Пермский национальный исследовательский политехнический университет Кафедра ЭАГП

Пермский национальный исследовательский политехнический университет Кафедра ЭАГП Дисциплина: «Системы управления электроприводами» Тема 2. 1. 2. , Лекция 2: «Основные элементы систем управления электроприводами. Изображение и обозначение элементов систем управления электроприводами» . Время: 1 час Учебные вопросы: 1. Основные элементы систем управления электроприводами. 2. Изображение и обозначение основных элементов систем управления электроприводами. г. Пермь 1

1 вопрос. Основные элементы систем управления электроприводами. Структурная схема СУЭП в обобщенном виде представлена на рис. F 1. 1 УИ в Xв Uу Xз УР УЗ СПЭ Eп ЭД X Xс УУ ПМ ИО Y УИс ОУ Основные функциональные элементы СУ ЭП (элементную базу) можно разбить на несколько групп: 1) задающие элементы, позволяющие установить заданное значение выходной переменной ОУ (источники эталонного напряжения или тока, потенциометры, сельсины и др. ); они могут содержать блоки памяти (от уставок реле и напряжений до устройств хранения программ и данных, записанных на магнитных и электронных носителях информации); задающие воздействия на рис. 1. 1 обозначены переменной Xз; 2

3 Основные элементы систем управления электроприводами. Основные функциональные элементы СУ ЭП (элементная база): 2) чувствительные элементы, обеспечивающие непосредственное измерение переменных ОУ (датчики координат состояния ОУ); 3) усилительные элементы, служащие для усиления сигналов чувствительных элементов (транзисторные усилители, масштабирующие операционные усилители и др. ); выходные сигналы усилительных элементов на рис. 1. 1 обозначены переменной Xс; 4) исполнительные элементы, предназначенные для приведения в движение исполнительных механизмов ОУ (электрические двигатели постоянного или переменного тока); 5) преобразовательные элементы, обеспечивающие преобразование входного сигнала (энергии) одного вида или уровня в другой; 6) корректирующие элементы, обеспечивающие изменение статических и динамических свойств СУ ЭП (фильтрующие элементы, дифференцирующие и интегрирующие звенья в прямом или обратном канале регулирования, параметрические регуляторы).

Основные элементы систем управления электроприводами. 7) блоки связи микропроцессорных средств управления (МСУ) с объектом управления (модули ввода/вывода информации) и иными периферийными устройствами, в частности сетевые аппаратные средства. Наиважнейшею роль в СУ ЭП выполняет устройство управления, т. е. структура и параметры УУ, обеспечивающих достижение цели управления. Элементы систем автоматического управления можно еще классифицировать по следующим основным признакам. По функциональному назначению: измерительные, усилительнопреобразовательные, исполнительные, корректирующие. По виду энергии, используемой для работы: электрические, механические, гидравлические, пневматические, комбинированные. По наличию или отсутствию вспомогательного источника энергии: активные и пассивные. По характеру математических соотношений. По поведению в статическом режиме: статические и астатические. 4

2. Изображение и обозначение основных элементов. Для обозначения основных элементов схем управления электроприводом используется следующая аббревиатура: ЭП – электропривод; АЭП – автоматизированный электропривод; СУ ЭП – система управления электроприводом; ЭМСУ – электромеханическая система управления; РКСУ – релейно-контакторная система управления; САР – система автоматического регулирования; САУ – система автоматического (автоматизированного) управления (система автоматизации и управления); АСУ ТП – автоматизированная система управления технологическим процессом (производством); ОУ – объект управления; УУ – устройство управления; ДПТ – двигатель постоянного тока; АД – асинхронный двигатель; СД – синхронный двигатель; 5

6 Изображение и обозначение основных элементов. ЭМП – электромашинный преобразователь; ТП – тиристорный (транзисторный) преобразователь; ИН – инвертор напряжения; ИТ – инвертор тока; ИМ – исполнительный механизм; ММ – математическая модель; ОДУ – обыкновенные дифференциальные уравнения; УВМ – управляющая вычислительная машина; ЭВМ – электронная вычислительная машина; МСУ – микропроцессорные средства управления; УСО – устройство связи с объектом; ЦАП – цифро-аналоговый преобразователь; АЦП – аналого-цифровой преобразователь.

7 Изображение и обозначение основных элементов. Системы управления ЭП и их элементы изображают на чертежах в виде схем. Схемы могут быть электрические, кинематические, строительные. Виды электрических схем: 1) Функциональные 2) Структурные 3) Принципиальные 4) Монтажные а) Внутренние б) Внешние 5) Схемы подключения 6) Схемы расположения 7) Общие 8) Комбинированные.

8 Изображение и обозначение основных элементов. Функциональная схема (рисунок 2. 1) является условным изображением САУ и определяет функциональную связь всех элементов, разъясняет процессы, протекающие в отдельных частях и в ЭП в целом. Элементы на схеме соединяются в той последовательности, в какой они работают в реальной системе, обозначаются в соответствии с их функциональным назначением. Графическое построение схемы должно давать наиболее наглядное представление о системе. Рисунок 2. 1

9 Изображение и обозначение основных элементов. Структурная схема (рисунок 2. 2) определяет основные функциональные части системы, их назначение и взаимодействие. Структурная и функциональная схемы разрабатываются при проектировании на стадии, предшествующей разработке принципиальной схемы. Функциональные элементы на структурной схеме изображают в виде прямоугольника (кроме сравнивающего и суммирующего, изображаемых кружками, разделенными на секторы). Для каждого элемента указывается порядковый номер, передаточная функция, УУ ТП Д график переходной функции и т. д. Структурные схемы ДС нужны при анализе и синтезе систем. Рисунок 2. 2

Изображение и обозначение основных элементов. 10 Принципиальная схема (рис. 2. 3). Определяет полный состав элементов установки. Элементы на принципиальной схеме обозначаются в виде условных графических обозначений в соответствии с ГОСТом. Сложные элементы на принципиальных схемах, не имеющих принципиального значения, можно обозначить прямоугольником. Основное требование при разработке принципиальных схем – наглядность цепи протекания тока, для чего используется разнесенный способ размещения условных графических изображений элементов. Рис. 2. 3 Принципиальная схема СУЭП

Изображение и обозначение основных элементов. 11 Принципиальные схемы являются основой для составления монтажных и других схем, а также для наладки и ремонта. Монтажная. Внутренние соединения – показывают реальное положение элементов принципиальной схемы, их соединения и кабели, которыми отделяются эти соединения. Чертятся элементы в соответствии с их геометрией расположения. Схема применяются при наладке и ремонте. Схема подключений. Показывает внешнее подключение данной системы составных частей ЭП между собой и с другим оборудованием. Схема расположения. Определяет относительное расположение частей ЭП на технологической установке и вне нее. Общая схема. Схема для группы ЭП, например, схема линии подачи. Комбинированные. На такой схеме изображены элементы электрооборудования вместе с элементами гидравлики, пневматики и пр.

Литература 1. Системы управления электроприводами. Учебник/ Терехов В. М. , Осипов О. И. Под общей редакцией В. М. Терехова. Москва, издательский центр «Академия» , 2004 г. 2. Системы автоматизации управляемыми электроприводами. Учебное пособие/ Г. И. Гульков, Ю. Н. Петренко. Под общей редакцией Ю. Н. Петренко. Минск, Новое знание, 2004 г. 3. Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов. Учебник/ Белов М. П. , Новиков В. А. , Рассудов Л. Н. Москва, издательский центр «Академия» , 2007 г. 12