2.1. Синтез систем управления электроприводом

Дано:

1. Тактограмма вида А ВА

2. Двигатели: А - Ml имеет мощность 2 кВТ, В - М2 имеет мощность 100 ВТ.

Необходимо выполнить синтез децентрализованной системы управления двигателями Ml, M2.

2.1.1. Построение тактограммы, ее анализ и выбор числа элементов памяти

В соответствии с заданной символической записью построим тактограммму (см. рис. 1 а).

Конечные положения каждого механизма, приводимых двигателями А и В, фиксируются, как правило, конечными выключателями.

Обозначив, соответственно, конечные выключатели и для двигателя А, и -для двигателя В расставляем их на тактограмме.

Присвоим десятичный условный вес сигналам конечных выключателей, где - порядковый номер механизма. Сигналам конечников, фиксирующих нижнее их положение на тактограмме, присвоим нулевые «веса».

Далее подсчитаем суммарные веса сигналов в начале каждого из тактов.

Наличие импульсных управляющих сигналов и одинаковых суммарных ве­сов в разных тактах с разными движениями говорят о том, что тактограмма не реализуема без дополнительных элементов-элементов «памяти».

Для определения необходимого количества «памятей» тактограмму разби­вают на каскады.

Выделим границы каскадов в соответствии с существующими правилами под импульсными сигналами и проанализируем полученные группы тактов. В од­ной из 2^х полученных групп тактов (каскадов) имеются одинаковые веса (см. 2 и 6 такты, рис. 1 а). Но в этих тактах выполняет одинаковые движения двигатель А и поэтому, в принципе, эту группу тактов далее можно не делить.

Обозначение границы каскада в начале цикла обеспечивает функциониро­вание «памяти» также в качестве пускового реле.

Так как тактограмма может быть представлена двумя каскадами, то введем одну память. Это достаточно просто сделать и без маски. Определяем суммарные «веса» наборов сигналов в начале каждого из тактов с учетом запаздывания при переключении памяти.

При сложении оказалось, что в 1 и 3 тактах при различных движениях име­ются одинаковые суммарные сигналы. Т.е. при появлении набора «2» в начале цикла, как в такте 3, может начаться движение двигателя В, а этого по условию задачи не должно быть. Таким образом, введение памяти с целью использования его также в качестве пускового реле в данном случае невозможно. Можно изме­нить состав тактов в каскадах и уровней памяти по каскадам. Тогда сумма весов во всех тактах с различными движениями будет различной (см. рис. 1 б) и такто­грамма реализуема.

Принципиально это возможно, допустить, но решение получится не луч­шим, т.к. при пуске машины-автомата оператор должен держать целый такт нажа­той кнопку «пуск», т.е. держать ее до тех пор, пока начнет функционировать не­посредственно система управления.

Если вам необходим автоматический режим работы машины, устройства, то границу каскада проводят в конце цикла, и, соответственно также изменяют уро­вень памяти (см. рис. 1 а).

Анализ суммарных весов при таком варианте решения задачи показывает, что в 1и 6 тактах встречаются одинаковые веса, а движения в них различные, что мы видели и в первом варианте расстановки памяти (см. рис. 1 а). Такое измене­ние состояния памятей, требуемое при работе механизмов в автоматическом ре­жиме, также к решению не приводит.

Для обеспечения же полуавтоматического режима работы машины провес­ти вторую границу каскада, и соответственно, поменять уровень памяти можно в некоторой степени произвольно (см. рис. 1 б).

Рассмотрим вариант решения с дополнительным введением памяти (см. рис. 1 г). Выделив границу под импульсными сигналами и, принимая полуавтомати­ческий режим работы машины, проведем вторую границу каскада в некоторой степени произвольно, но в конце цикла, например: после 4 такта и в соответствии с этим каскадами введем память. Для обеспечения же пуска введем память, таким образом, чтобы в начале цикла она включалась от кнопки «Пуск», выключалась сигналами конечников также в некоторой степени произвольно.

Возможно и такое решение (в данном случае), что синтез системы управле­ния выполняется с одной памятью, а память для пуска вводится как сервисный элемент уже после синтеза системы.

Анализ полученной тактограммы с двумя памятями показывает, что веса в тактах разные и можно приступить к отысканию функции срабатывания двигате­лей.

В более сложных случаях, при наличии нескольких каскадов (от 4^х и более) для безошибочного введения памятей по определенным правилам строится маска памятей - карта Карно, показывающая картину переключения памятей.

Далее выполняется этап - отыскание минимальных форм функции срабаты­вания элементов управления, обеспечивающих работу соответствующих двигате­лей в каждом из тактов.