Устройство для управления электроприводом

 

739468

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

ОПИСЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«д г ,« (6() Дополнительное к авт. свкд-ву ¹ 489074 (22) Заявлено 25.11.77 (2() 2546708/18-24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет—

Опубликовано 05.06. 80. Бюллетень № 21 (Б()М. Кл.

G 05 В 5/01

Гооудвретвеииый комитет

СССР ао лелем изобретений

il открытий (53) УДК 62:52

{ 088. 8) Дата опубликования описания 08.06.80

Ю. Б. Шварцман и С, М. Виленчук (72) Авторы изобретения (7() Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в системах автоматического управления технологическими процессами.

-*-Известно устройство для управления приводом fl), содержащее блок, сглажи3 вающий скачкообразное изменение входного воздействия qo углу до величины, обеспечивающей обработку его приводом с рассогласованием, не превышающим

10 наперед заданной постоянной величины.

Сбой в работе этого блока устраняется с использованием показания датчика угла поворота привода. I5

Такое устройство не .обеспечивает работу привода s режимах переброски и других случаях, когда рассогласование должно превышать наперед заданную величину. Устройство также не обеспечивает защиту привода от сбоев датчика угла поворота.Известно устройство f2), реализующее функциональный контроль привода и

2 решающее задачу выявления причины сбоя.

Принцип действия устройства основан на анализе рассогласования между расчетным и фактическим положениями привода в текущий и предыдущий моменты опроса положения привода.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройст во, содержащее сумматор, связанные через преобразователь "цифра-напряжение с входом привода, выходной вал которого соединен с преобразователем "валцифра, выход которого подключен к одному иэ выходов блока вычитания, выход блока задания скорости связан с одним входом блока масштабирования и входом сумматора, триггер и два дополнительных блока вычитания; выходы которых связаны с соответствующими входами триггера, блок выработки ошибок по скорости и по положению, дополнительный сумматор, логический элемент И, выход которого соединен со вторым входом сумматора, соеблок вычитания, дополнительный регистр, логичесхий элемент 2И-2ИЛИ, блок масштабирования, блок включения питания, дополнительный логический элемент И и блок сравнения. Один вход третьего пополнительного блока вычитания подключен к выходу элемента 2И-2ИЛИ, входу дополнительного регистра и к первому входу первого блока вычитания, другой

axon - к выходу блока масштабирования, третий вход - к выходу дополнительного регистра, а выход - к первому входу блока сравнения и к одному входу дополнительного элемента И, другой вход которого подключен к выходу блоха сравнения, а выход - к третьим входам перво« го и второго дополнительных блоков вычитания. Второй вход блока сравнения подключен к четвертому входу первого дополнительного блока вычитании и одному выходу блока включения питания, другой выход которого подключен к первому входу элемента 2И-2ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом преобразователя "вал-цифра . Вход блока масштабирования подключен к выходу блока задания скорости, вход которого соединен с входом блока включения питания и датчиком тактовых импульсов.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Оно содержит первый блок вычитания

1, первый дополнительный 2 и второй до» полнительный 3 и третий 4 дополнительный блоки вычитания, сумматор 5 и дополнительный сумматор 6. Преобразователь "цифра-напряжение 7 подключен к приводу 8, который содержит, например, усилитель 9, двигатель 1 0 и редуктор.

Преобразователь "вал-цифра" 1 1 соединен с элементом 2И-2ИЛИ 12. Устройство содержит также элемент ЗИ-ИЛИ

13, регистр 14, дополнительный регистр

15 с выходом 16, элементы И 17, 18, триггер 19, .блок задания скорости 20, блок выработки ошибок по скорости 21, блок выработки ошибки по положению 22, блок включения питания 23, блок масштабирования 24 и блок сравнения 25, На вход 26 устройства постуцает Чр расчетный угол поворота привода на вход

27 «Vp с„в соответствующем масштабе, на вход 28» тактбвые импульсюж

Триггер 19 имеет выходы 29 и 30, блок 23 - выходы 31 и 32.

Работает устройство следующим об-. разом.

3 739468 4 диненные последовательно логический элемент ЗИ-ИЛИ и регистр, выход которого подключен к первому входу первого дополнительного блока вычитания и к одному из входов дополнительного сумматора к

5 другому входу которого подключен выход блока выработки ошибки по скорости, вы ход блока выработки ошибки по положению связан с первым входом второго дополнительного блока вычитания, соответ- 10 ствующие входы первой группы входов логического элемента ЗИ-ИЛИ соединены с соответствующим выходом триггера, выходом дополнительного сумматора и шиной тактовых импульсов, с которой 15 соединен один из входов логического эле. мента ЗИ-ИЛИ и соответствующий вход триггера, соответствующие входы логического элемента ЗИ-WIN связаны с выходом триггера и одним из входов логи- 20 ческого элемента И, с выходом блока вычитания, вторыми входами логического элемента И и дополнительных блоков вычитания.

