122808 (689243), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

3 – датчик скорости, установленный на валу АД нагрузочного ЭП,

4 – цилиндрическая передача колесо-шестерня,

5 – понижающий редуктор с коэффициентом i=33.64,

6 – датчик положения, установленный на выходном валу редуктора,

7 – датчик момента, развиваемого испытуемым ЭП,

8 – редуктор, входящий в состав испытуемого ЭП,

9 – АД испытуемого ЭП.

Для целей исследования и создания полной имитационной модели асинхронного нагрузочного ЭП необходимо учесть особенности механической конструкции стенда. Элементы передач представляет собой сложную многомассовую систему с упругими связями и зазорами. Основная упругость в данном случае сосредоточена в зубчатом ремне, что позволяет легко перейти от многомассовой механической системы к эквивалентной двухмассовой системе. Расчётная схема двухмассовой системы передач применительно к нагрузочному моментному асинхронному ЭП представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 – Расчётная схема двухмассовой системы передач нагрузочного ЭП

1.3 Классификация и перечень технологических переменных, анализ видов связи между технологическими переменными

Схема технологического процесса испытаний электропривода лифтов представлена на рисунке 4:

Рисунок 4 – Схема технологического процесса испытаний электропривода лифтов

На данной схеме представлены следующие обозначения типовых блоков:

Р – регулятор;

ЭП – электропривод, включающий питающую сеть, совместно с трансформатором, необходимым для согласования напряжений питающей сети и двигателя; приводной двигатель и преобразователь;

ТО – технологическое оборудование, включающее все необходимое оборудование, непосредственно участвующее в технологическом процессе;

ТП – технологический процесс;

Ф – формирователь момента, включенный в обратную отрицательную связь на вход задающего воздействия – в данном случае это тензометрический датчик момента.

Основными технологическими переменными являются:

- Мзад – задающее воздействие, характеризующее требуемую величину нагрузочного момента, создаваемого нагрузочным двигателем;

- ωзад – сигнал задания скорости с выхода регулятора Р (управляющее воздействие), пропорциональный задающему воздействию;

- ω – сигнал управления (переменная состояния ЭП), формируемый электроприводом для управления технологическим оборудованием;

- М – выходное значение нагрузочного момента (переменная состояния ТП), отработанное замкнутым контуром схемы технологического процесса;

- Мос – сигнал отрицательной обратной связи, поступающий с блока формирования момента.

В качестве датчика скорости и датчика угла поворота используется два импульсных датчика (инкрементные энкодеры).

Технологический процесс состоит в следующем: задающее воздействие Мзад суммируется с сигналом обратной связи Мос, поступающим с тензометрического датчика момента и поступает на регулятор Р, на выходе которого формируется сигнал задания скорости ωзад, пропорциональный значению входного сигнала Мзад-Мос (ошибки по управлению ε). Сигнал задания скорости ωзад является управляющим воздействием для электропривода ЭП, задатчик скорости которого формирует сигнал напряжения управления Uу и подает на вход системы управления преобразователем, который, в свою очередь управляет двигателем и приводит его во вращение с скоростью ω. Далее приводной двигатель, работающий с заданной скоростью ω, приводит в движение редуктор который преобразует величину входного момента и формирует выходной сигнал Мэп.

На рисунке 5 представлена структура системы векторного управления нагрузочным асинхронным ЭП для случая работы в режиме упора. Система базируется на имитационной модели АД во вращающихся координатах, сориентированных по вектору потокосцепления ротора и представляет собой классическую структуру векторного управления с дополнительным внешним контуром положения. Для поддержания высокой стабильности характеристик и максимального быстродействия используется режим работы при задании постоянного потокосцепления ротора.

Рисунок 5 – Структура системы управления нагрузочным ЭП

На рисунке 5 приняты следующие обозначения:

ППГ – преобразователь Парка-Горева,

ОППГ – обратный преобразователь Парка-Горева,

3/2 – модуль преобразований из трёхфазной системы статорных токов в составляющие пространственного вектора,

ИДС – импульсный датчик скорости,

ИДП – импульсный датчик положения,

Для минимизации взаимного влияния между перекрёстными контурами

управления потокосцеплением ротора и скорости использовано их преднамеренное разделение по быстродействию. Для решения задачи косвенного определения переменных параметров АД, недоступных для прямого измерения, но необходимых для организации качественного векторного управления использовано устройство вычисления переменных на базе обращённой имитационной модели АД с автоматической системой для компенсации внешних возмущений.

1.4 Классификация и перечень измеряемых переменных состояния, определение требуемой точности управления технологическим процессом. Определение условий работы измерительных устройств

На микроконтроллер возложены функции мониторинга состояния системы осуществляемого с помощью датчиков тока статора АД. Контроль за положением и скоростью системы выполняется с помощью импульсных квадратурных датчиков положения (ДП), установленном на выходном валу ЭП, и скорости (ДС), расположенном на валу АД.

Устройства получения информации о состоянии технологического процесса предназначены для сбора и преобразования информации без изменения ее содержания о контролируемых и управляемых параметрах ТП. Входом устройств являются естественные или унифицированные сигналы, выходом – соответствующие значения унифицированных сигналов.

К устройствам для получения информации о состоянии процесса, образующим канал сбора и преобразования информации, относят чувствительные элементы или собственно датчики.

Датчики физических величин воспринимают контролируемый параметр и преобразуют его в величину, удобную для передачи по каналам связи или дальнейшего преобразования.

