Цифровая система для программного управления двигателем Советский патент 1987 года по МПК G05B19/18 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах числового программного управления, например, в качестве подсистемы управления разгоном двигателя валковой подачи автоматической линии порезки стали и защиты его от перегрева.

Цб ль изобретения - расширение обповышение надежности функционирования двигателя и системы в целом за.счет залщты его от перегрева} максимально допустимый темп разгона с учетом температурного режима; исключение нео.б- ходимости использования специальной системы прямого охлаждения двигателя.

На фиг.1 приведена функциональная

ласти применения и повышение надежно- О схема предлагаемой системы; на фиг.2функциональная схема блока задания режима, на фиг.З - функциональная схема множительного устройства на фиг.4- блок номинального тока, первый сумма- пусками и торможениями двигателя (на- тор, интегратор и первый нуль-орган; пример; валковой подачи) возможен на фиг.З - датчик температуры, второй

сти путем учета температурного режима работы двигателя и защиты его от перегрева.

Перегрев работающего с частыми

при длительном превышении греющим током его номинального значения.

Защита двигателя от перегрева основана на снижении (после достижения его температурой предельного значения) греющего тока за цикл до номинального значения. Снижение греющего тока за цикл достигается путем снижения динамической составляющей тока якоря при разгоне привода. Это pea-. лизуется путем регулирования темпа разгона двигателя в каждом цикле. До нагрева двигателя до допустимой температуры темп его разгона устанавливается оператором при помощи тумблерного регистра и может быть выбран максимальным, несмотря на то, что тепловые потери двигателя в конце каждого цикла превышают допустимые.

2 тор 9j апериодический блок 10, интегратор 11, первый 12 и второй 13 нуль-органыл первый 14 - третий 16 сумматоры, реверсивный счетчик 17, управляемый делитель 18 частоты, счетчастоты 22 импульсов, блок 23 сравнения, первый 24 и второй 25 триггеры управления, фиксирующий триггер 26,

Время первого нагрева двигателя до предельной температуры зависит от температуры окружающей среды. Если температура окружающей среды вьщ1е, 0 импульсов, делитель 20 часто- тогда время нагрева двигателя до пре- ты, генератор 21 импульсов, задатчик дельной температуры меньше. Когда температура нагрева двигателя достигает предельного значения, формируется сигнал управления разгоном по цик-45 первый 27 - шестой 32 элементы И, лам.элемент ИЛИ 33, вход 34 останова сисИнтегратор, определяющий состояние темы, выходы режима 35, синхронизации тепловых потерь в двигателе в конце каясдого цикла, подключается только после появления сигнала достижения двигателем предельной температуры (срабатьгоания триггера температуры) Затем происходит уменьшение темпа

36, кода режима 37, записи 38 и пуска 39 блока 1 задания режима, первый

50 -fO - третий 42 выходы генератора 21 импульсов, вход 43 пуска системы.

Блок 1 задания режима (фиг..2) содержит триггер 44, коммутатор 45, первый 46.1, второй 46.2 и третий

разгона до такого состояния, когда тепловые потери в двигателе за цикл становятся допустимыми.

При использ,овании данной системы в качестве подсистемы автоматической линии порезки стали обеспечиваются

повышение надежности функционирования двигателя и системы в целом за.счет залщты его от перегрева} максимально допустимый темп разгона с учетом температурного режима; исключение нео.б- ходимости использования специальной системы прямого охлаждения двигателя.

На фиг.1 приведена функциональная

и третий сумматоры, блок задания допустимой температуры и второй нуль- орган; на фиЬ.б и 7 - квадратор и апериодический блок-, на фиг.8 - график, поясняющий принцип управления разгоном двигателя в зависимости от температурного режима; на фиг.9 - временная диаграмма, поясняющая поступления сигналов пуска и останова системы.

Функциональная схема системы (фиг.1) содержит блок 1 задания ре30 жима, множительное устройство 2, выход 3 системы, исполнительное устройство 4, датчики тока 5 и температуры 6, блоки задания допустимой температуры 7 и номинального тока 8, квадра2 тор 9j апериодический блок 10, интегратор 11, первый 12 и второй 13 нуль-органыл первый 14 - третий 16 сумматоры, реверсивный счетчик 17, управляемый делитель 18 частоты, счет 0 импульсов, делитель 20 часто- ты, генератор 21 импульсов, задатчик 45 первый 27 - шестой 32 элементы И, элемент ИЛИ 33, вход 34 останова сисчастоты 22 импульсов, блок 23 сравнения, первый 24 и второй 25 триггеры управления, фиксирующий триггер 26,

импульсов, делитель 20 часто- ты, генератор 21 импульсов, задатчик первый 27 - шестой 32 элементы И, элемент ИЛИ 33, вход 34 останова сис темы, выходы режима 35, синхронизации

36, кода режима 37, записи 38 и пуска 39 блока 1 задания режима, первый

50 -fO - третий 42 выходы генератора 21 импульсов, вход 43 пуска системы.

