Файл: Электрооборудование и автоматизация сельскохозяйственных агрегатов и установок учеб. пособие.pdf

П е р в ы й п у т ь предполагает наличие релейно-контактного варианта схемы, проверенного и пригодного для практической работы. При отсутствии такой схемы вначале составляется релейно-контакт­ ная схема, а затем она переводится на бесконтактные элементы. Этот путь целесообразен при разработке несложных схем, особенно при пер­ вых попытках и наличии навыка к созданию релейно-контактных схем.

По имеющейся релейно-контактной схеме составляются структур­ ные формулы. Работа по составлению структурных формул делится на два этапа.

На первом этапе выявляются входные элементы с контактами а, Ь, с, d, ...; исполнительные и промежуточные Z, Y, X, ... Р с контак­ тами г, у, X, ... р. Через входные элементы в функциональную часть схемы управления подаются входные сигналы. Выходные сигналы поступают в исполнительные элементы непосредственно от выходных или через промежуточные элементы. Входные, промежуточные и вы­ ходные сигналы обозначаются так же, как контакты соответствующих элементов.

Квходным сигналам относятся сигналы о состоянии концевых и про­ межуточных выключателей, кнопок управления, датчиков, контроли­ рующих процесс и т. п. Если есть возможность, сокращают число вход­ ных сигналов путем объединения ряда простых сигналов одним экви­ валентным или сложным сигналом. Так, например, при последователь­ ном соединении нескольких контактов в блокированной цепи их сиг­ налы можно заменить одним сигналом, равным конъюнкции элемен­ тарных сигналов.

Квыходным сигналам относятся сигналы, которые управляют рабо­ той исполнительных элементов контакторов, электромагнитов и т. п. При возможности производят группировку выходных и промежуточных сигналов.

На втором этапе составления структурных формул производится

запись алгебраических выражений, соответствующих цепям выходных и промежуточных переменных релейно-контактной схемы.

Порядок составления алгебраических выражений заключается

вследующем.

1.Составляются структурные формулы для выходных сигналов.

2.Составляются отдельно структурные формулы для промежуточ­ ных сигналов без обратных связей и с обратными связями.

3.В структурных формулах выходных и промежуточных сигналов

собратными связями заменяют значения встречающихся промежуточ­ ных сигналов без обратных связей выражениями через входные сиг­ налы.

4.Полученные уравнения преобразовывают, если это возможно, используя алгебраические равносильности.

5.Группируют преобразованные структурные формулы по функ­ циональным узлам.

6.Составляют бесконтактную схему с учетом особенностей выбран­ ного типа логических элементов.

79

В т о р о й п у т ь предусматривает составление структурной формулы на основе заданных условий технологического процесса. Этот путь принципиально более правилен, так как он позволяет находить наиболее целесообразные схемные решения с простейшими узлами и с наименьшим количеством аппаратуры.

Следует отметить, что логический элемент не является эквивален­ том реле. Реле имеет один вход (катушку) и может иметь несколько несвязанных выходов (цепей, замыкаемых контактами). Логический элемент может иметь несколько входов и несколько выходов. В отличие от релейных схем при изображении схем с бесконтактными логиче­ скими элементами показывают только логические связи между отдель­

Применение указанных способов для построения бесконтактных схем рассмотрим на конкретных примерах.

а — контактная; б — бесконтактная.

Пример 1. На рис. 36, а дана релейно-контактная схема, необхо­ димо преобразовать ее в бесконтактную.

В соответствии с приведенной методикой перевода выделим вход­ ные, выходные и промежуточные сигналы:

F z=[(a + d) b + г] с.

80

Составляем структурные формулы для контактов цепей включения исполнительных элементов Z, X, Y, N, М, Р:

рМ ^ г + У ’ f p = i>(e + p).

