Главная  Развитие народного хозяйства 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [ 20 ] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136]

Набор блоков УБСР-ДИ позволяет с гой или иной степенью избыточности аппаратуры реализовать все известные цифровые и цнфроаналоговые системы управления электроприводами, при этом принципы организации унифицированных блоков существенно облегчают проектирование таких систем и выдачу задания заводу-изготовителю.

Унифицированные узлы агрегатных средств автоматизации, как указывалось выше, призваны решать задачи, часто встречающиеся в практике организации систем управления. Все эти блоки служат в основном для обработки входной информации задания, сигналов датчиков, формирования и преобразования этой информации, раздачи по исполнительным устройствам и т. п.

В системах управления электроприводами немалый объем занимает и аппаратура, реализующая чисто управленческие задачи (реакции иа соответствующие входные команды, формирование исполнительных сигналов, команд, блокировок и т. д.), и чем сложнее система управления, тем большую роль играет эта аппаратура. Унификация блоков управления является сложной задачей, поскольку у каждой системы свой алгоритм управления.

1ри традиционных методах жесткой схемной реализации алгоритмов управления унификация блоков управления возможна практически только конструктивная, при этом уровень унификации не может быть высоким. Так, в комплексе УБСР-ДИ блок управления Б201 строится по следующему принципу. В блоке предусматриваются места для нескольких ячеек гальванической развязки входов и для нескольких монтажных ячеек. На схеме соединений блока показывают все междуячеечные связи, выполненные печатным монтажом (объединяющая печать блока). Проектирование узлов, реализующих алгоритм управления разрабатываемой системы, состоит из нескольких этапов:

разработка логической схемы иа элементной базе данного комплекса (например, микросхемы К155);

компоновка элементов разработанной схемы в монтажных ячейках с учетом только тех связей между ячейками, которые заложены объединенной печатью блока управления Б201, что накладывает определенные ограничения и может приводить.к увеличению количества блоков при недоиспользовании их полезного объема;

выдача задания заводу-изготовителю на изготовление ячеек управления (индивидуальные заказы) на основе монтажных ячеек комплекса УБСР-ДИ с микросхемами, соединенными проводным монтажом, и на компоновку и комплектацию этими ячейками блоков Б201.

Таким образом, принципы жестко организованных узлов управления снижают эффективность как проектирования, так и изготовления их на заводе. Поэтому в пер-5-825

спективе такие узлы должны быть заменены узлами, построенными по принципу свободного программирования. Тогда заводы-изготовители будут выпускать стандартные устройства управления, а проектирование в этой части будет сводиться к разработке программы, которая должна быть введена в такое устройство на стадии испытаний комплектных устройств системы.

1-23. СВОБОДНО ПРОГРАММИРУЕМЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

Все большее распространение получают свободно программируемые системы управления параллельного и последовательного действия.

К числу систем параллельного действия относятся системы типа УПМ-2, выпускаемые серийно электротехнической промышленностью. Система УПМ-2 построена на базе полупроводниковых приборов р герконных реле. Отличительной чертой сис темы является неизменность ее внутренних соединений при использовании в узлах управления различными объектами. Система воспринимает входные сигналы от датчиков, комаидн"ых аппаратов и выдает выходные сигналы, воздействующие иа исполнительные органы. Взаимосвязь между входами и выходами реализуется с помощью матрицы. Необходимые логические функции реализуются с помощью установки диодных и бездиодных ключей в гнезда матрицы. Система УПМ-2 может применяться практически в любой отрасли промышленности. Особо выгодно применение УПМ в тех случаях, когда по условиям технологии приходится изменять программу работы системы управления. Применение УПМ-2 упрощает процесс проектирования. Готовится к серийному выпуску система УПМ-3, выполненная на базе интегральной техники, что должно повысить ее быстродействие, расширить функциональные возможности.

