Раздел: Документация
0 1 2 3 4 5 ... 49 Алгоритм может быть представлен как словесно, так и формализованно - символическим, аналитическим и графическим способами. Например, словесное описание функционирования узла торможения противовключением в РКСУ асинхронным двигателем (см. рис. 2.3) выглядит так: «Переключением командоконтроллера из третьей позиции SM1 движения «вперед» в третью позицию SM2 движения «назад» отключаются контакторы статорной цепи КМ], КМЗ, КМ4 и контакторы роторной цепи КМ5, КМ6, КМ7. Затем включаются контакторы КМ2, КМЗ, КМ4 и реле напряжения KV, которое своим размыкающим контактом блокирует от включения цепи контакторов KMS, КМ6, КМ7. Происходит торможение противовключением (ТП) с полным сопротивлением в роторной цепи. При скорости, близкой к нулю, отключается реле KV, включающее контактор КМ5, который шунтирует тормозной резистор R1, после этого начинается пуск в направлении «назад»». Для символического описания РКСУ предварительно вводятся символы, обозначающие соответствующие воздействия в аппаратуре. Например, если обозначить горизонтальной стрелкой -» воздействие одного аппарата на другой, изменяющее состояние системы, а вертикальными стрелками Т и соответственно включение и отключение аппаратов, то описание данного узла будет более компактным: SM11-+ £М2Т-> KM2t АУТ-> (ТП)-> KVI-+ ДГМ5Т->Пуск. U(KMl,KM3-KM7)i U(KM3, KM4)t Как следует из этой записи, начальным сигналом на торможение противовключением (ТП) служат отключение SM1 и включение SM2, а окончанием процесса ТП по принципу скорости является шунтирование тормозного резистора контактором КМ5, после чего начинается процесс запуска. Наиболее строгой и компактной формализацией описания РКСУ является аналитический способ, выраженный в структурных формулах булевой алгебры логики с использованием операций конъюнкции, дизъюнкции, инверсии (отрицания). Обозначив логические входные независимые переменные через х, внутренние зависимые переменные через q, а выходные переменные (функции) через у, получим для рассматриваемого узла торможения следующие структурные формулы: УКМ1 - 4fvxsmixsoiFyКМ8 УКМ2 = QfVxSM2XS02F}КМ8> У КМЗ - У КМ! + У КМ 2 У КМ = Укмз\ У КМ 5 ~ У KM4xKVxSM3i ЧКТ1=УКМ5> УКМ6 - УКМ4ХКУХ5М4ХКТ1- Здесь функции уШ1, укм2, уКМ5, уш6 определяются как результат логического умножения (операции И), функция укмз - как результат логического сложения (операции ИЛИ), а черта над переменной означает логическое отрицание (операцию НЕ). Приведенные структурные формулы не отражают временной последовательности работы данного узла и не являются наглядным способом анализа РКСУ. Они дают в аналитической форме описание электрических соединений элементов РКСУ: последовательного (операция И), параллельного (операция ИЛИ), инверсного, т.е. соединения при отключенном аппарате (операция НЕ). Этот способ описания логических систем используется главным образом при синтезе РКСУ, при котором формируется аналитический алгоритм управления. Для детального анализа РКСУ более наглядным оказывается графический способ описания в форме графа или циклограммы. Применительно к электроприводу технологической задачей РКСУ является автоматизация некоторого циклического во времени (длительного или кратковременного) движения рабочего органа. Графический способ описания функционирования РКСУ в форме циклограммы оказывается наиболее простым и наглядным. Циклограмма представляет собой графическое изображение последовательности состояний РКСУ на цикловом интервале времени ее функционирования. Циклограмма состоит из следующих элементов: такт - интервал времени, на котором состояние системы управления сохраняется. Устойчивый такт может продолжаться сколь угодно долго, а неустойчивый такт - это кратковременный интервал перехода системы управления из одного состояния в