Устройство для управления синхронно перемещающимися объектами

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (21) а 05 В 19/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3316811/18-24 (22) 09.07.81 ,(46) 15.04.83. Бюл. И 14 (72) А.С. Бахметьев, E.8. Чекаев и М.Г. Морозов (53) 621.503.55(088.8) (56),1. Акцептованная заявка ФРГ

22 2233548, кл. G 05 8 19/18, 19?6.

2. Авторское свидетельство СССР

22 739477, кл. Б 05 В 19/18, l977 (прототип). (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СИНХРОННО ПЕРЕМЕЩАЮЩИМИСЯ ОБЪЕКТАМИ, содержащее первый и второй блоки сравнения, первый привод, выходом через первый датчик скорости вращения соединенный с первым входом nep"" вого и второго тиристорных преобразователей, второй вход второго тиристорного преобразователя через второй датчик скорости вращения подключен к выходу второго привода, и последовательно соединенный блок ввода программы и блок включения, выход которого подключен к второму входу первого тиристорного преобразователя, :о т л и ч а а щ е е с я тем, что, с целью повышения .надежности устройства, в него введены запоминающий блок, первый и второй задатчики. тока, ;сигнализаторы неисправности, первый и второй измерители тока, второй измеритель тока входом соединен. с вы" ходом второго тиристорного преобразователя, первым выходом - с входом второго привода, а вторым выходомчерез второй блок сравнения с nep" вым входом запоминающего блока, первый выход которого соединен с. вторым входом блока включения, а второй вход - с выходом первого блока сравнения, первым входом подключенного к выходу первого задатчика . тока, втоа рым.входом - к выходу первого измерителя тока, второй выход которого соединен с входом первого привода, а вход - с выходом первого тиристорного преобразователя. . I

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что входы сигнализаторов-неисправностей :подключены к второму выходу запоминающего блока.

f !012204 2

Изобретение относится к автома- ва числового программного управления,, тике и может быть использовано в т.е. задание програмиируется для одсистемах управления портальными кон-,ного привода. При этом используется струкциями, а также в отраслях тех- только одна следящая система с датчи-. ники, где требуется синхронное пере- 5 ком перемещения и преобразователем. !

:мещение по рельсам или направляющим ; Зависимое управление скоростью приво-. .двух или более объектов с меняющимися да второго конца портала от скорости нагрузками на первый и второй привод привода первого .конца портала обеспортальной конструкции. печивает защиту от появления постоянного рассогласования положений обеих

Известно устройство синхронного 10. управления станком с портальной конструкцией, содержащее блок ввода программы, первый и второй приводы, подключенные соответственно к первому сторон портала и от возможного аварийного режима 1,2

Недостатком известного устройства является его низкая надежность из-эа .Л и второму датчикам скорости вращения, !5 отсутствия контроля за нагрузками и первый и второй позиционные дат/ . чики, соединенные с входами преобразователя. Задание величины и скорости перемещения на оба привода осуществляется в данной системе от уст- 20 первого и второго привода, а также ограниченная функциональная возможнрсть из-за отсутствия связи датчика скорости с преобразователем, что не позволяет при различных нагрузках на ройства числового программного управ- приводы синхронизировать движение ления независимо. Устройство регули- объекта управления. рования равномерного хода управляется сигналом рассогласования о положении Цель изобретения -. повышение ъаобеих сторон портала. Фактически по- 25 дежности устройства. ложение каждой стороны портала из- ПоставЛенная цель достигается тем, меряется соответствующим измеритель- что в устройство1 содержащее первый ным устройством 1 3. и второй блоки сравнения, первый приПоскольку для управления объектами вод, выходом через первый датчик скотребуются два самостоятельных канала З0 рости вращения соединенный с первым формирования задания в устройстве входом первого и. второго тиристорных числового программного управления, преобразователей, второй вход второго программирование перемещений rio двери тиристорного преобразователя через каналам и две следящие системы с дат- второй датчик скорости вращения подчиками перемещения. и соответствующи- ключен к выходу второго привода, и ми преобразователями их сигналов в последовательно соединенные блок. виде, .принимаемом устройством число- .ввода программы и блок- включения, вого программного управления, такая выход которого подключен к второму система недостаточно надежна. При входу первого тиристорного преобра-, возможных ошибках программирования 40 эователя, введены запоминающий, блок, в помехах в каналах задания информа- первый и второй задатчики тока, сигции о перемещении приводов портала нализаторы неисправности, первый и в такой.,системе возникает постоянное - второй измерители тока, второй из" .рассогласование положений обеих сто- меритель тока входом соединен с вырон портала, особенно опасное при ре- ходом второго тиристорного преобраверсах и динамических режимах работы. - зователя, первым выходом - с входом

