Файл: Автоматизация_Staroverov1.doc

43- 49

-ЕЬ 49

=ЕЬ 49

^-04 ж 49

—СИ 50

если проводилась.

В примере выключающий элемент не меняет своего знака во включающем периоде, следовательно, он является элементом дли­тельного действия, и модель, полученная по результатам первой проверки, остается без изменений, т. е. / (/С) = (е + /г)-т.

Третья проверка осуществляется для выявления ложных включений исследуемого элемента X во всей циклограмме. Сна­чала модель, полученная по результатам второй проверки, пред­ставляется в виде суммы слагаемых (если это возможно). Затем определяется значение суммарного весового коэффициента К₀ для каждого из слагаемых математической модели или для модели в целом (если она не может быть представлена в виде суммы сла­гаемых). Для этого каждому элементу слагаемого (или модели) присваивается свой весовой коэффициент. Первому элементу присваивается значение весового коэффициента 2°, второму — 2¹, третьему — 2², четвертому — 2³ й т. д. Сумма этих коэффициен­тов равна значению суммарного весового коэффициента К_с. Однако следует помнить, что при суммировании весовые коэф­фициенты элементов, стоящие в модели со знаком инверсии, в сумму не входят.

В примере модель / (К) — {е + к)-т можно представить в виде слагаемых, т. е. / (К) — (е + /г)■ т = е-т + к т. Присвоим весо­вые коэффициенты элементам каждого слагаемого:

е т и & т 2°; 2¹ 2°; 2¹.

Рис. 107. Схема управления нереверсивным электродвигателем

Тогда суммарный коэффициент для каждого слагаемого будет равен единице, т. е, К_с — 1. так элемент т имеет знак инверсии.

Теперь необходимо записать ряд весовых коэффициентов циклограммы для каждого слагаемого (или модели в целом). Коэф­фициенты пишут под каждой буквой циклограммы. Значение первого коэффициента зависит от того, с каким знаком приходят включающие и выключающие элементы к концу циклограммы, т. е. включенными или выключенными. Если они выключены, то в сумму первого коэффициента идет нуль и ряд начинается с нуля, а если включен хотя бы один, то в сумму идет значение коэффициента этого элемента. Получим:

О + Е + К —ЕЛ- М—К — М

е-т 0 1 1 0 2 2 0

к-т 0 0 1 1 3 2 0

Значение суммарного весового коэффициента К_с должно встречаться только во включающем периоде. Наличие его в дру­гих тактах указывает на то, что там существуют ложные включе­ния и математическая модель требует корректировки.

В примере значение суммарного весового коэффициента, равное единице, встречается только во включающем периоде. Следовательно, ложных включений элемента К нет, и модель не требует корректировки.

Корректировку математической модели по результатам третьей проверки проводят «опоясыванием» (блокированием) тактов, в ко­торых встречаются ложные включения, или рабочих тактов. Если «опоясывают» ложные включения каким-либо элементом Р, то математическую модель, полученную по результатам второй проверки, следует умножить на р со знаком инверсии, т. е.

/(X) = (а + х)-б -р;

если «опоясывают» рабочие такты, то модель умножают на р без знака инверсии, т. е.

ИХ) — (а + х)-б-р.

В качестве «опоясывающего» элемента может быть исполь­зован какой-либо элемент циклограммы, который включается до начала рабочих тактов (или ложных включений) и выключается после окончания рабочих тактов. Сформулированное правило касается и вновь введенных элементов.

Если для корректировки математической модели элемента X вводится новый элемент, то он по своей функции является про­межуточным элементом, и для него необходимо проводить мате­матическое моделирование. Поэтому всегда необходимо стре­миться к тому, чтобы в первую очередь использовать элемент* уже имеющийся в циклограмме, и только при отсутствии необ­ходимого элемента вводить новый.

5. Составляется обобщенная модель, которая представляет собой сумму математических моделей всех исполнительных и промежуточных элементов, каждая из которых умножена на соот­ветствующий исполнительный или промежуточный элемент.

В примере один исполнительный элемент, поэтому обобщенная математическая модель будет иметь вид

=(е + Щ-т-К = (е + + С).к =

= (<? + £) я-с /С.

6. Проводят минимизацию обобщенной модели и по мини­мизированной модели строят электрическую схему. При этом исходят из того, что знак умножения соответствует последователь­ному соединению элементов, а знак сложения — параллельному. Все элементы математической модели без знака инверсии экви­валентны замыкающим контактам, а со знаком инверсии — раз­мыкающим.

Схема управления, рассмотренная в примере, приведена на рис. 107.

Контрольные вопросы и задания

1. Расскажите о классификации систем автоматического программного управления.

2. Как осуществляется управление в функции времени?

3. Как осуществляется управление в функции пути?

4. Расскажите о типовых пусковых контактах и дайте их характеристику.

