Вид работы Курсовая работа Название дисциплины Теория автоматического управления Тема Разработка и исследование двухконтурной структуры подчиненного регулирования скорости электропривода постоянного тока
 Скачать 486.5 Kb.
|
2. Разработка и исследование двухконтурной структуры подчиненного регулирования скорости электропривода – постоянного тока2.1 Разработка и исследование двухконтурной структуры подчиненного регулирования скорости электропривода – постоянного тока Рассмотрим наиболее распространенную схему управления вентильным электроприводом постоянного тока с обратной связью по скорости с двухконтурной системой подчиненного регулирований тока и скорости. В данной схеме двигатель постоянного тока М питается от преобразователя U с системой импульсно-фазового управления СИФУ. Управляющее напряжение U поступает на СИФУ с выхода регулятора тока. На входе регулятора тока происходит сравнение задающего напряжения и напряжения обратной связи по току, получаемого с датчика тока ДТ. Задающим напряжением для регулятора тока РТ служит выходное напряжение регулятора скорости, т.е. контур регулирования тока подчинен контуру регулирования скорости. Задающее напряжение на вход регулятора скорости поступает либо непосредственно с командного органа или через сглаживающее устройство, например, с датчика интенсивности ЗИ. Напряжение обратной связи по скорости поступает либо от тахогенератора, либо от датчика ЭДС (например, с тахометрического моста).6 Связь преобразователя с персональным компьютером на лабораторном стенде организована через коммуникационную плату CBE20 с интерфейсом PROFINET. Перед включением стенда необходимо подключить преобразователь к компьютеру с помощью сетевого перекрестного кабеля. Затем произвести включение преобразователя и только после этого осуществить включение компьютера. Программа позволяет осуществлять параметр преобразователя и снятие осциллограмм переходных процессов в электроприводе Компас DCM. Для начала работы нужно открыть любой существующий проект или создать новый с преобразователем Компас DCM. После этого необходимо нажать кнопку обнаружения доступных устройств в сети, и на экране монитора появится окно с обнаруженными устройствами. Если никаких устройств в сети не обнаружено, то нужно проверить параметры связи PG/PC в строке меню опция, в частности, выбрать используемый сетевой адаптер и в качестве устройства указать программу STARTER.7 После успешного определения преобразователя как устройства в сети, если слева от него присутствует иконка со знаком вопроса, необходимо заново прописать адрес и имя устройства в сети. При этом желательно, чтобы адрес преобразователя лежал в той же подсети, что и адрес компьютера. Иначе при поиске устройств будет выведено сообщение. После того, как назначено имя преобразователя в сети и его адрес, необходимо обновить информацию об устройстве, установить галочку напротив преобразователя и нажать кнопку «Принять». На данном этапе может появиться окно, которое предлагает выбрать проект, к которому необходимо подключить обнаруженное устройство. После подключения к преобразователю обычно возникает окно сравнения проектов, в котором показано, что параметры преобразователя и проекта не совпадают. Для устранения этого конфликта можно выбрать два варианта: • загрузить данные из проекта преобразователь; • загрузить параметры преобразователя в проект. На первоначальном этапе настройки второй вариант является более предпочтительным. После соединения с преобразователем в правом нижнем углу окна появится обозначение. В левой части экрана активный проект - включает в себя два устройства: коммуникационную плату CBE20 и непосредственно плату управления преобразователем (CUD). Напротив неактивного проекта появляется обозначение с разрывом связи, отмеченное красными цветом, рядом с активным проектом и подключенными устройствами появляется зеленый символ соединения. Для того чтобы вывести весь список параметров преобразователя, необходимо нажать кнопку в списке слева. Важно отметить, что коммуникационная плата имеет также свой список параметров, который предназначен для настройки ее параметров. Поэтому во время работы не следует путать эти два списка.8 В программе используются функциональные схемы, которые позволяют интуитивно провести настройку электропривода без обращения к технической документации. Так, была представлена функциональная схема, демонстрирующая канал задания на скорость и датчик интенсивности. Преобразователя в программе на функциональной схеме загорается соответствующий светодиод. Также можно в реальном времени увидеть, например, значение сигнала на выходе датчика интенсивности. На это значение составляет –0,02 %, что говорит о том, что задание практически отсутствует. Также на схемах используются различные переключатели, логические элементы, множительные звенья и другие элементы, поясняющие работу системы управления. Связи между различными блоками организованы с помощью связи, которые выделены темно-синим цветом в программе. Подключение логических двоичных сигналов осуществляется с помощью, которые обозначены в программе цветом. При необходимости связи между различными элементами могут быть переназначены. При нажатии на значок датчика интенсивности появится окно с его параметрами, в котором можно задать время разгона и торможения электропривода, а также параметры сглаживания кривой разгона. Аналогичные схемы существуют и для других важных элементов системы автоматического управления, например, для регуляторов тока и скорости. Для запуска двигателя через программу предусмотрена специальная панель управления, которая располагается во вкладке. Для начала управления электроприводом через программу необходимо нажать клавишу и согласиться с предупреждением об опасности работы через программу. После этого подается команда на разрешение работы путем установки галочки. Затем можно задавать скорость двигателя в оборотах в минуту и производить запуск и остановку электропривода с помощью кнопок Пуск и Стоп. Для реверса электропривода необходимо задать отрицательное значение скорости. Важно отметить, что, в отличие от