Ряд недостатков системы УПМ (относительно малое быстродействие, ограниченные футжциональные возможности, большие габариты) ограничивает ее область применения

В последнее время все большее распространение получают свободно программируемые системы управления последовательного действия (программируемые контроллеры ПК), реализующие основные принципы обработки логической информации, применяемые в ЭВМ. Использование ПК позволяет сокращать сроки проектироваипя и изготовления систем управления, изменять в процессе наладки и внедрения функции системы, повышает надежность и упрощает вопросы контроля исправности системы.

На рис. 1-91 приведена упрощенная структура ПК- Входные сигналы от командных аппаратов поступают в ПК через узел согласования С. Поступающие на вход сигналы могут быть с различными уровнями напряжения, в узле согласования они дол-



жиы быть привязаны по уровню сигнала к внутренним уровням сигналов в ПК.

Для повышения помехоустойчивости работы ПК в узле согласования делается гальваническая развязка. Все сигналы от узла согласования поступают на вход коммутатора К1. Коммутатор производит поочередно выбор одного входного сигнала,

Рис. 1-91. Структурная схема программируемого контроллера.

соответствующего адресу, поступающему из запоминающего устройства ЗУ. Скомму-тированный сигнал подается на вход логического процессора ЛП.

Логический процессор производит логические операции над последовательно поступающими на его вход сигналами. Вид логических операций задается командами, поступающими из ЗУ. По командам из ЗУ результат выполненных логических операций поступает через коммутатор выходных сигналов К2 в регистр памяти РП и далее на выход системы через гальванически развязанный усилитель.

По окончании очередной выполненной операции процессор вырабатывает адрес следующей строки программы, хранящейся в ЗУ.

Запоминающее устройство предназначено для хранения программы работы ПК. Запись программы в ЗУ производится с помощью специального программирующего устройства, которое не входит в комплект каждого ПК, а может обслуживать несколько систем. Выбор данных из ЗУ производится путем посылки адреса слова (строки) из ЛП. По этому запросу ЗУ выдает адрес входа или выхода и команду, определяющую режим работы ЛП.

Устройство входа и выхода. Для обеспечения надежной работы ПК в промышленных условиях используют входные сигналы относительно высокого уровня (5- 250 В) постоянного и переменного тока.

В узле согласования эти сигналы преобразуются во внутренние сигналы ПК. Узел согласования обычно выполнен по модульному принципу. Каждый модуль рассчитан на 2-16 входных сигналов. Общее число входных сигналов может достигать 1023. Выходы ПК предназначены для управления достаточно мощными аппаратами: контакторами большой величины, электромагнитами, а также двигателями малой мощности. Поэтому в качестве усилителей выходных сигналов используют преимуще-

ственно оптоуправляемые тиристоры и си-мисторы, обеспечивающие одновременно с усилением гальваническую развязку сигналов. Входное устройство также строится по модульному принципу с возможностью расширения количества входов.

Ряд иностранных фирм выполняет входные и выходные устройства расположенными иа достаточно большом расстоянии от ПК, достигающем нескольких тысяч метров. В этом случае передача сигналов осуществляется последовательно по уплотненным кабельным каналам, что дает существенную экономию кабеля.

Запоминающее устройство является важнейшим узлом ПК, определяющим такие его характеристики, как надежность, объем логических операций, число входов и выходов, быстродействие и экономическую эффективность; ЗУ программируемого контроллера должно иметь: высокую надежность хранения информации при отсутствии питания, высокое быстродействие, большую информационную емкость при малых габаритах, возможность простого программирования и перепрограммирования. Оптимальным было бы использование в этом узле перепрограммируемых постоянных запоминающих устройств (ППЗУ); ЗУ, отвечающего полностью всем требованиям, в настоящее время нет, поэтому разные изготовители используют разные типы ЗУ. В ряде ПК используются магнитные постоянные ЗУ и магнитные оперативные ЗУ. Первые требуют перемонтажа при изменении программы, вторые - специальных мер для сохранения памяти при перерывах питания и в режиме считывания информации. Наиболее перспективны для использования в ПК полупроводниковые ЗУ, имеющие высокую надежность, большое быстродействие при малых габаритах и хорошее сопряжение с узлами ПК.

