Цифровая система регулирования соотношения скоростей многодвигательного электропривода

(и).944045 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветокикСоциапистнческикРеспублик(5 )М. Кл. Н 02 Р 5/46 Юкударстиеьй комитет СССР ав ааам изобретений н аткрытий(72) Авторы изобретения Харьковский политехнический институт м. ВЫ:;И Леуина(54) ЦИФРОВАЯ СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ СООТНОШЕНИЯ СКОРОСТЕЙ МНОГОДВИГАТЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА 1Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления приводами бумагоделательных машин прокатных станов и других агрегатов выпускающих полосовые мате 5 риалы.Известна цифровая система регулирования соотношения скоростей много- двигательного электропривода, содержащая генератор опорной частоты, диск" ретные задатчики скорости управляемые от многоступенчатых контактных переклюцателей, цифровые регуляторы скорости, двигатели, импульсные дат" чики скорости 1 1.15Для мно годви га тел ьных агрегатов, выпускающих полосовые материалы, важно сохранить информацию об уставках всех регуляторов скорости, а значит и о соотношении скоростей в случае 20 останова агрегата в том числе и при перерыве электроснабжения. Элементами памяти устаоок .задания в указан" ной системе служат многопозиционные контактные переключатели. Однаконаличие многопозиционных контактныхэлементов в цепях задания снижает надежность работы системы регулирования. Наиболее близким техническим реше-. нием является цифровая система регулирования, содержащая генератор опорной частоты, блок тактовой частоты, входом связанным с генератором опорной частоты, секции управления скоростью каждого двигателя, каждая из которых содержит блоки распределения команд управления, имеющие входы команд управления, а также тактирующий вход, связанный с блоком тактовой частоты, дискретный задатчик .;корости, включающий реверсивлый счетчик памяти кода управления, преобразователь код"частота, буферный дели" тель частоты, регулятор скорости, импульсный датчик скорости, связанный с информационным выходом соответ, 94404ствующего блока распределения команд управления, блоки распределения команд управления, соединенные между собой последовательно посредством информационных ВХОДОВ и ВыхоДОВ, Это 5 устройство позволяет осуществить автоматическую последовательную передачу изменения кода уставок для всей системы при подаче команд типа "Прибавитьн и "Убавить" на командные входы устройств распределения команд. Этот способ подачи команд резко упрощает органы управлениякнопка ), повышает надежность ввода информации и исключает зависимость ее достовер ности при хранении от состояния кон" тактов переключателя. Элементами памяти при этом служат реверсивные счет чики памяти кода управления каждого задатчика скорости Г 220Недостатком известной системы является возможность полной потери информации о кодах управления при перерывах электроснабжения, что приводит к необходимости новой настройки кана лов задания при пуске привода. Устранение этого недостатка путем перехо да на гальванические источники питания затруднено, так как привод, например, современной бумагоделательной зв машины состоит. из 2530 секций и сохранение электропитания только для счетчиков памяти на время реальных плановых и неплановых перерывов электроснабженияот секунд до суток ) вле- з чет необходимость в нереально большой емкости аккумуляторов энергии. Цель изобретения - повышение надежности.Поставленная цель достигается тем, что в цифровую систему регулирования соотношения скоростей дополни" тельно введены шины сброса и перезаписи кодов, управления, блок долго 45 временной памяти кодов управления, включающее источник переменного напряжения выпрямитель с фильтром и стабилизатор напряжения, последовательно соединенные между собой, ин 50 ди катор уровня питающего напряжения, подключенный входом к источнику переменного напряжения, блок управления, блок выбора адреса, энергозависимый постоянно запоминающий блок, оперативный запоминающии блок, преобразом 55 ватель параллельного кода и в последовательный, второй вход блока управления соединен с тактирующим вход 8 м 5 4блока выбора адреса, и подключен кгенератору опорной частоты, дополнительный вход блока управления подключен к шине сброса, а выход связанс блоком выбора адреса и информационными входами управления энергозави"симого постоянного запоминающего иоперативно запоминающего блоков, вкаждый дискретный задатчик скоростивведен преобразовтель