Установка программ производства ИПЦ Учебная техника

· Вставьте диск с программами в устройство чтения компакт-дисков. Операционная система предложит варианты действий с этим диском, выберите «Открыть папку для просмотра файлов». Если этого не произошло, выберите Мой компьютер и сделайте двойной щелчок по пиктограмме Вашего CD-ROM’а.

· Запустите файлы инсталляторов программного обеспечения (например для комплекса «электрические машины» файлы D:\Осциллограф\Инсталлятор\setup.exe и D:\Машины\Инсталлятор\setup.exe). Имеется в виду, что CD-ROM в системе обозначен буквой D.

· Выберите Пуск -> Выполнить -> regedit.

· в ветке HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Nls\CodePage измените значения ключей 1250 и 1252 на с_1251.nls - для Windows NT, 2000, XP; cp_1251.nls - для Windows 98, Me

Описание работы с программой «Многоканальный осциллограф»

Программа «Многоканальный осциллограф» является виртуальным аналогом реального прибора и обладает широкими функциональными возможностями. Программа предназначена для регистрации и отображения различных аналоговых сигналов в удобной для пользователя форме. Программа «Многоканальный осциллограф» является универсальной и может использоваться совместно со многими лабораторными комплексами производства
ИПЦ «Учебная техника».

«Осциллограф» имеет четыре одинаковых канала, каждый из которых может быть сопоставлен с любым физическим каналом аналогового ввода платы. Каналы платы должны быть настроены на дифференциальный режим работы.

Каждый из каналов осциллографа может быть включен или выключен, иметь свой собственный коэффициент деления, быть «прямым» или «инверсным», иметь «открытый» или «закрытый» вход (т.е. сохранять или отрезать постоянную составляющую сигнала). Кроме того, сигнал любого канала можно «сгладить» (применяется для наблюдения зашумленных сигналов), отобразить определенным цветом, сдвинуть по вертикали.

Имеется два способа синхронизации картинки на экране осциллографа. Первый из них, «50 Гц» применяется для наблюдения сигналов, частота которых кратна 50 Гц. В этом режиме частоту синхронизации можно менять в небольших пределах, нажимая на кнопки с красными стрелками. Нажатием на правую стрелку можно заставить «бежать» картинку вправо, нажатием на левую – влево.

Второй способ синхронизации – классическая синхронизация по какому-либо каналу. Здесь можно выбрать номер канала, по которому будет производиться синхронизация, а также уровень синхронизирующего напряжения.

По оси времени картинку на экране осциллографа можно растянуть или сжать, задавая тот или иной масштаб по горизонтали, а также сдвинуть вправо или влево соответствующим движком.

Осциллограф может работать также в режиме XY. В этом случае можно задать номера каналов, сопоставленных с осями X и Y, а также цвет отображаемой линии.

В любой момент сканирование аналоговых каналов можно остановить (кнопка ). При этом картинка на экране осциллографа «заморозится». Полученные осциллограммы можно теперь также, как и до «замораживания» масштабировать, менять цвета линий и пр.

Осциллограф можно использовать в режиме запоминания, для чего в окне «Параметры» должна быть поставлена соответствующая галочка. В этом случае программа во время сканирования будет непрерывно сохранять данные в циклический буфер. Его содержимое можно отобразить (кнопка ) после остановки сканирования. Существует возможность изменять порядок отображения запомненных кривых.

Осциллограф может вычислять интегральные значения принимаемых сигналов. Для включения этого режима нужно нажать соответствующую кнопку .

Программа позволяет воздействовать одновременно на два цифровых выхода и регистрировать состояние двух цифровых входов. Для включения этой функции используйте кнопку .

Имеется возможность управлять одновременно двумя устройствами с помощью ПИД-регуляторов (кнопка ). Структурная схема регулятора показана на следующем рисунке.

Здесь:

ПИД – пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор;

К1 – коэффициент объекта (задается программно);

К – коэффициент первичного преобразователя (трансформатора/преобразователя тока, напряжения, частоты вращения, угла нагрузки. Задается программно в соответствии с реальным.).

Над стрелками показаны единицы измерения проходящих сигналов ([В] – условные вольты, [ед.] – первичные единицы измерения).