Блок 1 задания режима (фиг..2) содержит триггер 44, коммутатор 45, первый 46.1, второй 46.2 и третий

55 46.3 одновибраторы, тумблерный регистр 47, первый 48,1, второй 48.2 и третий 48.3 тумблеры, первую 49, вторую 50 и третью 51 кнопки, первый 52.1 и второй 52.2 злементы ИЖ.

Множительное устройство 2 (фиг.З) содержит первый 53.1 - третий 53.3 счетчики, первый 54.1 - третий 54.3 блоки Совпадения, блок 55 коммутации, первый 56.1 и второй 56.2 элементы И-НЕ.

Вход синхронизации множительного устройства 2 соединен со счетным входом первого счетчика 53.1, инверсным

входом элемента И-НЕ 56.1 и управляю 0 который закрывает элемент И 30 и пещим входом первого блока 54.1 совпадения. Выход i-ro элемента И-НЕ 56.1 соединен со счетным входом счетчика 53 i + 1, инверсным входом элемента

реводит систему в стационарный режим управления.

Тумблер 48.2 управляет коммутатором 45, задавая тем самым ручной (от

И-НЕ 56.1+1 и управляющим входом бло- 5 кнопки 51), либо автоматический режика.54.1+1 совпадения (1 1,2).

Первый - пятый выходы счетчика 53.j соединены с первьм - пятым входами первой группы информационных

мы работы системы. Тумблерный регистр 47 предназначен для задания кода стационарного режима на выходе 37 блока 1. Кнопка 50 и одновибратор 46.1

входов блока 54.J совпадения, первый-20 предназначены для формирования им25

четвертый входы второй группы информационных входов которого соединены с первым-четвертым входами j-й груп-. пы информационного входа устройства

(j ГГз).

Выход блока 54.j совпадения соединен с J-M управляющим входом блока 55 коммутации, информационный вход которого является информационным входом Множительного устройства 2, а ЗО выход 3 является его выходом и выходом системы. Второй и пятый выходы счетчика 53.1 соединены соответственно с первым и вторым прямыми входами элемента И-НЕ 56.1.

35

На фиг.4 изображены транзистор 57, реле 58, первый 59 и второй 60 операционные усилители, первый 61 - пятый 65 диоды, первый 66 - восьмой 73 резисторы, первьм 74 - четвертый 77 конденсаторы.

На фиг.5 изображены первый 78 - третий 80 операционные усилители.

40 щей машины, свидетельствует о готовности ее к очередному циклу разгона двигателя. Выключение системы происходит после подачи одиночного сигнала на вход 34 или нулевым сигналом

элемент НЕ 81, первый 82 - третий 84 45 от тумблера 48.3 через элемент ИЛИ диоды, первый 85 - девятый 93 резне- 52.2

торы, конденсатор 94. .- о /л. -.N

Множительное устройство 2 (фиг.З)

Функциональная схема квадратора (фиг.6) содержит первый 95 - пятый

99операционные усилители, первый 50

100- четвертый 103 диоды, первый 104 - двенадцатый 114 резисторы.

Апериодический блок 10 (фиг.7) со- стоит из первого 115 и второго 116 резисторов, первого 117 - четверто- 55 го 120 конденсаторов, операционного усилителя 121.

На фиг.8 символами М, , М обозначены коэффициенты деления делителя..

служит для выполнения умножения частоты, поступающей с выхода 42 генератора 21 импульсов, на код X, формируемый на выходе счетчика 19 импульсов, в соответствии с выражением

f fa. LX а«н. А

где А - некоторый постоянный коэффициент, определяемьй количеством декад, множительного устройства-.

18, f - частот. выходной импульсной последовател;,.

Блок 1 задания режима (фиг. 2) предназначен для управления пуском - остановом системы и задания стационарного режима управления разгоном. Блок 1 работает следующим образом. При замкнутом состоянии тумблера 48.1 на выходе 35 формируется нулевой сигнал,

реводит систему в стационарный режим управления.