кода, перваяи вторая двухвходовые схемы И, двухвходовые схемы ИЛИ, причем входы преобразователя кода связаны с выходамиразрядов реверсивного счетчика памяти кода управления, вход установки"Ноль" которого связан с выходом первой схемы И, а счетный вход "Сложе"ние" - с выходом схемы ИЛИ, первыйвход которой связан с выходом второйсхемы И, а второй подключен к информационному выходу соответствующегоблока распределения команд управления,информационные входы оперативного за"поминающего блока связаны с выходамипреобразователя кода задатчика ско рости, информационные выходы - с информационными входами постоянного здпоминающего блока, выходы которого соединены с входами. преобразователя кодаблока долговременной памяти, к выходукоторого подключена шина перезаписикодов управления, к которой подключе"ны первые входы вторых схем И задатчиковскорости, первые входы первых схем Исвязаны с шиной сброса, выходы блокавыбора адреса соединены с вторыми Входами первой и второй схем И соответствующего задатчика скорости, цепипитания блока управления, оперативно"го и постоянного запоминающих блоковсоединены с шиной напряжения питания, подключенной к выходу стабилизатора напряжения,На чертеже представлена структур" ная схема устройства.Цифровая система регулирования соотношения скоростей содержит генератор 1 опорной частоты, блок 2 тактовой частоты, секции управления скоростью двигателей, каждая из которых состоит из блока 3 распределения команд управления, дискретного.задатцика 4 скорости, цифрового регулятора 5 скорости, двигателя 6, импульсного датчикаскорости, и блок. 8 долговременной памяти кодов управления, Дискретный задатчик 4 скорости содержит реверсивный счетчик 9 памяти кода управления с информационнымивходами, входом установки "Ноль" иинформационными выходами параллельного кода, преобразователь 10 код-частота с входом тактирования, информационными входами управления и частотным выходом, к которому подключенвход масштабного преобразователя 11частоты, выход которого через буферный делитель 12 частоты подключен Ок входу задания регулятора 5 скорости, преобразователь кода 13, двухвходовые схемы И 14 и 15 и двухвходовую схему ИЛИ 16, причем выход схемы И 15 подключен к входу установки 15"Ноль счетчика 9, выход схемы И 14 к первому входу схемы ИЛИ 16, выходкоторой связан с входом счетчика 9.Блок 8 содержит источник 17 переменного напряжения выпрямитель 18 с 20фильтром, стабилизатор 19 напряжения,подключенный к шине 20 питания, индикатор 21 уровня напряжения питания,связанный с источником 17 переменногонапряжения, блок 22 управления, 25блок 23 выбора адреса, блок 24 энергозависимой постоянной памяти,блок 25 оперативной памяти, преобразователь 26 параллельного кода е последовательный, выход которого под- З 0ключен к шине 27 записи кода управления, входы блока 22 управления подключены к индикатору 21 и генератору 1, а его выходы к входам управле"ния блока 23 выбора адреса, блоки 24и 25 памяти, выход сигнала сброса подключен к шине 20 сброса, информационные входы блока 25 оперативной памятисвязаны с выходами преобразователей 13кода каждой секции, его выходы - с 0информационными входами блока 24 энер.гозависимой постоянной памяти, выхо. ды которого подключены к входам пре"обраэователя 26 кода, К шине 27 подключены первые входы схем И 14 всехсекций, к шине 28 - первые входысхем И 15 всех секций, а вторые входы схем И 14 и 15 каждой секции связаны с соответствующими выходамиблока 23 выбора адреса. К шине 20питания подключены цепи питания генератора 1, блока 22 управления. и блоки 24 и 25 памяти. Блоки 3 распреде"ления команд управления имеют по дваинформационных входа и два выхода,вход 29 команды управления"Прибавить, вход 30 команды управления"Убавить", а также по одному тактирующему входу. Тактирующие входы подключены к аине 31, связанной с выходом блока 2, информационные выходы распределения каждой предыдущей ( по ходу технологического процесса секции подключены к информационным вхо" дам распределения каждой последующей секции при этом выход в каждой секции связан с вторым входом схемы ИЛИ 16, выход " с входом счетчика памяти 9. Тактирующие входы преобразователей 10 в каждой секции подключены к шин;- 32 опорной частоты, связанной с выходом генератора 1.Устройство работает следующим образом.