преобразователя DCM, для управления электроприводом через программу в преобразователе Компас DCM не нужно устанавливать какие-либо дополнительные параметры. Для преобразователей Компас DCM в программе предусмотрена возможность снятия осциллограмм переходных процессов в электроприводе. Для перехода в режим снятия осциллограмм необходимо нажать кнопку. После этого в программе откроется соответствующая вкладка. Перед запуском осциллографа необходимо выбрать переменные для отображения на экране. Основные переменные, которые можно вывести на экран осциллографа. После выбора переменных необходимо выбрать режим записи осциллограмм. Наиболее удобным на практике является ограниченный по времени изохронный режим записи, который при срабатывании условия записывает переходный процесс и останавливается. Продолжительность записи переходного процесса задается в поле. Продолжительность записи зависит от количества выбранных переменных и может, также регулироваться с помощью множителя. Увеличение множителя удлиняет продолжительность записи осциллограммы, но укорачивает шаг между измерениями.9 На следующем этапе выбирается условие, при выполнении которого начинается запись осциллограммы. В примере, представленном, в качестве условия выбран режим, который инициирует запись осциллограммы при превышении значения выбранной переменной заданного порогового значения. В поле устанавливается время, которое будет записано до срабатывания условия. Существуют также другие условия записи осциллограмм, например можно задать условие, что если переменная меньше порогового значения или значение переменной находится внутри заданного диапазона, то начинается процесс записи осциллограммы. На рис. А.22 представлен график переходного процесса разгона электропривода от датчика интенсивности, который соответствует установкам. Момент срабатывания триггера показан вертикальной линией (красной), и на рисунке видно, что в момент начала записи скорость двигателя превысила значение 50 мин, как и было установлено в настройках. При этом продолжительность небольшого промежутка времени до красной линии и соответствует установке на 304 мс. На графиках переходных процессов, также показаны вертикальные курсоры, с помощью которых можно легко определить время переходного процесса (5001 мс), поскольку разность по времени между курсорами отображается в поле нижней части осциллограммы. Также в нижней части экрана отображаются координаты каждого из курсоров для выбранной переменной и разница по амплитуде. Важно отметить, что масштаб по оси ординат отображается только для выделенной переменной, поэтому для оценки значений другой переменной необходимо ее выбрать в верхней правой части экрана.10 В нижней части экрана присутствует область, которая позволяет настроить внешний вид и цвета графиков переходных процессов и отключить лишние переменные. Помимо широких функциональных возможностей по записи осциллограмм, в преобразователях серии Компас предусмотрен также генератор различных функций, который является удобным отладочным инструментом. Попасть в интерфейс настройки генератора сигналов можно через вкладку в окне осциллографа. Генератор сигналов предназначен для формирования периодических сигналов различной формы, таких как прямоугольный, пилообразный, синусоидальный и др. Такие сигналы используются в качестве задающих при настройке внешних контуров системы управления и позволяют оценить реакцию контура на внешние управляющие воздействия. Запуск генератора сигналов осуществляется с помощью кнопки в верхней части экрана. Перед запуском необходимо выбрать вид сигнала и подключить генератор к входу соответствующего контура, через входную связь. Для исследования процессов в контуре скорости необходимо выбрать входной или другой. Важно отметить, что при использовании генератора сигналов разрывается цепь канала задания на скорость и в нее включается генератор, во время загрузки параметров генератора напряжения, возникает предупреждение. Необходимо подтвердить изменение. После экспериментов можно вернуться в исходное состояние путем установки параметра p50625 = 52170. Параметры генератора сигналов схематично представлены на диаграмме в программе, и сложностей с их настройкой обычно не возникает. Для вывода сигнала генератора на экран осциллографа можно использовать параметр r4828. Во время работы необходимо помнить, что нельзя подавать на систему высокие уровни ступенчатых сигналов без установки ограничений по току и моменту двигателя.11 При запуске электропривода от генератора сигналов появляется еще одно предупреждение о том, что электропривод будет вращаться и желательно предусмотреть аппаратный способ остановки на случай зависания компьютера. Эти графики переходных процессов можно использовать для настройки контура скорости на модульный оптимум. Важно отметить, что для настройки масштабов графиков по вертикальной оси нужно вызвать контекстное меню с помощью правой кнопки мыши и выбрать пункт меню. Для отображения скорости и задания на скорость в одинаковых масштабах нужно выбрать одинаковые максимальные и минимальные значения по оси ординат. Для подключения платы связи СВЕ20 к проекту нет необходимости выполнять какие-либо дополнительные действия, поскольку плата определяется и автоматически добавляется в проект. Поэтому рассмотрим подключение внешних устройств на примере терминального модуля TM31, который подключается к преобразователю по интерфейсу с помощью сетевого провода. Для подключения необходимо использовать разъем Х500 на терминальном модуле и Х100 на процессорной плате преобразователя. Для доступа к разъему Х100 необходимо снимать центральную крышку преобразователя, при этом желательно это делать при выключенном напряжении. Разъем Х100 расположен за платой связи.12 Далее желательно протестировать модуль. Для этого можно воспользоваться диаграммой аналоговых либо дискретных входов и, переключая тумблеры на стенде, убедиться, что загораются соответствующие светодиоды в программе. Модуль расширения позволяет реализовать на нем различные логические функции и может использоваться в качестве замены логического контроллера. |