СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ЭХГ

Электрохимический генератор включает в себя си­стему управления и контроля, степень сложности ко­торой и выполняемые функции зависят от вида ЭХГ, его назначения, генерируемой мощности, структурного построения и условий работы.

Система предназначена для обеспечения оптималь­ных условий работы ТЭ (стабилизации внешних пара-

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ЭХГ

метров или изменения их в требуемом направлении), контроля состояния ЭХГ и защиты его при превыше­нии допустимых параметров. Управление и контроль в любой системе неразрывно связаны. Любое целесо­образное воздействие на объект невозможно без оцей, ки его состояния, так же как и состояние объекта не­возможно оценить без воздействия на него. С этой точ­ки зрения управление и контроль логически связаны и протекают по замкнутому циклу, изображенному на рис. 5.41.

Сообщение Д Сигнал контроля Сигнал контроля Сообщение Г - j - помехи -«=

Воздействие оператора или автоматического устрой­ства (источник сообщения) на объект (получатель со­общения) осуществляется по цепи управления, состоя­щей из входного и выходного преобразователей и ли­нии связи. Оценка состояния производится оператором или автоматическим устройством по цепи контроля, со­стоящей из органов контроля (чувствительные элемен­ты, датчики, измерительные приборы), входного и вы­ходного преобразователей и линии связи. Входной и выходной преобразователи предназначены для преобра­зования сигналов датчиков или воздействий в форму, удобную для управления или контроля. Осуществление 278
управления и контроля может происходить при непо­средственном участии оператора на всех стадиях управ­ления и контроля (системы неавтоматического управ­ления и контроля), при непосредственном участии че­ловека на отдельных стадиях управления и контроля (системы автоматизированного управления и контроля) и практически без непосредственного участия человека на всех стадиях управления и контроля (системы авто­матического управления и контроля). Все системы мож­но классифицировать в зависимости от значения коэф­фициента К а, характеризующего степень автоматиза­ции,

П

2г&і

к*= —------------ й— (5-«)

У-а /+2-ИІ

где таї — среднее время, затрачиваемое на выполнение автоматизированных действий; хиі— среднее время, за­трачиваемое оператором на выполнение неавтоматизи­рованных операций.

К неавтоматическим относятся системы с Да<50%, к автоматизированным —- с 98%>Да>50% и к автома­тическим с Да>98%. Каждая из этих систем имеет свои преимущества и недостатки, которые учитываются при создан»:! систем управления в зависимости от назна­чения ЭХГ, его тактико-технических данных. Системы первого вида применяются в установках с малым ре­сурсом работы и возможностью постоянного контроля со стороны оператора. Второй вид целесообразно при­менять в установках с длительным ресурсом работы и возможностью периодического подключения оператора на время выполнения наиболее ответственных или пло­хо поддающихся алгоритмизации операций. Третий вид систем нашел применение в автономных установках, в которых участие оператора в управлении невозможно. Системы автоматизированного управления и контроля обеспечивают выполнение функций, которые не могут быть выполнены человеком в силу его возможностей, делают управление и контроль более надежными и точными (вследствие исключения субъективных оши­бок), сокращают время выполнения операций. Однако на современном этапе развития нашли широкое при­менение и системы автоматизированного контроля и

27 9

управления, что определяется прежде. всего спецификой ЭХ Г и уровнем. их отр аботки.

Как указано выше, управление и контроль не­разрывно связаны, хотя по своим функциям они существенно различаются. Целью управления ЭХГ являются:

1. Подготовка к запуску и запуск ЭХГ. Этот вид управления связан с осуществлением совокупностей раз­личных операций, 'вызывающих определенное, преду­смотренное заранее изменение состояния ЭХГ, причем эти изменения повторяются всегда при данных условиях в одной и той же форме. Операции взаимно зависимы и должны протекать в строгом соответствии с алгоритмом работы отдельных узлов. Запуск осуществляется при определенном начальном состоянии ЭХГ и заключается в приведении в рабочее состояние блоков ЭХГ. .Алго­ритм определяет однозначность выполнения операций запуска и однозначность контроля состояния по вы­полнению каждой операции.

