Какие режимы работы управляющего компьютера считаются разомкнутыми

Обновлено: 01.03.2023

Как уже отмечалось, микропроцессорная система обеспечивает большую гибкость работы, она способна настраиваться на любую задачу. Гибкость эта обусловлена прежде всего тем, что функции, выполняемые системой, определяются программой (программным обеспечением, software ), которую выполняет процессор . Аппаратура ( аппаратное обеспечение , hardware ) остается неизменной при любой задаче. Записывая в память системы программу, можно заставить микропроцессорную систему выполнять любую задачу, поддерживаемую данной аппаратурой. К тому же шинная организация связей микропроцессорной системы позволяет довольно легко заменять аппаратные модули, например, заменять память на новую большего объема или более высокого быстродействия, добавлять или модернизировать устройства ввода/вывода , наконец, заменять процессор на более мощный. Это также позволяет увеличить гибкость системы, продлить ее жизнь при любом изменении требований к ней.

Но гибкость микропроцессорной системы определяется не только этим. Настраиваться на задачу помогает еще и выбор режима работы системы, то есть режима обмена информацией по системной магистрали ( шине ).

Практически любая развитая микропроцессорная система (в том числе и компьютер ) поддерживает три основных режима обмена по магистрали:

• программный обмен информацией;
• обмен с использованием прерываний ( Interrupts );
• обмен с использованием прямого доступа к памяти ( ПДП , DMA — Direct Memory Access ).

Программный обмен информацией является основным в любой микропроцессорной системе . Он предусмотрен всегда, без него невозможны другие режимы обмена. В этом режиме процессор является единоличным хозяином (или задатчиком, Master) системной магистрали. Все операции (циклы) обмена информацией в данном случае инициируются только процессором, все они выполняются строго в порядке, предписанном исполняемой программой.

Процессор читает (выбирает) из памяти коды команд и исполняет их, читая данные из памяти или из устройства ввода/вывода , обрабатывая их, записывая данные в память или передавая их в устройство ввода/вывода . Путь процессора по программе может быть линейным, циклическим, может содержать переходы (прыжки), но он всегда непрерывен и полностью находится под контролем процессора. Ни на какие внешние события, не связанные с программой, процессор не реагирует (рис. 1.11). Все сигналы на магистрали в данном случае контролируются процессором.

Обмен по прерываниям используется тогда, когда необходима реакция микропроцессорной системы на какое-то внешнее событие, на приход внешнего сигнала. В случае компьютера внешним событием может быть, например, нажатие на клавишу клавиатуры или приход по локальной сети пакета данных. Компьютер должен реагировать на это, соответственно, выводом символа на экран или же чтением и обработкой принятого по сети пакета.

В общем случае организовать реакцию на внешнее событие можно тремя различными путями:

• с помощью постоянного программного контроля факта наступления события (так называемый метод опроса флага или polling );
• с помощью прерывания, то есть насильственного перевода процессора с выполнения текущей программы на выполнение экстренно необходимой программы;
• с помощью прямого доступа к памяти , то есть без участия процессора при его отключении от системной магистрали.

Проиллюстрировать эти три способа можно следующим простым примером. Допустим, вы готовите себе завтрак, поставив на плиту кипятиться молоко. Естественно, на закипание молока надо реагировать, причем срочно. Как это организовать? Первый путь — постоянно следить за молоком, но тогда вы ничего другого не сможете делать. Правильнее будет регулярно поглядывать на молоко, делая одновременно что-то другое. Это программный режим с опросом флага. Второй путь — установить на кастрюлю с молоком датчик, который подаст звуковой сигнал при закипании молока, и спокойно заниматься другими делами. Услышав сигнал, вы выключите молоко. Правда, возможно, вам придется сначала закончить то, что вы начали делать, так что ваша реакция будет медленнее, чем в первом случае. Наконец, третий путь состоит в том, чтобы соединить датчик на кастрюле с управлением плитой так, чтобы при закипании молока горелка была выключена без вашего участия (правда, аналогия с ПДП здесь не очень точная, так как в данном случае на момент выполнения действия вас не отвлекают от работы).

Первый случай с опросом флага реализуется в микропроцессорной системе постоянным чтением информации процессором из устройства ввода/вывода , связанного с тем внешним устройством, на поведение которого необходимо срочно реагировать.

Во втором случае в режиме прерывания процессор , получив запрос прерывания от внешнего устройства (часто называемый IRQ — Interrupt ReQuest ), заканчивает выполнение текущей команды и переходит к программе обработки прерывания. Закончив выполнение программы обработки прерывания, он возвращается к прерванной программе с той точки, где его прервали (рис. 1.12).

Здесь важно то, что вся работа, как и в случае программного режима, осуществляется самим процессором, внешнее событие просто временно отвлекает его. Реакция на внешнее событие по прерыванию в общем случае медленнее, чем при программном режиме. Как и в случае программного обмена, здесь все сигналы на магистрали выставляются процессором, то есть он полностью контролирует магистраль . Для обслуживания прерываний в систему иногда вводится специальный модуль контроллера прерываний , но он в обмене информацией не участвует. Его задача состоит в том, чтобы упростить работу процессора с внешними запросами прерываний . Этот контроллер обычно программно управляется процессором по системной магистрали.

