книги / Системы управления электромеханическими исполнительными механизмами

Порядок выполнения работы

иметодические указания

1.Изучить принципы работы СУИМ постоянной скорости с применением контактных реверсоров [3], а также изучить устройство и функционирование РКСУ на базе панели управления ПУ-5522 (см. рис. 2.1).

2.Установить ключ SA управления СУИМ в нейтральное положение «0». Подключить осциллограф к клеммам тахогенератора электропривода.

Включить последовательно автоматические выключатели SF, Q, QS и автоматический выключатель общего силового питания. Убедиться в срабатывании реле KТ1 и KSV.

3.Выполнить пуск СУИМ до номинальной скорости «вперед» переводом ключа SA управления СУИМ в положение «1». Убедиться, что двигатель разогнался до номинальной скорости. Записать последовательность срабатывания реле и контакторов и убедиться, что она соответствует описанию работы схемы для этого режима. При необходимости повторить опыт. Снять осциллограмму опыта «Пуск».

4.Выполнить реверс СУИМ до номинальной скорости «назад» переводом ключа SA управления СУИМ в положение «2». Убедиться, что двигатель разогнался до обратной номинальной скорости. Записать последовательность срабатывания реле и контакторов и убедиться, что она соответствует описанию работы схемы для этого режима. При необходимости повторить опыт. Снять осциллограмму опыта «Реверс».

5.Выполнить остановку СУИМ в режиме динамического торможения переводом ключа SA управления СУИМ в положение «0». Убедиться, что двигатель остановился. Записать последовательность срабатывания реле и контакторов и убедиться, что она соответствует описанию работы схемы для этого режима. При необходимости повторить опыт. Снять осциллограмму опыта «Динамическое торможение».

21

6.Выполнить п. 3, а затем п. 5, но в процессе остановки снова перевести ключ в положение «1». Обратить внимание на последовательность срабатывания реле блокировки динамического торможения KB и контактора динамического торможения KM4. При необходимости повторить опыт. Снять осциллограмму опыта «Блокировка динамического торможения».

7.Установить ключ SA управления СУИМ в нейтральное положение «0». Отключить автоматический выключатель QS цепи динамического торможения. Выполнить п. 3, а затем п. 5. Убедиться, что привод останавливается в режиме свободного выбега, примерно на порядок превышающего время остановки в режиме динамического торможения. При необходимости повторить опыт. Снять осциллограмму опыта«Остановкаврежимесвободноговыбега».

8.Сохранитьосциллограммыдляотчетаолабораторнойработе.

Содержание отчета

1.Титульный лист, отвечающий требованиям к оформлению лабораторных работ.

2.Принципиальная электрическая схема РКСУ ПУ-5522.

3.Механические характеристики и осциллограммы режимов «пуск – реверс – динамическое торможение».

4.Осциллограмма опыта «Остановка в режиме свободного выбега».

5.Выводы по результатам исследований.

Контрольные вопросы

1.Порядок включения и выключения лабораторного стенда, применяемые защиты и блокировки РКСУ.

2.Порядок срабатывания реле и контакторов в режиме «Пуск». Привести осциллограмму и механическую характеристику для этого режима РКСУ.

3.Порядок срабатывания реле и контакторов в режиме «Реверс». Привести осциллограмму и механическую характеристику для этого режима РКСУ.

22

4.Порядок срабатывания реле и контакторов в режиме «Динамическое торможение». Привести осциллограмму и механическую характеристику для этого режима РКСУ.

5.Порядок срабатывания реле и контакторов в режиме «Остановка в режиме свободного выбега». Привести осциллограмму

имеханическую характеристику для этого режима РКСУ.

Лабораторная работа № 2.

СУИМ постоянной скорости с бесконтактным реверсором и микропроцессорным регулятором типа МЕТАКОН 514-Т

Цель работы – ознакомление студентов с устройством, принципом действия, конструкцией и эксплуатацией СУИМ постоянной скорости на примере ЭИМ типа «заслонка» на запорно-регули- рующей арматуре змеевика поверхностного водоподогревателя лабораторного макета автономного бойлера с микропроцессорным измерительнымрегуляторомтипаМЕТАКОН514-Т[6].

Краткие теоретические сведения и описание работы

На рис. 2.3 приведена схема системы управления ЭИМ типа МЭО (МЭОФ) [2, 9], реализованная на лабораторном стенде. Функциональная схема приборов МЕТАКОН-5х4-Х-X-X приведена на рис. 2.4. Лицевая панель трехканального прибора (x = 3) показана на рис. 2.5.