2. Поддержание постоянного значения регулируе­мых величин с той или иной заданной точностью при изменении различных возмущающих воздействий;

3. Поиск оптимального состояния (режима работы) ЭХГ и изменение режима в соответствии с найденным оптимальным.

4. Защита ЭХГ от аварий при 'возникновении не­расчетных режимов работы.

5. Вывод из действия ЭХГ.

Основное назначение системы управления — обес­печение заданной точности стабилизации при наличии внутренних и внешних возмущающих воздействий.

Цели системы контроля следующие:

1. Установление механической и электрической це­лостности ТЭ и блоков, отсутствие нарушения герме­тичности.

2. Установление правильности работы ТЭ и системы (проверка функционирования).

3. Установление соответствия параметров системы управления заданным значениям.

4. Оценка исправности системы управления без вос­произведения реальных условий ее работы (режим хра­нения).

5. Оценка точности работы системы управления

в реальных условиях или на основе воспроизведения реальных условий работы.

6. Определение места и причины неисправности си­стемы в случае ее отказа.

Так как управление ЭХГ осуществляется системой автоматического управления и сам ЭХГ может рас­сматриваться как элемент системы управления, то при контроле объекта речь идет фактически о контроле си­стемы управления.

По своей структуре системы управления могут быть дискретными и аналоговыми.

В -первом случае непрерывному изменению входной величины соответствует (хотя - бы в одном звене систе­мы) импульсное изменение выходной. величины. В слу­чае аналоговых систем непрерывному (изменению вход­ного возмущения соответствует непрерывное изменение выходной функции, при этом закон изменения может быть произвольным в зависимости от уравнения дина­мики звена.

Электрохимические генераторы небольшой мощности (от долей ватт до нескольких киловатт) имеют относи­тельно небольшое число контролируемых параметров, поэтому для их управления могут - быть использованы аналоговые системы. Электрохимические генераторы средней и большой мощности состоят из отдельных ав­тономных батарей ТЭ, каждая из которых имеет соб­ственную систему автоматики. В этом случае число контролируемых параметров возрастает и использова­ние аналоговых систем нецелесообразно вследствие:

а) трудностей одновременного непрерывного конт­роля параметров всех элементов, количество которых может достигать нескольких сотен и даже тысяч;

б) нецелесообразности одновременного воздействия на все батареи ТЭ; при наличии большого числа бата­рей ТЭ целесообразно контролировать поочередно от­дельные части ЭХГ, имеющие полностью автономные системы регулирования.

Дискретные системы контроля и управления в от­личие от аналоговых обладают высокими точностью и помехоустойчивостью, реализация их на логических эле­ментах позволяет создать относительно простую аппа­ратуру контроля и управления высокой надежности.

Из приведенных выше соображений видно, что для контроля и регулирования параметров ЭХГ большой

28!

мощности наиболее целесообразно применять дискрет­ные системы управления.

По характеру связей между входными и выходными параметрами и возможностью воздействия системы уп­равления могут быть замкнутыми и разомкнутыми. Ра­зомкнутые системы управления могут быть без теку­щего контроля или с контролем, но без текущего уп­равления. Первые из них на практике ограниченно при­меняются из-за недостаточно высокой надежности их элементов, вторые же нашли широкое применение.

Анализ изменения параметров ЭХГ, которые необхо­димо регулировать или контролировать, показывает, что система управления и контроля должна быть построена для части параметров по принципу замкнутой, а для части параметров — разомкнутой, поэтому в системах управления ЭХГ нашли применение комбинированные системы управления.

Из приведенного выше видно, что в ЭХГ целесооб­разнее всего применять комбинированные дискретные полуавтоматические и автоматические системы управ­ления, что обусловлено сравнительной простотой управ­ляемых процессов и хорошей их изученностью.

