Плавное изменение напряжения происходит благодаря наличию интегрирующего элемента: напряжение повышается по мере накопления им энергии и снижается по мере отдачи её в нагрузку. Такой режим работы позволяет значительно снизить потери энергии, а также улучшить массогабаритные показатели.



7. Раздел по охране труда

7.1 Назначение, принцип действия, область применения защитного отключения

Термин "устройство защитного отключения - УЗО", принятый в отечественной специальной литературе, наиболее точно определяет назначение данного устройства и его отличие от других коммутационных электрических аппаратов - автоматических выключателей, выключателей нагрузки, магнитных пускателей и т.д.

Защитным отключением называется автоматическое отключение электроустановок при однофазном (однополюсном) прикосновении к частям, находящимся под напряжением, недопустимым для человека, и (или) при возникновении в электроустановке тока утечки (замыкания), превышающего заданные значения.

Назначение защитного отключения - обеспечение электробезопасности, что достигается за счет ограничения времени воздействия опасного тока на человека. Защита осуществляется специальным устройством защитного отключения (УЗО), которое, работая в дежурном режиме, постоянно контролирует условия поражения человека электрическим током.

Область применения: электроустановки в сетях с любым напряжением и любым режимом нейтрали. Наибольшее распространение защитное отключение получило в электроустановках, используемых в сетях напряжением до 1 кВ с заземленной или изолированной нейтралью.

7.2 Классификация УЗО

Все УЗО по виду входного сигнала классифицируют на несколько типов (рисунок 7.1).

Рисунок 7.1 - Классификация УЗО по виду входного сигнала

В зависимости от характеристик электроустановок, для которых предназначены УЗО, их следует классифицировать по: режиму нейтрали источника питания электроустановки; роду и частоте тока; напряжению; числу фаз (полюсов); мобильности.

В зависимости от режима нейтрали источника питания электроустановки УЗО подразделяют на устройства, предназначенные для электроустановок с изолированной либо с глухозаземленной нейтралью

По роду и частоте тока УЗО подразделяют на устройства, предназначенные для электроустановок: переменного тока частоты 50 (60) Гц; переменного тока непромышленной частоты; постоянного тока; выпрямленного тока; двух и более родов тока из числа указанных выше.

УЗО, предназначенные для отключения электроустановок при прикосновении человека к частям, находящимся под напряжением, подразделяют на устройства, рассчитанные на электроустановки следующих классов напряжений : переменного тока частоты 50 (60) Гц - 127, 220, 380, 500, 660, 1140 В; переменного тока частоты 400 Гц - 200 В; постоянного (выпрямленного) тока - 110, 220, 275, 400 В. УЗО, предназначенные для отключений электроустановки при возникновении в ней тока утечки, подразделяют на устройства, рассчитанные на электроустановки вышеуказанных классов напряжений, а также 6000 и 10000 В частоты

50 (60) Гц.

По числу фаз (полюсов) УЗО подразделяют на: однофазные (однополюсные); двухфазные (двухполюсные); трехфазные (трехполюсные, четырехполюсные).

По видам средств защиты, взаимодействующих с УЗО, различают устройства, используемые с: защитным заземлением; занулением; автоматическим закорачиванием на землю поврежденной фазы (шунтированием цепи утечки тока замыкания на землю); компенсацией (автоматической или статической) тока утечки (замыкания на землю).

Кроме того, УЗО могут классифицироваться по другим критериям, например, по конструктивному исполнению.

Например:

1) Характеристика защищаемой электроустановки.

- Нейтраль источника питания - глухозаземленная.

- Род и частота тока - переменный 50 Гц.

- Номинальное напряжение - 380В, ток нагрузки - 25 А.

- Число фаз - три. 1.5. Установка передвижная.

2) Вид входного сигнала - ток нулевой последовательности.

3) Возможность и способ регулирования уставок - уставка нерегулируемая.

4) Способ контроля исправности - только ручной.

5) Условия монтажа - УЗО встраивается в оболочку магнитного пускателя типа ПМЕ-211.

6) Необходимость использования с другими средствами защиты - УЗО должно использоваться совместно с занулением.

7) Избирательность - УЗО селективное.

8) Подключение к электроустановке - непосредственное.