В этом устройстве точность контроля правильности работы привода обратно пропорциональна величине скачкообразного изменения расчетного значения положения привода, вызванного наличием ускорения или заданием переброски привона.

В последнем случае, когда скачкообразное изменение расчетного значения может достигать очень больших величин, правильное функционирование устройства 35 нввозможно (например, если расчетное значение угла в предыдущий момент 90, 0 а в текущий - 360, то должна .происхоо . еггь переброска привода, причем разность о. равная 270, что воспринимается устрой- 40 ством как сбой, правильный выход из коspot фактически невозможен.

Выключение питания устройства (в том числе непредвиденное) может приводить к а неконтролируемому перемещению приво- 45

) на, которое не позволяет правильно управлять приводом после включения питания.

Всякое отключение" контроля привода может привести в случае сбоя в течение этого промежутка времени к неправиль- 50 ному управлению приводом после прекращения сбоя, так как прекращение сбоя ложно воспринято устройством как сбой.

Бель изобретения состоит в повышении точности работы привода при наличии случайных сбоев.

Эта цель достигается тем, что в устройство введены третий дополнительный (4) При этом по сигналу l на выходе

29 триггера 19, значение b.9j проходит через элемент И 17 и через элемент

ЗИ-ИЛИ 13 на регистр 14, где оно хранится до следующего такта работы устрой. ства.

5 739 допустим все источники питания привода включены. При этом на выходах блока включения питания 23 устанавливаются сигналы "О". К моменту поступ4 ления 3 --ro тактового импулЬса на вкоде

28 устройство находилось в течение промежутка времени между приходом

1 -1 и i импульсов в следующем состоянии: в регистре 15 хранится Ч„;, в регистре 14 хранится Ч„ ; триггер 19 10 находился в состоянии и1", при котором на выкоде 29 устанавливается сигнал 1 а на выходе 30-сигнал "0"; привод Ь под действием напряжения с выхода преобразователя 7 приводит во вращение .преобразователь 1 1 напряжение на выходе преобразователя 7 пропорционально величине

М Р1„ где Ч - расчетный угол поворота

P1- t привода, поступающий на вход 26 устройства в момент поступления - 1 тактового импульса (в дальнейшем тексте "такт );

ЬЧ„ — рассогласование по углу между,„. и фактическим положением вала кодируемого преобразователем 11;

- расчетное значение скорости

Р -1 изменения 9р поступающее с блока задания скорости 20 в 1- 1 такт.

По приходе тактового импульса через элемент 2И-2ИЛИ 12 нроходит код Щр1,поступающий на вход блока вычитания 4 и в регистр 15, на выходе которого одновременно формируется хранившийся код .,поступающий на другой вход вычитайия блока 4. На третий вход блока с выхода масштабирования 24 поступает величина k%»-(расчетное значение угла поворота привода за промежуток времени, равный интервалу между тактами, учитываемый блоком масштабирования 24) .

Таким образом, на выходе блока вы- читания 4 формируется величина рассчитываемого устройством скачкообразного изменения Чп, вызванного наличием(1)

Эта величина сравнивается блоком сравнения 25 с величиной Q >, поступающей на вход 27 устройства

М ". I t <. ам,(т, 468 6 где Я, - наперед заданные постоннные величины определяемые точностью производимых расчетов.

1. Эти условия справедливы в случае, если ц -0. Выполнение условий выра жения (2) приводит к формированию на выходе блока сравнения 25 сигнала "1 и свидетельствует о том,что величина

Ц р,, поступившая. на вход устройства, правильна, но скачкообразное, изменение значения р„ нужно учитывать при контроле привода, Пусть в рассматриваемом . нами случае оба условия выражения (2) выполняются, тогда через открытый элемент И 18 значение д%р поступает на входы блоков вычитания 2 и 3. Кроме того, на вход этик блоков поступает с выхода блока вычитания 1 рассогласование по углу в 1 — " момент времени..

Таким образом на входы блока вычитания 3 поступают ЬЧ.(,д Чр, а также

A „- величина допустимого рассогласования по углу, формируемая блоком выработки ошибки. по положению 22 и равная максимально возможной величине .

jh. привода в установившемся режиме работы и при g =О. На выходе блока вычитания 3 образуется сигнал 1, свиР и и детельствуюший о том, что рассогласование по углу с учетом скачка в расчетном значении угла не превышает допустимой величины, в случае если

Pz%;I l8V>lj-a „-о <з1

На выходе блока вычитания 2 образуется сигнал 1, свидетельствующий о том, что рассогласование по углу с учетом скачка в расчетном значении угла, уменьшается, если

) и f-(ч,. „+а,j

Выполнение хотя бы одного из выражений (3) и (4) является условием правильности работы привода, не имеющего перерегулирований, что и выражается в установке триггера 19 в состояние 1 по сигналу 1 -t о тактовог импульса на его синкронизирующем входе.