Наиболее близким к изобретению яв- второго привода, а вторым выходом ляется устройство для управления син- через второй блок сравнения с первым хронно перемещающимися объектами, со- входом запоминающего блока, первый держащее блок ввода программы, блок выход которого соединен с вторым вховременной задержки, первый и второй дом блока включения, а второй входприводы, объект управления. (портал), с выходом первого блока сравнения, первый и второй позиционные датчики, первым входом подключенного к выходу. первый и второй, датчики скорости, первого задатчика тока, вторым вховращения, сумматор, преобразователь, дом- к выходу первого измерителя то блок сравнения. Известное устройство 55 ка, второй выход которрго соединен с управляется заданием величины и ско- входом первого привода, а вход - с рости перемещения привода обеих сто- выходом первого тиристорного преоб.- рон портала от одного канала устройст- разователя. ный частоте вращения -вала исполнительного двигателя первого привода 5, формируемый датчиком 6, поступает в ка,честве обратнойсвязи на вход первого преобразователя 3 для получения-жесткой электромеханической характеристики привода 5 (фиг. 3}.

Обратная связь от второго датчика

14 скорости на первый тиристорный преобразователь 3 не нужна, так как: первый привод 5 является ведущим, а зователем 16 является заданием скорости для второго привода .13, которая поддерживается постоянной за чика 14 скорости на второй тиристор ный преобразователь 16. .

Кроме того, с датчика 6 сигнал поступает на второй преобразователь 16. в качестве управляющего сигнала и далее через второй измеритель ll то" ка на второй привод 13. Сигнал, пропорциональный частоте вращения исполнительного двигателя второго при- вода 13, формируемый датчиком 14, поступает на вход второго преобразователя 16 для получения аналогич-: ной по жесткости электромеханической характеристики ведомого привода 13 относительно ведущего привода 5 (фиг. 2 и 3}. Так при абсолютно жесткой характеристике (фиг., 2) лю" бое изменение нагрузки на привод., не приводит к изменению скорости, что не. свойственно характеристики, представленной на фиг. 3. нительных двигателей указанных приводов одинаковы. и равны заданной

В известных устройствах без обратной связи по скорости вращения исполнительного двигателя (фиг. 3) при разных нагрузках на первый и второй приводы токи исполнительных двигателей одинаковы, так как скорости .. вращения исполнительных двигателей равны из-за того, что они механически связаны, например, рельсами. Ори.: равенстве токов, но различных нагрузках на привод появляется избыточная сила тяги, нагружающая конст". рукцию портала и рельсы.

3 = 1-,012204 4

Входы сигнализаторов неисправнос"ти подключены к второму выходу запоминающего блока.

Данное устройство управляет заданием величины и скорости перемещения привода обеих сторон портала от одного канала устройства программного управления, т.е. задание программируется для одного привода, В известном устройстве (прототипе) 10 при рассогласовании первой и второй скорссти портала появляется сигнал второй привод 13 - ведомым, а именно разбаланса, который участвует в кор- связь между первым датчиком 6;ско- .. ректировке программы задания скорос- рости и вторым тиристорным преобра1, ти. И

В предложенном устройстве скорости обеих сторон .портала равны:ско-. рость ведущего привода равна скорости счет обратной связи от второго дат" ведомого, что не требует корректировки программы. 20

Задатчики.и измерители токов, за поминающий блок и сигнализаторы пюзволяют отключить исполнительные. д®игатели и дать оператору информацию какая из сторон портала выпада из 2S синхронизма и куда при этом двигался портал. . На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2электромеханическая характеристика 30 .привода без обратной связи по. скорости исполнительного двигателя; на, фиг. 3 - электромеханическая характеристика привода с обратной связью по скорости исполнительного двигателя,.

3S

:Устройство содержит блок 1 ввода программы, блок 2 включения, первый тиристорный-,преобразователь 3, nepsw" измеритель 4 тока,. первый привод, 5, первый датчик 6 скорости вращения, первый эадатчик 7 тока, первый блок 8 Таким образом, независимо от насравнения,. запоминающий блок 9, вто-. грузки на первый 5 и второй 13 .при- рой задатчик 10 тока, второй измери- воды..скорости вращения валов испол-: тель 11 тока, второй блок 12 сравнения, второй привод 13, второй датчик

14 скорости, второй тиристорный пре- скорости (фиг. 2). образователь 16, сигнализаторы 15 неисправности., объект 17 управления (портал}.

