Автоматическая система управления процессом испытаний электропривода лифтов (стр. 3 из 9)

Устройства получения информации о состоянии технологического процесса предназначены для сбора и преобразования информации без изменения ее содержания о контролируемых и управляемых параметрах ТП. Входом устройств являются естественные или унифицированные сигналы, выходом – соответствующие значения унифицированных сигналов.

К устройствам для получения информации о состоянии процесса, образующим канал сбора и преобразования информации, относят чувствительные элементы или собственно датчики.

Датчики физических величин воспринимают контролируемый параметр и преобразуют его в величину, удобную для передачи по каналам связи или дальнейшего преобразования.

Основными характеристиками измерительных устройств для получения информации о состоянии ТП (датчики) являются: входная величина, воспринимаемая и преобразуемая датчиком; выходная величина, используемая для передачи информации; статическая и динамическая характеристики датчика; порог чувствительности; основная и дополнительные погрешности.

Измерительные устройства, входящие в состав АСУ:

1. Встраиваемая в ПЭВМ многофункциональная плата ввода/вывода PC104

фирмы Fastwell;

2. Комплект измерительных датчиков тока Honeywell типа K591-001

3. Источник питания датчиков типа ПБ-96

4. Инкрементный датчик положения (энкодер) – 2 шт.

5. Тензометрический датчик момента KYOWA TP-E

6.Программное обеспечение: операционная система Windows-XP, инструментальная система для разработки прикладного ПО Visual C++, прикладные программы.

Данный метод обеспечивает измерение, с погрешностью не более 1,5 %, следующих величин: переменного тока в фазах нагрузочного двигателя, частоты вращения приводного двигателя, частоты вращения испытуемого ЭП, положения вала испытуемого двигателя.

В процессе проведения испытаний измеряются и регистрируются следующие параметры:

Нагрузочного двигателя: токи в фазах двигателя, частота вращения двигателя.

Испытуемого двигателя: частота вращения, положение вала.

Характеристики:

48 каналов ввода/вывода

Совместимость с оптомодулями Opto-22 и Grayhill

Программирование в системе (ISP)

Возможность создания прошивки "под заказ"

-40°C...+85°C

Описание:

Платы PC104, в зависимости от загруженной прошивки, могут выполнять цифровой/частотный ввод-вывод, аналоговый ввод-вывод (через модули Grayhill), измерение частоты и многие другое. Прошивка изменяется программно, благодаря чему разработчики получаю уникальную возможность решать с помощью одной платы множество задач. Версия PC1046 имеет 96 каналов ввода-вывода.

Система измерения представлена следующими каналами:

Канал измерения переменного тока.

Датчики – трансформаторы тока фирмы Honeywell типа K591-001. Датчики тока с закрытой петлей (т.н. компенсационные датчики) предназначены для бесконтактного измерения постоянного, переменного и импульсного токов в диапазоне ±5…±1200 А. Датчики преобразуют входной ток в пропорциональный ему вторичный выходной ток меньшей величины. Точность измерений датчиков тока составляет ±0,5%.

Характеристики:

Наименование	Диапазон измерений, А	Напряжение питания, В	Параметры катушки, витки/Ом	Выходной сигнал	Измеряемое сопротивление, Ом
CSNK591-001	±1200	±15…±24	5000/50	100 мА	0…50

Источники питания постоянного тока предназначены для преобразования сетевого напряжения 220В в стабилизированное напряжение 24В или 5В и питания датчиков с унифицированным выходным токовым сигналом.

Источники питания БП 96 имеют 1, 2 или 4 гальванически развязанных канала, схему электронной защиты от перегрузок и короткого замыкания по каждому каналу, светодиодную индикацию включения и перегрузки по каждому каналу.

Источники питания постоянного тока состоят из одного сетевого трасформатора, стабилизаторов и схем электронной защиты. На передней панели блока расположены кнопки включения нагрузки и светодиодные индикаторы перегрузки. При перегрузке или коротком замыкании канал отключается, что не влияет на работу остальных каналов. Максимальный ток нагрузки на канал 600 мА.

Канал измерения частоты вращения испытуемого и нагрузочного двигателя, датчики – инкрементные датчики положения (энкодеры).

Назначение: Энкодеры Siemens предназначены для измерения линейных и угловых перемещений. Принцип действия энкодеров основан на оптическом методе измерения угла поворота линейных перемещений, что обеспечивает высокую точность. При наличии импульсного энкодера жестко закрепленного на валу электродвигателя, стандартный асинхронный электродвигатель выполняет функции высокоточного регулируемого электропривода.

