Устройство адаптивного управления металлорежущим станком Советский патент 1991 года по МПК G05B19/39 

Изобретение относится к автоматическому управлению и регулированию, в част- ности к адаптивному управлению металлорежущими станками.

Целью изобретения является экономия электроэнергии, потребляемой вспомогательными приводами станка.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - функциональная схема регулятора температуры; на фиг. 3 - диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные задатчик 1 мощности, первый элемент 2 сравнения, регулятор 3 мощности, к второму входу которого подключен блок 4 ограничения подачи,

привод 5 подачи, обьект 6 управления, главный привод 7 с вентилятором 8 для незави- симого охлаждения главного электродвигателя, датчик 9 мощности, первый усилитель 10, подключенный к второму входу первого элемента 2 сравнения, последовательно подключенные датчик 11 температуры, связанный с главным приводом 7 и вентилятором 8, второй усилитель 12, второй элемент 13 сравнения, регулятор 14 температуры, первый выход которого подключен к входу задатчика 1 мощности, а второй - выход к вентилятору 8 главного электродвигателя, задатчик 15 температуры, выход которого подключен к второму входу второго элемента 13 сравнения.

О

сь

vj

О

k

В устройство введен третий элемент 16 сравнения, соединенный входами с выходом первого усилителя 10 и с вторым выходом задатчика 1 мощности, а выходом - с вторым входом регулятора 14 температуры.

Регулятор 14 температуры выполнен в виде интегрирующего операционного усилителя 17, вход которого подключен к выходу второго элемента 13 сравнения и к аноду первого диода 18, а выход к входу задатчика 1 мощности и к первому крайнему выводу потенциометра 19. средний вывод которого подключен к катоду первого диода 18, а второй крайний вывод через первый резистор 20 к отрицательному полюсу источника питания, и последовательно включенных первого элемента И-НЕ 21, второго резистора 22 и конденсатора 23, а также первого нуль-органа 24, второго элемента И-НЕ 25 и реле 26. Вход первого нуль-органа 24 подключен к выходу второго элемента 13 сравнения, второй вывод обмотки реле 26 к положительному полюсу источника питания, первый и второй входы первого элемента И-НЕ 21 подключены к первому входу второго элемента И-НЕ 25, второй вход которого подключен к конденсатору 23, у которого второй вывод подключен к общему полюсу источника питания, первый резистор зашунтирован нормально разомкнутым контактом 27 реле 26.

В регулятор 14 температуры дополнительно введены второй диод 28, соединенный анодом с выходом третьего элемента 16 сравнения, второй нуль-орган 29, связанный входом с катодом второго диода 28, логический элемент ИЛИ 30, соединенный вторым входом с выходом первого нуль-органа 24. а выходом с реле включения двигателя вентилятора 8 главного электродвигателя (реле, отключающееся с выдержкой времени, на схеме не указано).

На чертежах приняты следующие обозначения:

0- текущее значение t°, (температуры):

АЭ - приращение t°, (температуры);

©доп уставка t, (температуры);

Рн - номинальное значение мощности;

Ро - заданное значение мощности;

PI - текущее значение мощности;

Un - напряжение питания.

Задатчик мощности может быть выполнен по схеме установки В1-8.

Работа устройства поясняется диаграммами, представленными на фиг. 3.

При работе главного электродвигателя с перегрузкой, когда PI Рн, вентилятор включается в начале операции (при врезании). Сигнал на включение положительной

0

полярности, равный Р|-РН, проходит с выхода третьего элемента 16 сравнения через второй диод 28 и второй нуль-орган 29 на вход логического элемента ИЛИ 30. На его выходе появляется логический сигнал 1, который способствует включению вентилятора 8, В процессе работы электродвигатель нагревается до температуры 0ДОп . после чего срабатывает первый нуль-орган 24 и при помощи формирующей цепи 21 реле 26 отключается на время, определяемое параметрами резистивно-емкостной цепи 22 и 23. При этом уровень ограничения регулятора 14 температуры меняется от А Рн до Рн 5 Я 1.3 -2,0 (фиг. 3). В дальнейшем сигнал регулятора 14 изменяется по интегральному закону, обеспечивая 0 0д0ппри изменяющихся внешних условиях. При этом на первом входе логического элемента ИЛИ 30 будет сигнал 1, который поддерживает вентилятор во включенном состоянии. После завершения операции вентилятор отключается, так как 0 0ДОп , Pi 0 и на обоих входах элемента ИЛИ 30 будут сигналы 0 с выдержкой времени Д t, создаваемой реле 26.