Современные потребители электроэнергии автоном­ных ЭУ требуют постоянного напряжения 110, 220 В и более при мощностях десятки и сотни киловатт. Ге­нераторы таких ЭУ состоят из многих последователь­ных и параллельных ТЭ, объединяемых в батареи ТЭ, каждая из которых оснащается «собственной» системой автоматики. Число батарей ТЭ может достиг, ат0 не­скольких десятков, вследствие чего число контролируе­мых параметров и исполнительных органов на весь ЭХГ может достигать нескольких сотен и даже тысяч, поэтому системы регулирования строятся по принципу автономности так, чтобы каждая батарея ТЭ имела свою систему управления, которая обеспечивала бы функции данной батареи ТЭ.

Система управления и контроля ЭХГ имеет две са­мостоятельные задачи:

а) система управления и контроля ЭХГ в целом;

б) система управления и контроля батареями ТЭ.

К задачам первой из них относится:

1. Контроль и стабилизация генерируемого напря­жения. j/ЛТ, ■ V. р

2. Контроль, и защита от перегрузок по току и внеш­них коротких замыканий в нагрузке.

3. Контроль и стабилизация іпараметров системы пи­тания собственных нужд.

4. Защита ЭХГ от обратных токов.

5. Защита ЭХГ от коротких замыканий отдельных батарей ТЭ на «землю».

6. Контроль сопротивления изоляции ЭХГ.

7. Контроль и стабилизация параметров системы терморегулирования.

8. Контроль и стабилизация параметров системы подачи топлива и окислителя на входе в ЭХГ.

9. Управление и контроль при запуске ,и выводе из действия ЭХГ.

10. Централизованное управление продувкой.

Функции системы управления батареей ТЭ опреде­ляются исходя из требований оптимальных условий ра­боты ТЭ, а именно:

1. Непрерывный подвод рабочих тазов к зонам ре­акции. при определенных давлении и температуре, при этом расход должен изменяться в широких пределах в зависимости от тока нагрузки.

2. Непрерывный отвод продуктов реакции из зоны реакции.

3. Обеспечение определенной температуры в зоне реакции.

4. Обеспечение определенной чистоты газов в зоне реакции.

Исходя из этого требования к системе управления батареями ТЭ можно сформулировать следующим об­разом:

1. Стабилизация и контроль перепадов давления ра­бочих газов.

2. Стабилизация и контроль концентрации электро­лита.

3. Непрерывный отвод теплоты из зоны реакции (обеспечивается системой терморегулирования ЭХГ).

4. Периодическая продувка трактов топлива и окис­лителя.

5. Контроль натекания рабочих газов в электролит.

6. Контроль и стабилизация напряжения на группах ТЭ.

Далее рассмотрим качественное влияние каждого из

233

этих факторов на работу ЭХГ и примерное построение узлов системы управления.

По ЭХГ в целом:

1. Снижение напряжения на выходе ЭХГ в принци­пе для работы самого ЭХГ (при нормальном токе) не является критичным. Этот параметр критичен для по­требителей, поэтому в системе управления должна быть предусмотрена сигнализация при снижении напряжения ниже определенных пределов.

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ЭХГ

Рис. 5.42. Структурная схема системы питания собственных нужд..

Датчиком в этом случае является собственное на­пряжение на шинах ЭХГ, которое может быть подано либо на вольтметр с сигнальными уставками, либо на измерительное устройство, которое срабатывает при снижении напряжения. При этом, как правило, для ис­ключения случайных сигналов или кратковременных снижений напряжения вводится временная задержка, ■которая обратно пропорциональна падению напряже­ния.

2. Перегрузки по току и короткие замыкания внеш­ней цепи приводят к появлению нерасчетных режимов в самих ТЭ (перегрев и недостаток подводимых га­зов— рассмотрено ранее). Защита по этим параметрам также имеет несколько уставок, например 1,5/н; 2/„; 4/„. При этом также вводятся обратно пропорциональ­ные задержки по времени. Защита от коротких замыка­ний должна иметь быстродействие около 30 мс.