Естественно, никакого ускорения работы системы прерывание не дает. Его применение позволяет только отказаться от постоянного опроса флага внешнего события и временно, до наступления внешнего события, занять процессор выполнением каких-то других задач.

Прямой доступ к памяти (ПДП, DMA) — это режим, принципиально отличающийся от двух ранее рассмотренных режимов тем, что обмен по системной шине идет без участия процессора. Внешнее устройство , требующее обслуживания, сигнализирует процессору, что режим ПДП необходим, в ответ на это процессор заканчивает выполнение текущей команды и отключается от всех шин , сигнализируя запросившему устройству, что обмен в режиме ПДП можно начинать.

Операция ПДП сводится к пересылке информации из устройства ввода/вывода в память или же из памяти в устройство ввода/вывода . Когда пересылка информации будет закончена, процессор вновь возвращается к прерванной программе, продолжая ее с той точки, где его прервали (рис. 1.13). Это похоже на режим обслуживания прерываний, но в данном случае процессор не участвует в обмене. Как и в случае прерываний, реакция на внешнее событие при ПДП существенно медленнее, чем при программном режиме.

Понятно, что в этом случае требуется введение в систему дополнительного устройства (контроллера ПДП ), которое будет осуществлять полноценный обмен по системной магистрали без всякого участия процессора. Причем процессор предварительно должен сообщить этому контроллеру ПДП , откуда ему следует брать информацию и/или куда ее следует помещать. Контроллер ПДП может считаться специализированным процессором, который отличается тем, что сам не участвует в обмене, не принимает в себя информацию и не выдает ее (рис. 1.14).

В принципе контроллер ПДП может входить в состав устройства ввода/вывода , которому необходим режим ПДП или даже в состав нескольких устройств ввода/вывода . Теоретически обмен с помощью прямого доступа к памяти может обеспечить более высокую скорость передачи информации, чем программный обмен, так как процессор передает данные медленнее, чем специализированный контроллер ПДП . Однако на практике это преимущество реализуется далеко не всегда. Скорость обмена в режиме ПДП обычно ограничена возможностями магистрали. К тому же необходимость программного задания режимов контроллера ПДП может свести на нет выигрыш от более высокой скорости пересылки данных в режиме ПДП . Поэтому режим ПДП применяется редко.

Если в системе уже имеется самостоятельный контроллер ПДП , то это может в ряде случаев существенно упростить аппаратуру устройств ввода/вывода , работающих в режиме ПДП . В этом, пожалуй, состоит единственное бесспорное преимущество режима ПДП .

Современные компьютеры автоматически выполняют несколько сотен различных команд.

Все машинные команды можно разделить на группы по видам выполняемых опе­раций:

· операции пересылки информации внутри компьютера;

· арифметические операции над информацией;

· логические операции над информацией;

· операции над строками (текстовой информацией);

· операции обращения к внешним устройствам компьютера;

· операции передачи управления;

· обслуживающие и вспомогательные операции.

Пояснения требуют операции передачи управления (или, иначе, — ветвления про­граммы), которые служат для изменения естественного порядка выполнения ко­манд. Существуют операции безусловной передачи управления и операции услов­ной передачи управления.

Операции безусловной передачи управления всегда обусловливают выполнение после данной команды не следующей по порядку, а той, адрес которой в явном или неявном виде указан в адресной части команды.

Операции условной передачи управления вызывают тоже передачу управления по адресу, указанному в адресной части команды, но только в том случае, если выпол­няется некоторое заранее оговоренное для этой команды условие. Это условие в яв­ном или неявном виде указано в коде операции команды. Команд условной пе­редачи управления насчитывается обычно до нескольких десятков — по числу используемых условий.

Вычислительные машины могут выполнять обработку информации в разных ре­жимах (рис. 1):

1) однопрограммном (монопольном) режиме;

2) многопрограммном режиме.

Рисунок 1 Режимы работы ЭВМ

Однопрограммный режим использования самый простой, применяется во всех поколения ПК. Из современных машин этот режим чаще всего используется в персональных компьютерах, где он называется реальным ре­жимом работы микропроцессора. В этом режиме все ресурсы ПК передаются од­ному пользователю. Пользователь сам готовит имашину, и всю необходимую для решения задач информацию, загружает программу и данные, непосредственно на­блюдает за ходом решения задачи и выводом результатов. Такой вариант режима называют режимом непосредственного доступа.

Однопрограммный режим имеет и второй вариант — вариант косвенного доступа, при котором пользователь не имеет непосредственного контакта с компьютером. В этом варианте пользователь готовит свое задание и отдает его на обработку. За­дача запускается в порядке очередности, и по мере готовности результаты ее реше­ния выдаются пользователю. Однопрограммный режим непосредственного доступа весьма удо­бен для пользователя, но для него характерен чрезвычайно низкий коэффициент загрузки оборудования — временные простои многих устройств машины и в пери­од подготовки задачи для решения, и непосредственно при решении задачи (при вычислениях в процессоре простаивают внешние устройства, при печати простаи­вают процессор, основная и внешняя память и т. д.).

Многопрограммный (его также называют мультипрограммным, многозадачным, а в ПК и многопользовательским) режим обеспечивает лучшее использование ресурсов компьютера, но несколько ущемляет интересы пользователя. Для выпол­нения этого режима необходимо прежде всего разделение ресурсов машины в про­странстве (на множестве устройств компьютера) и во времени.