Заданное соотношение скоростей двигателей 6 реализуется цифровыми регуляторами 5 путем высокоточного регулирования скорости каждой секции привода, Параметром задания для регуляторов служит выходная частота дискретных задатциков 4 скорости, параметром цепи обратной связи - частота импульсных датчиков 7 скорости, механически связанных с двигателями 6. Уровень частоты задания для каждого регулятора определяется значением кода управления, записанного в счетчик памяти 9 соответствующего эадатчика. Увеличение или уменьшение этого значения производится путем подачи команд "Прибавить" или "Уба" вить на входы 29 или 30 блока 3 распределения команд управления данной секции, выходы которого связаны с соответствующими входами счетчика 9. Схема связи блока 3 распределения обеспечивает автоматическую коррекцию кода управления в последующих секциях при изменении уставки в преды" дущей секции, Налицие масштабных пре" образователей 11 частоты позволяет произвести приведение различных уровней частоты датчиков 7 секций к единому масштабу в целях задания и тем самым обеспечить простоту и на" дежность описанной последовательной связи блока 3 распределения команд. Регулятор 5 производит сравнение вы" ходной частоты дискретного эадатцика 4 с частотой импульсного датчика 7 скорости и вырабатывает управ" ляющее воздействие для исполнителього двигателя 6. Подразумевается, цто в регулятор 5 входит как собственно цифровой регулятор, так и аналоговая регулирующая часть с преобразователем мощности. Задача бло" ка 8 долговременной памяти, введенно 7 944045 8го в структуру системы, заключаетсяв том, чтобы при сохранении простотыи надежности схемы выработки кодовуправления исключить возможность потери информации о кодах управлениядля любой из секций или системы в целом при перерыве электроснабжения,Последний приводит к исчезновениюнапряжения питания на всех элементахсистемы регулирования, в том числе 10на счетчиках 9 памяти, являющихсяхранителями информации в дискретныхзадатчиках и скорости,В данной системе приняты меры поцентрализации хранения информации 1 зв оперативном запоминающем блоке 25,1на входы которого через преобразователи 13 кода в последовательном кодеможет поступать информация о коде управления, записанном в виде параллельного кода в счетчиках 9 памяти.Перенос информации в блок 25 и ее обновление производится циклично путемобегания всех секций с темпом, задаваемым блоком 22 управления, Центра- гзлизованное хранение информации позволяетпри наличии 20"30 секций)многократно уменьшать минимум энергии, необходимый дляее сохраненияпри перерыве электроснабжения. В част зоности, при этом возникает реальнаявозможность в течение нескольких десятых долей секунды поддерживать нормальный уровень напряжения питанияблока 8 памяти за счет запаздыванияфильтров на выходе питающего блока 8стабилизированного источника напря"жения, Но окончательно вопрос долговременного хранения информации решается с помощью энергозависимого постоянного запоминающего блока 24, выполняемого на большой интегральнойсхеме с энергонезависимой памятью,при следующей последовательности операций, При перерыве электроснабжениячувствительный индикатор 2 1 уровняпитающего напряжения на стороне переменного тока вырабатывает команду дляблока управления, по которой запускается цикл перезаписи информации изблока 25 в блок 24, Максимальная .длительность этого цикла ограничена временем разряда емкостных фильтров навыходе выпрямителя 18 с фильтром дотого минимального уровня напряжения,55при котором еще стабилизатором 19 нашине 20 питания обеспечивается нормальный уровень напряжения. Послеперезаписи информации она хранитсяв энергозависимой памяти блока 24при отсутствии энергоснабжения, Привосстановлении электроснабжения посигналу от индикатора 21 уровня питающего напряжения команды блока управления организуют обратную переза"пись кодов управления в счетчики 9памяти и дискретных задатчиков скорости. Выборка информации производится циклически, посекционно и черезпреобразователь 26 параллельногокода в последовательный поступает нашину 27. Выбор секции для записи всчетчик 9 соответствующего кода управления с шины 27 производится покомандам блока 23 выбора адреса,синхронизированного блоком 22 управления с тактами выборки информациииз памяти блока 24,1В начале каждого такта перезаписикода управления на выходе блока 22управления, связанного с шиной 28,генерируется импульс сброса, который производит установку "Ноль"счетчика 9 соответствующей секции,выделяемой командой блока 23 выбораадреса, Последовательность прохождения импульса сброса и такта .