Устройство для управления синхронно перемещающимися объектами

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) (И)5 е. 05 в 19/18 РЕТЕНИЯ ОПИСАН АВТОРСКОМУ ВЫь 1 Ж Й;Й1 СВИДЕТЕЛЬ 2. Устрочающеенализаторовцены к второблока. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.(56),1. Акцептованная заявка ФРГ Ю 2233548, кл. б 05 В 19/18, 1976.2. Авторское свидетельство СССР И 739477, кл. 6 05 В 19/18, 1977 (прототип).(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕ" НИЯ СИНХРОННО ПЕРЕМЕЩАЮЩИМИСЯ ОБЪЕКТАМИ, содержащее первый и второй блоки сравнения, первый привод, выходом через первый датчик скорости вращения соединенный с первым входом пер" 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 уст" ройства, 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 выходом- через второй блок сравнения с пер" вым входом запоминающего блока, первый выход которого соединен с. вторым входом блока включения, а второй вход - с выходом первого блока срав" нения, первом 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 тиристор" ного преобразователя. 9 йство по и 1 у о т л и с я тем, что входы сигнеисправностей:подклюму выходу запоминающего012204 а 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 ком перемещения и преобразователем.:мещение но 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 обес" портальной конструкции. печивает защиту от появления постоянного рассогласования положений обеих Известно устройство синхронного 1 О. управления станком с портальной конструкцией, содержащее блок ввода программы, первый и второй приводы, подключенные соответственно к первому сторон портала и от возможного аварийного режима 1,2Недостатком 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 преобра" зователя. Задание величины и скорости перемещения на оба привода осуществляется в данной системе от уст первого и второго привода, а такжеограниченная функциональная возможнрсть из-за отсутствия связи датчикаскорости с преобразователем, что непозволяет при различных нагрузках на ройства числового программного управ" приводы синхронизировать движение ления независимо. Устройство регули- объекта управления. рования равномерного хода управляетсясигналом рассогласования о положении Цель изобретения -. повышение ъаобеих сторон портала. Фактически по дежности устройства. ложение каждой стороны портала из- ПоставЛенная цель достигается тем, меряется соответствующим измеритель" что в устройство 1 содержащее первый ным устройством 1 3. и второй блоки сравнения, первый при"Поскольку для управления объектами вод, выходом через первый датчик скотребуются два самостоятельных канала З 0 рости вращения соединенный с первым формирования задания в устройстве входом первого и.второго тиристорных числового программного управления, преобразователей, второй вход второго программирование перемещений по 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 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 такойсистеме возникает постоянноевторой 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 входомНаиболее 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 вход- приводы,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, дою к выходу первого измерителя тоблОк 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.04 4 скорости (Фиг. 2),3 - . 1:,0122Входы сигнализаторов неисправнос"ти подключены к второму выходу запоминающего блока.Данное устройство управляет. заданием величины и скорости перемещенияпривода обеих сторон портала от одного канала устройства программногоуправления, т.е, задание программируется для одного привода,В известном устройстве (прототипе) 16при рассогласовании первой и второйскорссти портала появляется сигналразбаланса, который участвует в кор ректировке программы задания скорос"1, ти. ИВ предложенном устройстве ско"рости обеих сторон .портала равны:ско-.рость ведущего привода равна скоростиведомого, что не требует корректировки программы. 2 вЗадатчики.и измерители токов, запоминающий блок и сигнализаторы позволяют отключить исполнительные, деигатели и дать оператору инФормациюкакая из сторон портала выпада из 2 зсинхронизма и куда при этом двигалсяпортал,, На Фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на Фиг. 2 электромеханическая характеристика щ.привода без обратной связи по скорости исполнительного двигателя; на, Фиг. 3 - электромеханическая характеристика привода с обратной связью поскорости исполнительного двигателя,.33:Устройство содержитблок 1 вводапрограммы, блок 2 включения, первыйтиристорный-,преобразователь 3, пер-вый измеритель 4 тока,. первый привод,5, первый датчик 6 скорости вращения,первый эадатчик 7 тока, первый блок 8сравнения, запоминающий блок 9, вто-.