Устройство для регулирования скорости двигателя

О Л И С А Н И Ец 877482ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветсиняСоцналнстнческняРеслублнн К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл. 6 05 О 13/00 Веударстаапай камитет СССР ао ааяан яззбретенкй к аткрыткй(088.8) Дата опубликования описания 30,10.81(72) Авторы изобретения Л, Л, Второв-Каревский, А. А. Щербань и Б. Я. ВтороваКиевский институт автоматики им. ХХЧ съезда КП(71) ЗаМвител 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ДВИГАТЕЛЯ 1Устройство относится к области автоматиэации управления скоростью двигателя, в частФном случае устройства; выполненного на схеме управляемый преобразователь напряжения -двигатель, включающей последовательно соеди.пенные задатчик управляющего сигнала, авто.номный канал регулирования, управляемыйпреобразователь и двигатель с датчиком скорости.Известно устройство, выполняющее аналогич.ные функции 11.Указанное устройство содержит задатчик ско.рости, обеспечивающий выдачу управляющегосигнала, автономный канал управления скорос.ти, включающий множительный блок, прини.мающий этот сигнал, регулятор скорости иуправляемый ключ, осуществляющий подклю.чение выхода задатчика на вход множитель.ного блока,К. недостаткам этого устройства относятсянизкое быстродействие и мзлая надежность всвязи с невозможностью выполнения обуслов.ленных функций устройством при отказе за,датчика скорости. Наиболее близким по технической сущное.ти к заявляемому, его прототипом, являетсяустройство 21.Оно содержит последовательно соединенныеорган управления, обеспечивающий задание режима работы устройства, блок задания, осуществляющий выдзчу управляющего сигналз, сис.тему автоматизированного управления приво.дом, принимающую этот сигнал, силовую частьс двигателемСущественный недостаток рассматриваемогоустройства заключается в малой надежности всвязи с невозможностью осуществления функ.ции управления при отказе блока задания илиоргана управления.Цель изобретения - повышение надежностиустроиства,Поставленная цель достигается тем, что уст.ройство, содержащее последовательно соединен.ные орган управления (первый блок управле.ния) и блок задания (первый блок задания),а также систему автоматизированного управле.ния приводом (второй блок управления) исиловую чзсть с двигателем, кроме того содер877482 50 жит управляемые от одного логического устройства (в частном случае, управляющая вычислительная машина) последовательно соединенные блок ввода данных, второй блок задания, преобразователь код-аналог и переключа.тель каналов, выход которого подсоединен квходу второго блока управления, а вход бло.ка ввода данных связан с выходом логичес.кого блока, в совокупности образующих канал передачи управляющего сигнала в режимепрямого процессорного управления; последовательно соединенные первый коммутатор ипреобразователь аналог-код, образующих каналсбора, обработкии передачи информации отекущем значении регулируемого параметра -скорости двигателя и управляющего сигналана выходе первого блока задания, и одновременно выполняющие функции цепей обратныхсвязей по указанным параметрам, при этомвходы коммутатора соединены с выходамипервого блока задания и датчика скорости, авыходы преобразователя - с логическим блоком и первым блоком памяти; второй коммутатор, вход которого соединен с выходом первого блока управления, а выход - с логическим блоком, образующий информационный канал о соответствии состояния первого блоказадания обусловленному режиму регулирования;первый и второй блоки памяти и блок сравнения, а также переключатель режима образуют схему автоматизации управления первымблоком задания, для чего входы блоков памя.ти и переключатели соединены с выходом блока ввода данных, входы блока сравнения -с выходами блоков памяти и второго блоказадания, а выходы блока сравнения и переключателя режимов подключены к входам первого блдка управления, чем обеспечиваетсяввод на блок управления сигналов - командна включение в режим автоматического управления и на отработку блоком задания заданного выходного сигнала. Такое устройство позволяет существенно уменьшить число остановок двигателя вследствие отказов в каналах управления за счет использования в режиме управления одного из двух источников управляющего сигнала, один из, которых осуществляет управление, а другой в то же время - непрерывное отслежива. ние и отработку заданного управляющего сигнала на выходе своего задатчика, обеспечивая тем самым реализацию структуры управления с "горячим резервированием", с подключени ем резервного источника (задатчика) в момент отказа (отключения) другого, повышая тем самым живучесть и работоспособность, а в целом - надежность устройства.На чертеже дана блок-схема устройства. 