System rezerwowego zasilania komina

System rezerwowego zasilania komina
Wstęp
Oświetlenie rezerwowe komina jest przykładem jak prosto można realizować różnego
rodzaju alerty i zabezpieczenia.
W omawianym przykładzie kontrolowane jest oświetlenie wysokiego komina, które ze
względów bezpieczeństwa, powinno być ciągle załączone. W podobny sposób można
zabezpieczać oświetlenia innych obiektów, np. pasów startowych na lotniskach,
wieżowców itp.
Założenia
Urządzenie ma kontrolować oświetlenie obiektu w możliwie jak najprostszy sposób. W
przypadku wykrycia wadliwych żarówek system ma załączyć żarówki rezerwowe. Za
pomocą wejść możliwa jest konfiguracja po ilu przepalonych żarówkach ma załączyć się
oświetlenie rezerwowe. Dodatkowo, załączenie oświetlenia rezerwowego sygnalizowane
jest miganiem jednej żarówki rezerwowej.
Idea działania
Wiadomo, że każda załączona żarówka pobiera prąd. Jeśli jest przepalona lub
uszkodzona, to nie pobiera wcale prądu lub pobór prądu jest o wiele mniejszy. Jeśli
będziemy mieć do dyspozycji urządzenie, które potrafi detekować takie „ubytki prądu”, to
możemy zbudować założony system monitorujący.
I=I1+I2+..In
I1
I2
In
....
Prąd "Ii" przepływający
przez pojedynczą żarówkę
100W
Ii=I/n
n - ilość żarówek
I - sumaryczna wartość prądu
pobieranego przez wszystkie żarówki
Na rysunku powyżej przedstawiona jest idea pomiaru.
Jeśli mamy do dyspozycji żarówki 100W, to wartość prądu pobieranego przez
pojedynczą żarówkę wynosi ok. 0,43A. Dla 8 żarówek sumaryczny prąd wynosi ok.
3,44A.
Tabela poniżej przedstawia odpowiednie wartości prądu dla kolejno włączonych 1, 2,
3..8 żarówek.
Liczba żarówek
1
2
3
4
5
6
7
8
Sumaryczny prąd [A]
0,43
0,86
1,29
1,72
2,15
2,58
3,01
3,44
Jeśli będziemy mieli do dyspozycji urządzenie, które przetworzy nam pobierany prąd na
napięcie – najlepiej typowe 0 do 10V, będziemy mogli zbudować nasz system w oparciu o
NEED’a. Takim urządzeniem jest przekładnik prądowo-napięciowy, które przetwarza nam
prąd AC na odpowiednie napięcie DC w granicach od 0 do 10V.
Dla przekładnika 10A mamy prostą relację, w której prąd w amperach dopowiada
bezpośrednio napięciu po przetworzeniu w voltach.
Sprzęt
Do realizacji rozpatrywanego zadania należy użyć:
1. Przekaźnik programowalny NEED MAX 24VDC.
2. Dowolny zasilacz 24V DC.
3. Przekładnik prądowo-napięciowy z przetwornikiem pomiarowym, wejście do max
10A, wyjście 0-10V.
4. Zestaw PI8, listwa 8 przekaźników RM83.
5. Szafa sterownicza wraz okablowaniem i bezpiecznikiem oraz wyłącznikiem
głównym.
Idea programu
Przyjęto, że:
1. Przełącznikami podłączonymi do I11, I12, I13 ustala się konfigurację reakcji systemu
na ilość wadliwych żarówek. I tak ustalono, następujące progi załączenia systemu
awaryjnego oświetlenia:
- dla 2 wadliwych żarówek (załączone I11),
- dla 4 wadliwych żarówek (załączone I12),
- dla 6 wadliwych żarówek (załączone I13).
2. System nie rozróżnia, która żarówka jest wadliwa – tylko od razu załącza rezerwę 8
żarówek, w zależności od ustawionego, przełącznikami I11, I12, I13 progu zadziałania.
3. Załączenie rezerwy odbywa się według poniższych reguł:
- dla 2 wadliwych żarówek:
Jeśli napięcie na wejściu analogowym I14 będzie niższe od 2,5V, to następuje załączenie
rezerwy.
- dla 4 wadliwych żarówek:
Jeśli napięcie na wejściu analogowym I14 będzie niższe od 1,7V, to następuje załączenie
rezerwy.
- dla 6 wadliwych żarówek:
Jeśli napięcie na wejściu analogowym I14 będzie niższe od 0,8V, to następuje załączenie
rezerwy.
4. Załączenie rezerwy sygnalizowane jest miganiem żarówki podpiętej do wyjścia Q8 z
częstotliwością 1Hz.
5. Schemat połączeń.
Na rysunku poniżej przedstawiono ideowy schemat połączeń.
I11
I12
I13
0V
+24V 0V 0V I1 I2
I3 I4
I5 I6
I14
I9 I10 I11 I12 I13
I7 I8
I16
I15
24V
Zasilanie 24V DC
I1
I2
I4
I3
I5
I6
I7
I8
I9
I10
I11 I12
I13
I14 I15
I16
I17
I18
MODE
RUN/STOP
230V AC INPUT 16xAC
Liczba żarówek
1
2
3
4
5
6
7
8
L
Sumaryczny prąd [A]
0,43
0,86
1,29
1,72
2,15
2,58
3,01
3,44
I12 - załączony załączenie systemu dla
4 wadliwych żarówek
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
Q7
I13 - załączony załączenie systemu dla
6 wadliwych żarówek
Q8
OUTPUT 8xRELAY/10A
Q1
Q2
2
1
Przekałdnik
prądowo-napięciowy
AC
I11 - załączony załączenie systemu dla
2 wadliwych żarówek
Q3
3
Q4
4
Q5
5
Q6
6
Q7
7
Q8
8
PI8
DC
Moc jednej
żarówki 100W
N
Żarówki sygnalizacyjne
podstawowe
Żarówki sygnalizacyjne
rezerwowe
1
1' 2
2'
3
3' 4
4'
5
5' 6
6' 7
7' 8
8'