Выходной сигнал регулятора температуры корректирует уставку стабилизируемой мощности Ро, не изменяя уставки Рн, что позволяет улучшить температурный переходный процесс.

Усилитель служит для согласования сигнала с датчика мощности порядка О S идм. 75mV при токе якоря двигателя ном. с заданным сигналом О Upo 10v (задающий сигнал контура стабилизации мощности должен быть порядка 10vflflH нормальной работы системы). Исходя из этого, коэффициент усиления блока 10 определяется соотношением Km Upo(UAH.-10v) 75m V «133.

Аналогичную роль выполняет усилитель, который способствует связи выходного сигнала датчика температуоы термопары (при U «250m v; . 105° С) с задающим сигналом U Доп порядка 10v .

Коэффициент усиления блока 12 определяется аналогично К 0 U Д0п. /Ug©.

Величина Р0 является задающей для контура стабилизации мощности и определяет характеристики изменения Pi во времени в зависимости от температуры. Так на участке нарастания температуры (см. фиг. 3. первый пик нагрузки) Р0 Рн const.

На участке стабилизации температуры (первый пик нагрузки) Р0 Var в зависимости от 0. На втором и третьем пиках нагрузки Р0 Рн e const. Стабилизация 0 на

0

5

0

5

0

}

5

0

5

третьем пике нагрузки обеспечивается за счет включения вентилятора.

Если нагрузка двигателя Pi Рн на обоих входах логического элемента ИЛИ 30 остаются сигналы 0. При достижении температурой главного электродвигателя допустимого значения срабатывает первый нуль-орын 24, на первом входе логического элемента ИЛИ 30 появляется 1 и вентилятор 8 включается. Температура двигателя начинает падать, на первом вхо-г де элемента 30 появится сигнал 0 и вентилятор отключается с той же выдержкой времени At. Аналогично процесс протекает при PI Рн. только в данном случае вентилятор 8 отключается с той же выдержкой времени после завершения операции, так как температура стабилизируется на уровне

©доп .

Предлагаемое устройство обеспечит экономию потребляемой электроэнергии вспомогательными электроприводами металлорежущих станков.

Формула изобретения

1.Устройство адаптивного управления металлорежущим станком по авт.св. № 1205130, отличающееся тем. что, с

целью экономии электроэнергии, потребляемой вспомогательными приводами станка, в него дополнительно введен третий элемент сравнения, первый вход которого соединен с выходом первого усилителя, второй вход - с выходом задатчика мощности, а выход - с вторым входом регулятора температуры. ,

2.Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что в регулятор температуры дополнительно введены второй диод, соединенный анодом с вторым входом регулятора температуры, второй нуль-орган, соединенный входом с катодом второго диода, элемент ИЛИ, соединенный первым входом с

выходом второго нуль-органа, вторым входом - с выходом первого нуль-органа, а выходом - с реле включения двигателя вентилятора главного электропривода.

Изобретение относится к технике автоматического управления и регулирования, например адаптивного управления металлорежущими станками, и является дополнительным к основному изобретению по а. с. N2205130. Цель изобретения - экономия электроэнергии, потребляемой вспомогательными приводами станка. В устройство введен третий элемент сравнения, соединенный входами с выходом первого усилителя и вторым выходом задатчика мощности, а выходом - со сторым входом регулятора температуры, в который дополнительно введены второй диод, второй нуль - орган, элемент ИЛИ. В тот момент, когда температура главного электродвигателя Θ - достигает допустимого значения Θ_доп, устройство дает команду на включение вентилятора, при Θ*22O_доп вентилятор отключается. Своевременное отключение и включение вентилятора позволяет экономить электроэнергию, потребляемую вспомогательными электроприводами металлорежущих станков. 3 ил.