Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Технологическая часть

2. Условие работы установки: датчики, режимы работы, требование к защите и сигнализации

3. Анализ исходной РКС и разделение ее на функциональные узлы

4. Синтез структурной функции

5. Синтез промежуточной схемы

6. Основания выбора элементной базы

7. Таблица перечня элементов

Введение

В «Основных направлениях экономического и социального развития» подчеркивается необходимость широкого применения автоматических манипуляторов и встроенных систем автоматического управления с использованием микропроцессоров и микроЭВМ при создании автоматических цехов и заводов. Использование микропроцессоров и микроЭВМ в составе промышленного оборудования обеспечивает снижение на порядок их стоимости по сравнению с системами на элементах малой и средней степени интеграции, реализующих аналогичные функции. Одновременно достигается резкое уменьшение массы и габаритных размеров, а также энергопотребления систем. Переход на новую элементную базу повышает технологичность и воспроизводимость систем промышленной автоматики, резко расширяет экономически доступную сферу их применения. В настоящее время промышленностью освоено и выпускается более пятнадцати микропроцессорных комплектов БИС различной архитектуры. Развитие элементной базы микропроцессоров при этом по нескольким взаимодополняющим направлениям, что обеспечивает гибкость адаптации архитектуры систем управления требованием конкретных применений и специфике условий их эксплуатации. Вместе с тем в последние годы явно прослеживается тенденция стандартизации систем команд и интерфейсов микроЭВМ и микроконтроллеров, что обеспечивает преемственность разработок, взаимозаменяемость компьютеров и совместимость их программного обеспечения. Несмотря на широкие возможности применения микропроцессоров в цифровых системах управления, темпы их внедрения в инженерные разработки еще недостаточно высоки. Это объясняется, прежде всего, отсутствием необходимой для разработчиков информации и практических рекомендаций по разработке микропроцессорных систем.

1. Технологическая часть

На рис. 1. показана принципиальная схема магнитного контроллера ДК 63, в которой предусмотрены общие реверсивные контакторы в цепи статоров обоих двигателей. Схема выполнена симметричной для обоих направления движения, количество фиксированных положений в каждую сторону равно четырем. Схема обеспечивает автоматический пуск, реверсирование, торможение и ступенчатое регулирование скорости .за счет изменения значении сопротивлений резисторов в роторной цепи. Разгон в обоих направлениях производится в три ступени (предусмотрены контакторы КП1, 1КУ1, 1КУ2, КП2, 2КУ1, 2КУ2).

Рис. 1. принципиальная схема магнитного контроллера ДК 63.

Механические характеристики для указанного исполнения магнитного контроллера приведены на рис. 2. В характеристиках за 100% момента принят номинальный момент двигателей MTF, MTH в режиме ПВ=40%, за 100% скорости -- синхронная скорость двигателя. Для контроллеров К 63 на малые мощности двигателей характеристика 4а соответствует последнему, фиксированному положению контроллера. Механические характеристики рассчитаны из условий обеспечения необходимых параметров ускорения привода при пуске и торможении в режиме противовключення. Для обеспечения нормального пуска, а схеме магнитного контроллера предусматриваются не выключаемые ступени резисторов в цепи ротора. При этом относительное значение сопротивлений этих резисторов несколько больше в контроллерах с тремя ступенями разгона.

Рис.2. Механические характеристики.

2. Условие работы установки: датчики, режимы работы, требование к защите и сигнализации

При движении с неподвижного состояния на первом положении разгона осуществляется задержка на время срабатывания реле противо включения РП. Дальнейший разгон осуществляется под контролем реле ускорений РУ1 и РУ2. При этом реле РУ1 обеспечивает переход на характеристики, соответствующие третьему и четвертому положениям контроллера. Выдержки времени реле при отпаданиа якоря, определяющие интенсивность ускорения, лежат в пределах 0,4--2,5 с.

Схема допускает свободный выбег в нулевом положении командоконтроллера или торможение с помощью электромагнитного тормоза ТМ1, ТМ2. Для остановки механизма при схеме со свободным выбегом необходимо переключать командоконтроллер в противоположное направление движения, при этом независимо от положения рукоятки командоконтроллер а собирается схема первого положения (отключается реле РП) и происходить торможение в режиме противовключения. Задержка на режиме противовключения осуществляется с помощью реле РП, которое срабатывает при скорости движения в тормозном режете, близкой к нулю. После остановки механизма возможен разгон в противоположном направлении. Таким образом, в процессе оперативного торможения механический тормоз не участвует. Для осуществления торможения в режиме противовключения катушка реле РП включается на разность выпрямленных напряжений: постоянного -- со стороны независимого источника и переменного -- со стороны ротора.Реле срабатывает, когда напряжение со стороны независимого источника превысит на определенное значение напряжение со стороны ротора, т. е. при скольжениях ротора от 1,0 до номинального при пуске и при скольжении от 1,3 до 1,0 в режиме протнвовключения. Использование торможения противовключением наряду со свободным выбегом позволяет осуществить плавную остановку механизма без рывков, связанных с наложением механических тормозов. Механический тормоз вступает в действие только при срабатывании любого из видов защиты --максимальной, нулевой, конечной или при отключении аварийной кнопки КА. Для получения схемы без свободного выбега необходимо произвести следующие переключения: тормозной магнит ТМ переменного тока присоединить непосредственно к выводам статора двигателя; катушки контакторов тормоза КТ и КТ1 отключить, для чего снять перемычки , контакты конечной защиты ВКН и ВКВ шунтировать размыкающими контактами контакторов направления KB и КН .При соответствующих переключениях в схеме возможно использование вместо тормоза переменного тока -- тормоза постоянного тока. В этом случае для ускорения его включения предусмотрена форсировка, осуществляемая с помощью контактора KTI и реле РТ. Для возможности кратковременной работы привода в случае выхода из строя одного из двигателей предусматривается переключатель ПУ на три цепи (переключается узел реле РП и реле РН).