Программа позволяет сохранять осциллограммы в файлы. Сохранение может быть произведено двумя способами – в текстовый файл или в файл собственного формата *.osc. В первом случае в созданном файле будет находиться таблица значений точек каналов, которую можно затем экспортировать в Excel. Во втором случае в сохраненном файле будет содержаться информация об осциллограммах, о положениях органов управления и пр. Сохраненный файл можно снова загрузить в «Осциллограф» и выполнять все те же действия, что и с «замороженной» осциллограммой.

Расширение *.osc регистрируется в Windows при установке программы либо путем вызова соответствующего пункта меню.

«Многоканальный осциллограф» может гибко настраиваться на определенную скорость сканирования и нужное быстродействие. При установке параметров сканирования можно исходить из следующих соображений.

Частота сканирования должна находиться в пределах 1000 – 50000 герц. Если необходимо рассмотреть мелкие (по частоте) подробности сигнала (например, интервалы коммутации тиристоров в схемах силовой электроники), то частоту сканирования целесообразно задавать относительно высокую, если же форма сигнала не слишком интересна (например, заведомо известно, что сигналы – синусоиды), то частоту сканирования можно задать относительно низкую. Необходимо иметь в виду, что при установке высокой частоты сканирования быстродействие программы снижается, поэтому иногда целесообразно оставлять включенным лишь один канал.

Частоту обновления осциллограмм следует устанавливать в пределах 5…50 Гц. При этом необходимо иметь в виду, что если частота сканирования, деленная на частоту обновления осциллограмм, не кратна 50 Гц, то режим синхронизации «50 Гц» работать не будет. Также нужно учитывать, что чем выше частота обновления осциллограмм, тем быстрее реагирует осциллограф на изменение режима схемы; тем меньший по длине отрезок времени отображается на экране; тем сильнее нагружается система. Верно и обратное утверждение.

На графиках осциллографа отображается каждая N-ная точка. Число N задается в пределах от 1 до 10. Чем выше N, тем менее подробно строятся графики и тем меньше загружается система. Верно и обратное утверждение.

Опцию «Запоминать последние N секунд процесса» следует устанавливать в диапазоне
1…20 с. Опцию «Отображать каждую N-ную точку» (на вкладке «Запоминание») - в диапазоне 1…10 с. Чем больше время запоминания, тем больше используется оперативная память компьютера и тем дольше отображается записанный в память процесс. Чем больше число N, тем менее подробно и более быстро происходит отображение. Верны и обратные утверждения.

Для некоторого увеличения общего быстродействия программы рекомендуется отключать режим запоминания.

Ниже перечислены неочевидные возможности интерфейса программы, а также некоторые замечания.

· Двойным щелчком мыши можно устанавливать в ноль регуляторы смещения картинки по горизонтали и по вертикали.

· Щелчок мыши на осях графика вызывает окно настройки соответствующей оси.

· В этом окне, помимо всего прочего, можно включить или отключить отображение нулевых линий.

· Масштабирование осциллограмм производится путем нажатия на графике левой клавиши мыши и, не отпуская ее, перемещения манипулятора слева направо и сверху вниз. Возврат к начальному масштабу осуществляется обратным перемещением манипулятора – справа налево и снизу вверх.

· Двигать график осциллограмм относительно осей координат можно путем нажатия и удержания на нем правой кнопки мыши и ее одновременного перемещения в нужную сторону.

· Для удобства определения значений величин на экране отображаются текущие координаты указателя мыши.

· Регулятор уровня синхронизации проградуирован в единицах графика.

· Делители напряжения каналов и временной делитель проградуированы по отношению к одной единице графика (например, положение 500 мВ означает, что одна единица (не клетка!) графика соответствует 500 мВ).

· Параметры сканирования по умолчанию можно установить, выбрав соответствующий пункт меню «Настройка».

· Аналогичным образом можно зарегистрировать расширение «*.osc».

· Аналогичным образом можно вернуть все органы управления в исходное положение.

· Цвет того или иного графика можно выбрать, щелкнув «мышкой» по соответствующей кнопке выбора цвета.