4Устройство включает последовательно соеди. ненные первый блок 1 управления и первыйблок 2 задания, на выходные контакты которого дается управляющий сигнал, второй блок3 управления и датчик 4 скорости, соединенные соответственно с входом и выходом двигателя 5, последовательно соединенные блокб ввода данных, осуществляющий передачу ираспределение управляющих и информацион ных слов-кодов на сопряженные с ним функциональные блоки, второй блок 7 задания,осуществляющий прием, запоминание и выдачуна свои выходные шипы кода управляющегосигнала-задания, преобразователь 8 код.аналог, 15 принимающий код-задание и преобразующийего в эквивалентный ему аналоговый ситнал.задание, переключатель 9 каналов управления,обеспечивающий подключение ко входу блока3 одного иэ источников управляющего сигна.ла-задания: первого блока 2 задания или вто.рого блока 7 задания, последовательно соеди.ненные первый коммутатор 10, обеспечивающий выбор одного из источников информацн.онного сигнала: блока 1 или датчика 4 скорости, и преобразователь 11 аналог-код, осу.ществляюший преобразование принятого аналогового сигнала в эквивалентный ему код,первый 12 и второй 13 блоки памяти и блок14 сравнения, обеспечивающие прием, запоминание и передачу на блок 14 сравнения кодовтекущего значения управляющего сигнала свыхода первого блока 2 задания - через блок12, или текущего значения регулируемогопараметра с выхода датчика 4 скорости - 35через блок 13, а затем сравнения одного изэтих кодов с кодом - заданием -с выходаблока 7. Переключатель 15 режимов обеспечивает прием от блока 6 команды,запоминание заданного состояния до поступления сле.дующей команды и включение цепи питания 40первого блока 1 управления и первого блока2 задания, включая тем самым их в режимавтоматического управления, Второй коммутатор 16 осуществляет прием, запоминание и передачу сигнала о состоянии готовности бло ка 2, логический блок 17 (в частном случае представляющий собой управляющую вычислительную машину или процессор) - общее управление устройством путем выдачи, приема и обработки информационных слов, содержащих коды команд и управляющих сигналов,а также коды адреса функционального блока Для этого вторые выходы блока б соединень 1со входами соответственно блока 13, переклю.чателя 15, со вторым входом переключателя9, со вторым входом преобразователя 8 и спервым входом блока 12, второй вход которого подключен к первому выходу преобразователя 11, а выход - к первому входуО 15 20 25 30 35 40 45 50 55 5 8блока 14, второй вход которого соединен свыходом блока 13, третий вход - с выходом блока 7, а выход соединен с первымвходом блока 1, Третий вход переключателя9 подключен к выходу блока 2, а выход -к входу блока 3, Второй вход блока 1 соеди.неи с выходом переключателя 15, а выход -с входом коммутатора 16, Первый вход коммутатора 10 соединен с выходом блока 2, авторой вход - с выходом датчика 4, Второйвыход преобразователя 11 подключен к входу логического блока 17, соединенного другими входами соответственно с коммутатором10, блоком 6 и коммутатором 16,В устройстве возможна работа как в режи.ме ручного, так и в режиме прямого процессорного управления (автоматического управ, пения).Работа в режиме ручного управления используется при настройке, откладке или при отка.зе элементов в каналах автоматического управления.В ручном режиме управление обеспечивается обычным путем с помощью первого блока 1 управления, в частном случае включающем элемент регулирования, при этом осуществляется отработка положения первогоблока 2 задания, который, в частном случае,включает сельсин-задатчик с приводом, управлением направления вращения которого осу.ществляется установка ротора сельсина в по.ложении, при котором на выходных контак.тах сигнальной обмотки сельсина будет по.лучено требуемое значение управляющего сигнала, При этом на входах логического бло.ка 17 ситналы отсутствуют, а в переключателе 9 замкнутая цепь, соединяющая вход бло.ка 3 с выходом. блока 2,В режиме прямого процессорного управления логический блок 17 вырабатывает заранееобусловленную последовательность, в соответ-ствии с математической моделью заданноготехнологического режима, управляющих кодо.вых слов, содержащих код-логический адресвключаемого устройства, код команды, вы.полняемой устройством, или код-задание управляющего сигнала,При этом кодовые слова (посылки), поступающие от блока 17 непосредственно на бло.