Тумблер 48.2 управляет коммутатором 45, задавая тем самым ручной (от

мы работы системы. Тумблерный регистр 47 предназначен для задания кода стационарного режима на выходе 37 блока 1. Кнопка 50 и одновибратор 46.1

пульса записи кода стационарного режима в счетчик 17 системы.

Триггер 44 устанавливается в единичное состояние по сигналу Пуск на входе 43 пуска системы или нулевым сигналом,от кнопки 51, проходящим через элемент ИЛИ 52 и одновибратор 46.3 (начальный пуск), и формирует единичный сигнал на выходе 39 блока 1, который разрешает работу генератора 21.,

Установка триггера 44 в исходное состояние осуществляется при подаче сигнала Останов на вход 34 системы

или нулевым сигналом от тумблера 48.3 через элемент ИЛИ 52.2. Сигнал на входе 43 системы, который может формироваться датчиком исполнительного органа (например ножниц) обрабатывающей машины, свидетельствует о готовности ее к очередному циклу разгона двигателя. Выключение системы происходит после подачи одиночного сигнала на вход 34 или нулевым сигналом

от тумблера 48.3 через элемент ИЛИ 52.2

служит для выполнения умножения частоты, поступающей с выхода 42 генератора 21 импульсов, на код X, формируемый на выходе счетчика 19 импульсов, в соответствии с выражением

f fa. LX а«н. А

где А - некоторый постоянный коэффициент, определяемьй количеством декад, множительного устройства-.

f - частота, поступающая на вход множительного устройства.

Для одной декады А равно 10, а переменная X может принимать значения от О до 9, для двух декад А 100, X 0-99, для трех декад А « 1000, X - 0-999.

Функциональные схемы узлов умножения для каждой из декад аналогичны. Каждая схема построена по цринципу совпадения сигналов, поступающих на входы блока 54.j с двоично-десятичного счетчика 53.j (сигналы с первого, второго и четвертого разрядов Qi . Qzj Qe Qa и со счетчика 19 (сигналы f, Р, Р, Р ), причем ,3, 37Т.

Блоки 54.j совпадения реализуют следующую логическую функцию:

5 Qi QS N

X p;-v,Qfl PS).

где Q.

p.

сигнал на входе i-го разряд счетчика 53.j,

сигнал на i-м входе Q -и группы входов информационного входа множительного уст- ройства

сигнал на управляющем входе блока 54.j..

В данном примере множительное устройство содержит 3 декады.

Блок 55 коммутации формирует им- пухпьсную последовательность, частота которой являе-уся результатом умноже- ния частоты с выхода 42 генератора 21 на код счетчика 19.

Блок 55 коммутации реализует следующую логическую функцию

f С, +Gj +63

pt.

Лг iciTf

При нулевых значениях сигналов

свидетельствующих о нулевом состоянии счетчика 19 импульсов, конъ- юкция переменных Р; равна единице. Таким образом, обеспечивается блокировка (выдача постоянного единичного сигнала) формируемой импульсной последовательности.

Количество фиксированных частот, определяющих темп разгона двигателя (фиг.8), на выходе множительного устройства определяется коэффициентом А. 55 ловленной потерями во время его ра- При А О п 9, при А 100 п « 99, боты, при А 1000 п 999 и т.д. (на

и т.д.

фиг. В показано девя ть фиксированных частот).

На тот же вход усилителя 80 поступает сигнал от задатчика допустимо температуры нагрева двигателя (R93)

07936

Исполнительное устройство 4 предназначено для управления перемещением подвижных органов механизмов. При этом в качестве генератора импульсов

5 этого устройства используется данная система.

Датчик 5 тока предназначен для формирования двуполярного сигнала (-ia и ia) , пропорционального току

to якоря двигателя. Датчик 5 тока входит в состав стандартного тиристорно- го преобразователя, например, типа ЭТУ 3601, выпускаемого Александрийским электромеханическим заводом, ко 5 торый может быть использован в качестве усилителя исполнительного устройства.

Датчик 6 температуры измеряет температуру окружающей среды и формирует

20 сигнал, пропорциональный ее значению. Он реализован на операционном усилителе 78, диоде.. VD 82 (диод типа D 220.3.362.041ТУ) и резисторахR 85-87 (фиг.5).

Блок 7 задания допустимой температуры формирует сигнал, пропорциональной допустимой температуре нагрева двигателя исполнительного устройства 4. Он реализован на потенциометре R 93 (фиг.5).

