Терехов В.М., Осипов О.И. - Система управления электроприводов (1057409), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Реле К1 и К2 размножают контакты путевых выключателей 501 и 302. Построенная система управления выполняет только автоматический цикл, который может начинаться из позиции А или Е При обнулении сигнала х, при движении РО между А и Бдвигатель отключается от сети и тормозится выбегом за счет момента нагрузки. Чтобы иметь возможность из этого положения пустить двигатель в том или ином направлении, можно ввести в схему кнопки ВВ1 и ЯВ2 с замыкающими контактами, шунтирующимн контакты К1, ХВ в цепи КМ1 и К2, Я~ в цепи КЛХ2 Вместо ключа 5, разрешающего работу электропривода, можно использовать реле КО, управляемое кнопками 5ВО и ХВ.
3.5. Построение ДПСУ на основе цифровых узлов 3.5.1. Логические системы управления на основе программируемой логической матрицы Построение ДЛСУ относится ко второй части синтеза — структурному синтезу на основе цифровой элементной базы для сложных технологических циклов движения электроприводов.
Система управления на релейных или простых логических элементах (ЛЭ) оказывается нецелесообразной из-за требуемого большого числа этих элементов, что усложняет их монтаж, ухудшает массогабаритные и надежностные показатели. Переход к микросхемам средней интеграции, т.е. к комплексным ЛЭ, объединяю!цим в одном корпусе целый логический узел, сокращает число элементов и повышает надежность системы управления. Проанализируем построение логических систем управления (ЛСУ) с использованием некоторых типовых цифровых узлов. В качестве первого из них рассмотрим программируемую логическую матрицу. Как устройство управления программируемая логическая матрица (ПЛМ) состоит из нескольких блоков (рис. 3.19).
Основу данного устройства составляет собственно ПЛМ вЂ” микросхема Р(.М, выполняющая операции И, ИЛИ, НЕ, с помощью которых можно реализовать любую логическую функцию. Связь логических переменных ПЛМ с физическими входными воздействиями, поступающими на объект управления — электропривод, осуществляют узлы ввода (УВ1) и вывода (УВ2). Функция памяти реализуется с помощью обратных связей, а функцию задержки времени выполняет отдельный узел УВЗ.
Структурная схема ПЛМ представляет собой блочный вариант выполнения конечного автомата. В составе ПЛМ две логические матрицы — МЛ1, реализующая функцию И, и МЛ2, реализующая функцию ИЛИ. Выходная переменная г„на1-м выходе МЛ! определяется конъюнкцией вход- (3.16) у, = д, = (х+д,)(х+да); уз = да = (х+дзКх+д1). +гм (ув1) (УВ2) 1 52 53 ных переменных х, тех входов ! = 1, 2, ..., т, для которых есть электрическая связь с /-м выходом, т.е. ~ =х,ха ... х„„ (3.!5) где и и и, а и — обшее число входов МЛ1; у = 1, 2, ..., I, а !— обшее число выходов МЛ1. Выходная переменная у, на 1-м выходе МЛ2 определяется дизьюнкцией переменных тех входов )'= 1, 2, ..., !с, для которых есть электрическая связь с 1-м выходом, т.е. у =71+~2~." +4:, где lс е 1, ! = 1, 2, ..., г, а г — общее число выходов МЛ2.
Электрические соединения в МЛ! и МЛ2 могут выполняться различными способами в зависимости от технологии исполнения ПЛМ. Для каждой входной и выходной переменных логических матриц имеются соответствующие взаимно перпендикулярные шины, которые соединяются между собой диодами или триодами. Рассмотрим вариант диодного соединения шин. Для матрицы МЛ1 выходная диодная шина выполняет функцию И (рис. 3.20, а), Из приведенной схемы следует, что на данной шине единичный логический сигнал, равный напряжению У„„появляется только тогда, когда на всех катодах соединительных диодов также име- Рис. 3.20. Диодные шины И (а) и ИЛИ (б) ются единичные сигналы.
При появлении логического нуля хотя бы на одном из катодов сигнал на выходной шине обнуляется. Падение напряжения на резисторе Л, практически равно 0'„ь Таким образом, )-я выходная шина матрицы МЛ! выполняет логическую функцию И: ~т=х,х, ... х . Аналогично функционирует диодная выходная шина ИЛИ матрицы МЛ2 (рис. 3.20, б).
Относительно внутренних переменных И и в, согласно схеме шина выполняет функцию И: и, = о,в, .... ьи Так как и, и,.... и„= ~Д .... ~е = г., ч- гз + ... <- ге = и „то у, = й, = = ~, ь г., + ... + га т.е. с учетом инверсных элементов на входах и на выходе диолная шина выполняет логическую функцию ИЛИ. Рассмотрим пример построения узла ДЛСУ на основе ПЛМ. Пусть задана реализуемая циклограмма узла, полученная синтезом в примере 1 (см. рис.