По данным уравнениям составляем структурную логическую схему (рис. 37, б) на элементах «И», «ИЛИ», «НЕ». Для реализации первого

Рис. 37. Схемы к примеру 2:

а — контактная; 6 — бесконтактная.

уравнения необходимо иметь элемент «Ир», на вход которого поступает 4 входных сигнала: сигнал а — непосредственно; сигнал b + г — через элемент «ИЛИ!»; сигнал с — через элемент «НЕХ» и сигнал у — через элемент «НЕ2». Выходной сигнал с элемента «Ир> через усилитель, если в нем есть необходимость, подается на исполни­ тельный элемент Z. Подобным образом реализованы и остальные урав­ нения.

Контрольные вопросы

1.Что понимается под равносильным преобразованием схем?

2.Что понимается под структурой релейной схемы?

3.Каково отличие однотактных схем от многотактных?

81

4.Что такое мостовые схемы и каковы их особенности?

5.Назовите отличительные признаки инверсных схем.

6.Какие применяются способы перевода релейно-контактных схем на бескон­

тактные?

7.Назовите основные логические операции.

5.ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

5.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Процесс автоматического регулирования характеризуется измене­ нием регулируемой величины у во времени, т. е. функцией y(t).

Допустим, автоматический регулятор работает на поддержание постоянного значения регулируемой величины yQ.

в систему все время поступают возмущающие воздействия, которые приводят к тому, что кривая процесса регулирования у (t) будет отли­

объекта. От соотношений между параметрами регулятора и пара­ метрами объекта в основном зависит близость кривой процесса регу­ лирования у (t) к заданной у0.

Оказывается, правильного выбора схемы регулятора в соответствии с общими принципами регулирования недостаточно. В САР могут быть не только потребители энергии, но также и ее источники, и при непра­ вильном выборе параметров регулятора может получиться, что регу­ лятор будет не успокаивать систему, а, наоборот, раскачивать ее за счет притока энергии. Кривая процесса регулирования будет уходить от заданного значения. Поэтому правильный выбор регулятора обычно сопровождается расчетами и, если надо, экспериментами с целью выяс­ нения наилучших параметров регулятора. Причем расчеты и эксперименты должны быть не только статическими, но и дина­ мическими, т. е. рассчитывать и проверять экспериментально нужно не только равновесные режимы работы САР, но и переходные про­ цессы.

82

Для изучения динамических свойств САР все элементы, входящие в нее, рассматривают с точки зрения их динамических свойств. Такое представление элементов приводит к понятию динамического звена, или просто звена. Д и н а м и ч е с к и м з в е н о м называется часть САР, описываемая тем или иным уравнением. Как будет показано в дальнейшем, все многообразие физических элементов может быть пред­ ставлено небольшим числом типовых динамических звеньев. Переход­

звеньев.

В настоящее время достаточно полно разработаны методы исследо­ вания и расчета линейных и линеаризуемых систем; им будет уделено основное внимание в данной главе.

5.2.СТАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ САР

ИСПОСОБЫ ИХ РАСЧЕТА

Статический режим работы, или равновесное состояние САР, харак­ теризуется тем, что отклонение регулируемой величины от заданного значения равно нулю или некоторому постоянному значению.

Зависимость регулируемой величины у от входной величины х на­ зывается с т а т и ч е с к о й х а р а к т е р и с т и к о й .

Если эта зависимость выражается линейной функцией, то САР

где k — передаточный коэффициент.

У нелинейных САР прямо пропорциональной зависимости между

ния) является основным параметром, характеризующим работу САР или звена в установившемся режиме. Значение передаточного коэффи­ циента определяется из статической характеристики (рис. 39, прямая 1) как отношение

где А — символ приращения.

Итак, передаточным коэффициентом САР или ее звена называется отношение приращения регулируемой величины к приращению вход­ ной величины.

Звенья, входящие в САР, могут соединяться последовательно или параллельно. При последовательном соединении общий передаточный коэффициент системы k будет равен произведению передаточных коэф­

83