9) Вид исполнения - общего назначения.

Основными параметрами, по которым подбирается то или иное УЗО являются: номинальный ток нагрузки т.е. рабочий ток электроустановки, который протекает через нормально замкнутые контакты УЗО в дежурном режиме; номинальное напряжение (действующее значение напряжения, при котором обеспечивается работоспособность УЗО-220,380В); уставка (дифференциальный отключающий ток или минимальное значение входного сигнала, вызывающего срабатывание УЗО и последующее автоматическое отключение поврежденного участка сети или токоприемника); время срабатывания устройства.

7.3 Принцип работы УЗО

Принцип работы УЗО состоит в том, что оно постоянно контролирует входной сигнал и сравнивает его с наперед заданной величиной (уставкой). Например, значения уставок должны выбираться для сетей с глухозаземленной нейтралью - из ряда 0,002; 0,006; 0,01; 0,02; 0,03; 0,1; 0,3; 0,5; 1,0 А. Если входной сигнал превышает уставку, то устройство срабатывает и отключает защищенную электроустановку от сети. В качестве входных сигналов устройств защитного отключения используют различные параметры электрических сетей, которые несут в себе информацию об условиях поражения человека электрическим током.

Основными элементами любого устройства защитного отключения являются датчик, преобразователь и исполнительный орган.

7.4 УЗО, реагирующее на потенциал корпуса относительно земли

Предназначено для обеспечения безопасности при возникновении на заземленном (или зануленном) корпусе электроустановки повышенного потенциала. Датчиком в этом устройстве (рисунок 7.2) служит реле Р, обмотка которого включена между корпусом электроустановки и вспомогательным заземлителем Rв. Электроды вспомогательного заземлителя Rв располагаются вне зоны растекания токов заземлителя Rз.

Рисунок 7.2 - Схема УЗО, реагирующего на потенциал корпуса

Фактически данный тип УЗО дублирует защитные свойства заземления или зануления и применяется в качестве дополнительной защиты, повышая надежность заземления или зануления. Данный тип УЗО может применяться в сетях с любым режимом нейтрали, когда заземление или зануление неэффективно.

7.5 УЗО, реагирующее на дифференциальный (остаточный) ток

Находят широкое применение во всех отраслях промышленности. Характерной их особенностью является многофункциональность. Такие УЗО могут осуществлять защиту человека от поражения электрическим током при прямом прикосновении, при косвенном прикосновении, при несимметричном снижении изоляции проводов относительно земли в зоне защиты устройства, при замыканиях на землю и в других ситуациях.

Принцип действия УЗО дифференциального типа заключается в том, что оно постоянно контролирует дифференциальный ток и сравнивает его с уставкой. При превышении значения дифференциального тока уставки УЗО срабатывает и отключает аварийный потребитель электроэнергии от сети. Входным сигналом для трехфазных УЗО является ток нулевой последовательности. Входной сигнал УЗО функционально связан с током, протекающим через тело человека Ih. Область применения УЗО дифференциального типа - сети с заземленной нейтралью напряжением до 1 кВ (система TN - S). Схема включения УЗО, реагирующего на дифференциальный ток в сети с заземленной нейтралью типа TN - S представлена на рисунке 7.3.

Рисунок 7.3 - Схема подключения к сети УЗО (система TN - S), реагирующего на дифференциальный ток

Датчиком такого устройства является трансформатор тока нулевой последовательности (ТТНП), на выходных обмотках которого формируется сигнал, пропорциональный току через тело человека Ih. Преобразователь УЗО (П) сравнивает значение входного сигнала с уставкой, значение которой определяется допустимым током через человека, усиливает входной сигнал до уровня, необходимого для управления исполнительным органом (ИО). Исполнительный орган, например, контактор, отключает электроустановку от сети в случае возникновения опасности поражения электрическим током в зоне защиты УЗО.

