Работа с логическими схемами РЗА

Логическая схемаС появлением микропроцессорных терминалов и контроллеров в жизнь энергетиков прочно вошли логические схемы. Это наиболее точный способ описать принципы работы современной релейной защиты, когда на принципиальной схеме множество элементов заменены одним “черным ящиком”.

Если вы хотите работать релейщиком, то вам необходимо уметь читать логические схемы также хорошо, как и принципиальные. Скажу больше – если вы имеете дело с микропроцессорной защитой и автоматикой, то принципиальная схема не имеет никакого смысла без логической. Одна является обязательным продолжением другой.

К счастью, научиться читать логические схемы достаточно просто, особенно если вы раньше работали с “электромеханикой”. Это так потому, что логические элементы можно заменить на небольшие релейно-контактные схемы, которые может прочесть любой релейщик.

Сегодня мы поговорим как раз о том, как это сделать.

Итак, рассматриваем пять наиболее распространенных логических элементов, создаем их схемы замещения на привычных контактах и катушках реле, а после рассматриваем пример перевода большой логической схемы в электромеханическую.

Статья будет полезна как начинающим релейщикам, так и тем, кто переходит с “электромеханики” на микропроцессорную релейную защиту. Поехали!

Понятие логической единицы («1») и нуля( «0»)

Наличие сигнала на определенном участке логической схемы обозначается как “1”, а отсутствие – как “0”. Для релейно-контактной схемы аналогия будет следующая: “1” – наличие оперативного напряжения на участке цепи (например, на катушке реле), а “0” – отсутствие напряжения.

В обычных схемах оперативное напряжение подается на участок цепи при помощи контакта (реле, ключа, блок-контакта и т.д.) Это означает, что логические элементы можно заменить контактами, соединенными определенным образом. Сделаем это.

Логические элементы

Самые распространенные элементы, которые вы найдете в любой логической схеме – это “ИЛИ”, “И”, “НЕ”, “ТРИГГЕР” и “ТАЙМЕР”. Пороговые элементы (сравнение с уставкой) пока трогать не будем, для упрощения.

Логическое сложение «ИЛИ»

Правило работы «ИЛИ»: если на каком-либо одном или на обоих входах есть логическая «1», то на выходе тоже появится «1».

Для пояснения приведем Табл.1, где в первом и втором столбцах указаны значения входных сигналов, а в третьем — значение выходного. Как видно, при наличии хотя бы одного входного сигнала, мы получаем сигнал на выходе.

Логическое сложение ИЛИ

Какой релейно-контактной схеме это соответствует? Конечно параллельному соединению контактов (см. Рис.1) При этом контакты имитируют наличие/отсутствие входного сигнала, а катушка реле — выходной сигнал.

Вместо катушки может быть подключен следующий элемент, если наш элемент «ИЛИ» не является последним.

Стоит отметить, что входных сигналов у элемента «ИЛИ» может быть 2 и более (неограниченно).

Логическое умножение «И»

Правило работы «И»: на выходе появится «1», только если на обоих входах будут логические «1», в противном случае на выходе всегда будет «0».

Логическое умножение "И"

Таблица 2 показывает зависимость между входными и выходными сигналами.

Элемент «И» соответствует последовательному соединению контактов — см. Рис.2

Логическая инверсия «НЕ»

Правило работы «НЕ»: если на входе присутствует «1», то на выходе будет «0», и наоборот. Инверсия меняет сигнал на противоположный.

Зависимости входного и выходного сигнала указаны в Табл. 3

Логическая инверсия НЕ

Построить релейно-контактную схему для элемента «НЕ» сложнее, чем для первых двух. Здесь требуется применить промежуточное реле Х, с нормальнозамкнутым контактом — см. схему на Рис. 3.

Когда контакт А замыкается, контакт Х размыкается и обесточивает катушку С. И наоборот. Таким образом, мы получили релейно-контактную схему замещения инверсии.

RS-триггер

Триггер является элементарной ячейкой памяти, т.е. этот элемент запоминает значение выходного сигнала даже при исчезновении входного.

Правила работы «RS-триггера»:

При появлении на входе S логической «1», на выходе Т появится «1», но только если на входе R будет логический «0» (нет сигнала). При исчезновении сигнала на входе S, сигнал на выходе Т останется равным «1», т.е. триггер запомнит свое состояние. Сигнал на выходе Т сбросится только тогда, когда мы подадим «1» на вход R.

Вход R обнуляет состояние триггера, т.е. когда на нем «1», то на выходе Т всегда «0», независимо от сигнала на входе S.

Можно еще сказать, что триггер «взводится» по S, а «сбрасывается» по R, причем приоритетным является именно вход R.