другое; период включения - интервал времени включенного состояния аппарата (логическая единица его переменной), изображаемый горизонтальной прямой в строке; период отключения - интервал времени отключенного состояния аппарата (логический ноль его переменной), изображаемый отсутствием горизонтальной прямой в строке; воздействие одного аппарата на другой - причина изменения состояния аппарата, изображается тонкой вертикальной прямой, направленной от начала или конца периода включения одной переменной к началу включающего или отключающего такта другой переменной. Все такты и периоды включения и отключения изображаются на циклограмме без соблюдения количественного масштаба времени. Логическим масштабом времени можно считать такт. Тогда продолжительность периодов включения, отключения и всего цикла определяется числом тактов. Для примера рассмотрим, как строится циклограмма узла торможения противовключением "в" РКСУ (см. рис. 2.3). За начальное исходное состояние системы принимается вращение двигателя в 
Рис. 2.5. Циклограмма узла торможения противовключением направлении «вперед» с полной скоростью (правая третья позиция SM1), за окончание циклограммы - начало пуска в направлении «назад». В данном узле за входные независимые переменные принимаются сигналы командоконтроллера xSM1, xSM2, за выходные переменные -функции Укм1-Уш7 - тки контакторов КМ1- КМ7, а за внутреннюю переменную qKV - ток реле напряжения ротора KV. Для каждой переменной выделяется горизонтальная строка состояния аппарата. С учетом принятых условий и схемы узла циклограмма будет иметь вид, показанный на рис. 2.5. В ней семь тактов, из которых такты 2-5 и 7 неустойчивые. Знаком ~1 отмечен отключающий такт (такт 2), знаком J~ - включающие такты (3 - 5, 7). Нетрудно убедиться, что построенная циклограмма согласуется с приведенными выше словесным и символическим описаниями. 2.3. Принципы управления и типовые узлы в РКСУ Типовые операции, выполняемые соответствующими узлами РКСУ, представляют собой логические функции входных переменных. Так, если переключения пусковых резисторов происходят в зависимости от тока двигателя, то операция пуска есть функция тока, что означает управление пуском по принципу тока. Аналогично можно сказать, что динамическое торможение осуществляется по принципу скорости, если тормозные резисторы переключаются в зависимости от скорости двигателя. При этом в МТMT/(2-sc) ОМс М2 Мх М (/с) (72) (/]) Рис. 2.6. Пусковые и тормозные механические характеристики двигателя: ТП - торможение противовключением; ДТ - динамическое торможение РКСУ используются такие переменные, как время, ток, напряжение, скорость двигателя, перемещение рабочего органа, которые воспроизводятся соответствующими реле. Оценить особенности различных принципов управления и определить необходимые уставки реле можно с помощью пусковых и тормозных механических характеристик двигателя, представляющих собой зависимости угловой скорости оз от момента М или тока / (рис. 2.6). Для линеаризованных участков пусковой диаграммы справедливы соотношения: Асо,- =М,/р/+1 = М2/р,.; (2.1) Рм/Р/ =МХ/М2 =Л/Л/+1 = const, где р„ Р,+1 и Rh Ri+l - значения жесткости механических характеристик и пусковых сопротивлений соответственно для /-й и (/+ 1)-й пусковых ступеней. Если задано число пусковых ступеней т, то P« + t/Pl = (М1/М2Г= 1Ае, . (2-2) М2 = М}фе, где 5е - скольжение, соответствующее значению Мх на естественной механической характеристике. Если заданы значения М, и М2, то из выражения (2.2) можно определить число пусковых ступеней: Ig(lAe) lg(Mi / М2) \ до большего целого значения т полученный результат округляется (2.3) Дополнительным условием к (2.2) и (2.3) служат неравенства: Mi < Маоп и М2 > Мс, где Мд0П - допустимый момент; Мс - момент сопротивления на валу двигателя. Значениям