По условиям функционирования дифференциальные УЗО подразделяются на следующие типы: АС, А, В, S, G. УЗО типа АС - устройство защитного отключения, реагирующее на переменный синусоидальный дифференциальный ток, возникающий внезапно, либо медленно возрастающий. УЗО типа А - устройство защитного отключения, реагирующее на переменный синусоидальный дифференциальный ток и пульсирующий постоянный дифференциальный ток, возникающие внезапно, либо медленно возрастающие. УЗО типа В - устройство защитного отключения, реагирующее на переменный, постоянный и выпрямленный дифференциальные токи. УЗО типа S - устройство защитного отключения, селективное (с выдержкой времени отключения). УЗО типа G - то же, что и типа S, но с меньшей выдержкой времени.



7.6 Принцип действия УЗО на примере

Рисунок 7.4 - Схема, иллюстрирующая принцип действия УЗО

При прикосновении человека к открытым токопроводящим частям или к корпусу электроприемника, который в результате пробоя изоляции оказался под напряжением, по фазному проводнику через УЗО кроме тока нагрузки I1 потечет дополнительный ток ID (ток утечки), являющийся для трансформатора тока дифференциальным (разностным). Неравенство токов в первичных обмотках - I1 + ID в фазном проводнике и I2 = I1 в нулевом рабочем проводнике - вызывает небаланс магнитных потоков и, как следствие, возникновение во вторичной обмотке трансформированного дифференциального тока. Если этот ток превышает заданное значение тока порогового элемента пускового органа 2, последний срабатывает и воздействует на исполнительный механизм 3. Исполнительный механизм, обычно состоящий из пружинного привода, спускового механизма и группы силовых контактов, размыкает электрическую цепь. В результате защищаемая УЗО электроустановка обесточивается. Для осуществления периодического контроля исправности (работоспособности) УЗО предусмотрена цепь тестирования 4. При нажатии кнопки "Т" искусственно создается цепь протекания отключающего дифференциального тока. Срабатывание УЗО в этом случае означает, что устройство в целом исправно.



Заключение

В процессе выполнения дипломного проекта был разработан датчик давления воздуха в контурах тормозной системы, являющийся частью бортовой мультиплексированной электронной системы, управления и коммутации на основе интерфейса CAN для автомобилей МАЗ.

Разработанный датчик давления имеет помехоустойчивый CAN интерфейс, который широко используется в автомобильной промышленности. Благодаря стандартному протоколу обмена SAE J1939, данный датчик может быть подключен к бортовой сети любого грузового автомобиля поддерживающего данный протокол обмена.

При разработке достигается максимальная экономичность и нужная для конкретных условий степень надежности при минимальных затратах.

Производственная себестоимость проекта составила 913,45 тыс. рублей. При эксплуатации устройства в течении 6 лет, расчет экономического эффекта дал положительный результат и составил 2262,55 тыс. руб



Список использованных источников

1. Соснин, Д.А. Новейшие автомобильные электронные системы / Д.А. Соснин, В.Ф. Яковлев. - М. : СОЛОН-Пресс, 2005. - 240с.

2. Трантер, А. Руководство по электрическому оборудованию автомобилей / А. Трантер. - СПб. : Алфамер Паблишинг, 2001. - 284с.

3. CAN Specification 2.0 Parts A, B. Robert Bosch GmbH (Automotive Group).

4. ISO 11898 Road vehicles - Interchange of digital information - Controller area network (CAN) for high-speed communication.

5. ISO 11519. Road vehicles - Interchange of digital information - Controller area network (CAN) for low-speed communication.

6. Душкин.А.Н. Учебно-справочное пособие по охране труда. Энергосервис.- 2006 г.- 232 стр.

7. Монаков В.К. Устройства защитного отключения как эффективное средство предотвращения возгораний и пожаров // Пожарная безопасность. 2003. № 5. С. 193-195.

8. Барри Брей Применение микроконтроллеров PIC18. Архитектура, программирование и построение интерфейсов с применением С и ассемблера, 2008

9. Уилмсхерст Т. Разработка встроенных систем с помощью микроконтроллеров PIC -, 2008

10. Экономика предприятия / В. Я. Хрипач, Г. З. Суша, Г. К. Оно¬приенко ; под ред. В. Я. Хрипача. - Минск : Экономпресс, 2000. - 464 с.

11. Охрана труда: учеб. пособие для учащихся учреждений, обеспечивающих получение проф.-техн. Образования / И.Ю. Крыжановский. - Минск: Беларусь, 2007. - 218 с.