ЭИМ в данной схеме осуществляет управление заслонкой на подающем водопроводе змеевика, причем угол поворота заслонки будет определяться заданной температурой жидкости в лабораторном сосуде. ЭИМ типа МЭО и компоненты СУИМ выпускаются многими отечественными предприятиями, в частности заводом исполнительных механизмов (ЗИМ) «Промпривод», Заводом электроники и механики (ЗЭиМ), г. Чебоксары [2, 3].

23

Рис. 2.3. Схема управления однооборотным исполнительным механизмом постоянной скорости типа МЭО 16/63 0,25-У-01: А1 – механизм электрический однооборотный типа МЭО, МЭОФ; ЕС1 – регулятор микропроцессорный измерительный типа Метакон 514-Т; EP1 – блок питания постоянного тока БП-24-0,5; ES1 – фильтр сетевой ФС-220; ESС1 – блок коммутации реверсивный БКР; ЕТ1 – преобразователь термоэлектрический (термопара); FU1, FU2, FU3 – предохранители

плавкие; X1 – зажим электрический наборный

24

Рис. 2.4. Функциональная схема контроллеров МЕТАКОН 5x4-Т

Рис. 2.5. Лицевая панель приборов серии МЕТАКОН-534:

1 – индикатор измеренного значения канала; 2 – индикатор номера канала и кодов параметров; 3 – индикаторы состояния ВЫХОДА H; 4 – индикаторы состояния ВЫХОДА ▲; 5 – индикаторы состояния ВЫХОДА ▼; 6 – индикаторы состояния ВЫХОДА L; 7 – индикатор режима «Автоматическое управление»; 8 – индикатор режима «Ручное управление»; 9 – индикатор аварийного режима (ОБРЫВ); 10 – кнопка

МЕТАКОН 514-Т с одним каналом регулирования, т.е. при x = 1)

25

Для контроля текущего положения регулирующего органа (заслонки) используется блок БСПТ-10МА (на рис. 2.3 не показан) [4]. Он предназначен для установки в ЭИМ и приводы с целью преобразования положения выходного органа механизма или привода в пропорциональный электрический сигнал и сигнализации промежуточных или блокировки крайних положений выходного органа. В состав блока БСПТ-10МА входят блок датчика БД-10МА (в дальнейшем – блок БД-10МА) и блок питания БП-20МА (в дальнейшем – блок БП-20МА).

В качестве усилителя выходного сигнала регулятора применен симисторный блок коммутации реверсивного типа БКР [5]. Этот блок предназначен для бесконтактного управления асинхронными электродвигателями исполнительных механизмов типа МЭО, электромагнитными клапанами и др.

Для измерения технологического параметра (температуры) используется термопара, непосредственно подключенная ко входу микропроцессорного измерительного регулятора серии МЕТАКОН 514-Т [6], выпускаемых научно-производственной фирмой (НПФ) «КонтрАвт» и разработанных для управления исполнительными механизмамиинтегрирующеготипа, вчастностиЗРАтипа«заслонка».

Заметим, что большинство кнопок в приборе выполняют двойные функции: основные и дополнительные. Дополнительные функции обозначаются малыми либо подстрочными символами.

Контроллеры измерительные серии МЕТАКОН 5x4-Т представляют собой ПДД-регуляторы микропроцессорные с широтноимпульсным управлением реверсивными механизмами, обеспечивают аварийную сигнализацию по двум независимым уровням в каждом канале (в данном случае число каналов равно одному), а также реализуют режим автонастройки. Совместно с таким интегрирующим механизмом ПДД-регулятор реализует алгоритм ПИД-регулирования. ШИМ-модулятор имеет выходы ▲ (увеличение технологического параметра), ▼ (уменьшение технологического параметра) и два компаратора с выходами H (верхний) и L (нижний), реализующие функции трехпозиционного реле с гистерезисом. Параметры контроллера подразделяются на оператив-

26

ные и конфигурационные (табл. 2.1) [6]. Конфигурационные параметры задаются при проведении пуско-наладочных работ в режиме КОНФИГУРИРОВАНИЕ. Эти параметры выбираются с учетом конкретных особенностей применения прибора. Оперативные параметры задаются оператором в режиме РАБОТА.