Нуль-орган 13 формирует единичный сигнал, если сигнал на выходе сумматора 16 превьппает сигнал, формируемый блоком 7 задания допустимой температуры. Сумматоры 15.и 16 и нуль-орган 13 реализованы на операционных усилителях 79 и 80, резисторах R 88-92, диодах VD 83 и 84, конденсаторе С94 и инверторе 81 (фиг.5). В качестве операционных усилителей 78 и 79 могут быть использованы микросхемы К140УД7, а а качестве усилителя 80.- микросхема К554СА2.

На входе усилителя 79 (фиг,5) сигнал, поступающий с выхода апериодического звена 10, суммируется с сигналом датчика температуры окружающей среды (выход усипителя 78). Результирующий сигнал с усилителя 79 поступает на один из входов усилителя 80. Он равен сумме сигналов, пропорциональных температуре окружающей среды и температуре двигателя, обусловленной потерями во время его ра- боты,

На тот же вход усилителя 80 поступает сигнал от задатчика допустимой температуры нагрева двигателя (R93);

До момента, пока абсолютная величина напряжения на выходе усилителя 79 меньше напряжения задатчика, усилитель 80 не меняет своего состояния. Как, только происходит превышение аб- солютного значения напряжения с выхода усилителя 79 над напряжением задатчика (R93) на выходе усилителя 80 появляется единичный сигнал, а на выходе инвертора 81 - нулевой сиг- нал. Этот сигнал поступает на S-вход триггера 26, который устанавливается в единичное состояние, что свидетельствует о нагреве двигателя до допустимой температуры.

Квадратор 9 формирует сигнал, пропорциональный квадрату тока якоря двигателя исполнительного устройства 4 (фиг.6). Сигналы и i поступают на входы повторителей напряжения20. К554СА2), 64, 65 и 72, формирует еди(усилители 95 и 96), которые имеют большие входные сопротивления, что исключает их влияние на работу датчика 5. На входе усилителя 98 осуществляется суммирование сигналов -i, и 25 проинвертированного усилителем 97 сигнала +.„ . Сигнал с выхода усилителя 98 поступает на вход усилителя 99, который выполняет функцию квадратора. С вьптода этого усилителя снимается 30 сигнал, пропорциональный квадрату тока якоря. По мере увеличения напряжения на выходе усилителя 98 от О до 10 В пробиваются поочередно элементы V Д102, V Д101, V ДЮО, иУД103.35 В результате изменяется входное сопротивление усилителя 99. Коэффициент усиления усилителя 99 до пробоя элемента VD 102 определяется отношением сопротивлений резисторов 112.1 и 40 112.2. После пробоя следующего элемента происходит дальнейшее уменьшение общего входного сопротивления усилителя 99 и повышение его коэффициента усиления.45

ничныи сигнал. I

В начале каждого цикла на управляющий вход интегратора 11 поступает сигнал. По которому открывается транзистор 57 и срабатывает реле 58. Контакты этого реле образ тот цепь установки элемента 59 в исходное состояние через резистор 67.

Счетчик 17 импульсов предназначен для формирования кода управления стационарным режимом и может быть построен, например, на основе микросхемы К155ИЕ6. Начальный код заносится в счетчик 17 по входу D по фронту импульса, поступающему на вход С. Увеличение и уменьшение содержимого счетчика 17 осуществляется по передним фронтам импульсов, поступающих на входы +1 и -1 соответственно с выходов элементов И28 и 29.

Блок 18 является управляемым делителем частоты, который ос тцествляет деление частоты импульсной последовательности, поступающей с выхода 40 генератора 21, в соответствии с кодом с выхода реверсивного счетчика 17. Делитель 18 частоты может быть выполнен., например, на интегральных микросхемах 155ИЕ8.

Апериодический блок 10 (фиг.7) выполнен на элементах 115-121 и имеет постоянную времени, которая выбирается равной постоянной времени нагрева двигателя. Величина постоянной времени блока 10 определяется подбором параметров конденсаторов 117-120 и резисторов 115 и 116. В качестве усилителя 121 может быть использована микросхема К140УД8.

Блок 8 задания номинального тока собран на резисторах R69, 71 (фиг.4) и формирует сигнал, пропорциональный

квадрату велич 1ны номинального тока i .

Сигналы о величине квадрата тока двигателя i и номинального тока ij

Л

через резисторы 66 и 70 подаются на вход интегратора, собранного на основе усилителя 59 (например, микросхеме К140УД8), и конденсаторов 74-77.