Важность проблемы защиты памяти под­черкивается тем фактом, что многопрограммный режим работы микропроцессора в ПК обычно называют защищенным режимом.

Простейшим вариантом многопрограммного режима является режим пакетной обработки. Он в максимальной степени обеспечивает загрузку всех ресурсов ма­шины, но наименее удобен пользователю.

В классических системах пакетной об­работки информации все подлежащие решению задачи анализировались и объеди­нялись в различные группы (пакеты) с тем, чтобы в пределах пакета обеспечивалась равномерная загрузка всех устройств машины.

Второй частный случай многопрограммного режима — режим разделения време­ни, характерен тем, что на машине действительно одновременно решается несколь­ко задач, каждой из которых по очереди выделяются кванты времени, обычно не­достаточные для полного решения задачи. Условием прерывания решения текущей задачи служит либо истечение кванта выделенного времени, либо обращение к про­цессору какого-либо приоритетного внешнего устройства, например клавиатуры для ввода информации.

Прерывание задачи от клавиатуры является типичным для диалогового режима работы ПК, являющегося частным случаем режима разделения времени. Диалого­вые режимы характерны для многопользовательских систем: они обеспечивают одновременную работу нескольких пользователей при решении задач в интерак­тивном режиме. В процессе решения задачи пользователь имеет возможность кор­ректировать ход выполнения своего задания. Диалоговые системы активно исполь­зуются при совместной работе нескольких пользователей даже с одной программой: формирование и корректировка баз данных, программ, чертежей, схем и докумен­тов.

Режим реального времени — еще один вариант режима с разделением машинного времени. Этот режим используется в основном в динамических системах управленияи диагностики, когда строго регламентируется время ответа системы (выпол­нения задания) на случайно поступающие запросы.

Все режимы разделения машинного времени обеспечивают пользователю работу в режиме «on-line».

Основная нагрузка на реализацию многопрограммных режимов, как уже говори­лось, ложится на операционную систему.

Вопросы для самоконтроля по разделу

1. Приведите примеры программных продуктов, входящих в группу прикладного программного обеспечения.

Правильные ответы выделены зелёным цветом.
Все ответы:

Выберите наиболее точное определение термина «Компьютер»?

(1) компьютер — очень удобное средство для связи человека с внешним миром

(3) с помощью компьютера можно устроить домашний кинотеатр со стереозвуком и выводом изображения не только на экран ПК, но и на широкоформатный телевизор

(4) компьютер — устройство для поиска, сбора, хранения, преобразования и использования информации в цифровой форме

(5) компьютер — это универсальный инструмент, способный выполнять любые задачи

Какой командой можно задать размеры области рисования?

Как называется блок клавиш, запрограммированных на выполнение определённых действий (функций)?

(3) создания скриншотов (снимков экрана или отдельных его фрагментов)

Как называются программы для создания, редактирования и просмотра мультимедийных файлов — растровой, векторной и трехмерной графики?

(4) это программа для уменьшения информационного объема (сжатия) файлов

Как можно включить игры в ОС Windows, которые по умолчанию отключены?

(1) скачать их с официального сайта Microsoft и установить

(3) с помощью команды Пуск->Панель управления->Программы

(4) с помощью команды Пуск->Панель управления->Установка оборудования

Каким инструментом можно нарисовать правильный круг?

Что запрещается делать при работе с компакт дисками?

(4) надписи на дисках делать специальными фломастерами

Какое сочетание клавиш соответствует команде «Вставить»?

Какие из характеристик не имеют отношения к параметрам мыши?

Какая цифра соответствует строке заголовка?

(1) Перо позволяет пользователю на изображение, выделенном «Ножницами«, стирать фрагменты

(2) Перо позволяет пользователю на изображение, выделенном «Ножницами«, удалять фрагменты

(3) Перо позволяет пользователю на изображение, выделенном «Ножницами«, вырезать фрагменты

(4) Перо позволяет пользователю рисовать на изображение, выделенном «Ножницами«, дополнительные элементы

С помощью какой программы в составе ОС Windows можно прослушать аудиофайл?

Какое устройство показано на рисунке?

Какую клавишу следует нажать и удерживать при создании линии с наклоном 45 градусов?

Какую клавишу следует нажать в текстовом редакторе для перехода на следующую строку?

Что произойдет, если вы щелкните левой кнопкой мыши один раз ярлыке MS Paint на рабочем столе Windows?

(1) временное хранение информации в виде особого файла

Какой пункт контекстного меню Windows Media Player нужно выбрать, чтобы увидеть весь список музыкальных файлов?

Какая цифра соответствует блоку питания компьютера?

Если в процессе рисования вы совершили ошибочное действие, то такой комбинацией клавиш его можно отменить?

Какой из параметров не является характеристикой монитора?

Что произойдет при щелчке правой кнопкой мыши на значке любой папки, расположенной на вашем рабочем столе?

(2) откроется элемент управления, который называется контекстным меню. В этом меню приведены все действия, которые можно выполнить с данным объектом

Какое действие нужно выполнить для того, чтобы получить информацию о диске, папке или файле?