Б. Расскажите об интуитивном методе построения схем управления.

6. Расскажите об аналитическом методе схем управления.

7. Расскажите о действиях алгебры логики.

8. Расскажите о законах алгебры логики.

9. Изложите последовательность разработки схем аналитическим методом.

10. В чем заключается суть первой проверки математической модели, и как она проводится?

11. В чем заключается суть второй проверки, и как она проводится?

12. В чем заключается суть третьей проверки, и как она проводится?

Глава 12. Автоматическая блокировка и защита в системах управления

1. СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОЙ БЛОКИРОВКИ

Под блокировкой подразумевается взаимосвязь эле­ментов схемы управления, которая обеспечивает либо требования последовательного включения рабочих органов механизмов, либо безопасность обслуживающего персонала.

Рис. 108. Схемы управления реверсивным электродвигателем: а — без исключающей блокировки; 6 — исключающей блокировкой

По функциональному признаку, т. е. по назначению, разли­чают три вида блокировки: исключающую, разрешающую и блокировку памяти.

Исключающая блокировка — это такой вид блокировки, при которой включение одного элемента схемы исключает возмож­ность включения другого, сблокированного элемента схемы. Исключающая блокировка осуществляется с помощью логиче­ского элемента НЕ. Например, [ (X) == а, т. е. если на вход какого-либо устройства подается сигнал а, то сигнал X отсут­ствует.

Исключающая блокировка находит широкое применение в схе­мах управления. На рис. 108 показаны две схемы управления реверсивным электродвигателем с помощью пусковых и стоповых кнопок. Первая схема (рис. 108, а) не содержит исключающей блокировки, а во второй схеме (рис. 108, б) она предусмотрена. При управлении электродвигателем с помощью первой схемы возможна аварийная ситуация. Если после пуска двигателя кнопкой БЫ нажать на пусковую кнопку БВЗ или наоборот, то это приведет к срабатыванию магнитного пускателя КМ2 и, как следствие этого, к короткому замыканию в силовой цепи. Этого недостатка лишена вторая схема, так как в ней предусматривается исключающая блокировка. При нажатии на пусковую кнопку 8В1 (рис. 108, б) возбуждается катушка магнитного пускателя КМ1

и, следовательно, размыкается блокировочный контакт КМ 1.2. Если теперь нажать на пусковую кнопку БВЗ, короткое замы­кание в силовой цепи не произойдет, так как катушка магнит­ного пускателя К М2 не возбудится. Цепь будет разорвана кон­тактом КМ 1.2.

Исключающая блокировка обязательно применяется для за­щиты генератора высокой частоты, если от него питаются не­сколько индукторов, суммарная мощность которых больше уста­новочной мощности генератора, а также в ряде других схем.

Разрешающая блокировка — это такой вид блокировки, при котором включение одного элемента схемы управления разре­шается только при выполнении определенного порядка. Разре­шающая блокировка реализуется с помощью логических эле­ментов И либо ИЛИ. Если / (X) = й (|, то сигнал X появляется только тогда, когда имеются и сигнал а и сигнал Ь. Если же / (X) —

• а + Ь, то сигнал X появляется, когда имеется хотя бы один из сигналов (о или Ь).

Разрешающая блокировка находит широкое распространение в схемах управления бытовых устройств и промышленных уста­новок. Например, нельзя включить телевизор, если не закрыта его задняя крышка. Лифт не пойдет, если не закрыта его дверь. В нагревательных электрических печах нельзя включить нагре­вательные элементы, если не закрыть дверки печей, и т. д.

Блокировка памяти — это такой вид блокировки, при которой кратковременное включение одного элемента схемы управления вызывает длительное включение другого элемента.

Блокировка памяти находит применение в схемах управле­ния, когда пуск какой-либо установки осуществляется пусковой кнопкой с самовозвратом (пусковой контакт кратковременного действия). На схемах, изображенных на рис. 108, контакты К.М1.1 и К.М2.1 являются блокировочными контактами.

2. СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ

Системой автоматической защиты называется сово­купность элементов схемы управления, с помощью которой осу­ществляется контроль процессов в объекте управления, форми­рование сигналов в различных критических ситуациях и исполь­зование этих сигналов для предотвращения аварий путем оста­новки оборудования или переключения режима его работы, а также вызова обслуживающего персонала для выдачи ему инфор­мации о причинах возникновения и вида отклонений от нор­мальной работы.

Кроме отмеченных функций, вводимые в систему управления устройства защиты могут выполнять также функции защиты об­служивающего персонала от травматизма.

По назначению все системы автоматической защиты разде­ляются на четыре группы: системы предупредительной сигнали­зации; системы аварийного отключения и переключения обору­дования; системы защиты обслуживающего персонала от травм; системы противопожарной защиты.

По физической природе входного сигнала устройства защиты делятся на электрические, гидравлические, механические, теп­ловые и др.