Placa de Control TTA (Tablero Transferencia Automática)

Placa de control para tablero de transferencia automática de tensión entre la red eléctrica y una linea alternativa con un grupo electrógeno, con la capacidad de manipular el generador en su totalidad.

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Este proyecto esta enfocado a controlar continuamente la red eléctrica domiciliaria y realizar la conmutación a un generador de ser necesario, ya sea por cortes de energía en la red del proveedor, por no poseer un buen voltaje en linea, o por micro cortes y alteraciones de tensión.

La placa de control TTA esta diseñado a partir de una placa base PM2-01 A001 y el firmware F5, este diseño integra 4 pulsadores, un display LCD 4×20 (4 lineas de 20 caracteres c/u), y una placa de expansión para las salidas.

El diseño y los componentes eléctricos necesarios para la parte de fuerza del TTA dependen particularmente de donde va a ser implementado.


LISTADO I-O PM2-01 A001 F5

SALIDAS

OUT1 // OUT: KM1- CONTACTOR PRIMARIO (SISTEMA LINEA)
OUT2 // OUT: KM2- CONTACTOR PRIMARIO (SISTEMA GRUPO)
OUT3 // OUT: KM3- CONTACTOR SECUNDARIO (SISTEMA LINEA)
OUT3 // OUT: KM4- CONTACTOR SECUNDARIO (SISTEMA GRUPO)
OUT4 // OUT: GE- CONTACTOR DE PRE ARRANQUE
OUT5 // OUT: GE- CONTACTOR DE ARRANQUE ELÉCTRICO
OUT6 // OUT: GE- CONTACTOR DE PARADA

ENTRADAS

PB1 // IN: TECLA DE CONTROL 1
PB2 // IN: TECLA DE CONTROL 2
PB3 // IN: TECLA DE CONTROL 3
PB4 // IN: TECLA DE CONTROL 4

IN1 // IN: WD DE LINEA (SEÑAL DE DISPOSITIVO PROTECTOR)
IN2 // IN: WD DE GRUPO (SEÑAL DE DISPOSITIVO PROTECTOR)
IN3 // IN:
IN4 // IN: GE- MOTOR EN MARCHA
IN5 // IN: GE- REVISAR SISTEMAS
IN6 // IN: GE- FALLA

PUERTOS DE COMUNICACIÓN

SD-88 
USB 2.0


SECUENCIA DE OPERACIÓN

Este sistema puede operar tanto en AUTOMÁTICO como en MANUAL, priorizando la red eléctrica o el generador. El modo manual LINEA, controla la tensión de entrada de la linea (IN 1) y conecta o desconecta (KM 1 y KM 3)  según el estado de la misma; así también el modo manual GENERADOR, controla la tensión del grupo (IN 2) y conecta o desconecta (KM 2 y KM 4) según el estado de la misma.

El modo AUTOMÁTICO tiene una secuencia un poco mas compleja y toma como prioridad siempre la linea de red eléctrica, controlando ésta constantemente (IN 1) y de presentarse una falla se activa el protocolo de transferencia hacia la linea alternativa del generador, previamente activando la marcha del mismo y controlando que el voltaje generado sea el correcto para acoplarlo a la red interna. Ésta secuencia comienza con poner en marcha el contacto del generador (OUT 4) y controlar que no existan fallas activas (IN 6), para luego dar comienzo a los intentos de arranque al motor de combustión del generador. En cada intento se habilita la salida (OUT 5) por un determinado tiempo activada y desactivada, esta acción se realiza tantas veces según su configuración desde el display, y al cumplir el número de intentos y no ponerse en marcha el generador, el sistema de la linea alternativa entra en falla; de lo contrario si el generador arranca normalmente, se controla que el motor se encuentre a plena marcha (IN 4) para luego controlar la tensión de su generador (IN 2)  y por ultimo acoplar a la red interna con las salidas (KM2 y KM4).