(1) необходимо в программе Проводник соответствующий объект выделить, а затем из контекстного меню, вызываемого правой кнопкой мыши, выбрать строчку Свойства

(2) необходимо в программе Проводник соответствующий объект выделить, а затем из контекстного меню, вызываемого левой кнопкой мыши, выбрать строчку Свойства

(3) необходимо в программе Проводник соответствующий объект выделить, а затем из контекстного меню, вызываемого двойным щелчком кнопки мыши, выбрать строчку Свойства

(4) необходимо в программе Проводник соответствующий объект выделить, а затем из контекстного меню, вызываемого правой кнопкой мыши, выбрать строчку Открыть

Какая кнопка отрывает оглавление справочной системы Windows?

В состав вычислительной машины обязательно должны входить:

• блок управления
• блок памяти
• блоки ввода/вывода информации
• блок обработки данных
• блок защиты от перепадов электричества
• блок защиты от взлома

Вопрос 2

Как называется программа, которая переводит в машинный код сразу всю программу и строит исполняемый файл?

• Компилятор
• Отладчик
• Транслятор
• Интерпретатор

Вопрос 3

Укажите операционные системы для мобильных устройств.

• iOS
• Google Android
• Windows Phone
• MS DOS
• QNX

Вопрос 4

Отметьте все программы, которые относятся к системному программному обеспечению.

• Операционные системы
• Драйверы
• Утилиты
• Редакторы текста
• Игры

Вопрос 5

Выберите правильное имя файла:

• LES.BMP
• INFORMATIKA:TXT
• 1DOCUM.
• LIST.3.EXE

Вопрос 6

Первым в мире программистом считается .

• А. Лавлейс
• С. Лебедев
• Г. Лейбниц
• Б. Паскаль

Вопрос 7

Пользователь, перемещаясь из одного каталога в другой, последовательно посетил каталоги LESSONS, CLASS, SCHOOL, D:, MYDOC, LETTERS. При каждом перемещении пользователь либо спускался в каталог на уровень ниже, либо поднимался на уровень выше. Каково полное имя каталога, из которого начал перемещение пользователь?

• D:SCHOOLCLASSLESSONS
• D:LESSONS
• D:MYDOCLETTERS
• D:LESSONSCLASSSCHOOL

Вопрос 8

Что из предложенного можно считать полным именем файла?

• c:logljfgh.txt
• kdftg.txt
• B:GGNUL.DOC
• a:d:ghjuk.kc

Вопрос 9

Как называлось первое механическое устройство для выполнения четырех арифметических действий?

• арифмометр
• суан-пан
• соробан
• абак

Вопрос 10

Специальный микропроцессор, предназначенный для управления внешними устройствами, называется:

• контроллер
• драйвер
• транзистор
• концентратор

Вопрос 11

В каком веке появились механические арифмометры?

• в XVII в.
• в XIV в.
• в XIX в.
• в XVI в.

Вопрос 12

Элементарная база компьютеров второго поколения — это:

• транзистор
• электронная лампа
• интегральная схема
• большая интегральная схема

Вопрос 13

Отметьте принципы, которые можно отнести к основополагающим принципам построения компьютеров.

• принцип двоичного кодирования
• принцип программного управления
• принцип иерархической организации памяти
• принцип отсутствия умения принимать самостоятельные решения
• принцип доступной стоимости

Вопрос 14

Отметьте все прикладные программы.

• Электронные таблицы
• Графические редакторы
• Системы управления базами данных
• Утилиты
• Операционная система

Вопрос 15

В каталоге находятся файлы со следующими именами:

file.mdb file.mp3
ilona.mpg pile.mpg
miles.mp3 nil.mpeg

Определите, по какой из масок будет выбрана указанная группа файлов:
file.mp3
pile.mpg
miles.mp3
nil.mpeg

• ?il*.mp?
• *il?.mp*
• ?il*.mp
• ?il*.m*

Вопрос 16

Расставьте по порядку действия, выполняемые процессором при работе с программой:

• чтение команды из памяти и её расшифровка
• формирование адреса очередной команды
• выполнение команды

Вопрос 17

Заполните пропуски в предложении.
Команды программ и … хранятся в одной и той же памяти, и внешне в памяти они … . Распознать команды и данные можно только по способу … .

• данные, неразличимы, использования
• информация, неразличимы, кодирования
• информация, отличны друг от друга, кодирования
• данные, отличны друг от друга, использования

Вопрос 18

Установите соответствие между категориями людей, использующих компьютеры, и типами программного обеспечения:

• прикладные программы
• системы программирования
• системные программы

Вопрос 19

Что понимается под термином «поколение ЭВМ»?

• Совокупность машин, предназначенных для обработки, хранения и передачи информации
• Все типы моделей процессора Pentium
• Все счётные машины
• Все типы и модели ЭВМ, построенные на одних и тех же научных и технических принципах

Вопрос 20

Определите, какое из указанных имен файлов удовлетворяет маске: F??tb*.d?*.

Регулирование по разомкнутому и замкнутому циклам в системах управления и автоматики

Поддержание регулируемой величины в заданных пределах или изменение ее по заданному закону в процессе работы системы управления и автоматики может быть выполнено по разомкнутому или замкнутому циклам регулирования. Рассмотрим систему (рис. 1), состоящую из последовательно соединенных: объекта регулирования ОР, регулирующего органа РО, регулятора Р и задатчика З — устройства, с помощью которого в систему подается задающее воздействие.