· Отображение интегральных (средних, действующих, средневыпрямленных, максимальных, минимальных, амплитудных) значений сигналов можно включить, нажав на соответствующую кнопку.

· В режиме запоминания осциллограммы можно сглаживать, причем существуют два режима сглаживания - обычное, предназначенное для сглаживания случайных помех, и сильное (x10), предназначенное для сглаживания частот, сравнимых с 50 Гц. Следует, однако, всегда понимать, что любое сглаживание в общем случае искажает форму снятых зависимостей.

· В режиме запоминания можно также менять порядок отображения графиков (т.е. вывести какую-либо кривую поверх остальных).

1. Ручное/автоматическое управление включением синхронного генератора на параллельную работу по способу самосинхронизации

- Общие сведения

- Электрическая схема соединений

- Перечень аппаратуры

- Указания по проведению эксперимента

Общие сведения

При самосинхронизации выключатель генератора включается при близкой к синхронной частоте вращения, т.е. при малом скольжении

,

при невозбужденном синхронном генераторе, и после тут же включаемого возбуждения синхронный генератор самостоятельно за время 1-2 с входит (втягивается) в синхронизм – начинает работать синхронно. Здесь , - угловые частоты вращения векторов напряжения энергосистемы (сети) и генератора соответственно.

Устройство автоматической самосинхронизации входит в состав автоматической системы управления изменением состояния генератора. Измерительной частью устройства является реле разности частот, на которое подается два сигнала – напряжение сети от трансформатора напряжения TV2 (см. рис.) и остаточная ЭДС синхронного генератора от трансформатора напряжения TV1. Частоты этих сигналов сравниваются и при достижении их разностью заданной уставки реле срабатывает, подавая сигнал на включение генераторного выключателя Q2. Сразу после этого происходит включение выключателя возбудителя Q3.

В данном эксперименте реальный генератор автоматически включается в сеть с помощью виртуального устройства автоматической самосинхронизации, смоделированного на компьютере специальной программой. При этом возможно задавать уставку скольжения, при котором произойдет включение генератора, время от момента включения генератора в сеть до момента подачи возбуждения и некоторые другие параметры.

Перечень аппаратуры

Продолжение таблицы

Указания по проведению эксперимента

Собираем электрическую схему соединений и устанавливаем параметры ее элементов. Выполняем подготовительные операции.

· Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.

· Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока.

· Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом «РЕ» источника G1.

· Соедините вилки питания 220 В устройств, используемых в эксперименте, сетевыми шнурами с розетками удлинителя.

· Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений.

· Переключатели номинальных фазных напряжений трехфазных трансформаторных групп А2 и А4 установите соответственно равными 220 и 230 В. Параметры линии электропередачи А3 установите следующими: R = 50 Ом, L/R_L = 0,9 Гн/ 24 Ом,
С1=С2=0 мкФ.

Готовим схему к проведению эксперимента по самосинхронизации генератора с электрической системой в ручном режиме.

· Переключатели режимов работы трехполюсных выключателей А1 и А7, источника G2 питания двигателя постоянного тока, возбудителя G3 синхронной машины установите в положение «РУЧН.». Тумблеры делителей напряжения коннектора А12 установите в положение «1:1». Тумблер выбора режима работы общей точки аналоговых входов коннектора А12 установите в положение «AIGND». Тумблеры выбора режима работы цифровых входов выходов блока А11 ввода-вывода цифровых сигналов установите в положение «выход» (тумблер вниз) для контактов DIO0…DIO3, в положение «вход» (тумблер вверх) для контактов DIO4…DIO7.

· Включите выключатели «СЕТЬ» трехполюсных выключателей А1 и А7, источника G2 питания двигателя постоянного тока, возбудителя G3 синхронной машины, указателя А8 частоты вращения, блока А5 синхронизации.

· Включите источник G1. О наличии напряжений на его выходе должны сигнализировать светящиеся светодиоды.

· Приведите в рабочее состояние персональный компьютер А13 и запустите программу «Самосинхронизация».

· Включите выключатели A1 и А7 нажатием на кнопки «ВКЛ.» на их передних панелях.

