2.4.3 Математическая модель сау
Структурная схема - условное графическое изображение дифференциального уравнения. На основании принципиальной схемы было произведено разделение электромеханической системы на звенья направленного действия. Эти звенья – электродвигатель, получающий энергию от преобразователя, регуляторы тока и скорости и цепи обратных связей с соответствующими коэффициентами передач.
После определения структурных схем отдельных звеньев, составляем структурную схему полной электромеханической системы, дающую наглядное представление об отдельных звеньях и процессах, проходящих внутри – внутренних переменных, что позволяет достичь наилучшего решения при оптимизации параметров. На рисунке 2.7 приведена схема математической модели.
2.4.4 Математическая модель электропривода в среде моделирования Simulink пакета Matlab
Оценка статических и динамических свойств системы регулирования скорости производится при пуске, набросе, сбросе нагрузки и торможении для номинального, минимального и максимального задания скорости во всех зонах регулирования.
На рисунке 2.8 приведены полученные графики изменения скорости w, момента М, потокосцепления Ψ2, при пуске, набросе нагрузки, сбросе нагрузки и торможении электропривода при номинальном сигнале задания скорости.
Рисунок 2.7 - Математическая модель синхронного двигателя среде Simulink пакета Matlab
Рисунок 2.8 - Осциллограммы переходных процессов
3. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
РАЗРАБОТКА ПОДСИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРИВОДОМ ПОДАЧИ СТАНКА HOESCH D1000
3.1 Назначение системы управления электроприводом станка
Основным заданием управления для СУ ЕП подач для токарного станка HOESCH D1000, являются обеспечение высокой точности системы, оптимизация режимов работы электрооборудования. Также СУ предназначенная для выполнения функции системы согласования ЭВМ с объектом управления, силовых исполнительных устройств, непосредственно на объект управления.
Система соединения, которая представляет собой цифровой следящий электропривод, что используется для введения в ЭВМ информации о стане объекта, для связи с системами контроля и устройствами представления информации оператору, а также может употребиться как промежуточные средства связи ЭВМ с исполнительными органами станка.
Главной задачей системы числового управления станка является измерение и регулирования величины перемещений.
Для корректной работы проектируемая система управления должна обеспечивать восприятие сигналов от установленных датчиков, переключателей, команды оператора, регулировать технологический процесс, а также обеспечить своевременную работу сигнализации и блокировок.
Чтобы выполнить задачу необходимо соответствующим образом запрограммировать микроконтроллер. Для создания микропроцессорной СУ поводом подачи станку необходимо знать количество и уровни входных и исходных сигналов, требования к точности и быстродействию, алгоритм выполнения операций. Следует также выбрать средства и методы реализации микропроцессорного модулю.
На основании общих требований, следует проанализировать входные и выходные сигналы проектированного привода. Дискретные входные сигналы управления поступают из панели оператора при выборе режима работы, при остановке технологического процесса, из пульта управления и т.д. Выходные дискретные сигналы управления: сигнал для задачи скорости двигателя привода подачи и сигнал для включения/выключение привода стола.
Основные функциональные задачи, которые должна обеспечивать система управления:
Регулирование скорости двигателя привода подачи.
Восприятие информации, которая поступает из датчиков и переключателей.
Восприятие информации, которая поступает из клавиатуры и ее соответствующая обработка.
Оперативное оповещение аварийной ситуации.
Входные дискретные сигналы поступают на блоки ввода дискретных сигналов, а аналоговые - на блоки ввода аналоговых сигналов.
Для исходящих дискретных и аналоговых сигналов применяются соответственно дискретные и аналоговые блоки вывода. Значит, микропроцессорный модуль должен содержать: количество дискретных входов, количество исходных сигналов для управления электроавтоматикой.
Исходя из требований для микропроцессорной СУ обеспечивая количество входных и исходных сигналов, возможность блокирования и защиту используется микропроцессорный модуль SIMATIC S7-300 с процессором CPU 317-2DP. Это модульный программируемый контроллер, предназначенный для построения систем автоматизации низкой и средней степени сложности.
Модульная конструкция, работа с внешним встроенным охлаждением, возможность применения структур локального и распределенного ввода-вывода, широкие коммуникационные возможности, множество функций, поддерживаемых на уровне операционной системы, удобство эксплуатации и обслуживание обеспечивают возможность получения рентабельных решений для построения систем автоматического управления в разных областях промышленного производства. С помощью модулей ввода дискретных сигналов к контроллеру подключаются дискретные датчики, поводы.
Модули вывода дискретных сигналов выполняют преобразование внутренних логических сигналов контроллера в его исходящие дискретные сигналы. С помощью модулей вывода дискретных сигналов к контроллеру SIMATIC S7-300 подключаются вентили, контакторы, небольшие двигатели, лампы, разного рода преобразователи.