При регулировании по разомкнутому циклу (рис. 1, а) задающее воздействие х( t ), поступающее на регулятор от задатчика, не является функцией результата этого воздействия на объект, оно задается оператором. Определенному значению задающего воздействия будет соответствовать определенное текущее значение регулируемой величины у(t), которое будет зависеть от возмущающего воздействия F(t). Объяснение основных терминов смотрите здесь: Общие принципы построения систем автоматики

Разомкнутая система представляет собой по существу передаточную цепь, в которой задающее воздействие х(t) от задатчика после надлежащей обработки регулятором посредством внутренних воздействий Z 1( t) и Z2( t ) передается объекту регулирования, но обратного воздействия объекта на регулятор нет.

Рис. 1. Схемы регулирования по разомкнутому (а) и замкнутому (б) циклам: З — задатчик, Р — регулятор, РО — регулирующий орган, ОР — объект регулирования, х( t ) — задающее воздействие, Z 1( t) и Z2( t ) — внутренние регулирующие воздействия, у( t ) — регулируемая величина, F( t ) — возмущающее воздействие.

Примеры регулирования по разомкнутому и замкнутому циклам

На рис. 2, а приведена схема управления частотой вращения двигателя постоянного тока Д. При изменении положения движка реостата Р будет меняться ток возбуждения в обмотке возбуждения ОВГ генератора Г, что приводит к изменению его э. д. с. и, следовательно, напряжения подводимого к двигателю Д.

Тахогенератор ТГ, установленный на одном валу с двигателем Д, развивает э. д. с, пропорциональную частоте вращения со вала двигателя. Вольтметр, подключенный к щеткам тахогенератора, со шкалой, проградуированной в единицах частоты вращения, позволяет осуществлять только визуальный контроль за частотой вращения двигателя.

Если характеристики машин стабильны, то каждому положению движка реостата будет соответствовать определенное значение частоты вращения двигателя. В данной системе имеет место воздействие регулятора на объект, но обратного воздействия нет, т.е. система работает по разомкнутому циклу.

Рис. 2. Принципиальные схемы управления частотой вращения двигателя постоянного тока по разомкнутому (а) к замкнутому (б) циклам: Р — реостат, ОВГ — обмотка возбуждения генератора, Г — генератор, ОВД — обмотка возбуждения двигателя, Д — двигатель, ТГ — тахогенератор, ДП — двигатель привода ползунка реостата, У — усилитель.

Если соединить выход системы с регулятором таким образом, чтобы на регулятор все время поступало два сигнала — сигнал с задатчика и сигнал с выхода объекта, то получим систему, работающую по замкнутому циклу. В такой системе существует воздействие не только регулятора на объект, но и объекта на регулятор.

На рис. 2, б приведена схема управления частотой вращения двигателя Д постоянного тока, в которой выход системы посредством тахогенератора ТГ, реостата Р, усилителя У и двигателя ДП привода ползунка реостата Р соединен с входом системы.

Здесь существует автоматический контроль за частотой вращения двигателя. Любое изменение частоты вращения приведет к появлению сигнала на двигателе ДП, который переместит ползунок реостата Р в ту или другую стороны от положения, соответствующего заданной частоте вращения двигателя Д.

Если частота вращения по какой-либо причине уменьшится, то ползунок реостата Р займет положение, при котором ток возбуждения в обмотке возбуждения ОБ генератора увеличится. Это приведет к увеличению напряжения генератора, а следовательно, и к увеличению частоты вращения двигателя Д, которая примет первоначальное положение.

При увеличении частоты вращения двигателя Д произойдет перемещение ползунка реостата Р в обратном направлении, что и приведет к уменьшению частоты вращения двигателя Д.

Разомкнутая система автоматического регулирования самостоятельно, без вмешательства оператора, не может изменить режим своей работы, если стали иными возмущения, поступающие на систему. Замкнутая система автоматически реагирует на любые изменения, происходящие в системе.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Читайте также:

  

• Удостоверяющие центры контур для получения эцп москва

  

• В icq не работает звук

  

• Текст занимает 2 кбайта памяти компьютера сколько символов содержит этот текст

  

• Как lan переделать в wan

  

• Чем открыть файл plan

Федеральное
агентство по образованию
РФ

Государственное
образовательное учреждение

высшего
профессионального образования

«Ярославский
государственный технический университет»

Реферат
защитил

с
оценкой __________

Преподаватель

__________
Ю.В. Никитина

Реферат
по дисциплине

«Основы
теории управления»

ЯГТУ
230201.65

«Разомкнутые и замкнутые
цифровые СУ. Цифровой компьютер»

Работу
выполнил

студент
гр. ДСИТ-37

__________
Е.Ф. Пузырев

Ярославль
2010

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………….…….….3

1. Системы автоматического
управления…………………….……………5

1.1. Разомкнутые САУ…………………………………………….……….…5

1.2. Замкнутые САУ
……………………………………………….…….…..7

2. Цифровой компьютер……………………………………………………13

ЛИТЕРАТУРА………………………………………………………………15

ВВЕДЕНИЕ

Совокупность управляемого
объекта и устройства, обеспечивающего
реализацию части или всех функций
процесса управления без непосредственного
участия человека, называется автоматической
системой, (системой автома­тики). По
функциональному признаку автоматические
системы разделяются на два основных
вида: 1) системы автоматического контроля
(САК); 2) системы автоматического управления
(САУ). САК обеспечивают автоматическое
получение информации о со­стоянии и
условиях работы того или иного объекта
управления, а также ее представление в
удобном виде на пульте оператора
(дис­петчера), а САУ — автоматическое
функционирование объекта в соответствии
с требованиями технологического
процесса.