Перед началом процедуры самосинхронизации, во-первых, убеждаемся в правильности сборки схемы и в корректности фазировки генератора относительно сети, кроме того, устанавливаем напряжение на выходе возбудителя G3, при котором напряжение на шинах генератора равно напряжению сети.

· Запустите сбор данных в ручном режиме, нажав для этого виртуальную кнопку «Запустить» или выбрав соответствующий пункт в меню «Действия».

· Наблюдая изменения параметров генератора и сети по виртуальному графопостроителю программы, убедитесь, что синхронный генератор G4 синфазен с сетью, а также установите необходимое напряжение возбуждения. Для этого выполните следующие действия:

- Нажмите на кнопку «ВКЛ.» источника G2.

- Вращая регулировочную рукоятку источника G2, установите частоту вращения двигателя М1 (генератора G4) 1500 мин^–1. Частоту вращения фиксируйте по указателю А8 и по виртуальному графопостроителю.

- Нажмите на кнопку «ВКЛ.» возбудителя G3.

- Вращая регулировочную рукоятку возбудителя G3, установите напряжение между фазами (линейное) генератора G4 равным линейному напряжению сети. Равенство напряжений и частот генератора и сети определяйте по измерителю А6.

- Обеспечьте условия синхронизации согласно табл. 5.

Таким образом, необходимое напряжение на возбудителе G3 уставлено. Переходим непосредственно к процедуре самосинхронизации.

· Снимите возбуждение с генератора, отключив выключатель А7.

Подключаем невозбужденный генератор к приемной электрической системе…

· Соедините генератор с электрической системой, нажав на кнопку «ВКЛ» блока синхронизации А5.

…и возбуждаем его.

· Возбудите генератор, нажав кнопку «ВКЛ» выключателя А7. Генератор должен втянуться в синхронизм.

Эксперимент по ручному подключению синхронного генератора к электрической сети методом самосинхронизации окончен. Производим отключение задействованных в эксперименте устройств.

· Остановите сбор данных, нажав для этого виртуальную кнопку «Остановить» или выбрав соответствующий пункт из меню «Действия».

· Остановите силовой агрегат, выполнив следующие действия:

Отсоединяем генератор от сети…

- Нажмите кнопку «ОТКЛ» блока синхронизации А5.

…снимаем возбуждение…

- Снимите возбуждение с генератора G4 нажатием на кнопку «ОТКЛ» трехполюсного выключателя А7.

…и останавливаем первичный двигатель.

- Вращая регулировочную рукоятку источника G2 против часовой стрелки до упора, остановите силовой агрегат. Отключите источник G2 нажатием на кнопку «ОТКЛ.»

Возбудитель G3 остался включенным с установленным ранее необходимым напряжением на выходе. Готовим схему к проведению эксперимента по самосинхронизации генератора с электрической системой в автоматическом режиме.

· Переключатели режима работы блока А5 синхронизации, трехполюсного выключателя А7, источника G2 питания двигателя постоянного тока установите в положение «АВТ.».

· Включите выключатель «СЕТЬ» блока ввода-вывода цифровых сигналов.

· Выберите автоматический режим синхронизации генератора, нажав для этого соответствующую виртуальную кнопку на экране компьютера.

· Задайте уставки управления процессом самосинхронизации, нажав на виртуальную кнопку . Например, оставьте уставки, заданные по умолчанию.

Запускаем процедуру автоматической самосинхронизации.

· Нажмите на виртуальную кнопку программы «Запустить» . Генератор должен разогнаться, подключиться к сети, возбудиться, поработать несколько секунд, отключится от сети и остановиться.

Эксперимент окончен. Теперь можно проанализировать его результаты.

· Нажмите на виртуальную кнопку программы «Отобразить записанный процесс» . На экране графопостроителя появятся зависимости записанных режимных параметров от времени.

Сейчас можно изменить параметры схемы и/или уставки управления программы и повторить эксперимент; сравнить полученные графики.

· По завершении экспериментов отключите источник G1 и выключатели «СЕТЬ» блоков А1, А5, А7, А8, А11, G2, G3. Закройте программу «Самосинхронизация».

Ниже перечислены некоторые неочевидные возможности и свойства программы.

