Система управления

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П Й С A Н Й Е „„в у

ИЗОБРЕТЕН ЙЯ (61) Дополнительное к авт. с вид-ву (22)Заявлено 22.10.79 (21) 2833131/18-24! (51) М. Кл.

С 05 В 23/02 с присоединением заявки №

Государственный комитет (23) Приоритет по делам изобретений и открытий

Опубликовано30,0б. 81. Бк)ллетень № 24 (53) УДКб2,50 (088.8) Дата опубликования о нсання 3 1 . Об . 8 1 (72) Автор изобретения

Л. И. Цытович

Челябинский политехнический институт

БЩЛЦ 7к.; им. Ленинсксго комсомола (71) Заявитель (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к автоматизированному электроприводу и предназначено для автоматизации технологических процессов.

Известны системы автоматического управления (САУ), выполненнь.е по принципу подчиненного регулирования параметров 1 и 2,Системы такого типа, как известно, выполняются на базе последовательно включенных регулято- тп ров, каждый из которых осуществляет регулирование определенным параметромскоростью, током двигателя и т.д. 1 и j2) .

Основу регуляторов САУ составляет операционные усилители(ОУ), как правило, интегрального исполнения с непосредственной связью между каскадами.

При неработоспособности ОУ его выходной сигнал принимает максимальное ?О значение1определяемое напряжением источника питания системы управления, С точки зрения надежности эта придает известным САУ существенный недостаток, заключающийся в том, что выход из строя ОУ влечет за собой срабатывание силовой защитной аппаратуры. Последнее обстоятельство неже" лательно с позиций безопасности обслуживающего персонала и технологического процесса.

Очевидно, что наиболее приемлемым путем повышения надежности САУ было бы выполнение ее регуляторов на основе ОУ, которые при неработоспособности отдельных каскадов обеспечивали бы нулевой уровень выходного сигнала, соотвествующего контура регулирования, Вторым вариантом решения поставленной задачи можно считать применение устройств диагностики неисправности ОУ, с помощью которых осуществлялось бы отключение выхода электронной части САУ от входа силового преобразователя.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является система автоматического регулирования, 84272 выполненная по принципу подчиненного регулирования на основе последовательно соединенных развертывающих операционных усилителей, содержащая исполнительный механизм и последовательно соединенные задатчик, первый сумматор, первый интегратор, первый релейный блок, второй сумматор, второй интегратор, второй релейный блок, третий сумматор, третий интегратор и третий релейный блок, причем выход каждого релейного блока соединен со вторым входом соответствующего сумматора P3)

Недостатком известной системы является ее низкая надежность.

15

Цель изобретения — повышение надежности системы.

Поставленная цель достигается тем, 20 что в системе установлены три.демодулятора„ переключатель и элемент И,. входы которого через соответствующие демодуляторы поцключены к выходам интсграторов, а выход вЂ, к управляющему

25 входу перскл|очателя, вход которого соединен с выходом третьего релейного блока, а выход -- со входом испо.лнительного механизма.

Н". фиг,, 1 представлена функциональная схема системы, на фиг. 2,3 временные диаграммы сигналов развертывающего операционного усилителя.

Система содержит первый сумматор 1, ) первый ин егратор 2, и рвый релеи35 ный блок 5, второй сумматор 4, второи интеграто о 5, второй релейный блок

6, третий сумматор 7, третий интегратор 8, третий релейный блок 9, первый, второй и третий демодуляторы

10, !) è. !2, логический элемент И 13, 40 переключатель 14, исполнительный механизм 15 и зацатчик l6 первый, второй и третий развертывающие усилители (РОУ) 17, 18 и 19, На схеме

X.3 (), X (t), X3(t) - управляющие воздей, У (), У {t),„ ч (t) — сигналы разверток на выходе интеграторов ?,5 и 8, Х,(- ),У {1),М>

{Ь4- выходные сигналы РОУ 17, 18 и 19 50

4депи обратных связей САУ с целью "упроu",åíèÿ функциональной схемы не показаны 1, Учитывая,что РОУ, 17118 и 19 идентичны, ограничимся рассмотрением

55 прин1г.;па действия РОУ 17; РОУ 17 представляет собой автоколебательное звено с частотноширотно-импульсной модуляцией.

2 4

Интегратор 2 имеет постоянную времени T„. Релейный блок 3 выполнен с положительной петлей гистерезиса, имеет пороги переключения В и амплитулу выходных импульсов + А.