3. Система питания собственных нужд для автоном­ных ЭУ должна иметь высокую надежность. В качестве примера можно привести построение системы защиты ЭХГ средней мощности при питании шин собственных нужд напряжением 24 В. Структурная схема такой 284

системы приведена на рис. 5.42. Вспомогательный ис­точник, например аккумуляторная батарея, нужен для запуска в работу батарей ТЭ, а также для питания системы управления на время аварийного состояния либо в системе питания собственных нужд, либо в ЭХГ. На данной структурной схеме изображены переключа­ющие элементы 1—4, которые по сигналам от устрой­ства контроля подключают к нагрузке вспомогатель­ный источник или резервные блоки питания (батареи ТЭ-4 и ТЭ-5). Диоды требуются для исключения пере­хода источников в режим потребителей. Неравномер­ность нагрузки батарей ТЭ, подключенных к этой си­стеме, по сравнению с остальными батареями ТЭ не­значительна, так как потребление систем управления составляет максимально 5% мощности основных по­требителей.

4. Обратный ток в ЭХГ может возникнуть в случае появления более высокого напряжения на источнике, работающем параллельно. При протекании обратного тока ЭХГ переходит в режим потребителя с выделени­ем электролизных газов. Режим крайне нежелателен с точки зрения взрывоопасности.

Система защиты по сигналу от датчика обратного тока должна отключать ЭХГ от параллельного источ­ника и нагрузки за возможно короткое время.

Датчик должен обладать максимально возможной чувствительностью. Так, современные датчики выдают сигнал при изменении тока с прямого на обратный при 0,2% /„.

5. Короткие замыкания отдельных батарей ТЭ на землю также приводят к крайне нежелательным явле­ниям в самих ТЭ. В этом режиме также опасно появ­ление дуги, поэтому системы дифференциальной защи­ты от межблочных замыканий и замыканий на землю имеют. высокое быстродействие.

6.Сопротивление изоляции для ЭХГ является по­казателем общего состояния систем обслуживания и является чрезвычайно важным параметром. Существу­ющие серийные измерители сопротивления изоляции не обеспечивают измерения при подключенной нагрузке. По этой причине в настоящее время разработаны уст­ройства измерения сопротивления изоляции, позволяю­щие измерить селективно сопротивление изоляции ЭУ или нагрузки без отключения последней. Устройства

имеют несколько дискретных уставок, а также непре­рывный цифровой индикатор.

Рассмотрим влияние параметров регулирования си­стем управления 'батареями ТЭ на работу ТЭ на при­мере водородно-кислородного ЭХ Г, работающего с пе­репадом давления в системе газ—электролит.

1. Стабилизация и контроль перепада давления меж­ду рабочими газами и электролитом. Низкий перепад (в определенной области) давления приводит к сниже­нию активности электродов за счет уменьшения площа­ди активных поверхностей, где происходит реакция. Ре­жим использования электродов неоптимальный. В слу­чае повышения перепада давления активность электро­дов возрастает, потом практически стабилизируется, по­этому выбирать слишком высокий перепад давления не рекомендуется, так как это приводит к повышенному проникновению газообразных реагентов в полости элек­тролита и в конечном итоге к механическому повреж­дению электродов. В качестве стабилизаторов давления служат регуляторы перепада давления, а в качестве контролирующих приборов — сигнализаторы перепада давления (их описания приведены в § 5.4).

2. Концентрация электролита также влияет на вы­ходные параметры ТЭ: низкая концентрация приводит к понижению активности и как следствие снижению вы­ходного напряжения. Высокая концентрация улучшает ВЛХ, но ее применение имеет недостатки:

а) снижение ресурса работы ТЭ за счет ускоренно­го падения каталитической активности;

б) в случае применение высококонцентрированных электролитов их эксплуатация затруднена при нормаль­ных температурах, так как электролиты в этом случае переходят в твердое состояние, что усложняет запуск ЭХГ и грозит механическими разрушениями ТЭ.

Регулирование концентрации электролита осуществ­ляется следующим образом: система удаления воды имеет две емкости — для воды и электролита. Компен­сатор электролита имеет несколько уровней, соответст­вующих каждый рабочим, предельным и аварийным уровням. Примерная конструкция приведена на рис. 5.43.