3. Анализ исходной РКС и разделение ее на функциональные узлы

Групировка и обозначение сигналов.

Входные сигналы:

а1 , а3 , а5 , а7 , а9 , а11 - сигналы командоконтроллера КК1, КК3, КК5, КК7, КК9, КК11.

b - аварийное отключение КА.

с1,с2 - путевые выключатели ВКВ,ВКН.

d - переключатель ПУ.

Промежуточные сигналы:

Р1 - реле противовключения РП.

Р2 - реле ускорения РУ1.

Р3 - реле ускорения РУ2.

Р4 - реле нулевой защиты РН.

Р5 - реле времени РТ.

Все промежуточные сигналы с обратными связями.

Выходные сигналы:

X - контактор назад КН.

Y - контактор вперед КВ.

Z - контактор ускорения 1КУ1 двигателя 1и 2КУ1 двигателя 2.

W - контактор ускорения 1КУ2 двигателя 1и 2КУ2 двигателя 2.

R - контактор тормоза КТ.

M - контактор тормоза КТ1.

S - линейный контакт КЛ.

V - контактор противовключения КП1,КП2.

I - катушка электромагнитного тормоза ТМ1.

U- катушка электромагнитного тормоза ТМ2.

N - реле максимального тока.

4. Синтез структурной функции

Сигналы, появляющиеся с выдержкой времени согласно релейно-контакторной схеме, записываются в алгебраические выражения с индексом t.

Структурные формулы для выходных сигналов:

Структурные формулы для промежуточных сигналов:

,

5. Синтез промежуточной схемы

Полученные формулы необходимо привести к виду И-НЕ и ИЛИ-НЕ.

Узел движения вперед и назад:

Узел ускорения:

Узел тормоза:

Узел линейного контакта:

Узел противовключения:

Узел катушки магнитов:

Узел реле противовключения:

Узел реле ускорения:

Узел нулевой защиты:

,т.к. значит

Узел задержки времени:

6. Основания выбора элементной базы

В качестве объекта управления выбираем двигатель MTH412-6 с максимальной для данного типа контроллера мощностью, с током статора I1=73А.

Для контакторов 1КУ1, 2КУ1, 1КУ, 2КУ2, КН, КВ, КТ, КТ1, КЛ, КП1, КП2 выбираем контактор КТП 6014 предназначенный для коммутирования цепей переменного тока наряжением до 380В с

Номинальным током Iн=80А

Током коммутации Iк=800А

Номинальная мощность Рн=50Вт

Число включений 600

Число главных контактов 2

Число вспомогательных контактов 4

В качестве оптотронной развязки выбираем оптотронные тиристоры

ТО 142-80 с охладителем О-047 с током тиристора Itav=80А

Для схемы управления выбираем помезащищенные микросхемы серии К561 с напряжением питания +15В и с

Uвых0 2,9В Iвых0 0,9мА

Uвых1 7,2В Iвых1 1,3мА

Данная серия имеет следующие достоинства по сравнению с микросхемами ТТЛ:

работоспособность в широком диапазоне питающих напряжений (3…15В);

высокую помехозащищенность, достигающую 30…45 % от значения питающего напряжения;

высокую нагрузочную способность;

высокое входное сопротивление.

магнитный контроллер релейный контакторный

а) б) в) г) д)

Рис. 11 Цифровые микросхемы а) микросхема КР1561ЛА9 : три (3И-НЕ); б) микросхема 561ЛА7 : четыре (2И-НЕ); в) микросхема К561ЛА8 : два (4И-НЕ); г) микросхема Н564ЛЕ5 : четыре (2ИЛИ-НЕ); д) микросхема КР1561ЛЕ10 : три (3ИЛИ-НЕ).7- общий; 14- +U_ип.

Задержку времени реализуем на одновибраторе с питанием +15В на базе микросхемы КР1006ВИ1.

Запуск одновибратора осуществляется перепадом 1/0, воздействующим на вход дифференцирующей цепи С1, R1, VD1, или дискретным сигналом “нуль”, непосредственно подаваемым на вход .

Для снижения влияния помех на длительность формируемых импульсов к выводу 5 подключаем конденсатор емкостью 0,01 мкФ. Для входного конденсатора С₁ принимаем емкость 0,27 мкФ.

Длительность положительного импульса, снимаемого с выхода таймера Q (вывод 3), равна

ф=R₁?C₂?ln3=1,1?R₁?C₂.

Принимаем выдержку времени реле времени РТ равной ф=1,5с. Принимаем конденсатор С₂=2,2мкФ, тогда

Ом.

Из ряда номинальных значений сопротивлений выбираем резистор R₁=620 кОм.

Принимаем резисторы:

R₁=R₇ =R₂=R₄=R₆=R₈: МЛТ-0,125-620 кОм5%

Принимаем конденсаторы

С₁ =С₄=С₇=С₁₀: K56-20-100B-0,27мкФ10%

С₂= С₁₁ =С₅=С₈ : К73-9-100В-2,2мкФ10%

С₃=С₆=С₉=С₁₂:К73-9-100В-0,01мкФ10%

Принимаем диоды VD₁, VD₂, VD₃, VD₄: КД521Д.

В качестве путевых выключателей выберем путевые выключатели типа ВКП 1221.

7. Таблица перечня элементов

Размещено на Allbest.ru