7.2. Примеры систем программного управления
7.2.1. Позиционная спу
Функциональная схема системы для перемещения рабочего органа (РО) по одной координате приведена на рисунке 7.1.
На вход системы поступает задающее воздействие с информацией о заданном перемещении в виде двоичного кода К1. Фактическое перемещение РО контролируется дискретным датчиком перемещения ДП с кодированием положения в двоичный код К2 (вариант такого датчика рассматривался в курсе “Элементы систем автоматики”). Коды К1 и К2 поступают на схему сравнения кодов ССК, на выходе которой формируется двоичный код рассогласования заданного и текущего положений РО. Старшие m разрядов кода поступают на схему ИЛИ, с выхода которой через усилитель У напряжение поступает на обмотку электромагнитного реле KV.
Пока рассогласование велико, так, что хотя бы в одном из m старших разрядов имеется 1, реле включено, и на вход аналоговой части СУЭП поступает максимальное управляющее напряжение. Система работает как разомкнутая, а РО перемещается с максимальной скоростью.
По мере приближения РО к заданной позиции старшие m разрядов выходного кода ССК обнуляются, реле KV отключается и замыкает контур обратной связи. Младшие разряды кода с помощью цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) преобразуются в пропорциональное рассогласованию напряжение сигнала ошибки, которое поступает на вход регулятора положения. Происходит позиционирование РО по данной координате x с требуемой точностью. Аналогично работают каналы перемещения РО по другим координатам (y, z).
Рис. 7.1. Позиционная СПУ
7.2.2. Контурная система с чпу
В такой системе контур, по которому должен перемещаться РО, задается координатами ряда контрольных точек :X0,Y0; X1,Y1;…, XN,YN (рисунок 7.2).
Рис. 7.2. Задание контура перемещения РО
При последовательном считывании координат с программоносителя (перфоленты, магнитной ленты), или из памяти микроЭВМ она поступает на специализированное цифровое вычислительное устройство (интерполятор), которым преобразуется в унитарный код – число импульсов, пропорциональное необходимому перемещению РО из текущего положения в следующее по каждой из координат. Эта информация поступает на вход СПУ в виде задающего воздействия.
Функциональная схема такой системы управления по одной координате показана на рис. 7.3.
От задающего элемента ЗЭ (интерполятора И) на вход системы поступает задающее воздействие в виде числа импульсов n1, пропорционального заданному перемещению. Эти импульсы через блок сопряжения БС поступают на суммирующий вход (+) реверсивного счетчика импульсов (РСИ).
Фактическое перемещение РО с помощью дискретного датчика перемещения ДП с кодированием приращения (рассматривался в курсе «Элементы систем автоматики») преобразуется в пропорциональное число импульсов n2, поступающих через БС на вычитающий (–) вход РСИ. В результате на выходе РСИ формируется двоичный код отклонения фактического перемещения РО от заданного. С помощью ЦАП этот код преобразуется в пропорциональное напряжение, поступающее на вход регулятора перемещения РП.
Рис. 7.3. Функциональная схема контурной системы с ЧПУ
Выходной сигнал РП является задающим для регулятора скорости РС, на второй вход которого по цепи обратной связи от тахогенератора ТГ поступает напряжение, пропорциональное фактической скорости.
Т.о. рассматриваемая система относится к двухконтурным СУЭП с подчиненным регулированием, содержит внутренний аналоговый контур регулирования скорости и внешний цифровой контур регулирование положения.
Аналогично осуществляется управление перемещением РО по другим координатам (x, y).