При достижении электролитом верхних контактов компенсатора вода отводится из ЭХГ. При достижении уровня электролита нижних контактов вода доливается 283

Рис. 5.43. Компенсатор объема электро-
лита.

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ЭХГ/ — корпус; 2 — гидрофобный изолятор; 3 — гермоотводы; контакты: 4 — верхний аварий­ный; 5 — верхний допустимый; 6 — верхний ра­бочий; 7 — нижний рабочий; 8 — нижний допу­стимый; 9 — нижний аварийный; 10 — цен­тральный.

в электролитный контур. В ком­пенсаторе имеются рабочие кон­такты, по которым осуществля­ется регулирование в нормаль­ном режиме; допустимые (про­межуточные), по которым долж­ны быть приняты меры, обес­печивающие восстановление нор­мального режима водоотвода, а также аварийные, при достижении которых электро­литом производится отключение ЭХГ и анализ причин неисправности.

3. Температура. Эксплуатация ЭХГ при низких тем­пературах в зоне реакции также ухудшает выходные ВЛХ. С ростом температуры активность возрастает, но повышение температуры также приводит к ускоренно­му падению каталитической активности и ограничивает применение многих конструкционных материалов.

4.

Подпись: тем подачи оператором команд управления непосред-ственно на исполнительные органы. Эти команды по-даются периодически или в момент снижения напряжения на соответствующем ТЭ. Индивидуальное управление продувкой батарей ТЭ требует большего количества ключей управления, делает систему громоздкой и требует индивидуальных линий связи от пункта управления к исполнительным органам. Ручная продувка, как правило, является резервной, и ее используют для групповых продувок — один ключ управления на 5—10 батарей ТЭ, что приводит к дополнительному расходу реагентов. В качестве основной применяется автоматическая продувка от специальных устройств, работающих по заранее заданным программам. Программное устройство представлені собой блок, автоматически выра-

Необходимость периодической продувки трактов ЭХГ связана с накоплением в процессе реакции инерт­ных примесей, снижающих активность. Поэтому все со­временные ЭХГ имеют системы ручной или автомати­ческой продувки. Ручная продувка осуществляется пу­

батывающий команды на продувку; он может быть ин­дивидуальным на батарею или общим для всех бата­рей ТЭ. Блок выработки команд, как правило, имеет гибкий алгоритм работы, меняющийся от вводимой в него программы, что позволяет. во вполне определен­ных пределах изменять время продувки по каналам и паузу между продувками.

Время т продувки ТЭ всего ЭХГ может быть определено по формуле

П

<5-50)

<=і

где п — число временных каналов каждой из батарей ТЭ; т,= = (Tn-f-To) — время, отводимое на продувку i-ro временного кана­ла; тп—длительность продувки; т0 — длительность паузы между продувками.

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ЭХГ

механызмы

Рис. 5.44. Структурная схема программного устройства.

Как правило, т1( и т0 должны изменяться в пределах от 1 до 30 с, число каналов п^ЗО. Подставляя указанные значения в фор­мулу (5.50), получаем 2<т/н<60.

Структурная схема типового программного устройства с авто­матической продувкой приведена на рис. 5.44, где ГТ— генератор тактов, формирующий импульсы управлення программным узлом; ЗП— задатчик программ, обеспечивающий ввод заданной програм - .мы; ДК — декодер, осуществляющий обработку заданной програм­мы продувки; СА—схема адресных каналов; ВУ — выходные устройства, обеспечивающие управление исполнительными органами продувки; ПУ — программный узел.

Генератор тактов вырабатывает управляющие импульсы опре­деленной частоты, которые поступают на программное устройство.

