Адаптивная система управления параллельно работающими дизельными установками

(Л л 1 СЛ ОСУДЮСтВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТКРЫТИЙ(71) Ордена Ленина институт проблемуправления.и Производственное объединение по бурению "Туркменсевбургаз(54)(57) АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПАРАЛЛЕЛЬНО РАБОТАК 391 МИ ДИЗЕЛЬНЫМИ УСТАНОВКАМИ, содержащая задатчик крутящего момента, блок ручного управления и последовательно соединенные блок исполнительных механизмов; .блок дизелей, блок датчиков крутящего момента, блок преобразователей момент - ток, первый блок сумматорови блок регуляторов, выходы блока дизелей соединены с входами блока датчиков оборотов и через блок муфт сцепления с входами редуктора, а выход задатчпка крутящего момента со" единен с вторым входом первого блока сумматоров, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности и коэфФициента полезного действия системы путем повышения моторесурса дпзелей ц снижения энергоемкости процесса управления, она содержит последовательно соединенные эадатчик настройки, делитель, квадратор, усилитель и последовательно соединенные датчик оборотов нагрузки, второй блок сумматоров, блок реле с гистерезисом и блок ключей, вторые входы которого соединены с выходом блока ручного управления, третьи входы - с выходами блока регуляторов, а выходы - с входамц блока исполнительных механизмов, С выход редуктора соединен с входом датчика оборотов нагрузки, выход эа-.датчика крутящего момента соединен с вторым входом делителя, выход которого подключен к второму входу блока регуляторов, третьим входом соединенного с выходом усилителя1Изобретение относится к автоматике и может быть использовано на буровых,Наиболее близкой по техническойсущности к предлагаемой является система, содержащая задатчик крутящегомомента, блок ручного управления ипоследовательно соединенные блок исполнительных механизмов, блок дизелей,блок датчиков крутящего момента, Облок преобразователей момент - ток,первый блок сумматоров и блок регуляторов, выходы блока дизелей соединены с входами блока датчиков оборотов и через блок муфт сцепления 15с входами редуктора, а выход задатчика крутящего момента соединен свторым входом первого блока сумматоров И ,Недостатком известной системы мв Оляется существенная разность мощностей, отдаваемых каждым дизелем, чтоприводит к увеличению энергоемкостипроцесса управления и уменьшениюмоторесурсов, т.е. понижает энергоемкость и КПД,Это объясняется тем, что при запуске дизелей и стабилизации оборотовне синхронизируется положение топливныхреек дизелейЗОЦель изобретения - повыщение КПДи надежности системы путем увеличения моторесурсов дизелей и сниженияэнергоемкости процесса управления,Поставленная цель достигается35тем, что система содержит последовательно соединенные задатчик настройки, целитель, квадратор, усилитель и последовательно соединенныедатчик оборотов нагрузки, второйблок сумматоров, блок реле с гистерезнсом и блок ключей, вторые входыкоторого соединены с выходом блокаручного управления, третьи входы -с выходами блока регуляторов, а выходы - с входами блока исполнительных механизмов, выход редуктора соединен с входом датчика оборотов нагрузки, выход эадатчика крутящегомомента соединен с вторьм входомделителя, выход которого подключенк второму входу блока регуляторов,третьим входом соединенного с выходом усилителя,На Фиг, 1 представлена структур ная схема предлагаемой адаптивной системы управления параллельно работающими дизельными установками на 523 2 Фиг, 2 в . регулятор, вариант реализации,Система содержит последовательно соединенные блок 1 датчиков крутящего момента (тензодатчики),блок 2 преобразователей момент -ток, первый блок 3 сумматоров,блок 4 регуляторов, блок 5 ключей,блок 6 исполнительных механизмови блок 7 дизелей, подключенные квыходам блока 7 дизелей . блок 8датчиков оборотов,и последовательно соединенные флок 9 муфт сцепления, редуктор 10, датчик 11 оборотовнагрузки, второй блок 12 сумматоров,к вторым входам которого подключенблок 8 датч:.