49-96 / 71 сифу

Рис. 9.20. Функциональная схема системы управления реверсивного электропривода постоянного тока

Внутренний КРТ выполнен с отрицательной обратной связью по току якоря двигателя, обеспечивающей регулирование тока якоря и его ограничение в переходных режимах разгона и торможения, а также при перегрузках привода. Измерение тока производиться с помощью датчика тока ДТ. Настройка КРТ осуществляется регулятором тока РТ, который в большинстве промышленных схем выполняется пропорционально-интегральным. Сигнал Uупр с выхода РТ воздействует на вход системы управления преобразователем СУП, которая формирует управляющие импульсы для тиристоров вентильного блока ВБ. ВБ осуществляет питание электрической машины ЭМ.

Внешний КРС предназначен для регулирования скорости электрической машины, измерение которой производиться датчиком скорости ДС. Настройка КРС осуществляется с помощью регулятора скорости РС с блоком ограничения тока якоря Id.огр.

Задатчик интенсивности ЗИ служит для плавного изменения уставки на входе РС при разгоне и замедлении привода. Уровень установившейся скорости вращения двигателя соответствует величине сигнала Uвх.

Подробно системы управления электроприводов постоянного тока изложены в работах [4, 64, 75, 97] и будут рассмотрены более подробно в курсе «Системы управления электропривода».

Контрольные вопросы

1.Каково назначение элементов СУЭП?

2.Поясните назначение контуров регулирования тока якоря и скорости

всхеме реверсивного электропривода постоянного тока.

9.8. Цифровые и микропроцессорные системы управления

Повышение требований к автоматизированным электроприводам привело к широкому применению в них цифровых устройств, при этом исполь-

192

зуются как аппаратные, так и программные методы реализации требуе-

мых алгоритмов управления.

Аппаратные методы построения цифровых систем близки к методам построения аналоговых систем управления: для выполнения каждой функции применяется отдельный элемент или группа элементов, и добавление

новой функции требует введения новых элементов.

Системы управления, реализованные аппаратными методами, имеют высокое быстродействие, надежность; традиционные принципы их построения не вызывают трудностей при разработке и эксплуатации. В то же время они состоят из большого числа электронных компонентов, громоздки, имеют высокую стоимость и малую гибкость, требуют индивидуальной разработки функциональных модулей, образующих функционально законченную систему. Аппаратные системы управления обычно выполняются с применением микросхем малой и средней степени интеграции.

Развитие систем управления электроприводами характеризуется тенденциями повышения степени интеграции элементов. Для массовых применений с относительно невысокими требованиями по точности эффективно применение специализированных, функционально законченных интегральных схем (ИС). Выпускается ряд ИС для непосредственного управления маломощными приводами. Эти ИС обеспечивают множество функций и позволяют легко создавать более дешевые по сравнению с дискретной реали-

зацией системы.

Более гибкое решение базируется на микроконтроллерах. При этом происходит переход от «жесткой» логики алгоритмов управления к более гибкому управлению, максимально учитывающему требования конкретного применения и реализуемому программным способом. Применяемая для управления микро-ЭВМ состоит из центральной части (процессор и память) и ряда периферийных устройств, обеспечивающих связь микро-ЭВМ с управляемым объектом. Системы управления, реализованные на основе микро-ЭВМ, имеют меньшие габариты, чем реализованные с применением аппаратных методов, значительную гибкость, требуют небольшого числа функциональных модулей, однако обладают меньшим быстродействием,

определяемым последовательным характером вычислений. Микропроцессор (МП) представляет собой функционально закончен-

ное устройство, предназначенное для программной обработки цифровой информации, аналогичное по составу и структуре процессорам ЭВМ и выполненное с применением технологии больших интегральных схем (БИС) [3, 54, 87]. Микропроцессор состоит из одной или нескольких БИС и рассчитан на совместную работу с устройствами памяти и ввода-вывода. Обычно изготовители МП разрабатывают и производят другие БИС, образующие совместно с МП функционально законченный набор микросхем, предназначенный для построения микропроцессорной системы. Такой на-

193

бор включает в себя собственно МП, оперативное и постоянное запоминающее устройство (ОЗУ и ПЗУ), микросхемы управления вводом-выводом и др.

УСО 1 (набор драйверов) служит для потенциальной развязки и формирования импульсов заданной мощности. На вход МПК кроме сигналов управления подаются сигналы обратных связей, синхронизации и других параметров состояния системы. Эти сигналы формируются с помощью датчиков сети ДС, датчиков вентильного блока ДВБ и датчиков электрической машины ДЭМ.

Между датчиками и МПК включено устройство связи с объектом УСО 2, обеспечивающее гальваническую развязку и преобразование сигналов. От МПК на УУ передается информация о состоянии системы.

Формирование фазового сдвига управляющих импульсов относительно напряжения сети осуществляется программно с помощью алгоритма, реализующего «вертикальный» способ управления. При этом сравниваются не аналоговые величины, а цифровые коды.

Управление электроприводом осуществляется в реальном масштабе времени при наличии определенной многозадачности. Одновременное регулирование нескольких координат электропривода, диагностика функционирования системы, связь с другими объектами наиболее рационально организуются с помощью многоуровневой системы прерываний. Наибольший

194

приоритет имеют сигналы аварийных ситуаций, вызывающие защитные процедуры, когда от времени реакции зависит дальнейшая работоспособность всей системы.

Взначительном числе случаев электропривод работает не автономно, а в составе некоего технологического комплекса. Если процессорной мощности микроконтроллера достаточно для управления собственно электроприводом

иодновременного решения задач технологического управления, то реализация технологического контроллера на базе микроконтроллера может потребовать некоторого дополнительного числа входов аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и дискретных входов/выходов.

При применении микро-ЭВМ полностью меняется методика проектирования систем, разработчики и эксплуатационники должны владеть основами программирования, изменяются способы наладки систем, для наладки и эксплуатации необходимо специальное оборудование и т.п.

Внастоящее время все современные электроприводы выпускаются с применением быстродействующих цифровых сигнальных процессоров с программным управлением. Поэтому будущее электропривода за цифровыми системами управления.

Контрольные вопросы

1.Каково назначение элементов микропроцессорной СУЭП?

2.В чем преимущества микропроцессорных СУЭП?

3.Каковы последствия перехода на микропроцессорные СУЭП?

195