Программное устройство (рис. 5.44) в общем виде представ-

ляет собой многокаскадный делитель частоты, выполненный на эле­ментах памяти. Посредством управляющих импульсов, поступающих от генератора, в программном устройстве формируется множество импульсных временных интервалов. Ряд временных интервалов по­средством декодера образует адресные каналы, продувки ТЭ. Дли­тельность продувки по каждому из временных каналов и паузы между ними выбираются оператором посредством задатчика про­грамм, обеспечивающего заданный алгоритм управления. В настоя­щее время программные устройства, выполненные по приведенной выше структуре, нашли широкое использование в современных си­стемах управления ЭХГ, так как они могут быть выполнены на любое число адресов, иметь любое время опроса и изменять время

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ЭХГ

Рис. 5.45. Функциональная схема устройства выработки команд.

продувок и паузу от нескольких секунд до нескольких минут. По­добные программные устройства могут быть выполнены на совре­менной радиоэлектронной микроэлементной базе, иметь малые мас­сы и высокую аппаратурную надежность. Пример функциональной схемы программного устройства приведен па рис. 5.45. Оно пред­назначено для выработки команд па автоматическую продувку во­дородно-кислородных трактов ЭУ, состоящей из 30 автономных ба­тарей ТЭ. Устройство работает но жестким программам, позволяю­щим изменять время продувки каждого из трактов в широких пре­делах. Основными узлами программного устройства являются: G — генератор тактовых импульсов; СТ — счетчик формирования вре-

менных интервалов, длительности продувки и паузы; DC — дешиф­раторы адреса временных каналов опроса и длительности продувки; 7* = 1; 7=2— элементы логического управления работой всего

устройства; —усилители мощности, формирующие импульсы на управление исполнительными устройствами ТЭ.

Программное устройство работает следующим образом: гене­ратор тактовых импульсов G формирует импульсы частотой в не­сколько килогерц, эти импульсы через элементы задержки и схемы И поступают на счетные входы счетчиков СТ2-1 и СТ2-2. Логиче­ский элемент памяти Т-3 (триггер типа RS) разрешает прохожде­ние этих импульсов в СТ2-1. Первым тактовым импульсом, посту­пающим от дешифратора DC-1, триггеры памяти Т-1 и Т-2 откры­вают через свои схемы умножения соответственно «кислородные» и «водородные» тракты продувки. Выбор данного канала и время продувки определяются дешифратором DC-2 и задатчиком про­грамм 3/7. В 3/7 посредством переключателей можно установить время продувки по кислородному и водородному трактам 3, 6, 9, 14, 18 и 28 с. После обработки заданной программы длительности продувки кислородно-водородного трактов 3/7 вырабатывает коман­ду на элемент Т-3, запрещающий прохождение импульсов в СТ2-1, и открывает схему совпадения на входе СТ2-2. С движением счет­чика СТ2-2 начинает отрабатываться программа на формирование длительности паузы между продувкой. После отработки этой про­граммы ЗП выдает команды на передвижение счетчика СТ2-3 на следующий временной канал, запрет прохождения тактовых импуль­сов в СТ2-2 и открытие входной схемы совпадения счетчика СТ2-1. Аналогичным образом осуществляются формирование и продувка очередного канала. К недостаткам программных устройств, рабо­тающих по жесткой программе, следует отнести:

фиксированное (заранее определенное) число программ;

ручной (посредством оператора) переход с одной программы работы на другую;

неэкономичное использование реагентов па продувку.

Наиболее перспективны системы с адаптивными программными устройствами, имеющими переменный алгоритм управления. В та­ких устройствах продувка может осуществляться по каждому ТЭ, а время продувки определяется для каждого ТЭ как функция ряда наиболее важных параметров ЭХГ. Такие устройства содержат бло­ки адаптации, процессор, узлы оперативной и долговременной памя­ти. Все ТЭ разбиваются на группы, а опрос и продувка того или иного ТЭ в той или иной группе производятся по приоритету. По­строение адаптивных программных устройств (типа специализиро­ванных вычислительных машин) осуществляется на элементах и блоках цифровой вычислительной техники с использованием совре­менной микроэлементной интегральной базы.

