Нажимается кнопка записи (блок22), на индикаторах высветится: 00000000 (блок23). Ввод завершен. Дальше производится контрольное чтение. Для этого вводится начальный адрес считывания 0 0 0 0 0 1 10 (блок5). При нажатии кнопки "," и, не отпуская, кнопки "чт" на индикаторах высветится десятичное значение разрешенного кредита в виде: - - X X X X X. X (блоки 6,10). После этого нажимается кнопка "сброс" и вывод на индикацию: 00000000 (блоки 11, 12). Блок 16 - запись индивидуального номера. Запись значения индивидуального номера устройства предварительной оплаты за электроэнергию производится в двоичном коде побайтно.