FALLAS & ADVERTENCIAS POSIBLES

  • INTENTOS DE ARRANQUE CUMPLIDOS: Falla del generador al cumplir el número de intentos de arranque configurados desde el display, esto deja al sistema de linea alternativa desactivado para revisión del grupo electrógeno, y la red interna queda sin tensión hasta no restablecerse la linea de red eléctrica principal.
  • POTENCIA INESTABLE: Falla del generador que se produce cuando el motor de combustión no se encuentra a plena marcha o alterna de manera abrupta sus revoluciones, poniendo en peligro el bobinado del generador, la frecuencia de red y su regulador de voltaje, esto desacopla la linea alternativa de la red interna y detiene el motor del generador de manera inmediata, dejando desactivada la linea alternativa para revisión del grupo electrógeno, y la red interna queda sin tensión hasta no restablecerse la linea de red eléctrica principal.
  • FALLA EXTERNA DEL GENERADOR: Falla emitida por el grupo electrógeno que se comunica al TTA para desacoplar el generador de la red interna y dejar desactivado el sistema, y la red interna queda sin tensión hasta no restablecerse la linea de red eléctrica principal. Esta falla responde a la entrada (IN 6), la cual se conecta al sistema de control del grupo en una salida de falla si se desea utilizar, de lo contrario se deja sin conexión y esta falla nunca se mostrara.
  • REVISAR SISTEMAS: Advertencia emitida por el grupo electrógeno que se comunica al TTA para informar una advertencia en su sistema de trabajo, esta diseñada para el control de combustible pero se puede cablear en cualquier otro sensor o placa, esta advertencia que responde a la entrada (IN 5)  no detiene el funcionamiento del grupo electrógeno ni tampoco desactiva el sistema de linea alternativa en el TTA.
  • MOTOR NO SE DETIENE: Falla del generador que se produce cuando el TTA intenta detener el motor del grupo electrógeno y este no se detiene. Esto deja al sistema de linea alternativa desactivado para revisión del grupo electrógeno y mantiene la salida de paro de motor activada (OUT 6), mientras que la salida de contacto del motor se desactiva (OUT 4).

Estas fallas y advertencias debe ser evitadas, realizando el correcto mantenimiento al motor del generador, o poniendo el mismo en funcionamiento semanalmente. Como no se recomienda que marche el generador sin carga, desde el panel se puede activar el mismo manualmente.


DETALLE DE CONEXIONES

Como se describe en el articulo de la placa base PM.2-01 A001, las conexiones de entradas se encuentran opto acopladas y las conexiones de las salidas transistorizadas con un máximo de 200 mA a 5.0 VDC c/u.

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CONEXIONES EN ENTRADAS

2D-INPUT

CONEXIONES DE SALIDAS

2D-OUTPUT


PROGRAMACIÓN FIRMWARE PARA MICRO CONTROLADOR

La programación del micro controlador PIC18F4550 está desarrollada en “lenguaje C”. Particularmente me gusta escribir las lineas de código con cualquier editor de texto plano (bloc de notas de windows), y luego compilarlas con el software PIC-C, esto depende del programador.

La memoria eeprom del micro contiene los datos de configuración para los ciclos de trabajo. Es importante conocer donde se aloja cada dato, ya que con la aplicación USB del firmaware podemos acceder a cualquier banco de memoria eeprom y modificar los valores necesarios si no contamos con una pantalla LCD para nuestro proyecto.

MEMORIA EEMPROM

000 – –> NO USADA <–
001 – FUNCION RELOJ (VALOR REFERENCIA DE CICLO)
002 – X
003 – X
004 – X
005 – FUNCION SD-88 (NUMERO DE NODO)
006 – X
007 – X
008 – X
009 – X
010 – TTA (NUMERO DE INTENTOS DE ARRANQUES – GENERADOR)
011 – TTA (TIEMPO ARRANQUE ACTIVO – GENERADOR)
012 – TTA (TIEMPO ARRANQUE DESACTIVO – GENERADOR)
013 – TTA (TIEMPO INICIO DE CICLO – GENERADOR)
014 – TTA (TIEMPO MOTOR SIN CARGA – GENERADOR)
015 – TTA (TIEMPO WD LINEA ACTIVA)
016 – TTA (TIEMPO WD LINEA DESACTIVA)
017 – TTA (TIEMPO WD GRUPO ACTIVO)
018 – TTA (TIEMPO WD GRUPO ACTIVO)
019 – X
020 – X

LINEAS DE PROGRAMA


ARCHIVOS DEL PROYECTO

Firmware F5:

Permite trabajar con el software del firmware SW.0-02 A001 (control de bancos de memoria, bus de comunicación usb en 64 byte, SD-88 de 6 byte, micro optimizado para alta velocidad de ciclo, display LCD 4×20)

  • Conexión USB (64 byte)
  • Led RUN
  • Led COM
  • Display LCD 4×20
  • I/O Analógicas/Digitales
  • Puerto SD-88 (6 byte)
  • Sistema de control y transferencia automática de tensión eléctrica (con control de generador)

DESCARGAR .HEX!

DESCARGAR CODIGO FUENTE .c!

DESCARGAR PROYECTO FIRMWARE F5 COMPLETO!

DESCARGAR SOFTWARE FIRMWARE SW.0-02 A001!

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