Интегратор 11 служит для определения интеграла разности i| - i в течение одного цикла работы и формирования сигнала, пропорционального величине этого интеграла. Если в данном цикле i| - if, О, то на выходе усилителя 5У преобладает положительный потенциал, под действием которог нуль-орган 12, собранный на элементах 60 (например, микросхеме

5 0 5 0 5

ничныи сигнал. I

0

5

В начале каждого цикла на управляющий вход интегратора 11 поступает сигнал. По которому открывается транзистор 57 и срабатывает реле 58. Контакты этого реле образ тот цепь установки элемента 59 в исходное состояние через резистор 67.

Счетчик 17 импульсов предназначен для формирования кода управления стационарным режимом и может быть построен, например, на основе микросхемы К155ИЕ6. Начальный код заносится в счетчик 17 по входу D по фронту импульса, поступающему на вход С. Увеличение и уменьшение содержимого счетчика 17 осуществляется по передним фронтам импульсов, поступающих на входы +1 и -1 соответственно с выходов элементов И28 и 29.

Блок 18 является управляемым делителем частоты, который ос тцествляет деление частоты импульсной последовательности, поступающей с выхода 40 генератора 21, в соответствии с кодом с выхода реверсивного счетчика 17. Делитель 18 частоты может быть выполнен., например, на интегральных микросхемах 155ИЕ8.

Счетчик 19 производит подсчет импульсов, поступающих с выхода элемента И 27, и вьщает управляющий код на вход множительного устройства 2.

Увеличение кода счетчика 19 производится по заднему фронту импульса, поступающего на его счетный вход. При подаче нулевого сигнала на R- вход счетчика 19 его работа блокируется и он находится в нулевом состоянии. Счетчик 19 может быть выполнен На основе микросхемы К155ИЕ5.

Делитель 20 осуществляет деление частоты импульсов, поступающих с выхода 41 генератора 21, на некоторый коэффициент К, определяющий длительность сигнала, формируемого триггером 25. Делитель 20 может быть выполнен на базе микросхемы К155ИЕ8, на входы задания коэффициента деления которой -(выводы 1-4, 14, 15) постоянно подается заданный код.

Генератор 21 импульсов формирует три импульсных последовательности на выходах 40-42. Частота импульсов на выходах 40-42 выбирается, например, следующим образом 10 кГц; 4, 3,125 кГц, 42 25 кГц.

Задатчик 22 частоты импульсов определяет значение частоты импульсов, соответствующей стационарному режиму работы двигателя.

Блок 23 сравнения при достижении кода счетчика 19 величины кода на выходе генератора 22 констант формируе нулевой сигнал, запрещающий дальнейшее прохождение ипмульсов через нажатии кнопки 50 формируется импул одновибратором 46,1, которьш проход на выход 38 блока 1 и заносит код, набранньш на тумблерном регистре 47 в счетчик 17 (разомкнутому состоян

мент И 27 на счетчик 19. Триггеры 24 зо .тумблеров регистра 47 соответствует и 25 предназначены для управления ра- единичный сигнап, замкнутому - нуботой счетчика 17 и делителя 20 соответственно.

Триггер 24 устанавливается в единичное состояние по сигналам с выхода элемента И 30 и формирует импульс, поступающий на счетный вход (+1 или -1) счетчика 17, а также на установочный вход интегратора 11. Обнуление триггера 24 производится нулевым сигналом с выхода триггера 25.

Триггер 25 устанавливается в единицу импульсными сигналами с выхода 36 блока 1 задания режима, а в нуль- орган - сигналом с выхода делителя 20 частоты. Триггер 26 температуры предназначен для фиксации превьшения температурой двигателя предельно допустимой величины и устанавливается в единич ное состояние нулевым сигналом с выхода нуль-органа 13.

Элемент И 32 формирует единичный сигнал при нагреве двигателя до допу35

левой). Все другие элементы памяти системы находятся в исходном нулевом СОСТОЯНИИ . Цепи установки исходного состояния не показаны.

40

После поступления начального сигнала Пуск от кнопки 51 устанавлива ется в единичное состояние триггер 44, разблокируется .генератор 21 импульсов и счетчик 19 импульсов. Первый импульс, пройдя коммутатор 45 блока 1, устанавливает в единичное состояние триггер 25, который откры вает элементы И 30 и 31. Вследствие этого устанавливается в единичное состояние триггер 24 и начинается от счет импульсов с выхода 41 генератора 21 делителем 20 частоты. В свою очередь, единичный сигнал с выхода триггера 24 открывает элементы И 28 и 29 и устанавливает, в исходное состояние интегратор 11.