Триггер

Таблица 4 показывает зависимости сигналов на входах и выходе триггера. Обратите внимание, на то, что если на обоих входах триггера «0», то состояние на выходе мы знать не будем. Для этого нужно провести анализ предыдущих воздействий.

Схема замещения триггера приведена на Рис. 4. Эффект запоминания достигается применением схемы самоподхвата промежуточного реле. Когда контакт А замыкается, промежуточное реле Y одним своим контактом воздействует на выходное реле С, а другим подхватывает свое срабатывание. При этом реле Y остается сработавшим даже при размыкании контакта А.

Приоритетный сброс триггера организуется при помощи размыкающего контакта В (R),который включается последовательно с катушкой реле Y.

Таймер

Таймер соответствует схеме с реле времени на Рис. 5. Думаю, здесь подробные пояснения не нужны.

Таймер (схема логики)

Укрупненные схемы замещения

Если логическая схема состоит из нескольких элементов, то можно набирать релейно-контактную схему последовательно включая схемы замещения.

На Рис.6 показана схема замещения для последовательно включенных элементов «ИЛИ» и «НЕ»

Участок логической схемы

Построение комплексной схемы замещения

Ниже приведен видеоролик, в котором показан пример построения схемы замещения относительно большой логической схемы.

Заключение

Если вы имели дело только с электромеханическими реле, а теперь переходите на микропроцессорные терминалы, то вам необходимо уметь читать схемы логики. Любую логическую схему релейной защиты и автоматики можно преобразовать в релейно-контактную принципиальную схему. Для этого нужно последовательно соединить все схемы замещения логических элементов.

После преобразования вы сможете быстро прочитать логику терминала или контроллера и разобраться в их работе. Через несколько примеров вы научитесь читать логические схемы без дополнительных преобразований, что позволит эффективно работать с современной релейной защитой.

Такой метод достаточно трудоемкий для повседневной работы, но полезен на период обучения работе с МП РЗА.

  • вася

    А как обрывается стандартный язык программирования контроллеров в виде релейных схем ?

  • https://www.facebook.com/app_scoped_user_id/131488400583096/ Дмитрий Василевский

    не очень понял вопрос.. что значит обрывается?

  • Тимур

    С моей точки зрения, проще запомнить несколько правил, чем тратить время на преобразования логических схем.
    Статью можно дополнить примерами с исключающим ИЛИ и продлением импульса.

  • https://plus.google.com/101616571412194372232 Дмитрий Василевский

    я тоже так считаю, но люди воспринимают информацию по-разному

  • https://www.linkedin.com/in/dmitrii-maltsev-aa9b5374 Dmitrii Maltsev

    LAD diagrams

  • https://www.facebook.com/app_scoped_user_id/131488400583096/ Дмитрий Василевский

    похоже на логические схемы.. в настоящее время необязательно изучать этот язык потому, что современные терминалы имеют графический редактор логики, где можно наглядно работать с изображениями блоками И, ИЛИ, НЕ и т.д. (Например, Конфигуратор-МТ Механотроники).. насчет ПЛК не скажу, может там и нужен LAD.. в РЗА такого не встречал

  • https://plus.google.com/116896600824250622136 Валерий Чепелев

    Инверсию можно показать обычным нормально закрытым контактом. В этом случае под входным сигналом понимается воздействие на контакт. Вы же на первой схеме не рисуете реле, действующее на контакт А.
    На схеме триггера тоже лишняя цепочка — букву Y поменяйте на С — и все в шоколаде будет.
    Применяем от реле С нормально открытый контакт — прямой выход триггера, нормально закрытый — инверсный выход. А то так будут теперь кучу промреле городить — ужосужос!
    Кстати, RS-триггер в чистом его понимании (по алгебре логики) не имеет приоритета по R — при S=R=1 выходное состояние неопределено. В РЗА да, принят принцип приоритета R (но не всеми )) ).
    И кроме RS есть еще D-, T- и JK-триггеры.
    Надеюсь, в следующих статьях будет про преобразования ДНФ и КНФ.

  • https://plus.google.com/116896600824250622136 Валерий Чепелев

    Имеется в виду «обзывается» 🙂
    В русском переводе надмозгов с забугорного — «лестничные диаграммы».

  • Дмитрий

    Судя по видео, инверсный сигнал, подаваемый на элемент И аналогичен сигналу, подаваемому на вход R триггера. Это так?

    • https://www.facebook.com/app_scoped_user_id/131488400583096/ Дмитрий Василевский

      нет, они разные.. хот бы потому, что триггер по R сбрасывается сразу, а инверсия подключена к триггеру через выдержку времени.. тем более у триггера наибольший приоритет по R.. а инверсия действует в итоге на S

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.