Приложение А

Текст программы на языке С для микроконтроллера

#include <p18cxxx.h>

#include <stdio.h>

#include <delays.h>

#include <string.h>

#include <xlcd.h>

#include <adc.h>

#include <timers.h>

#include "j1939.h"

#pragma config OSC = HSPLL

#pragma config FCMEN = OFF

#pragma config IESO = OFF

#pragma config PWRT = OFF

#pragma config BOREN = OFF

#pragma config WDT = OFF

#pragma config MCLRE = OFF

#pragma config PBADEN = OFF

#pragma config STVREN = OFF

#pragma config LVP = OFF

#pragma config DEBUG = OFF

#define false0

#define true!false

#define Button1PORTCbits.RC1

#define Button2PORTCbits.RC2

#define Button3PORTCbits.RC3

#define bt10x01

#define bt20x02

#define bt30x03

#define LED1LATCbits.LATC4

#define LED2LATCbits.LATC5

#define LED3LATCbits.LATC6

void InterruptHandlerHigh (void);

void InterruptHandlerLow(void);

void init(void);

void Delay100us(unsigned int delt);

unsigned char Button_Pressed = 0;

unsigned char Button_Pressed_temp = 0;

unsigned char Set_Val_Flag = 0;

unsigned char Button1_Last = 0;

unsigned char Button1_Count = 0;

unsigned char Button2_Last = 0;

unsigned char Button2_Count = 0;

unsigned char Button3_Last = 0;

unsigned char Button3_Count = 0;

unsigned int ADC0_value = 0;

unsigned int ADC1_value = 0;

J1939_MESSAGE Msg;

unsigned int i;

unsigned int j;

char line[50];

void putrsXLCDmy(char *data)

{

do

{ // Transmit a byte

while(BusyXLCD());

WriteUSART(*data);

} while( *data++ );

}

unsigned char ADCtoCAN(unsigned int ADC);

#define OTHER_NODE129

#define TURN_ON_LED92

#define TURN_OFF_LED94

char count = 0;

void main()

{

unsigned charLastSwitch = 1;

unsigned charCurrentSwitch;

init();

LATBbits.LATB4 = 0;

TRISBbits.TRISB4 = 0;// Switch pin

LATBbits.LATB4 = 0;

PORTBbits.RB4 = 0;

LED1 = 1;

LED3 = 1;

LED2 = 1;Delay10KTCYx(100);

LED2 = 0;Delay10KTCYx(100);

LED2 = 1;Delay10KTCYx(100);

LED2 = 0;Delay10KTCYx(100);

LED2 = 1;Delay10KTCYx(100);

LED2 = 0;Delay10KTCYx(100);

LED2 = 1;

while(BusyXLCD());

//WriteUSART(13);

sprintf(line,"CANSTAT_ON=%#2X \n",CANSTAT);

while(BusyXLCD());

putrsXLCDmy(line);

Delay10KTCYx(100);

while(BusyXLCD());

//WriteUSART(13);

sprintf(line,"CANSTAT_ON=%#2X \n",CANSTAT);

while(BusyXLCD());

putrsXLCDmy(line);

J1939_Initialization( TRUE );

while(BusyXLCD());

//WriteUSART(13);

sprintf(line,"CANSTAT=%#2X \n",CANSTAT);

while(BusyXLCD());

putrsXLCDmy(line);

Delay10KTCYx(250);

while(BusyXLCD());

//WriteUSART(13);

sprintf(line,"CANCON=%#2X \n",CANCON);

while(BusyXLCD());

putrsXLCDmy(line);

Delay10KTCYx(250);

while(BusyXLCD());

//WriteUSART(13);

sprintf(line,"ECANCON=%#2X \n",ECANCON);

while(BusyXLCD());

putrsXLCDmy(line);

while (1)

{

while (1)

{

if(Button_Pressed)

{

LED2 = 0;Delay10KTCYx(250);Delay10KTCYx(250);Delay10KTCYx(250);Delay10KTCYx(250);LED2 = 1;

Msg.DataPage = 0;

Msg.Priority = J1939_CONTROL_PRIORITY;

Msg.DestinationAddress= OTHER_NODE; //PDU Specific

Msg.DataLength = 8;