50

Поскольку в исходном состоянии н

стимой температуры, фиксируемом единичном состоянии триггера 26, и еди- гс выходах элемента И 32 и триггера 26 яичным сигналом с выхода нуль-органа присутствуют нулевые сигналы, то на 12. Элемент ИЛИ 33 служит для контроля нулевого состояния счетчика 17 и формирует единичный сигнал при едивычитающий и суммирующий счетные вх ды счетчика 17 сигналы не проходят и содержимое счетчика 17 не изменяется

ничном значенщ хотя бы одного разряда счетчика 17..

Цифровая система для программного управления двигателем работает следующим образом.

Система может работать в трех режимах: автоматическом, комплексной отладки, автономной отладки.

Основной режим функционирования автоматический, который является старт-стопным режимом, начале и конец которого задаются сигналами Пуск и Останов, поступающими поочередно на входы 43 и 34. В этом

режиме тумблеры 48.1 и 48.3 разомкнуты (фиг,2), тумблер 50 находится в верхнем положении (блокируется поступление сигналов на одновибратор 46.2). В результате элемент И 30 открыт, коммутатор 45 настроен на передачу сигнала с выхода одновибратора 46.2 на выход 36. На тумблерном регистре 47 набирается код, соответствующий начальному темпу разгона. При

нажатии кнопки 50 формируется импульс одновибратором 46,1, которьш проходит на выход 38 блока 1 и заносит код, набранньш на тумблерном регистре 47, в счетчик 17 (разомкнутому состоянию

.тумблеров регистра 47 соответствует единичный сигнап, замкнутому - ну35

левой). Все другие элементы памяти системы находятся в исходном нулевом СОСТОЯНИИ . Цепи установки исходного состояния не показаны.

После поступления начального сигнала Пуск от кнопки 51 устанавливается в единичное состояние триггер 44, разблокируется .генератор 21 импульсов и счетчик 19 импульсов. Первый импульс, пройдя коммутатор 45 блока 1, устанавливает в единичное состояние триггер 25, который откры вает элементы И 30 и 31. Вследствие этого устанавливается в единичное состояние триггер 24 и начинается отсчет импульсов с выхода 41 генератора 21 делителем 20 частоты. В свою очередь, единичный сигнал с выхода триггера 24 открывает элементы И 28 и 29 и устанавливает, в исходное состояние интегратор 11.

Поскольку в исходном состоянии на

выходах элемента И 32 и триггера 26 присутствуют нулевые сигналы, то на

выходах элемента И 32 и триггера 26 присутствуют нулевые сигналы, то на

вычитающий и суммирующий счетные входы счетчика 17 сигналы не проходят и содержимое счетчика 17 не изменяется.

111320793 1 2

Длительность единичного сигнала температура окружающей среды стано- на выходе триггера 24 определяется вится больше дощ стн {ой, зад.аваемой коэффициентом деления делителя 20 и блоком 7, сигнал, сформированный частотой импульсов, поступающих с вы- блоками 5, 9, 10, 15, 16 и 13, постухода 41 генератора 21. Элемент ИЛИ 33 пает на вход S триггера 26 и уста- в случае обнуления счетчика 1.7 им- навливает его в 1. пульсов блокирует подачу импульсов В течение всего цикла работы на через элемент И 29 на его вход -. информационный вход интегратора. 11

Код с выхода счетчика 17 импульсов подается величина, пропориионачьная поступает на вход управления делите- 0 разности квадратов мгновенного значе-, ля 18 частоты. Чем больше код, хра- ния тока двигателя и номинального то- нимый в счетчике 17, тем больше козф- ка двигателя. Интеграл этой разности фициент деления делителя 18. Импуль- является величй ной, характеризующей сная последовательность с выхода 40 состояние тепловых потерь в двигате- генератора 21 .поступает через дели- -5 ле с начала и до конца любого цикла, тель 18 и элемент И 27 на вход счет- Если эта величина в конце цикла имеет чика 19.отрицательное значение, что свидеЭлемент И 27 остается открытьм до тельствует о допустимых по условиям тех пор, пока код в счетчике 19 не нагрева потерях в двигателе, на выхо- становится равным коду на выходе ге- 20 де нуль-органа 12 присутствует нуле- нератора констант. В этом случае на вой сигнал.

