APFC или унифицированный контроллер с программируемой логикой для повышения качества электроэнергии.

Анонс: APFC или унифицированный контроллер с программируемой логикой для повышения качества электроэнергии. Программируемые логические контроллеры ПЛК (с программируемой логикой) для управления неактивной мощностью в силовых сетях.

Вопреки федеральной, отраслевым программам импортозамещения, экономика страны постепенно, но неуклонно разрушалась импортом при поддержке агрессивной и, как правило, технически безграмотной маркетинговой рекламы.

Наглядный тому пример - автоматические контроллеры (коррекции) коэффициента мощности (automatic power factor (correction) controller– APFC), которые на текущий момент «бума санкций против России» вместе с силовыми конденсаторами, активными фильтрами гармоник (АФГ) de facto оказались в дефиците, что сделало сомнительным практическое использование технических средств нивелирования перетоков реактивной энергии, гармонических искажений и поставило под угрозу саму работу силовых сетей низкого и среднего напряжения.

Причем критический дефицит APFC почти вывел с рынка предложения по интеграции автоматических конденсаторных установок повышения коэффициента мощности (УКРМ, УКРМФ, УКРМТ на тиристорных вентилях), хотя в действительности:

• позиционируемые, как узкоцелевые и, зачастую, уникальные APFC от зарубежных производителей в большинстве разработок не более, чем «урезанные» версии программируемых логических контроллеров (PLC - Programmable Logic Controller) – унифицированных технических средств, целевое использование которых определяется центральным процессором с программным обеспечением, входными, выходными портами и коммуникационным интерфейсом;
• на текущий момент для подавляющего большинства абонентских (и распределительных) силовых сетей низкого и низкого среднего напряжения критически важным будет регулирование не только по реактивной, а по всей неактивной мощности (см. о неактивной мощности на нефундаментальных частотах в этом материале), а значит большинство импортируемых APFC будут недостаточными для этих целей.

Программируемые логические контроллеры ПЛК (с программируемой логикой) для управления неактивной мощностью в силовых сетях.

Если рассматривать компактный форм фактор, то любой APFC, как контроллер с программируемой логикой будет включать центральный процессор, блоки памяти, питания, вводов и выводов (как правило, с аналогово-цифровыми и цифро-аналоговыми преобразователями соответственно), а также порты интерфейса для коммуникации с другими ПЛК или компьютерами, серверами и программирования.

De facto вне зависимости от декларируемого названия устройства архитектура ПЛК типовая, а вот целевое назначение будет определяться объемом памяти, скоростью, разрядностью процессора, но главное – предустановленной программой, числом и типом вводов/выводов, коммуникационным интерфейсом. Т.е. при соответствующей программе, наличии требуемых для сбора информации портов ввода, для управления – портов вывода, для связи с другими информационными устройствами – портов интерфейса, контроллер с программируемой логикой может использоваться с конденсаторной установкой повышения коэффициента мощности, АФГ, станком или агрегатом «с ЧПУ», конвейером, насосной станцией и т.п., а значит в принципе является унифицированным устройством.

В самом контроллере обязательно присутствует:

• центральный процессор, по факту блок на базе одного, двух микропроцессоров, которые интерпретируют входные сигналы и выполняет управление в соответствии с программой, хранящейся в его памяти, передавая решения в виде сигналов действия на выходы;
• блок питания, который необходим для преобразования сетевого напряжения переменного тока в низкое постоянное напряжение (5 В) для процессора и цепей в интерфейсных модулях ввода и вывода;
• блок памяти, где хранится программа, которая должна использоваться для управляющих действий, выполняемых микропроцессором, и данные, собираемые на входе для обработки;
• блок ввода и вывода – портов, принимающих от источников измерений и передающих на исполнительные устройства (соответственно) сигналы – аналоговые, дискретные или цифровые, причем:
  - аналоговые сигналы показывают непрерывную зависимость напряжения (или тока) от контролируемого параметра, например, напряжения от температуры в термопаре (см. «с» на рис. ниже);
  
  
  Рис. Аналоговые, дискретные и цифровые сигналы.
  
  - дискретные сигналы (см. «а» на рис.) дают наличие или отсутствие параметра, например, напряжения во времени;
  - цифровые сигналы («б» на рис.) – набор импульсов «включения-выключения» разной амплитуды с различным временным интервалом между ними;
  - на входе или выходе могут быть аналоговые, дискретные или цифровые сигналы разного напряжения, но на центральный процессор подаются только цифровые сигналы постоянного тока напряжения (обычно) 5В;
• коммуникационные интерфейсы, используемые для обмена информацией с другими ПЛК, ПК или серверами по установленным протоколам.

Т.е. любой ПЛК по факту может быть настроен, как APFC, как контроллер для управления УКРМ (УКРМТ) и активным или пассивным фильтром гармоник, причем с одновременным выполнением других контрольных (и управляющих) функций.