Рассмотрим принципы построения
различных автоматических систем,
используя, их функциональные и
принципиальные схемы. На функциональных
схемах (блок-схемах) составные части
системы (блоки) представляются
геометрическими фигурами (прямоугольниками,
кружками), а их взаимодействие —
линиями со стрелками. Блоки обозначаются
буквами (словами), соответст­вующими
выполняемым ими функциям. Число блоков
для одной и той же системы может быть
различным, так как их выделение
производится условно, в зависимости от
детализации выполняе­мых ими функций
в системе.

Детальное представление о
принципах работы автоматической системы
дает ее принципиальная схема, на которой
элементы и связи между ними изображают
в виде условных графических обо­значений,
установленных целым рядом Государственных
общесо­юзных стандартов (ГОСТ).
Позиционные обозначения элементов или
устройств принципиальной схемы также
определяются требо­ваниями ГОСТа.
Например, при выполнении электрических
схем руководствуются ГОСТ 2.721—74, ГОСТ
2.728—74, ГОСТ 2.730—73, ГОСТ 2755—74, ГОСТ
2.756—76 на обозначения условные графи­ческие
для различных элементов и ГОСТ 2.710—81
на их буквен­но-цифровые обозначения.

Общая функциональная схема
системы автоматического контроля
представлена па рис. 1, а. Контролируемая
величина х объ­екта О измеряется
блоком (элементом) ИБ и поступает
в управляющий блок УБ, в котором
формируется сигнал и, подавае­мый на
воспроизводящий блок (элемент) ВБ.
Последний фикси­рует результаты
контроля в форме, удобной для оператора,
исполь­зуя световые, звуковые,
стрелочные, цифровые, самопишущие
приборы. Состав воспроизводящих приборов
определяется требованиями к системе
контроля.

В качестве примера САК на рис.
1,6 приведена принципиаль­ная схема
контроля уровня жидкости в емкости.
Контролируемым параметром в этой системе
является уровень Н, например, воды в
баке. Функции измерительного элемента
выполняет металлический электрод
(датчик) В установленный на высоте,
соответст­вующей заданному значению
уровня.

Управляющий блок представлен
электромагнитным реле К. воспроизводящий
элемент — сигнальной лампой НL. Когда
вода поднимается до уровня установки
электрода В, по обмотке реле от источника
U₁ будет
проходить ток. Контакт реле замкнется
и подключит к источнику U₂
сигнальную лампу.

Рис. 1. Общая функциональная схема
системы автоматического контроля (а) и
пример её реализации (б).

1. Системы автоматического
управления

Они классифицируются по ряду
признаков, характеризующих различные
их особенности.

1. По типу контура управления:
разомкнутые, замкнутые.

2. По принципу управления: по
отклонению, комбинированные, адаптивные.

3. По характеру изменения
задания: стабилизирующие, про­граммные,
следящие.

4. По характеру сигнала:
непрерывные, дискретные (импульс­ные,
релейные, цифровые).

5. По характеру реакции на
возмущение: статические, астати­ческие.

6. По виду вспомогательной
энергии: электрические, пневма­тические,
гидравлические, комбинированные.

1. Разомкнутые САУ

Рис.2. Общая функциональная схема
разомкнутой системы
автоматического
управления (а), пример е реализации (б)
и программа изменения скорости (в)

Простейшими системами управления
являются разомкнутые САУ (рис. 2.,а). Они
обеспечивают заданный закон изменения
состояния объекта управления (включение,
выключение, измене­ние режима работы,
требуемую последовательность
технологичес­ких операций и др.) без
контроля результатов управления (без
обратной связи). Закон изменения состояния
объекта управления во времени называется
программой управления. Последняя
разме­щается в специальном блоке-задатчике
ЗБ, который формирует заданное значение
х₃ управляемой
величины х объекта, т. е. закон ее изменения
во времени. При этом под управляемой
величиной понимают параметр, характеризующий
рабочий процесс объекта например,
угловую скорость, температуру, момент
нагрузки и др. Функции задатчика могут
выполняться релейным или программным
устройством, вычислительной машиной.

Управляющий блок УБ воспринимает
сигнал задатчика, преобразует его и
выдает командный сигнал на вход
исполнительного устройства ИУ, которое
вырабатывает управляющее воздействия
и, прикладываемое ко входу объекта.
Последнее изменяет количество энергии
или вещества, подводимого к объекту,
обеспечивая этим изменение его состояния
в соответствии с заданием.

Воздействия z, изменяющиеся при
работе системы и нарушающие требуемую
функциональную связь между х₃
и х, называются возмущающими, или
возмущениями. Они делятся на основные
и второстепенные (помехи). Основные
возмущающие воздействия! сильно влияют
на управляемый процесс. Они, как правило,
приложены к объекту. К ним относятся
нагрузка объекта управления, влияние
температуры, влажности и т. п. Помехи —
это многочисленные воздействия, слабо
влияющие на ход процесса. К ним можно
отнести колебания напряжения в сети
переменного тока, изменения сопротивлений
цепей, воздушные зазоры и упругие
деформации в деталях и т. п. Помехи могут
воздействовать на часть или на все
элементы системы.