выходе блока 23 сравнения появляется Если этот интеграл имеет положи- нулевой сигнал, который запрещает тельное значение, что свидетельству- дальнейшее прохождение импульсов на ет о недопустимых потерях в двига- вход счетчика 19. После этого система25 теле, на выходе нуль-органа 12 фор- переходит в режим работы с постоянной мируется 1. Это приводит к сраба- скоростью (фиг.8).тыванию элемента И 32, которьш едиКод с выхода счетчика 19 подается ничным сигналом открьшает элемент И на информационный вход множительного 28 и закрывает элемент И 29, устройства 2, которое формирует им- 30 в результате этого по сигналу с пульсную последовательность, вьщавае- выхода триггера 24 происходит узели- мую на выход 3 системы (вход исполни- чение кода реверсиЕного счетчика 17, тельного устройства 4).а следовательно, увеличение коэффициента деления делителя 18 частоты,

После обработки заданной величины : конечном итоге приводит к лт-шнь- перемещения (величина перемещения за- шению темпа разгона и греющего тока дается блоком задания программы -ис- двигателя i.. Если к концу следую- полнительного устройства) срабатывает щего цикла окажется, что i., 1„ исполнительный орган (наприм гр ножни- (g тепловые потери в двигателе цы) обрабатывающей машины.40 снова превышают допустимые), происФормирование сигнала на срабатыва- -ходит очередное увеличение содержимо- ние исполнительного органа (ножниц) реверсивного счетчика 17. обрабатывающей машины в исполнительном устройстве 4 не показано. Ножевая Таким образом, система будет ра- балка ножниц совершает движения вниз- ботать до тех пор, пока iar не ста- вверк. Датчик исполнительного органа нет за цикл меньше, чем 1„. При этом в начале движения вниз формирует сиг- на выходе нуль-органа 12 устанавли- нал на вход 34 останова системы, а в вается нулевой сигнал, который конце движения вверх - сигнал на вход дит к исчезновению единичного сигна- 43 пуска системы. По этому сигналу Q ла на выходе элемента И 32. Это вы- начинается отработка второго цикла с зывает в очередном цикле уменьшение тем же темпом разгона. Аналогично содержимого реверсивного счетчика 17 происходит отработка и последующих и увеличение темпа.разгона. Таким об- циклов.разом, осуществляется регулирование

До появления единичного сигнала на темпа разгона двигателя, обеспечиваю- вьпсоде триггера 26, вследствие неиз- щее поддержание греющего тока двига- менного состояния реверсивного счет- теля Ьрзле его номинального значения. чика 17, темп разгона двигателя ос- Момент выхода двигателя на стаци- гается неизменньгм. После того, как онарную скорость определяется момен13

1320793

том срабатывания блока 23 сравнения, которь й нулевым сигналом запрещает дальнейшее увеличение содержимого счетчика 19,.

Выключение системы оператором происходит после замыкания им контактов тумблера 48.3. Нулевой уровень сигнала с выхода тумблера 48.1 через инверсный вход элемента ИЛИ 52.2 обнуляет триггер 44, запрещая работу генератора 21. Затем обнуляется счетчик 19.

Работа системы в режиме комплексной отладки отличается тем, что сигналы на вход триггера 25 формируются от -кнопки 49 и одновибратора 46.2. При этом тумблер 48.2 находится в нижнем положении, блокируя прохождение импульсов с входа 43 блока 1.

При автономной отладке тумблер 48.3 замкнут. При этом блокируется элемент И 30, запрещаются установка в 1 триггера 24 и подача импульсов в счетчик 17. В этом случае отладка схемы может производиться при фиксированном коде, заносимом в счетчик 17 из блока 1.

Формулаизобретения

1 о Цифровая система для программного управления двигателем, содержащая генератор импульсов, реверсивный счетчик, счетчик импульсов, задатчик частоты импульсов, первый и второй триггеры управления, первый - четвертый элементы И, элемент ИЛИ, причем выходы блока сравнения и управляемог делителя частоты соединены соответственно с первым и вторым- входами первого элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика импульсов, выход первого триггера управления соединен с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с суммирующим .входом реверсивного Счетчика, выходы счетчика импульсов и задатчика частоты импульсо соединены с первым и вторым входами

блока сравнения соответственно, выход 50 мента И, выход датчика тока через

третьего элемента И соединен с вычитающим счетным входом реверсивного счетчика, выходы которого соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ и с информационными входами управляемого делителя частоты, первый выход генератора импульсов соединен со счетным входом управляемого дели