Msg.PDUFormat = TURN_ON_LED;

Msg.SourceAddress= 0x96;

Msg.Data[0] = 0x11;

Msg.Data[1] = 0x22;

Msg.Data[2] = 0x33;

Msg.Data[3] = 0x44;

Msg.Data[4] = 0x55;

Msg.Data[5] = 0x66;

Msg.Data[6] = 0x77;

Msg.Data[7] = 0x88;

SendOneMessage((J1939_MESSAGE *) &Msg);

LED1=1;

SetChanADC(ADC_CH0);

ADCON0bits.GO = 1;

while(BusyADC());

ADC0_value = ((((unsigned int)ADRESH)<<8)&0b1100000000) + ADRESL;

SetChanADC(ADC_CH1);

ADCON0bits.GO = 1;

while(BusyADC());

ADC1_value = ((((unsigned int)ADRESH)<<8)&0b1100000000) + ADRESL;

LED1=0;

while(BusyXLCD());

WriteUSART(13);

sprintf(line,"ADC0=%4d \n",ADC0_value);

while(BusyXLCD());

putrsXLCDmy(line);

sprintf(line,"CAN0=%4d \n",ADCtoCAN(ADC0_value));

while(BusyXLCD());

putrsXLCDmy(line);

Delay10KTCYx(100);

while(BusyXLCD());

WriteUSART(13);

sprintf(line,"ADC1=%4d \n",ADC1_value);

while(BusyXLCD());

putrsXLCDmy(line);

sprintf(line,"CAN1=%4d \n",ADCtoCAN(ADC1_value));

while(BusyXLCD());

putrsXLCDmy(line);

while(BusyXLCD());

WriteUSART(13);

Button_Pressed = 0;

}

}

count = 0;

while(count < 5)

{

Delay10KTCYx(250);

while(BusyXLCD());

WriteUSART(13);

sprintf(line,"CANSTAT_WAIT=%#2X",CANSTAT);

while(BusyXLCD());

putrsXLCDmy(line);

count++;

}

CurrentSwitch = Button1;

//if (LastSwitch != CurrentSwitch)

{

LED2 = ~LED2;

Msg.DataPage = 0;

Msg.Priority = J1939_CONTROL_PRIORITY;

Msg.DestinationAddress= OTHER_NODE;

Msg.DataLength = 0;

if (CurrentSwitch == 0)

Msg.PDUFormat = TURN_ON_LED;

else

Msg.PDUFormat = TURN_OFF_LED;

while (J1939_EnqueueMessage( &Msg ) != RC_SUCCESS)

{J1939_Poll(5);

Delay10KTCYx(250);

while(BusyXLCD());

WriteUSART(' ');

sprintf(line,"TXERRCNT=%#2X",TXERRCNT);

while(BusyXLCD());

putrsXLCDmy(line);

while(BusyXLCD());

WriteUSART(' ');

sprintf(line,"RXERRCNT=%#2X",RXERRCNT);

while(BusyXLCD());

putrsXLCDmy(line);

while(BusyXLCD());

WriteUSART(' ');

sprintf(line,"CANSTAT_ENQ=%#2X",CANSTAT);

while(BusyXLCD());

putrsXLCDmy(line);

}

LastSwitch = CurrentSwitch;

}

while (RXQueueCount > 0)

{

J1939_DequeueMessage( &Msg );

if (Msg.PDUFormat == TURN_ON_LED)

LATCbits.LATC0 = 1;

else if (Msg.PDUFormat == TURN_OFF_LED)

LATCbits.LATC0 = 0;

}

// Since we don't accept the Commanded Address message,

// the value passed here doesn't matter.