- Для удобства определения значений величин по графикам на экране отображаются текущие координаты указателя мыши.

- На экране отображаются состояния выключателя А7 и выключателя в блоке А5 синхронизации.

- На экране отображается последовательность процесса самосинхронизации.

- Масштабирование осциллограмм производится путем нажатия и удержания на графике левой клавиши мыши и перемещения манипулятора слева направо и сверху вниз. Возврат к начальному масштабу осуществляется обратным перемещением манипулятора – справа налево и снизу вверх.

- Двигать график осциллограмм относительно осей координат можно путем нажатия и удержания на соответствующем объекте правой кнопки мыши и ее одновременного перемещения в нужную сторону.

- Запись процессов производится программой в циклический буфер. Менять его параметры можно на вкладке «Запись процессов» в окне уставок управления.

- Включение генератора в сеть происходит в момент времени, примерно равный t = 0 (по графику записанных осциллограмм).

Таблица 5

Условия выполнения синхронизации

2. Ручное/автоматическое управление включением синхронного генератора на параллельную работу по способу точной синхронизации

- Общие сведения

- Электрическая схема соединений

- Перечень аппаратуры

- Указания по проведению эксперимента

Общие сведения

При точной синхронизации генератор включается в возбужденном состоянии при ЭДС холостого хода, практически равной напряжению на шинах электростанции (при блочной схеме определяемому с учетом трансформатора). Выключатель синхронного генератора включается при весьма малом скольжении в момент совпадения по фазе ЭДС генератора и напряжения на шинах электростанции. После небольших затухающих качаний ротора генератор входит в синхронный режим работы.

Обеспечение совпадения векторов напряжения сети и ЭДС генератора в момент включения выключателя достигается упреждающим включением привода при наличии уменьшающегося угла сдвига фаз с таким расчетом, чтобы за время действия привода угол сдвига фаз уменьшился до нуля. Операция выбора момента включения привода выключателя является основной и крайне ответственной, что и обусловило исторически раннюю автоматизацию включения синхронных генераторов на параллельную работу.

Автоматические устройства точной синхронизации синхронных генераторов состоят из трех частей, обеспечивающих три условия точной синхронизации: равенство амплитуд ЭДС генератора и напряжения на шинах электростанции, близость к синхронной частоты вращения генератора и совпадение по фазе указанных ЭДС и напряжений в момент включения (замыкания контактов) выключателя синхронного генератора. Такие устройства соответственно называются уравнителем амплитуд напряжения, уравнителем частот и автоматическим синхронизатором.

Автоматический синхронизатор обеспечивает выполнение наиболее ответственной операции точной синхронизации по обеспечению совпадения по фазе ЭДС генератора и напряжения на шинах электростанции в момент включения выключателя генератора. Он выдает управляющее воздействие на включение привода выключателя с опережением момента времени совпадения находящихся в относительном вращении векторов вышеупомянутых величин, т.е. при наличии между ними уменьшающегося угла сдвига по фазе – угла опережения.

Исторически первые автоматические синхронизаторы определяли заданный неизменный угол опережения и назывались автоматическими синхронизаторами с постоянным углом опережения. Однако угол опережения при постоянном времени включения выключателя должен быть переменным, зависящим от характера и параметров относительного движения двух указанных выше векторов. Поэтому современные автоматические синхронизаторы определяют момент включения выключателя таким образом, чтобы не угол, а время опережения оставалось постоянным.

В данном эксперименте реальный генератор автоматически разгоняется до подсинхронной частоты, возбуждается и включается на параллельную работу с помощью виртуального устройства автоматической точной синхронизации, смоделированного на компьютере специальной программой. В программе можно задать скольжение, при котором будет производиться синхронизация, разность напряжений между генератором и сетью, режим работы синхронизатора (с постоянным углом или с постоянным временем опережения включения), угол и/или время опережения и некоторые другие параметры. Также можно установить время задержки с момента подачи сигнала на включение выключателя до собственно его включения, моделируя тем самым времена включения реальных выключателей. При этом необходимо учитывать, что собственное время включения выключателей, входящих в состав лабораторного стенда, составляет примерно 0,02…0,035 секунды.

Перечень аппаратуры