ков оборотов, и блокреле с гистерезисом 13, подключенкый к управляющим входам блока 5 ключей, к другим входам которого подключен, блок 14 ручного управления, последовательно соединенные электрический задатчик 15 крутящего момента, выход которого также подключен к блоку 3 сумматоров,и оптимизатор 16 параметров, содержащп последовательно соединенные задатчик 17 настройки, делитель 8, второй вход которого соединен с выходом эадатчика 15, кнадратор 19 и усилитель 20, причем выходы усилителя 20 и делителя 18 соединены с входами блока 4 регуляторов.Регулятор (Фиг, 2) содержит множители 21 и 22, первые входы которыхсоединены с выходами соответствующего сумматора из блока 3, а вторые входы - соответственно с выходами делителя 18 и усилителя 20, последовательно соединенные интегратор 23 и сумматор 24, причем вход первогоподключен к выходу множителя 22,вход второго - к множителю 21, авыход сумматора 24 является выходомрегулятора.Система работает следующим образом.Этап включения -го дизеля. Допустим, что работают (з.-1) из имеющихся и в блоке 7 дизелей. С помощью ручного управления 14 исполнительным механизмом 6 блока 6 увеличиваются обороты дизеля.7; блока 7 дизелей. Сумматором 12, формируется сигнал рассогласования между сигналами с датчика оборотов 8 блока 8 датчиков оборотов и датчика 11 оборотов нагрузки, подключенного к редукторуК И 2 ф где о-,- настроечные коэффициенты.Сигнал с регулятора 4; поступаетна вход ключа 5 блока 5 ключей, вы 10, И только когда этот сигнал становится близок к нулю.или положителен,то реле с гистерезисом 131 блока 13реле с гистерезисом вырабатываеттакой управляющий сигнал на ключ 5блока 5, который отключает блок 1 цот исполнительного механизма 6 блока 6 и соединяет с последним регулятор ц блока ч регуляторов. Начинается автоматический режим работы, при 10котором сигнал, сформированный подключенным к дизелю 7 Й = 1, , и)блока 7 дизелей датчиком 1 крутящего момента блока 1 датчиков крутящего момента, преобразуется в электрический с помощью преобразователямомент - ток 2; блока 2. Сумматором 3 блока 3 сумматоров формируется сигнал рассогласования между сигналами с электрического задатчика 2015 крутящего момента и преобразователя момент - ток.2 блока 2, С помощью этого сигнала, поступающегона вход регулятора 4 блока 4 регуляторов, регулятором 4 формируется 25управляющий сигнал, реализующий линейный ПИ-закон управления. Сигналы,определяющие весовые коэффициентыпри пропорциональной К и интегральной Кд составляющих ПИ-закона, форми руются одинаковыми для всех регуляторов с помощью оптимизатора 16 параметров, состоящего из блоков 1720, на основе сигнала е, поступающего с Выходя электрического зядатчика 15 крутящего. момента,по формуле 523 4рабатывающего сигнал, идущий на вход исполнительного механизма 6, блока 6.Сформированный исполнительным механизмом 6; блока 6 сигнал, последовательно преобразуясь дизелем 7, блокадизелей, муфты 9 сцепления блока 9 муфт сцепления и редуктором 10, является выходным сигналом систеВ зависимости от отдаваемой мощности меняется передаточная Функция дизеля. При постоянстве оборотов отдаваемая мощность пропорциональна заданию я на крутящий момент. Поэтому для компенсации изменения параметров передаточной функции дизелей предусмотрено изменение (1) весовых коэффициентов ПИ-регулирования в зависимости от я. Формула (1) выведена на основании критерия максимальной степени устойчивости в предположении, что поведение дизеля достаточно хорошо аппроксимируется передаточной функцией видагде К и Т увеличиваются по мерероста я.Таким образом, в предлагаемойсистеме исключаются колебания мощности в значительных пределах, отдаваемой каждым дизелем в отдельности и, как следствие этого, увеличиваются моторесурсы дизелей. А таккак режим их функционирования близокк номинальному, наиболее экономичному в смысле потребления энергии,необходимой для функционированиявсей системы в целом, то изобретение обеспечивает малую энергоем 7 сость процесса управления,.2 К ктор Е. Сирохман Тирав 8 бЗ Государственного коми елам изобретений и .от сква, Ж, Раушска/46НЮШИ писное ака СССР ытий на., д. М 5 по д113035, Мо ент", г Уж Проектная,Составитель А. ЛащеРедактор Н. Лазаренко Техред М.Пароцай