В ПК используются три типа постоянных программируемых ЗУ: ЗУ с выжиганием, с записью информации при изготовлении, ЗУ с электрической записью информации и со стиранием ультрафиолетовыми лучами. Последний тип является наиболее перспективным.

Логический процессор является специфическим узлом, характерным для ПК; выполняет две основные функции: производит логические операции над последовательно поступающими на его вход сигналами и управляет работой всех узлов ПК.

ПК кроме перечисленных узлов может содержать ряд дополнительных устройств: ЗУ для хранения промежуточных результатов, программируемые элементы времени, программируемые счетчики и т. п.

Функциональные возможности ПК определяют необходимую систему команд, которая для различных типов контроллеров разная. Система команд с их мнемоническими обозначениями, а также правила использования команд составляют языки программирования ПК,



Программирование ПК заключается в преобразовании алгоритма работы системы управления в последовательность команд, записываемых в ЗУ.

Условия работы системы управления задаются в виде логических уравнений или «лестничных диаграмм» (цепочечных контактных схем).

Программирование осуществляется от специальных устройств (программаторов), являющихся переносной аппаратурой. Программирование может быть с ручным вво-. дом, вводом с магнитных лент и перфолент. Переносное оборудование дает возможность осуществлять запись и корректировку программ ПК, контроль работы ПК, считывание программ, хранящихся в ЗУ ПК. Часто в состав переносного оборудования входит дисплей, позволяющий вести визуальный контроль процесса программирования и работы ПК.

Технические особенности ПК сводятся к следующему: системы строятся из ограниченного числа типовых узлов, выполненных на микроэлементной базе; программирование систем осуществляется не при изготовлении, а при применении, причем возможно изменение программ в процессе эксплуатации; проектирование сводится к написанию программы и выдаче спецификации иа модули входа и выхода; имеется возможность: непрерывного и периодического контроля работы системы; моделирования системы управления с помощью ЭВМ; непосредственного сопряжения системы управления с управляющей вычислительной машиной.

Перечисленные особенности систем управления на базе ПК обусловили их использование при автоматизации электроприводов и технологических процессов во многих областях промышленности.

Д. ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ с МАГНИТНЫМИ УСИЛИТЕЛЯМИ

1-24. ОСНОВНЫЕ СХЕМЫ МАГНИТНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ

Магнитные усилители (МУ) в электроприводе используются в качестве регуляторов напряжения, усилителей сигналов, суммирующих устройств, устройств фазового управления ионными и полупроводниковыми преобразователями, реле, датчиков тока и напряжения. По выполняемым функциям и конструктивным исполнениям МУ различаются:

а) по способу осуществления обратной связи: с внешней обратной связью, с внутренней обратной связью (МУ с самонасы-щеиием), со смешанной обратной связью, без обратной связи;

б) по виду статической характеристики: однотактиые (нереверсивные МУ), двухтактные (реверсивные МУ);

в) по форме кривой выходного тока: с выходом на переменном токе, с выходом на постоянном токе, с выходом на однопо-лунериодном токе;

г) по схеме включения: дроссели насыщения, однополупериодные МУ, однофазные МУ, трехфазные МУ, реверсивные МУ.

Основные схемы включения магнитных усилителей

1. Дроссель насыщения (рис. 1-92). Однофазная схема (или одна ветвь трехфазной схемы) выполняется иа двух дросселях, рабочие обмотки которых включены

Рис. 1-92. Дроссель насыщения.


встречно-последовательно, а управляющие - согласно-последовательно. На основании закона равенства м. д. с. среднее значение тока управления связано со средним рабочим током соотношением lyWy-lpWp независимо от напряжения питания, частоты и сопротивлений Ry и /?н. Из-за этого соотношения дроссель насыщения


Рис. 1-93. Однополупериодный усилитель.

а - схема; б - частный цикл изменения магнитного состсяння сердечника; е -характер изменения напряхсений на отдельных участках схемы.



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [ 20 ] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136]

0.0009