Коммуникационные возможности реализуются по интерфейсу RS-485 (опция доступна только в модификации с цифрой «1» в конце обозначения полного шифра прибора). По полевой шине возможна передача измеренных значений входных сигналов, а также изменения значений параметров, характеризующих работу прибора. ДляобменаданнымиможноиспользоватьОРС-сервер.

Конечные выключатели S1, S2 (см. рис. 2.3) крайних положений исполнительного механизма в соответствии с рекомендациями производителя включены в цепи управления, формирующие сигналы БОЛЬШЕ и МЕНЬШЕ.

Оперативные параметры (меню ПАРАМЕТРЫ ПИД-РЕГУЛЯТОРА)

28

Дополнительные конечные выключатели S3, S4 механизма и потенциометрические датчики положения R1, R2 (см. рис. 2.3) могут быть использованы по своему прямому функциональному назначению при решении задач автоматизации конкретной технологической установки.

Порядок выполнения работы

иметодические указания

1.Ознакомиться с лабораторной установкой и принципами работы СУИМ постоянной скорости с применением бесконтактных реверсоров [9], составом и принципами работы СУИМ типа МЭО [2] в системе стабилизации температуры (см. рис. 2.3).

2.Изучить:

–устройство, принцип работы и технические характеристики ЭИМ типаМЭОсоднофазнымасинхроннымэлектродвигателем [2],

атакжеблокасигнализацииположениятипаБСПТ-10МА[4];

–техническое описание и инструкцию по эксплуатации блока коммутации реверсивного БКР [5];

–техническое описание и инструкцию по эксплуатации микро- процессорногоконтроллера-измерителяМЕТАКОН514-Т[6].

3. Подключить автоматическим выключателем блок питания БП24, контроллер МЕТАКОН 514-Т и бесконтактный реверсор РБК к однофазной сети 220 В, подав силовое питающее напряжение на входной разъем X1.

4. Поворотом штурвала МЭО убедиться, что при крайних положениях заслонки происходит срабатывание (размыкание) контактов конечных выключателей S1 и S2, а выходной сигнал БСПТ-10МА соответствует диапазону 4–20 мА.

5. Убедиться, что сигнал ЗАПРЕТ БКР на включение ИМ не блокируется (лампочка ЗАПРЕТ не горит). В противном случае воспользоваться опцией настройки контроллера «Каналы не блокируются» [5].

6. Убедиться, что индикаторы БОЛЬШЕ и МЕНЬШЕ горят при включенных ключах БОЛЬШЕ и МЕНЬШЕ соответственно.

29

Убедиться, что при этом положение заслонки меняется соответственно в сторону ОТКРЫТИЯ и ЗАКРЫТИЯ (проверка режима ручного управления).

7. В режиме КОНФИГУРИРОВАНИЕ контроллера после-

довательно задать следующие параметры (см. табл. 2.1).

7.1.Параметр цифровой фильтрация сигнала с датчика температуры. Рекомендуется принять постоянную времени цифрово-

го фильтра, т.е. параметр t0 = 1 с. В общем случае конкретное значение параметра t0 выбирается пользователем, исходя из априорных сведений об инерционности объекта регулирования.

7.2.Параметр преобразования измеренного значения в единицы технологического параметра.

Входной сигнал Х преобразуется в значение L, отображаемое на индикаторе контроллера, по линейному закону

L = L.b + (L.E – L.b) X / Xmax,

где X – значение тока или напряжения на входе прибора; L – показания прибора; Xmax – верхняя граница диапазона измерения прибора (задается исходя из верхнего значения сигнала датчика: 5 мА, 20 мА, 1 В, 10 В или 50 мВ); L.b – показания прибора, соответствующие нулевому значению входного сигнала; L.E – показания прибора, соответствующие верхней границе диапазона входного сигнала (5 мА, 20 мА, 1 В, 10 В или 50 мВ).

Параметры L.b, L.E и положение десятичной точки задаются в режиме КОНФИГУРИРОВАНИЕ раздельно для каждого канала. Коды параметров: L. b, L. E, .L.

Если датчик выдает сигналы 4…20 мА, то расчет показаний прибора также можно свести к линейному закону

L = L.b + [(L.E – L.b)/(Xmax – Xmin)] (X – Xmin).

Однако при этом вводят ограничение вида X – Xmin ≥ 0, т.е. для всех X < Xmin принимают X – Xmin = 0. Имеются и иные рекомендации по расчету величины L [6].

30