В качестве примера разомкнутой
САУ на рис. 2, б представлена принципиальная
схема управления угловой скоростью
электродвигателя М2. Программное
устройство (задатчик) в этой системе
выполнено на синхронном микродвигателе
М1, на валу которого расположен профильный
диск ПД, и резисторе R, подвижный контакт
которого перемещается толкателем,
взаимодействующим с ПД. Программа
изменения скорости (рис. 2., в) определяется
профилем диска ПД. В соответствии с
изменением напряжения U₃,
подаваемого на обмотку возбуждения L
генератора G изменяются во времени
напряжение U_я
на якоре двигателя М2 (управляющее
воздействие) и угловая скорость вала у
управляемая величина). Основное возмущение
в этой системе — нагрузка на валу
двигателя, т. е. статический момент М_с.

Изменяя профиль диска ПД, можно
получить любой закон изменения скорости
двигателя. Подобный принцип задания
скорости 3 используется при управлении
подъемными машинами. Профильный диск
связывают с валом подъемной машины,
задавая скорость в зависимости от
положения подъемного сосуда в стволе.

Недостаток разомкнутых САУ —
малая точность выполнения I
заданного закона управления, так как
возмущающие воздействия не компенсируются.
Поэтому такие системы в основном
применяют для автоматизации процессов
пуска и останова машин и механиз­мов,
когда не требуется точное выполнение
заданного закона изменения скорости
(насосы, вентиляторы, конвейеры,
компрессоры и др.), а также для обеспечения
требуемой последовательности рабочих
операций.

1. Замкнутые САУ

Замкнутые САУ строятся на основе
принципа обратной связи, сущность
которого заключается в том, что управляющее
воздей­ствие ставится в зависимость
от того результата, который оно вызывает.
Под обратной связью понимают устройство,
осущест­вляющее передачу воздействия
с выхода системы или ее элемента на их
входы. Такие связи (их может быть несколько
в одной си­стеме) реализуются на основе
измерительных устройств.

Обратные связи могут быть жесткими
и гибкими, положитель­ными и
отрицательными. Жесткая обратная связь
действует по­стоянно, т. е. в переходных
и установившихся режимах работы системы,
а гибкая — только в переходных режимах.
Сигнал поло­жительной обратной связи
суммируется с входным сигналом систе­мы
(элемента), а сигнал отрицательной —
вычитается из входно­го сигнала.

Замкнутая САУ (рис. 3, а), в которой
управляющее воздей­ствие вырабатывается
в функции отклонения действительного
значения управляемой величины от ее
заданного значения, назы­вается
системой автоматического регулирования
(САР). Управле­ние в таких системах
называют регулированием, управляющее
устройство — регулятором, а управляемую
величину — регулируе­мой величиной.

В САР, представленной на рис. 3,
а, реализован принцип управления
отклонению. Блок ИБ измеряет регулируемую
ве­личину х, преобразует ее в величину
х_и, подобную
выходной вели­чине х₃
задатчика ЗБ и подаёт на элемент сравнения
ЭС, который определяет отклонение
регулируемой величины от заданного
значения:

Рис.3 .Функциональные схемы
замкнутых САУ: а – САР по
отклонению; б –
комбинированием ; в – адаптивная

Сигнал ∆х после преобразования
в управляющем блоке УБ передается на
исполнительное устройство, которое
формирует управляющее воздействие
,
прикладываемое к
регулирую­щему органу объекта
(задвижке, клапану и т. п.) и обеспечивает
тем самым приближение регулируемой
величины к заданному зна­чению.
Регулирующий орган может отсутствовать,
если весь поток энергии или вещества
поступает в объект от исполнительного
уст­ройства, например, от генератора
к электродвигателю.

Для САР характерно наличие
отрицательной обратной связи и! замкнутой
цепи передачи воздействий: УБ—ИУ—О—ИБ—ЭС—УБ.
Благодаря этому они способны обеспечить
высокую точность уп­равления.

На. практике САР широко применяют
для обеспечения требуе­мых режимов
работы машин и установок путем поддержания
на. заданном уровне или изменения по
заданному закону величин, характеризующих
их рабочие процессы.

Системы, имеющие задание
поддерживать управляемую вели­чину
на постоянном уровне х₃=const
_{называются} автоматически­ми
стабилизирующими системами. К ним
относятся, например, системы автоматической
стабилизации температуры подаваемого
в шахту воздуха, нагрузки выемочных и
проходческих комбайнов, давления в
пневмосети и др.

Замкнутые системы, изменяющие
управляемую величину в соответствии с
заранее заданной функцией какого-либо
параметра (времени, пути и т. д.), называются
программными автоматически­ми
системами. К таким системам относится,
например, САР ско­рости шахтной
подъемной машины.

Системы, имеющие задание изменять
управляемую величину в соответствии
с действующей на входе системы переменной
величи­ной, закон изменения которой
заранее неизвестен, называются ^
следящими автоматическими системами.
Примером таких систем является САР
производительности компрессорной
станции, обеспечивающая производство
сжатого воздуха в соответствии с
его потреблением, имеющим случайный
характер изменения во времени.

