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

Pr

ą

d "Ii" przepływaj

ą

cy

przez pojedyncz

ą

ż

arówk

ę

100W

Ii=I/n

n - ilo

ść

ż

arówek

I - sumaryczna warto

ść

pr

ą

du

pobieranego przez wszystkie

ż

arówki

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

ż

arówek

Sumaryczny pr

ą

d [A]

1

0,43

2

0,86

3

1,29

4

1,72

5

2,15

6

2,58

7

3,01

8

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.

I8

I7

I6

I5

I4

I3

I2

I1

0V

0V

+24V

Q1

Q2

Q3

Q4

I1

I2

I3

I4

I5

I6

I7

I8

230V AC INPUT 16xAC

Q1

Q2

Q3

Q4

OUTPUT 8xRELAY/10A

I16

I15

I14

I13

I12

I11

I10

I9

Q5

Q6

Q7

Q8

MODE

RUN/STOP

Q5

Q6

Q7

Q8

I9

I10

I11

I12

I13

I14

I15

I16

I17

I18

1

2

3

4

5

6

7

8

1

1'

2

2'

3

3'

4

4'

5

5'

6

6' 7

7'

8

8'

L

N

Ż

arówki sygnalizacyjne

podstawowe

Ż

arówki sygnalizacyjne

rezerwowe

Przekałdnik

pr

ą

dowo-napi

ę

ciowy

AC

DC

Zasilanie 24V DC

0V

24V

Liczba

ż

arówek

Sumaryczny pr

ą

d [A]

1

0,43

2

0,86

3

1,29

4

1,72

5

2,15

6

2,58

7

3,01

8

3,44

Moc jednej

ż

arówki 100W

PI8

I11
I12
I13

I11 - zał

ą

czony -

zał

ą

czenie systemu dla

2 wadliwych

ż

arówek

I12 - zał

ą

czony -

zał

ą

czenie systemu dla

4 wadliwych

ż

arówek

I13 - zał

ą

czony -

zał

ą

czenie systemu dla

6 wadliwych

ż

arówek