3.! 1).Циклограмме соответствуют структурные формулы, в которых переменные состояния д, и д, примем за выходные переменные: Приведем данные формулы к виду ДНФ: у, = д, = д,х + хд, + д1да = ~, + ~, + ~з', уа = дз = дах + хф + д1да = ях и 2а + 16. Рис. 3.2!. Схема соединения шии ПЛМ для заданного алгоритма управления Для реализации функций у, и у, на ПЛМ потребуется шесть входных и шесть выходных шин матрицы МЛ1 и две выходные шины матрицы МЛ2 (рис. 3.21). Электрические соединения указанных шин изображены крестиками. Достоинство построения ЛСУ на основе ПЛМ вЂ” высокое быстродействие за счет параллельного принципа работы и простота реализации ЛСУ.
К недостаткам следует отнести элементную избыточность по числу шин и исходных электрических соединений, а также необходимость в замене ПЛМ при изменении алгоритма управления. 3.5.2. Логические системы управления на основе аппаратного контроллера Такие микросхемы как мультиплексор МЯ и демультиплексор или дешифратор РС в сочетании со счетчиком СТ позволяют построить достаточно простой аппаратный контроллер (АК) для автоматизации работы электроприводов в технологических циклах (рис.
3.22). Идея построения АК состоит в том, чтобы непосредственно по исходной циклограмме без перехода к структурным формулам реализовать необходимый алгоритм управления. В подразд. 3.3 было показано, что для реализуемости циклограммы достаточно создать на всех ее устойчивых тактах разные состояния. Данную задачу в АК выполняет счетчик, который переключается передним фронтом выходного импульса мультиплексора на каждом устойчивом такте цикла.
При этом на выходе счетчика формируется вектор состояния АК Ц,[л], который подается на вход дешифратора и на адресный вход мультиплексора. В каждом такте на соответствующем выходе ЮС появляется единичное значение переменной д,. При смене такта логическая единица переходит от выхода д, к выходу д,, Требуемый на каждом такте согласно исходной циклограммс набор выходных переменных создается аппаратным способом — соответствующими набору диодными соединениями выходов 22С.
Входные независимые переменные хо х„..., х„от датчиков и командных ключей поступают на Мо с т адресными и М информационными входами М= 2 . Если переход к следующему такту должен осуществляться обнулением сигнала х„то на данный вход М5 вводится инвертор. В конце цикла счетчик должен обнуляться, устанавливая исходное состояние системы управления. Если емкость счетчика Ф = 2" больше требуемого числа переключений в цикле Ф„, то в начале цикла можно предварительно записать в СТ число Фв = Аг г- Ф„.
Без предварительной записи Ф„можно заставить СТобнулиться, подав на свободные входы МЯ единичный сигнал. Числа разрядов МЯ, СТ, 2)С согласуются между собой: ля, = всг = пвс. При изменении задачи управления изменяются электрические соединения входов и выходов АК, т. е. программирование АК осуществляется аппаратным путем, что отражено в названии данного контроллера. Рассмотрим пример реализации циклограммы на основе АК. Используем исходную циклограмму примера 5 подразд. 3.4, дополненную сигналами переключений счетчика (рис. 3.23). Пусть исходное положение рабочего органа — позиция А при отключенном сигнале х, разрешающем движение.
Начало цикла — х„= 1, конец цикла — х, = О. Расставим на циклограмме моменты переключения выходных переменных ~71, ~72, ..., У8. 54 55 Рис. 3.22. Схема аппаратного контроллера Рис. 3.23. Исходная циклограмма лля реализации ЛСУ на основе аппарат- ного контроллера 5б Рис. 3.24. Схема соединений входов и выходов аппаратного контролле- ра, реализующего заданный алгоритм управления Для анализа работы АК представим его упрощенно в виде многополюсника с числом входов Р, и выходов д„равным числу переключений в цикле (рис.
3.24). Входные переменные располагаются в порядке очередности переключений в цикле: х„х„х„Т„ х„х,, Т,. Выходные переменные включаются и отключаются поочередно. Чтобы сохранить на последующем такте единицу на выходе, включенном на предыдущем такте, требуется подать на него через диод единичный сигнал с включаемого выхода.
При необходимости одновременного включения на одном такте нескольких выходов требуется соединить их через диоды. Стрелками с номерами переключений на рис. 3.24 показан перевод выходного сигнала в единичное состояние нарастающим фронтом соответствующего входного сигнала. Движение РО начинается после появления х, = 1. На выходе д, появляется единичный сигнал у, = 1. Через диодную связь приобретает единичное значение у,. Переключение '72 обнуляет переменные у, и уа и включает у,. Происходит торможение противо- включением. Переключение ~73 отключает у, и включает таймер Т„который после отсчета времени паузы г сигналом на входе Т, включает вновь у, и через диодную связь — у,.
Осуществляется пуск и движение РО от позиции Б к позиции А. Далее переключе- ния У5, ~~б, Р7 обеспечивают режим движения и паузы в позиции Б, аналогичный режиму в позиции А. Переключение У8 возвра- щает АК в исходное состояние при х, = О, когда РО находится без движения в позиции А. 3.5.3. Логические системы управления на основе программируемого логического контроллера Рассмотренный аппаратный способ реализации ЛСУ на основе простых и быстродействующих управляющих средств типа ПЛМ и АК оказывается достаточно эффективным для выполнения электроприводом жестко регламентированных технологических циклов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