При отсутствии информативного сигнала

Хч(t) релейный блок 3 совершает цикл переключений с равными интервалами времени(фиг. 2) t„ = t>= 2 В Ти где В = I — J — относительное значеВ

А ние релейного блока 3.

Среднее значение выходных импуль- . сов УЧ (1) за интервал дискретизации То= ч+ t1 !! S Ти устанавли вается равным нул1о. Сигнал развертки Упч(t) на выходе интегратора 2 имеет форму симметричной "пилы, амплитуда которой ограничена величиной

+ В порогов переключения релейного блока 3.

При наличии управляющего воздействия Хч (й) скорость изменения развертки У!1 (t) в интервале времени

2 В T> /(! — А)несовпадения знаков сигналов Х1(), У3 (t) (фиг.3 ) определяется разностью токов входного и обратной связи, а в интервале времени 3> — — 2 В Т !(! +cL) совпадение знаков напряжений Уч (t), Х {t), d

3 (о)/ dt зависит от суммы соот1 ветствующих токов. Здесь А =

"ч — — относительное значение ампЛитуды входного сигнала Хч (t) при условии, что в течение времени Т о

Х (t) = const. В результате за время То = 4 В Т / (! — А. постоянная составляющая импульсов Уч (t) дос-.игает величины, пропорциональной Х (t).

Отличительной особенностью РОУ 1.7 является то, что при неработоспособ1

1 ости его каскадов выходной сигнал интегратора достигает максимальной еличины + C(77)+Bi зоны "насьш1ения" силителя постоянного тока, на основе соторого реализуется интегрирующий

5лок РОУ 17.

Таким образом; уровень амплитуды выходного сигнала интегратора может служить тестовым сигналом работоспособности РОУ 17. Например, в случае

)У {t) «((Bl усилитель работоспособен, если же 1 Jli,(Ц1>71Ц то это говорится о неисправности соответствующего РОУ

l7-18 в системе управления.

Указанный принцип диагностики РОУ испрльзуется в САУ {фиг!), 842722

Формула изобретения

Система управления, содержащая исполнительный механизм и последовательно соединенные задатчик, первый сумматор, первый интегратор, первый

Демодуляторы (выпрямители)10-12 имеют зону нечувствительности i P которая удовлетворяет условию

1+ С.i>)+ 1>i+ Р,1

В работоспособной схеме САУ выходные сигналы звеньев 10-12 равны нулю, переключатель 14 находится в исходном замкнутом состоянии.

При выходе из строя любого из усилителей РОУ 17-19, амплитуда соответ- 10 ствующей раввертки Ую„ с) 3((т), У с) достигает величины большей, чем+ P) и на выходе одного из блоков 1О-12 появляется сигнал, соответствующий логической "1". Это приводит к появлению на выходе элемента И 13 импуль-. са, под воздействием которого переключатель 14 размыкается, отключая выход неисправной САУ от входа силового преобразователя 15. Таким образом, 20 уменьшается вероятность срабатывания силовой защитной аппаратуры и повышается надежность САУ. релейный блок, второй сумматор, вто рой.интегратор, второй релейный блок, третий сумматор, третий интегратор, третий релейный блок, .причем выход каждого релейного блока соединен со вторым входом соответствующего сумматора, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности системы, в ней установлены три демодулятора, переключатель и элемент И, входы которого через соответствующие демодуляторы подключены к выходам интеграторов, а выход — к управляющему входу переключателя, вход которого соединен с выходом третьего релейного блока, а выход — со входом исполнительного механизма.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Решмин Б. И., Ямпольский Д. С.

Проектирование и наладка систем подчиненного регулирования электропри-. водов, M., "Энергия", 1975, с.183.

2, Рабинович В. Б. и др. Наладка систем регулирования электроприводов на унифицированных блоках, Л., ЛДНТП, 1975, с.27.

3. ГарноРв В. К. и др. Унифицированные системы автоуправления электроприводом в металлургии,М., "Металлургия", 1977, с.114, рис. 52 (прототип).

842722

У () 8

Ъ() 0

Составитель Г. Нефедова

КоРРектоР Н. Бабин ц

Редактор Н. Кешеля Техред 3. Чужик

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

Заказ 5097/56 Тираж 940 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035„ Москва, Ж-35„ Раушская наб., д. 4!5