7394

1N, ДЯ..0 2; в, lH- +Д f -сО {5)

1 „ухОдс ° 1-4 р

Таким образом,в течение времени сбоя происходит медленное нарастание факти- 50 ческой ошибки по положению, после прекращения сбоя в момент поступления тактового импульса К условие (3) выполняет ся, триггер 19 устанавливается в состояние 1 . В результате и поступает в регистр 14, а на привод проходит рассогласование по положению, которое им отра батыва ется.

На выходе сумматора 5 образуется код, равный сумме Ь%„- + Чр1, который преобразуется преобразователем 7 в пропорциональное напряжение, управляющее приводом в течение промежутка времени

5 между -1 -ным и (1+1)-ым тактовыми импульсами и т.д.

2. В том случае, если в выражении (2)/Д,, что происходит при небольшом скачкообразном изменении Ч Р за один такт, соизмеримом с единицей младшего разряда, на выходе блока сравнения

25 устанавливается 1 такт сигнала "0", закрывающий элемент 18. Это приводит к тому,что в выражениях (3) и (4)

=О, в остальном устройстве работает аналогично, случаю рассмотренному вп. 1.

3. Рассмотрим случай, когда в момент поступления тактового импульса 20 происходит сбой в работе преобразовате ля вал-цифра 11, который. длится до импульса К. В этом случае условия ни одного из выражений (3) и (4) не выполняются, вследствие того, что рассогла- 25 сование й9 увеличилось и превышает допустимое а, оп, Триггер 19 при этом устанавливается в "0", в результате чего элемент "И 17 оказывается закрытым

1 и на привод поступает только управляю- 30 щее напряжение, пропорциональное Яр. За счет неидеальности реализации приводом этой скорости, а также наличия (происходит увеличение фактического рассогласования, расчетное значение которого 35 за время, равное одному тактуД,, формируется на выходе блока вйработки ошибок по скорости 21.

Эта величина складывается в сумматоре 6 с содержимым регистра 14, и 40 результат поступает в состояние "0" триггера 19 через элемент ЗИ-ИЛИ 13 на хранение в регистре 14.

Выражение (3) в течение времени наличия сбоя приобретает вид

68 8

4. В случае кратковременного сбоя значений <фр на входе 26 происходит скачкообразное изменение Чр, при котором условие выражения (2) не выполняется, код Д не проходит через элемент

И 1 8. В результате не выполняется ни одно из условий выражений (3) и (4).

B этом случае работа устройства в течение времени сбоя и в момент окончания его аналогично описанной в и, 3, Таким образом, устройство обеспечивает защиту привода от сбоев, выявленных с высокой степенью точности.

При выключении питания устройство контролирует правщтьность работы преобразователя "вал-цифра" до момента остановки привода. После включения питания устройство выявляет случаи неправильного показания преобразователя

"вал-цифра" и обеспечивает правильное функционирование привода после прекращения сбоя этого преобразователя.

Формула изобретения

Устройство для управления электроприводом по авт. св. М 489074, о тличающееся тем,что,сцелью повышения точности работы устройства, оно содержит третий дополнительный блок вычитания, дополнительный регистр, логический элемент 2И-2ИЛИ, блок масштабирования, блок включения питания„ дополнительный логический элемент И и блок сравнения, причем один вход третьего дополнительного блока вычитания подключен к выходу логического элеменга 2И-2ИЛИ, входу дополнительного регистра и к первому входу первого блока вычитания, другой вход - к выходу блока масштабирования, третий вход - к выходу дополнительного регистра, а вых к первому входу блока сравнения и первому входу дополнительного логического элемента И, второй вход которого подключен к выходу блока сравнения, а выход -.к третьим входам первого и второго дополнительных блоков вычитания, второй вход блока сравнения подключен к четвертому входу первого дополнительного блока вычитания и одному выходу блока включения питания, другой выход которого подключен к первому входу логического элемента 2И-2ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом преобразователя "вал-цифра, вход блока масштабирования подключен к выкоду блока задания скорости, вход которого соединен

9 с входом блока включения питания и датчиком тактовых импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

739468 10

1. Авторское свидетельство СССР

)№ 453672 кл. С 05 B 19/38, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 585474,кл. О 05 В 11/14, 1977.

Составитель Г. Нефедова

Редактор Л. Утехина Техред О. Андрейко Корректор И. Муска

Заказ 2922/40 Тираж 956 Подписное

ННИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4