рой задатчик 1 О тока, второй измеритель 11 тока, второй блок 12 сравнения, второй привод.13, второй датчик4514 скорости, второй тиристорный преобразователь 16, сигнализаторы 15 неисправности., объект 17 управления(портал).Устройство работает следующим образом.Управляющий сигнал с блока 1 вводапрограммы через блок 2 включения,предназначенный для аварийного отключения при несинхронном движениисторон портала, поступает на первыйпреобразователь 3 и далее через первый измеритель 4 тока на первый при:вод 5 портала, Сигнал, пропорциональный частоте вращения вала исполнительного двигателя первого привода 5, Фор-.мируемый 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 второй привод 13 - ведомым, а именносвязь между первым датчиком 6;ско-рости и вторым тиристорным преобра" зователем 16 является заданием скорости для второго привода 13, кото-.рая поддерживается постоянной за счет обратной связи от второго дат" 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 11 то" ка на второй привод 13, Сигнал, про" порциональный частоте вращения ис" полнительного 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. Таким образом, независимо от нагрузки на первый 5 и второй 13 .прй- водыскорости вращения валов испол-: нительных двигателей указанных приводов одинаковы. и равны заданной В известных устройствах безобратной связи по скорости вращения исполнительного двигателя (Фиг. 3) при разных нагрузках на первый и второй приводы токи исполнительных дви" гателей одинаковы, так как скорости . вращения исполнительных двигателей . равны из-за того, что они механичес" ки связаны, например, рельсами. При.: равенстве токов, но различных нагрузках на привод появляется иэбыточная сила тяги, нагружающая конст".рукцию портала и рельсы.5 101220Контроль синхронности движенияприводов невозможен в известном устройстве, так как скорости и токи равны иэ-за механической связи,В данном устройстве скорости движения приводов также равны, но этоопределено схемным решением устройства, т.е. обратной связью междудатчиками и тиристорными преобразователями, поддерживающими заданнуюскорость.В зависимости ог нагрузки на первый привод 5 задается уставка токазадатчику 7 тока и сравнивается ссигналом измерителя 4 тока блоком 8 1 фсравнения. Аналогично в зависимостиот нагрузки второго привода 13 задается уставка тока задатчиком 10тока и сравнивается с сигналом измерителя 11 тока блоком 12 сравнения,26В первый момент времени сигнал задания скорости поступает от блока 1ввода программы на первый тиристорный .преобразователь 3, далее черезпервый измеритель 4 тока на ведущий Зфпривод 5, который приводит в движение последний.Помимо этого сигнал обратной свя"эи с первого датчика 6 поступает навход первого тиристорного преобразо" ЗОвателя 3 для поддержания постояннойскорости и далее на второй тиристорный преобразователь 16 и через второйизмеритель 11 тока на ведомый привод13, что приводит в движение последний, который начинает двигаться синхронно с ведущим приводом 5,Для поддержания сйнхронизма обеих: сторон портала и для сглаживанияпроцессов динамики между временемсрабатывания ведущего 5 и ведомого13 приводов в блоке 1 задания программы предусмотрены корректирующие.можно отрегулировать во времени плав ное нарастание задания скорости.. В аварийном случае, когда имеетсяразбаланс токов, заданного и измеряемого, первого или второго приводовс .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 сиг" 4 6нализаторы 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 15) ров" ным светом; движение ведомого приво" да 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 возможности уст" ройства в целом Изгибающий момент на конструкцию,соединяющую первую и вторую стороныпортала, отсутствует, что, кроме того, позволяет облегчить портальнуюконструкцию. Отсутствует также боковая нагрузка на рельсы, по которымдвижется портал, что устраняет допол"нительный износ последних.Введение задатчиков и измерителейтоков, запоминающего блока и сигнали-.заторов неисправности позволяет увеличить надежность устройства для уп-.равления синхронного перемещающимисяобъектами, в случае выпадения однойиз сторон портала из синхронизма срабатывает запоминающий блок, которыйотключает исполнительные двигателии дает оператору информацию о том,какая из сторон портала выпада изсинхронизма и куда при этом двигалсяпортал, Это позволяет значительносократить сроки поиска и устранениянеисправности, т.е. увеличить надежность работы устройства, повыситьтехнико-экономический эффект от егоиспользования,(Ри Редактор Шрь Составитель Техред Л.Пе Корректо яск ексеен Тираж 872. Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, В, Раущская наб д.