Мх и М2 соответствуют определенные значения токов 7, и 12 цепей якоря, ротора, статора, которые могут быть найдены из электромеханических характеристик двигателя. Продолжительность работы двигателя на пусковой и тормозной характеристиках определяется выражением, полученным интегрированием уравнения движения: At =Т In нач ~ Мс(2 4) Здесь Гм, - механическая постоянная времени /-й пусковой или тормозной ступени, с (Гм/ = /р„ где / - момент инерции); Мнт, Мкон - соответственно начальный и конечный моменты (для пуска Мнач = М, и Мкои = М2; для торможения Л/нач = -MY и Мкон < 0; для торможения противовключением в одну ступень Мкои = ~-- , Z - sc где 5С - скольжение ротора двигателя при М= Мс; для динамического торможения в одну ступень Мкон = 0). За время пуска принимается время достижения двигателем скорости на естественной характеристике при М= М2: t„ = \Ы1 In Ml-Me M2-Mc(2-5) Зная значения А/,-, /2> можно определить уставки реле времени, тока, скорости. Пример выполнения узла пуска в три ступени, реализующего принцип времени, приведен на рис. 2.7. Пусковые резисторы Rl, R2, R3 якорной цепи двигателя постоянного тока или роторной цепи асинхронного двигателя коммутируются контакторами КМЗ-1, КМЗ-2, КМЗ-3. Электромагнитные реле постоянного тока КТ], КТ2, КТЗ создают рассчитанные согласно (2.4) выдержки времени для переключения пусковых резисторов. Так как время пуска t„ [см. выражение (2.5)], определяемое установленными выдержками реле времени, неизменно, то среднее ускорение пуска также сохраняется неизменным для разных значений момента нагрузки и момента инерции электропривода. Это может расцениваться как определенное достоинство для некоторых транспортных установок (лифтов, канатных дорог), для которых требуется ограничение ускорения и поддержание его постоянным. Однако при превышении величинами Мс и / расчетных максимальных значений момент двигателя на второй и последующих КМЗ-3 КМЗ-2 КМЗ-1 R3\R2~XrI КТЗ КТ2 КМ1 КМ2 КТ1 -О- КМ1 КМ2 КТ1 "V" 1 КТ2 КТЗ КМЗ-1 -о- КМЗ-2 -0- КМЗ-3 -о- Рис. 2.7. Схема узла пуска по принципу времени ступенях превысит значение Мь что недопустимо при условии Мх = Мдш. Узел торможения противовключением из условий простоты реализации, т. е. минимального числа аппаратуры, чаще выполняется одноступенчатым с одним реле и одним контактором (рис. 2.8). При торможении по принципу времени в одну ступень постоянство среднего ускорения нарушается при изменении значений Мс и /. При управлении пуском и торможением по принципу тока используются реле тока с настройкой значения токов втягивания (/вт) и отпускания (70ТП) по условиям: 1ш < ти 4™ = h - Для пуска; L < 4«; Л™ = 4ж - Для торможения. Неизменная настройка токовых реле сохраняет неизменными пусковую диаграмму и перегрузочную способность двигателя при изменении Мс и У. Однако, если Мс > М2, то двигатель не выйдет на естественную характеристику и останется работать на первой реостатной характеристике. Пример выполнения узлов пуска и торможения противовключением по принципу тока приведен на рис. 2.9. В силовую цепь двигателя включены токовые реле пуска КА1 и торможения КА4. При включении контактора КМ1 или КМ2 в первую очередь вступает в работу узел торможения включением контактора КМ4, шунтирующего тормозной резистор R1 и реле КА4. Замыкание контакта КМ4в цепи пусковых контакторов дает разрешение на работу узла пуска. Промежуточные реле КО и К1 исключают подачу напряжения на катушки контакторов КМ4 и КМЗ-2 до момента полного отпускания реле КА4 и КА1. Управление пуском и торможением по принципу скорости аналогично управлению по принципу тока при условии однознач- КМ1 КМ2 КТ КМ1 КМ2 КТ -о- КМ4 Рис. 2.8. Схема узла торможения противовключением по принципу времени 0 1 2 3 4 5 ... 49
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
