Автоматизация электропривода продольно-резательного станка

С входа  блока DCBRX (рис. 2.14) сигнал D11_TensRegOut_px10 уходит на Simatic-S7 для дальнейшего преобразования и отображения на дисплее оператора. 

Для визуализации работы продольно  – резательного станка на мониторе диспетчера, а также для задания  натяжения полотна контроллеру  Advant 80, как было сказано ранее, применяется контроллер Simatic S7.

Программно это осуществляется следующим образом:

Датчики натяжения WE 1-6 (рис. 2.7, 2.9, 2.10) измеряют силу, направленную от бумажного полотна на измерительный вал, и передают через усилитель AMP-LO1 аналоговые сигналы 1 В о натяжении полотна на входные аналоговые модули программируемого контроллера Simatic S-7 об этом тоже ранее упоминалось.

Эти сигналы PEW1602, PEW1604, PEW1606, PEW1608, PEW1610, PEW 1612 поступают далее на программируемый блок FC 105 (рис. 20, стр. 5,6,7,8 листинга программы), в котором происходит их масштабирование, и на выходе  этого блока имеем результат этого масштабирования в виде слова с плавающей точкой. Выходные сигналы записываются в блок данных DB703 в строки DBD1044, DBD1048, DBD1052, DBD1056, DBD1060, DBD1064 соответственно. Далее происходит фильтрование этих сигналов в блоке MUL_R (блок исправления натяжения для Windcontrol), полученный сигнал записывается в блок данных DB763 в виде “1044 Tension 1 0.000000*e + 000 LOAD Cell 1 tension N/m ” в те же строки что и блоке DB703.

Система управления WindControl продольно-резательного станка в свою очередь достает эти значения из блока данных DB 763 и отображает на мониторе диспетчера (рис.2.8).

Фрагменты листинга программ программируемых контроллеров Simatic S-7 и Advand 80, из которых видно как осуществляется натяжение полотна представлен в приложении 5.

 

 

Рис. 2.8 Профиль натяжения

 

 

2.3 Синтез проектируемой системы регулирования

 

В проектируемой системе главными параметрами контроля являются натяжение полотна 3177,2 Н и скорость прогона продольно-резательного станка. Поэтому было принято решение о моделирование двух этих контуров регулирования.

Моделирование переходных процессов  будем осуществлять в программном пакете «MatLab-6.1»

 

2.3.1 Контур натяжения

 

На рисунке 2.21 представлена структурная схема контура натяжения полотна проектируемой системы в виде передаточных функций.

 

Рис. 2.21 Структурная схема контура натяжения

– передаточная функция фильтра;

– суммарный момент инерции, приведенный к валу двигателя раската;

– радиус тамбурного вала;

– передаточная функция датчика натяжения;

 – коэффициент жесткости полотна при растяжении,

- постоянная времени, характеризующая  скорость процесса удлинения бумажного полотна.

Для начала произведем выбор задания  критерия качества управления.      Критерием качества будем задаваться в виде желаемой передаточной функции разомкнутого контура – .

В системах регулирования  наиболее распространены настройки  контуров на технический (модульный) и  симметричный оптимум. В данной системе требуется быстродействие поэтому настройку контура будем вести на симметричный оптимум.

.

Произведем выбор передаточных функций в качестве известных  звеньев:

1. ,

,

;

2. ,

          ,

;

3.                                             ;

4.                                              .

                                

                 

;

;

;

, сек

, сек

;

;

;

.

Для реализации структурной схемы, показанной на рисунке 2.21, на входе понадобится предшествующий фильтр. Он необходим, для того, чтобы исключить возможные в системе рывки, которые в свою очередь нежелательны для системы и могут привести к обрыву полотна.

Переходный процесс контура натяжения представлен на рисунке 2.22.

Рис. 2.22 Переходный процесс контура  натяжения

 

 

2.3.2 Контур скорости

 

На рисунке 2.23 представлена структурная схема контура натяжения полотна проектируемой системы в виде передаточных функций.

 Рис. 2.23 Структурная схема контура натяжения

– передаточная функция фильтра;

– суммарный момент инерции, приведенный к валу двигателя наката;

– радиус тамбурного вала;

– коэффициент датчика скорости;

1. ,

2. ,

          ,

.

3.                                             .

                                ;

;

;

;

Переходный процесс контура скорости представлен на рисунке 2.24.

Рис. 2.24 Переходный процесс контура  скорости

 

 

2.3.3 Структурная схема продольно-резательного  станка

 

Структурная схема продольно резательного станка изображена на рисунке 2.25.

Рис. 2.25 Структурная схема продольно резательного станка

Структурная схема, построенная в программном пакете «MatLab-6.1» и переходный процесс системы натяжения продольно - резательного  станка представлены на рисунках 2.26 и 2.27 соответственно.

 

 

 

 

 

Рис. 2.26 Структурная схема продольно – резательного станка 

Рис. 2.27 Переходный процесс системы натяжения продольно - резательного  станка

 

 

Вывод

В данной главе был произведен выбор  электродвигателя раската, а также аппаратуры защиты и управления. Произведена проверка выбранных аппаратов по токам короткого замыкания.

Рассмотрена система диспетчерского управления.

Построена структурная схема продольно  – резательного станка. Из полученного переходного процесса можно сделать вывод, что настройки контуров на симметричный оптимум сохранились, следовательно, регуляторы рассчитаны правильно. Причем видно, что при подаче , на выходе будем иметь заданное значение натяжения.

В контуре регулирования натяжения  и скорости происходит отработка предшествующего фильтра, обеспечивающий затянутость переходного процесса, а значит и исключение рывка.