ки 6, 10, 11, 16 и через блок 6 ввода данных на блоки 8, 9, 12, 1315, осуществляют включение каждого из блоков и подготовкуих к работе в соответствии с функциональным , назначением, Командой на переключатель 15 включаются в автоматический режим, работы блоки 1 и 2,Командой на коммутатор 10 подключается к преобразователю 11 выход блока 2. Получен. ный на выходах блока 11 код поступает че 77482 6 рез блок 12 на блок 14 сравнения и на ло. гический блок 17, Командой на переключа. тель 9 осуществляется подключение входа блока 3 к выходу преобразователя 8, Код-задание через блок 6 поступает на блок 7, где запоминается и хранится до поступления нового задания, а с выхода блока поступает в преобразователь 8 и одновременно в блок 14 сравнения, Преобразованный в аналог уп. равляющий сигнал с выхода преобразователя 8 через замкнутую цепь переключателя 9 подается на вход блока 3, обеспечивая выдачу последним соответствующего воздействия на двигатель 5, В блоке 14 сравнения, принятые коды задания и текущего значения сигнала на выходе блока 2 сравниваются, при этом в блоке 14 вырабатывается сигнал управления, соответствующий знаку рассогласования сравниваемых кодов, который по одному иэ каналов поступает на блок 1. В случае равенства кодов, сигналов на обоих каналах не будет, а с выхода блока 1 на вход коммутатора 16 поступает сигнал "Готово", поступающий затем в блок 17, Этим. сигналом оператор и логический блок 17 информируется о равенстве сигнала на выходе блока 2 величине заданно. го управляющего воздействия и готовности блока 2 к приему управления на себя.Для контроля текущего значения регулируе. мого параметра - скорости двигателя на ком. мутатор 10 выдается команда, подключающая к преобразователю 11 выход датчика 4 ско. рости. Полученный при этом код поступает в блок 17, где анализируется, а по результатам анализа выдается корректирующее задание на вход блока 7 или блока 13, При этом иа блок 13 сравнения поступают Новые значения сравниваемых кодов и будет выработан новый корректирующий сигнал управления для бло. ка 2. Этим же путем задаются и упреждающие. корректировки-задания на положение блока 2. Таким образом в устройстве осуществляется резервирование источника управляющего воздействия в каждый текущий момент работы, чем существенно повышается его надежность, так как в случае отказа в канале прямого процессорного управления в переключателе 9происходит переключение входа блока 3 с выхода блока 8 на выход блока 2, Состояние блока задания сохраняется до поступления новых команд или вмешательства оператора.Сравнительная оценка данного устройства с известным показала, что с повышением его надежности, а в связи с этим с увеличением времени наработки на отказ и сокращения времени, затрачиваемого на перестройку режи. ма, в частном случае, при использовании устройства в приподах к етей прокатных станов,7 87 обеспечивает прирост производительности каждой отдельной клети как минимум на 0,4%.Кроме того, эа счет использования высоко точного первичного источника управляющего воздействия логического блока (УВМ) и повышения точности оценки качества регули. рования повышается качество реализации заданного технологического режима, что в конеч. ном итоге одновременно приводит к улучшению качества полученной продукции. формула изобретения Устройство для регулирования скорости двигателя, содержащее последовательно соединен. иые. первый блок управления, первый блок за. дания, а также второй блок управления и датчик скорости, соединенные соответственно со входом и выходом двигателя, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения на. дежности устройства, оно содержит последовательно соединенные блок ввода данных, второй блок задания, преобразователь код аналог и пе реключатель каналов управления, последователь. но соединенные первый коммутатор и преобразователь аналог-код, а также первый и вто. ройблоки памяти, блок сравнения, переклю-, чатель режимов, второй коммутатор и логи. ческий блок, причем вторые выходы блока ввода данных соединены со входами соответ 7482 8ствеиио второго блока памяти, переключателя режимов, со вторым входом переключателя каналов управления, со вторым входом преобразователя код-аналог и с первым вхо.дом первого блока памяти, второй вход которого подключен к первому выходу преобразователя аналог-код, а выход - первому входу блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом второго блока памяти, 1 п третий вход - с выходом второго блока за.дания, а выход - с первым входом первого блока управления, третий вход переключателя каналов управления подключен к выходу первого блока задания, а выход - ко входу второго блока управления, второй вход первого блока управления соединен с выходом переключателя режимов, а выход - со входом второго коммутатора, первый вход первого коммутатора соединен с выходом первого блока задания, а второй вход с выходом дат чика скорости, второй выход преобразователя аналог-код подключен ко входу логического блока, связанного с первым коммутатором, блоком ввода данных и вторым коммутатором. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР й". 537723,кл. 6 05 В 19/00 1977. 2, Авторское свидетельство СССР Иф 588030,30 кл. В 21 В 37/00, 1977 (прототип),877482 оставителв Л. Цаллаговаехред АСавка Корректор Н.Ст ктор И, Грузов Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 аказ 9612/71 Тираж 943 Подписно. ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5