Характеристики:

Наименование	Точность (имп./об.)	Макс. скорость (об./мин.)	Напряжение питания (В)	Выходной сигнал	Вес (кг)
1XP8001-2	1024	12000	+10В до +30В	цифровой	0,3

Канал измерения момента, развиваемого испытуемым ЭП

Имея в основе тензометрический принцип, датчики крутящего момента KYOWA преобразуют кручение, соответствующее крутящему моменту, в электрический сигнал и передают электрический сигнал через контактное кольцо и щетку или вращающийся трансформатор и оптическое устройство. Они гарантируют точное и простое измерение момента, переданного от объекта с высокими частотами вращения. Так как все эти преобразователи используют тензорезисторы как чувствительный элемент, точное и устойчивое измерение достигается даже при длительных режимах действия и тяжелых условиях работы. Таким образом, они могут широко использоваться не только для экспериментов и исследований, но также и для индустриального измерения.

Характеристики:

Наименование	Рекомендованное питание (В)	Выходное сопротивление (ОМ)	Макс частота вращения об/мин	Выходной сигнал	Вес (кг)
KYOWA TP-E	24	350	4000	цифровой	0,6

Многофункциональные платы ввода-вывода применяемые для создания системы сбора и обработки данных, являются универсальными. Они имеют линейную входную характеристику и высокое входное сопротивление, являются согласованными для сигналов в диапазоне от -10В до +10В.

Нормализация реальных сигналов осуществляется путем использования системы согласующих модулей SCXI, встроенных в плату ввода-вывода. Плата ввода-вывода применяется для увеличения гибкости и общей помехоустойчивости системы. Оцифровка данных производится внутри микроконтроллера.

Данные передаются в компьютер в цифровом виде по интерфейсу RS-485.

Управление работой измерительной системы осуществляется с применением прикладного программного обеспечения, разработанного в среде LabVIEW и Visual C++. Пакет LabVIEW предназначен для работы с измерительными приборами, платами АЦП/ЦАП; в нем имеются встроенные функции анализа данных. Программы разрабатываются в виде блок-схем (диаграмм) процесса или задачи в графической среде программирования.

1.5 Классификация и перечень управляющих воздействий, определение требуемой точности управления ТП

Управляющие функции АСУ ТП включают в себя действия по выработке и реализации управляющих воздействий на объект управления.

При реализации системы управления технологическим процессом испытаний ЭП лифтов используется последовательная система выработки управляющих воздействий на объект управления. В качестве управляющего воздействия используется задание на момент нагрузочного электродвигателя. В зависимости от стадии технологического процесса задание на момент меняется по циклограмме нагрузочного момента, которая подбирается индивидуально для каждого испытуемого электропривода. Таким образом формируется сигнал управления электроприводом МЗАД, который в свою очередь управляет нагрузочным двигателем и соответственно технологическим процессом.

Рисунок 11 – Область существования механических характеристик нагрузочного электропривода: Мном – номинальный момент привода; wном – номинальная скорость;

К основным управляющим функциям относятся:

- стабилизация переменных технологического процесса на некоторых постоянных значениях, согласно ТП;

- изменение режима процесса (управление процессом) при регулировании задающего воздействия МЗАД;

- формирование и реализация управляющих воздействий, обеспечивающих достижение оптимального ТП;

- программно-логическое управление – автоматизированные пуск и останов технологического оборудования.

Точность управления является основным показателем качества технической реализации схемы технологического процесса. Чтобы добиться желаемого (оптимального) хода технологического процесса система управления должна выполнять с необходимой скоростью, следующие взаимосвязанные операции:

- фиксировать и анализировать информацию о состоянии процесса;

- регистрировать значения одних технологических переменных (момент, развиваемый на валу АД) и стабилизировать другие (скорость приводного двигателя);

1.6 Определение основных требований к ведению технологического процесса, формирование критерия качества и цели управления

Электромагнитный момент нагрузочного АД должен быть достаточен для гарантированного получения нагрузочных усилий, характерных для электропривода лифта. Развиваемый момент нагрузочного электропривода должен быть ограничен на уровне, предупреждающем поломку или деформацию места соединения валов нагрузочного и испытуемого электродвигателей:

где М – момент на валу нагрузочного электропривода,

МПУСК – момент трогания кабины лифта, обеспечивающий начало движения,