Основными характеристиками измерительных устройств для получения информации о состоянии ТП (датчики) являются: входная величина, воспринимаемая и преобразуемая датчиком; выходная величина, используемая для передачи информации; статическая и динамическая характеристики датчика; порог чувствительности; основная и дополнительные погрешности.

Измерительные устройства, входящие в состав АСУ:

1. Встраиваемая в ПЭВМ многофункциональная плата ввода/вывода PC104

фирмы Fastwell;

2. Комплект измерительных датчиков тока Honeywell типа K591-001

3. Источник питания датчиков типа ПБ-96

4. Инкрементный датчик положения (энкодер) – 2 шт.

5. Тензометрический датчик момента KYOWA TP-E

6.Программное обеспечение: операционная система Windows-XP, инструментальная система для разработки прикладного ПО Visual C++, прикладные программы.

Данный метод обеспечивает измерение, с погрешностью не более 1,5 %, следующих величин: переменного тока в фазах нагрузочного двигателя, частоты вращения приводного двигателя, частоты вращения испытуемого ЭП, положения вала испытуемого двигателя.

В процессе проведения испытаний измеряются и регистрируются следующие параметры:

Нагрузочного двигателя: токи в фазах двигателя, частота вращения двигателя.

Испытуемого двигателя: частота вращения, положение вала.

Характеристики:

48 каналов ввода/вывода

Совместимость с оптомодулями Opto-22 и Grayhill

Программирование в системе (ISP)

Возможность создания прошивки "под заказ"

-40°C...+85°C

Описание:

Платы PC104, в зависимости от загруженной прошивки, могут выполнять цифровой/частотный ввод-вывод, аналоговый ввод-вывод (через модули Grayhill), измерение частоты и многие другое. Прошивка изменяется программно, благодаря чему разработчики получаю уникальную возможность решать с помощью одной платы множество задач. Версия PC1046 имеет 96 каналов ввода-вывода.

Система измерения представлена следующими каналами:

Канал измерения переменного тока.

Датчики – трансформаторы тока фирмы Honeywell типа K591-001. Датчики тока с закрытой петлей (т.н. компенсационные датчики) предназначены для бесконтактного измерения постоянного, переменного и импульсного токов в диапазоне ±5…±1200 А. Датчики преобразуют входной ток в пропорциональный ему вторичный выходной ток меньшей величины. Точность измерений датчиков тока составляет ±0,5%.

Характеристики:

Источники питания постоянного тока предназначены для преобразования сетевого напряжения 220В в стабилизированное напряжение 24В или 5В и питания датчиков с унифицированным выходным токовым сигналом.

Источники питания БП 96 имеют 1, 2 или 4 гальванически развязанных канала, схему электронной защиты от перегрузок и короткого замыкания по каждому каналу, светодиодную индикацию включения и перегрузки по каждому каналу.

Источники питания постоянного тока состоят из одного сетевого трасформатора, стабилизаторов и схем электронной защиты. На передней панели блока расположены кнопки включения нагрузки и светодиодные индикаторы перегрузки. При перегрузке или коротком замыкании канал отключается, что не влияет на работу остальных каналов. Максимальный ток нагрузки на канал 600 мА.

Канал измерения частоты вращения испытуемого и нагрузочного двигателя, датчики – инкрементные датчики положения (энкодеры).

Назначение: Энкодеры Siemens предназначены для измерения линейных и угловых перемещений. Принцип действия энкодеров основан на оптическом методе измерения угла поворота линейных перемещений, что обеспечивает высокую точность. При наличии импульсного энкодера жестко закрепленного на валу электродвигателя, стандартный асинхронный электродвигатель выполняет функции высокоточного регулируемого электропривода.

Характеристики:

Канал измерения момента, развиваемого испытуемым ЭП

Имея в основе тензометрический принцип, датчики крутящего момента KYOWA преобразуют кручение, соответствующее крутящему моменту, в электрический сигнал и передают электрический сигнал через контактное кольцо и щетку или вращающийся трансформатор и оптическое устройство. Они гарантируют точное и простое измерение момента, переданного от объекта с высокими частотами вращения. Так как все эти преобразователи используют тензорезисторы как чувствительный элемент, точное и устойчивое измерение достигается даже при длительных режимах действия и тяжелых условиях работы. Таким образом, они могут широко использоваться не только для экспериментов и исследований, но также и для индустриального измерения.

Характеристики:

Многофункциональные платы ввода-вывода применяемые для создания системы сбора и обработки данных, являются универсальными. Они имеют линейную входную характеристику и высокое входное сопротивление, являются согласованными для сигналов в диапазоне от -10В до +10В.

Нормализация реальных сигналов осуществляется путем использования системы согласующих модулей SCXI, встроенных в плату ввода-вывода. Плата ввода-вывода применяется для увеличения гибкости и общей помехоустойчивости системы. Оцифровка данных производится внутри микроконтроллера.

Данные передаются в компьютер в цифровом виде по интерфейсу RS-485.

Управление работой измерительной системы осуществляется с применением прикладного программного обеспечения, разработанного в среде LabVIEW и Visual C++. Пакет LabVIEW предназначен для работы с измерительными приборами, платами АЦП/ЦАП; в нем имеются встроенные функции анализа данных. Программы разрабатываются в виде блок-схем (диаграмм) процесса или задачи в графической среде программирования.

1.5 Классификация и перечень управляющих воздействий, определение требуемой точности управления ТП

Управляющие функции АСУ ТП включают в себя действия по выработке и реализации управляющих воздействий на объект управления.

Характеристики

Список файлов курсовой работы