Устройство работает следующим образом.

Управляющий сигнал с блока 1 ввода программы через блок 2 включения, предназначенный для аварийного отключения при несинхронном движении сторон портала, поступает на первый преобразователь 3 и далее через. первый измеритель 4 тока на первый при:вод 5 портала. Сигнал, пропорциональ5 101220

Контроль синхронности движения приводов невозможен в известном устройстве, так как скорости и токи равны иэ-за механической связи.

В данном устройстве скорости дви- з жения приводов также равны, но это определено схемным решением устройства, т.е. обратной связью между датчиками и тиристорными преобразова» телями, поддерживающими заданную скорость.

В зависимости c r нагрузки на первый привод 5 задается уставка тока задатчику 7 тока и сравнивается с сигналом измерителя 4 тока блоком 8 сравнения. Аналогично в зависимости от нагрузки второго привода 13 задается уставка тока задатчиком 10 тока и сравнивается с сигналом измерителя 11 тока блоком 12 сравнения.26

В первый момент времени сигнал задания скорости поступает от блока 1 ввода программы на первый тиристорный .преобразователь 3, далее через первый измеритель 4 тока на ведущий привод 5, который приводит в движение последний.

Помимо этого сигнал обратной свя" эи с первого датчика 6 поступает на вход первого тиристорного преобразо" 30 вателя 3 для поддержания постоянной скорости и далее на второй тиристорный преобразователь 16 и через второй измеритель 11 тока на ведомый привод

13, что приводит в движение последний, который начинает двигаться синхронно с ведущим приводом 5.

Для поддержания сйнхронизма обеих

: сторон портала и для сглаживания процессов динамики между временем срабатывания ведущего 5 и ведомого

13 приводов в блоке 1 задания программы предусмотрены корректирующие .цепочки, которыми в процессе наладки

-можно отрегулировать во времени плав-4 ное нарастание задания скорости. . В аварийном случае, когда имеется разбаланс токов, заданного и измеряемого, первого или второго приводов с .блоков 8 или 12 сравнения поступает сигнал на запоминающий блок 9, который выдает сигнал на блок 2, останавливая первый и второй приводы

5 и 13, и на сигнализаторы 15 не исправности.

Сигнал (информация) о рассинхронизации в аварийном случае с запоминающего блока 9 поступает на сиг4 d нализаторы 15 неисправности в следующей последовательности: движение ведущего привода 4 "вперед" сигнали-. эируется горением верхней лампы (фиг. 1, сигнализатор 15) ровным светом; движение ведущего привода 5

"назад" - горением второй сверху лампой (фиг. 1, сигнализатор l5) ров ным светом; движение ведомого привода 13 "вперед" - горением третьей сверху лампы ровным светом; движение ведомого привода 13 "назад" - четвертой сверху лампой ровным светом.

Таким образом, оператор наглядно имеет информацию отом, какой из приводов 5 или 13 вышел из синхронизма по горению лампы (сигнализатор 15) и в какую сторону двигался портал:

"вперед" или "назад".

Таким образом, введение связи между датчиками скорости исполнительных двигателей и тиристорными преобразователями позволяет получить характеристики первого и второго приводов, установленных на разных сторонах портала, близких к абсолютно жесткой. Заданная скорость сторон портала получается практически независимой от нагрузки, что значительно увеличивает функциональные воэможности устройства в целом.

Изгибающий момент на конструкцию, соединяющую первую и вторую стороны портала, отсутствует, что, кроме того, позволяет облегчить портальную конструкцию. Отсутствует также боковая нагрузка на рельсы, по которым движется портал, что устраняет дополнительный износ последних.

Введение задатчиков и измерителей токов, запоминающего блока и сигнали-. заторов неисправности позволяет увеличить надежность устройства для управления синхронного. перемещающимися объектами, в случае выпадения одной из сторон портала из синхронизма срабатывает запоминающий блок, который отключает исполнительные двигатели и дает оператору информацию о том, какая из сторон портала выпада из синхронизма и куда при этом двигался портал. Это позволяет значительно сократить сроки поиска и устранения неисправности, т.е. увеличить надежность работы устройства, повысить технико-экономический эффект от его использования. 1012204 л .= nz = n

1012204

Составитель И. Швец

Редактор Л. Алексеенко Техред Л.Пекарь

Корректор Л. Тяско

Тираж 872 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 2762/58

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4