J1939_Poll(20);

}

} //main

void init(void)

{

PORTA = 0b00000000;

TRISA = 0b11111111;

PORTB = 0b00000000;

TRISB = 0b11111111;

PORTC = 0b00000000;

TRISC = 0b10001111;

// инициализация АЦП

OpenADC(ADC_FOSC_64 & ADC_RIGHT_JUST & ADC_20_TAD,

ADC_CH0 & ADC_INT_OFF & ADC_REF_VDD_VSS,

ADC_1ANA);

// инициализация LCD

OpenXLCD(FOUR_BIT & LINES_5X7);

while(BusyXLCD());

WriteCmdXLCD(DON & CURSOR_OFF & BLINK_OFF);

// инициализация прерываний

// по таймеру 0

INTCON2bits.TMR0IP = 0;

OpenTimer0(TIMER_INT_ON & T0_16BIT & T0_SOURCE_INT & T0_PS_1_2);

// по таймеру 1

IPR1bits.TMR1IP = 0;

OpenTimer1(TIMER_INT_OFF & T1_16BIT_RW & T1_SOURCE_INT & T1_PS_1_1 & T1_OSC1EN_OFF);

OpenADC(ADC_FOSC_32 & ADC_RIGHT_JUST & ADC_20_TAD, ADC_CH0 & ADC_INT_OFF & ADC_REF_VDD_VSS,ADC_2ANA);

// разрешение приоритетной системы прерываний

RCONbits.IPEN = 1; // default 0

// разрешение перефирийных прерываний

INTCONbits.PEIE = 1; // default 0

// разрешение глобальных прерываний

INTCONbits.GIE = 1; // default 0

return;

}

// High priority interrupt vector

#pragma code InterruptVectorHigh = 0x08

void InterruptVectorHigh (void)

{

_asm

goto InterruptHandlerHigh //jump to interrupt routine

_endasm

}

#pragma code

// High priority interrupt routine

#pragma interrupt InterruptHandlerHigh

void InterruptHandlerHigh ()

{

}

// Low priority interrupt vector

#pragma code InterruptVectorLow = 0x18

void InterruptVectorLow (void)

{

_asm

goto InterruptHandlerLow // jump to interrupt routine

_endasm

}

#pragma code

// Low priority interrupt routine

#pragma interruptlow InterruptHandlerLow

void InterruptHandlerLow ()

{

//test1 = 1;

if ((PIR1bits.TMR1IF) && (PIE1bits.TMR1IE))

{

PIE1bits.TMR1IE = 0;

PIE2bits.CMIE = 1;

PIR2bits.CMIF = 0;

}

if ((INTCONbits.T0IF) && (INTCONbits.T0IE))

{

INTCONbits.T0IF = 0;

// сброс таймера

TMR0H = 0x3c; //10мс = 0x3c4b

TMR0L = 0x4b;

// обработка кнопки

if (Button1 == 0)

{

if (Button1_Count < 25) Button1_Count++;

if (Button1_Last == 1)

{

Button1_Last = 0;

Button1_Count = 0;

}

}

if ((Button1 == 1) && (Button1_Last == 0))

{

Button1_Last = 1;

if (Button1_Count > 5) Button_Pressed = bt1;

}

if (Button2 == 0)

{

if (Button2_Count < 25) Button2_Count++;

if (Button2_Last == 1)

{

Button2_Last = 0;

Button2_Count = 0;

}

}

if ((Button2 == 1) && (Button2_Last == 0))

{

Button2_Last = 1;

if (Button2_Count > 5) Button_Pressed = bt2;

}

if (Button3 == 0)

{

if (Button3_Count < 25) Button3_Count++;

if (Button3_Last == 1)

{

Button3_Last = 0;

Button3_Count = 0;

}

}

if ((Button3 == 1) && (Button3_Last == 0))

{

Button3_Last = 1;

if (Button3_Count > 5) Button_Pressed = bt3;

}

INTCONbits.T0IF = 0;

}

//test1 = 0;

}

unsigned char ADCtoCAN(unsigned int ADC)

{

signed long PCAN = 0;

PCAN = (signed long)((((signed long)ADC * 139)-(signed long)5696)/1024);

if(PCAN<0) PCAN = 0;

if(PCAN>250) PCAN = 250;

return ((unsigned char)PCAN);

}

void Delay100us(unsigned int delt)

{

unsigned int dmsq = 0;

for(dmsq = 0;dmsq<((unsigned int)delt*(unsigned int)33);dmsq++);

}

void DelayFor18TCY(void)

{

Delay10TCYx(2);

}

void DelayPORXLCD(void)

{

Delay1KTCYx(15);

}

void DelayXLCD(void)

{

Delay1KTCYx(5);

}

Размещено на Allbest.ru