частоты, о

14

т л и ч

а ю щ а я с я

5

0

5

тем, что, с целью расширения области применения и повышения надежности путем учета температурного режима работы двигателя и защиты его от перегрева, она дополнительно содержит блок задания режима, датчики тока и температуры, блоки задания номинального тока и допустимой температуры, квадратор, интегратор, апериодический блок, множительное устройство, первый и второй нуль-органы, делитель частоты, фиксирующий триггер, пятый и шестой элементы И,, причем выход режима блока задания режима соединен с первым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с единичным входом первого триггера управления, выход которого, соединен с управляющим входом интегратора и с .первым прямым .входом третьего элемента И, выход синхронизации блока задания режима соединен с единичным входом второго триггера управления, выход которого соединен с инверсным нулевым входом первого триггера управления, с вторым входом четвертого и с первым входом пятого элемента И, выход пуска блока задания режима соединен с нулевым установочным входом счетчика импульсов и входом генератора импульсов, второй выход которого соединен с вторым входом пятого элемента И, выход пятого элемента И соединен с 5 входом делителя частоты, выход которого соединен с нулевым входом второго триггера управления, выход первого сумматора соединен с входом интегратора и через первый нуль-орган - с первым входом шестого элемента И, выход которого соединен с вто- рьв входом второго элемента И и с инверсным входом третьего элемента И, выход второго нуль-органа соединен с единичным входом фиксирующего триггера, выход которого соединен с вторым входом шестого элемента И, с третьим входом второго элемента И и с третьим прямым входом третьего эле0

0

5

квадратор соединен с первым входом первого сумматора, в торой вход которого соединен с выходом блока задания -номинального тока, выход квадратора 55 подкл ючен к входу апериодического блока, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом дат

чика температуры, а выход - с первым входом третьего сумматора, выход блока задания допустимой температуры соединен с вторым входом третьего сум- матора, выход которого соединен с входом второго нуль-органа, входы пуска и останова системы для программного управления двигателем соединены соответственно с первым и вторым входами блока задания режима, выходы ко- да режима и записи которого соединены соответственно с информационным входом и входом синхронизации реверсивного счетчика, выход элемента ИЛИ соединен с втор прямым входом третье- го элемента И, третий выход генератора импульсов и выходы счетчика импульсов соединены соответственно со счетным и информационным входами множительного устройства, выход которого является выходом системы для программного управления двигателем.

2. Система поп.1, отличающаяся тем, что блок задания ре

жима содержит триггер, коммутатор.

первый - третий одновибраторы, тумблерный регистр, первый - третий тумблеры, первую - третью кнопки, первый и второй элемент ИЛИ, причем нулевой полюс, источника питания через пер-

5 (О 15 0

5

0

вый тумблер соединен с выходом режима, через тумблерный регистр - с выходом кода режима, через вторую кнопку и первый одновибратор - с выходом записи блока задания режима, через перую кнопку и второй одновибратор - с первым информационным входом коммутатора, через замыкающий контакт третьего тумблера - с инверсным входом второго элемента ИЛИ, через размыка- . ющий контакт второго тумблера - с первым управляющим входом коммутатора, через замыкающий контакт второго тумблера - с вторым управляющим входим коммутатора, через третью кнопку - с инверсным входом первого элемента ИЛИ, прямой вход которого соединен с первым входом блока задания режима, а выход через третий одновибратор соединен с единичным входом триггера и с вторым информационным входом коммутатора, выход которого является выходом синхронизации блока задания режима, второй вход блока задания режима соединен с прямым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с нулевым входом триггера, выход которого соединен с выходом пуска блока задания режима.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в качестве подсистемы управления разгоном двигателя валковой подачи автоматической линии порезки стали и защиты его от перегрева. Целью изобретения является расширение области применения и повышение надежности работы системы. Цифровая система для программного управления двигателем содержит блок задания режима, множительное устройство, датчики тока, температуры, блоки задания номинальных значений тока и температуры, интегратор, исполнительное устройство, квадратор, апериодический блок, сумматоры, реверсивный счетчик, нуль-органы, элементы И, ИЛИ, триггеры управления, фиксирующий триггер, генератор импульсов, блок сравнения, управляемый делитель частоты, задат- чик частоты импульсов, реверсивный счетчик-и позволяет повысить надежность функционирования путем организации контроля температурного режима двигателя, учета его характеристик при выборе оптимального алгоритма разгона и защиты двигателя от перегрева при работе в автоматическом режиме, режиме комплексной или автономной отладки. 1 з.п. ф-лы, 9 ил. 1 (Л со ю

4fl.f

5яок задании

п

J5

Ф1Л.5

-

кнз ит sio3 ат. кш -СЗ

;гз1

ческий блок

й/;5

Ч-сэ

«,%

Редактор И.Касарда

Фиг. 9

Составитель И,Швец Техред М.Моргентал

Заказ 2658/51Тираж 863Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор А.Зимокосов