Файл: Автоматизация_Staroverov.doc

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.

По числу контролируемых параметров различают системы защиты единичного и множественного контроля.

По числу выполняемых функций системы защиты делятся на однофункциональные и многофункциональные. Первые выпол­няют только одно действие (например, выключают электродви­гатель при перегрузке). Многофункциональное устройство может кроме остановки электродвигателя включить сигнализацию или дополнительно выполнить какие-либо другие действия.

Системы автоматической защиты в большинстве случаев пред­ставляют собой разомкнутые системы, в состав которых входят следующие основные элементы: индикаторы аварийных ситуа­ций; усилительно-преобразующие устройства и элементы; испол­нительные механизмы.

В индикаторе аварийных ситуаций текущее значение контро­лируемого параметра воспринимается первичным преобразова­телем (датчиком) и сравнивается с заданным значением. Именно в схеме сравнения происходят обнаружение признаков аварийной ситуации и формирование сигнала об этом событии.

Как правило, сигнал, полученный на выходе индикатора ава­рийных ситуаций, обладает малой мощностью и не может непо­средственно воздействовать на исполнительный механизм. В этих случаях сигнал предварительно подается на усилительно-преобра- зующее устройство, где сигнал может усиливаться, преобразо­вываться, а также стабилизироваться.

Сигналы индикатора аварийных ситуаций после усиления и преобразования приводят в действие исполнительные меха­низмы, которые предотвращают возможность аварии и оповещают обслуживающий персонал о ненормальных режимах работы обо­рудования.

В системах защиты, применяемых в сложных объектах, могут контролироваться сразу несколько параметров. В этом случае контроль осуществляется непрерывно или последовательно. При непрерывном контроле система защиты состоит из нескольких (по числу контролируемых параметров) параллельно включенных индикаторов аварийных ситуаций и усилительно-преобразующих элементов с одним исполнительным органом.

При последовательном контроле в одних и тех же индикаторах и усилительно-преобразующих элементах производится поочеред­ная обработка исходной информации первичных преобразова­телей, поочередное включение которых осуществляется специаль­ным переключателем.

К основным характеристикам устройств защиты относятся статические и динамические характеристики, чувствительность, инерционность, параметры и точность срабатывания, стабиль­ность работы, способность к перегрузкам и надежность.