5. Для контроля исправности ТЭ важное значение имеет информация о натекании газов в полости электро­лита, что характеризует сохранение запорных свойств пористых электродов. Экспериментальным путем опре­деляются предельные значения натекания; так, для ЭХГ мощностью 10 кВт они не должны превышать 10 л/ч. В случае превышения заданных значений ЭХГ должен быть исключен из работы, так как повышенное натека* 290

ние указывает на потерю запорных свойств пористых - электродов, что может привести к образованию взрыво­опасных смесей в полостях электролита. Измерение столь малых расходов при специфических условиях ра­боты в среде электролита является сложной инженерной задачей. Создан прибор термоанемометрического типа, измеряющий расходы примерно 10 л/ч, Такой прибор имеет несколько пороговых уставок, а также аналого­вый выход.

6. Напряжение на ТЭ является интегральным параме­тром, характеризующим его состояние. В системах управления предусматриваются измерительные приборы, определяющие напряжения на ТЭ. Такие приборы, как правило, имеют две пороговые уставки снижения напря­жения, по достижении первой из которых система управ­ления осуществляет операции по восстановлению напря­жения, а по достижении второй — исключение батареи ГЭ из электрической силовой цепи, так как снижение на­пряжения может привести к переполюсовке ТЭ и пере­ходу его в режим электролизера. Такой режим недопу­стим с точки зрения взрывобезопасности.

Рассмотрим вариант построения системы управления ЭХГ, который состоит из нескольких десятков последо­вательно и параллельно соединенных батарей. Количе­ство батарей ТЭ и последовательных ТЭ в батарее опре­деляется рядом условий (см. § 5.1). Каждая из таких батарей ТЭ оснащается собственной гидропневмоавтома­тикой и системой датчиков, позволяющей управлять ба­тареей в нормальном режиме, осуществлять ее запуск, а также останов, полностью исключать при необходимо­сти эту батарею из общей схемы. Каждая батарея ТЭ оснащается системой датчиков, позволяющих оценить ее состояние. Датчиков, характеризующих состояние, в та­кой батарее ТЭ более двух десятков. Исполнительных органов в каждой батарее ТЭ также около двух десят­ков, Таким образом, электроустановка мощностью не­сколько сотен киловатт, состоящая из нескольких десят­ков последовательно соединенных батарей ТЭ, будет иметь несколько сотен информационных датчиков, а так­же примерно такое же количество исполнительных орга­нов. Естественно, при таком количестве информации руч­ное управление (посредством оператора) физически невозможно. При рассмотрении различных вариантов ав­томатизации наиболее целесообразным оказывается пол -

нбстыо автоматизированная система управления с воз­можностью периодического подключения оператора на время запуска, для периодического контроля состояния, а также при возникновении критических ситуаций

Возможны различные варианты построения системы управления при множестве информационных сигналов и исполнительных органов. Непременным требованием является обязательность отображения состояния уста­новки на информационном пульте. В случае нескольких сотен параметров такое отображение или сложно выпол­нить, или для этого требуется табло больших размеров. Наиболее оптимальным представляется отображение со­стояния ЭХГ' в целом и периодическое подключение на специальное табло (мнемосхему) одной из батарей ТЭ—либо по вызову оператора, либо при возникновении критической ситуации. В этом случае система может быть построена следующим образом:

Каждая батарея ТЭ имеет «собственный» блок авто­матики, с помощью которого осуществляется автомати­ческое управление батареей во всех режимах. В случае появления предельных или аварийных параметров систе­ма управления информирует о виде неисправности и ее адресе и выдает сигнал (свет, звук) на пульт оператора. Оператор вручную подключает неисправную батарею ТЭ к мнемосхеме, на которой отображается состояние кон­кретной батареи (состояние всех ее датчиков и исполни­тельных органов). По желанию оператор может блоки­ровать автоматику частично или полностью и управлять данной батареей ТЭ вручную. При возникновении необ­ратимых неисправностей оператор может отключить данную батарею ТЭ от схемы ЭУ. В случае, если опера­тор не успеет отключить аварийную батарею ТЭ, систе­ма реагирует на возникновение аварийной ситуации и отключает неисправную батарею ТЭ автоматически.

ГЛАВА ШЕСТАЯ

Комментарии закрыты.