перезаписи кода управления очередной секции определяется блоком 22 управления, а управление входными цепямисчетчиков 9 осуществляется с помощью схем И 14 и 15 и схемы ИЛИ 16,Управляющие входы обеих схем И каждойсекции связаны с соответствующим вы"ходом блока 23, на котором сигналразрешения появляется только одинраз за цикл перезаписи информациидля всех секций, После сброса со счетчика через схему И 15 по входу установки "Ноль", с которым связан выходсхемы И 15, к входу "Сложение" черезсхему И 14 поступает пакет счетныхимпульсов с выхода преобразователя 26,Последовательным автоматическим подключением на перезапись задатчиковвсех секций схема восстанавливаетдля управления регуляторами набор уставок для всей машины.Использование данной структуры вусловиях цехов промышленных предприятий с достаточно частыми провалами иперерывами в электроснабжении (хотябы и кратковременными) должно повысить надежность и резко сократить время восстановления готовности системы управления к ведению технологического процесса,9 944045 10Формула изобретения . с блоком выбора адреса и с информаци" /онными входами управления энергоэави"Цифровая система регулирования симого постоянного запоминающего исоотношения скоростей многодвигатель-, оперативно запоминающего блоков, в ного электропривода, содержащая ге каждый дискретный задатчик скорости нератор опорной частоты, блок такто- также введен. преобразователь кода, вой частоты, входом связанный с гене- первая и вторая двухвходовые схемы И, ратором опорной частоты, секции управ- двухвходовые схемы ИЛИ, причем входы ления скоростью каждого двигателя, преобразователя кода связаны с выхокаждая иэ которых содержит блоки рас дами разрядов реверсивного счетчика пределения команд управления, имеющие памяти кода управления, вход устав- входы команд управления, а также так-ки "Ноль" которого связан с выходом тирующий вход, связанный с блоком первой схемы И, а счетный вход - с тактовой частоты, дискретный задатчик выходом схемы ИЛИ, первый вход кото- скорости, включающий реверсивный счет.15 рой связан с выходом второй схемы И, чик памяти команд управления, уреоб- а второй подключен к информационному раэователь частоты, буферный дели- входу соответствующего блока распре- тель частоты, регулятор скорости, им- деления команд .управления, информаци" пульсный датчик скорости, связанный , снулые входы оперативного эапоминающес информационным входом соответствую- го го блока связаны с выход м р рыхо ами и еоб а- щего блока распределения команд уп-эователя кода задатчика скорости, равления, блоки распределения команд информационные выходы - с информационными вхо ами .постоянного запоминаю- Управления, соединенные между собои ными входами .и сего лока выходы которого соедине"ледовательно посредством информа щего блока выхны с вхо ами преобразователя кода блоционных входов и выходов, о т л и 25 ны с входами пр рка. олговременной памяти, к выходу ч а ю щ а я с я тем что, с целью ка.долговременнокото ого подключена шина перезаписиповышения надежности, в нее дополни- - рог " дклко ов и авлвния, к которой подклю" тельно введены шины сброса и переэа- кодов управлвничены пе вые входы вторых схем И записи кодов управления, блок долго- чены первые вх д ратчиков скорости, первые входы первременной памяти кодов управления, зо датчиков скороствых схем ц связаны с шииой сброса,включающий источник переменного навыхо ы лока выбора адреса соедине" пряжения, выпрямитель с фильтром и выходы блока выбора др дны с вторыми входами первой и второйстабилизатор напряжения, последовахем и соответствующего эадатчика тельно соединенные между собой инди- схем И соответствующ ад катор уровня питающего напряжения 35 скорцепи "ко ости епи питания блока управподключенный входом к источнику пере- ления оперативногпоминаю их блоков соединены с шиной менного напряжения, блок управления, поминающих блоко с дпитания по ключенной к выходу стабиблок выбора адреса, энергозависимый питаниЯ под"люче постоянный запоминающий блок, опера лиэатора напряжения. тивный запоминающий блок, преобразо- р Источники информации, ватель параллельного кода в последова- принятые во внимание при экспертизе тельный, второй вход блока управле- ,1. Ч. Гг 1 гзИе. Моге 7 е цпд Огепния соединен с тактирующим входом геп д 1 д 1 йаВег ОгеЬгаЬРгедейцпдеп. блока выбора адреса и подключен к ВедеЗцпдзсесйп 11. 1964, Н.17-11 генератору опорной частоты, дополни Н 3. 104112 Н, 4 5 159-163. тельный вход блока управления прад. Авторское свидетельство СССР ключен к шине сброса, а выход связан У 768866, кл. 6 05 О 13/66 1980.