Автоматические системы управления
высокой точности обычно строят по
принципу комбинированного управления
(рис. 3, б). В таких системах воздействие
и вырабатывается управляющим устройством
УУ в функции отклонения и возмущения.
Последнее измеряется блоком ИБ2 и
подается на вход системы в виде сигна­ла
z_и, который
суммируется с заданием х₃
компенсируя тем самым
вредное влияние возмущения г на
управляемую величину х.

Успешное развитие кибернетики
позволило применить в автоматических
системах новый принцип управления,
называемый! принципом адаптации
(приспособления). Системы, использующие
этот принцип, способны обеспечить
высокое качество управления объектами
с переменными свойствами и условиями
функциониро­вания, например, добычными
механизмами и буровыми установка­ми,
у которых в процессе работы затупляются
режущие элементы рабочих органов,
изменяются физико-механические свойства
гор­ного массива, масса подвижных
частей и др.

Адаптивная (самонастраивающаяся)
САУ (рис. 3, в) содер­жит дополнительное
управляющее устройство УУД, которое
выра­батывает корректирующее
воздействие
,
используя информацию об изменении
управляемой величины, задающего и
возмущающего воздействия. Сигнал

вызывает необходимые изменения струк­туры
и параметров основного управляющего
устройства УУ₀,
т. е. осуществляет самонастройку системы
в процессе ее функциониро­вания.

В зависимости от характера
сигналов, передаваемых от одного элемента
системы к другому, автоматические
системы делятся на непрерывные,
импульсные, релейные и цифровые (кодовые).

Непрерывные системы имеют на
входе и выходе всех элемен­тов сигналы,
представляющие собой непрерывные
функции вре­мени.

Импульсные системы содержат по
крайней мере один элемент, сигнал на
выходе которого представляет собой
последовательность импульсов, амплитуда,
длительность и частота повторений
которых зависят от .сигнала на входе
этого элемента в отдельные (дискрет­ные)
моменты времени.

Релейные системы характеризуются
наличием хотя бы одного элемента, сигнал
на выходе которого изменяется скачком
всякий раз, когда сигнал на его входе
проходит через некоторые фикси­рованные
значения, называемые порогами или
уровнями.

Цифровые системы содержат
элементы, которые преобразуют непрерывные
сигналы в дискретные путем квантования
их по уров­ню и по времени и осуществляют
их представление в виде после­довательности
чисел в цифровом коде.

Импульсные, релейные и цифровые
системы образуют класс дискретных
систем управления, характерной
особенностью кото­рых является наличие
одного или нескольких дискретных
сигналов, т. е. сигналов, изменяющихся
скачком или представленных в виде
последовательности кратковременных
импульсов. Дискретные системы в настоящее
время в связи с бурным развитием
вычисли­тельной техники получают все
большее применение в промышлен­ной
автоматике.

В зависимости от характера
реакции на возмущения САУ де­лятся
на статические и астатические.

К статическим САУ относятся
системы, у которых установив­шееся
значение управляемой величины зависит
от величины воз­мущающего воздействия,
так что отклонение от задания
пропор­ционально величине последнего,
т. е. в системе всегда имеется так
называемая статическая погрешность.

В астатических системах
установившееся значение управляв мой
величины не зависит от величины
возмущающего воздействия и статическая
погрешность равна нулю.

Проектированию любой автоматической
системы предшествует анализ
производственного процесса, условий
эксплуатации и формулирование требований
к САУ. В связи с этим далее рассматри­ваются
некоторые вопросы теории, раскрывающие
принципы построения автоматических
систем и закономерности протекающих в
них процессов.

2. Цифровой
компьютер

Рассмотрим подробно компьютер,
входящий в состав замкнутой цифровой
системы управления (рис. 4). Здесь и далее
аналоговые сигналы обозначаются
сплошными линиями, а дискретные (числовые
последовательности) — точечными.

Рис. 4.
Блок-схема цифрового
компьютера

Аналоговые входные сигналы
(задающие воздействия, сигнал ошибки,
сигналы обратной связи с датчиков)
поступают на аналого-цифровой
преобразователь (АЦП),
где преобразуются в цифровую форму
(двоичный код). В большинстве случаев
АЦП выполняет это преобразование
периодически с некоторым интервалом T
, который называется
интервалом квантования
или периодом
квантования. Таким
образом, из непрерывного сигнала
выбираются дискретные значения (выборка,
англ. sampling)
e[k]
= e(kT)
при целых k=0,1,…,
образующие последовательность {e[k]}.
Этот процесс называется квантованием.
Таким образом, сигнал на выходе АЦП
можно трактовать как последовательность
чисел. Вычислительная программа
в соответствии с некоторым
алгоритмом преобразует входную числовую
последовательность {e[k]}
в управляющую последовательность
{v[k]}.

Цифро-аналоговый преобразователь
(ЦАП) восстанавливает
непрерывный сигнал управления по
последовательности {v[k]}.
Чаще всего ЦАП работает с тем же периодом,
что и АЦП на входе компьютера. Однако
для расчета очередного управляющего
сигнала требуется некоторое время,
из-за этого возникает так называемое
вычислительное запаздывание.
На практике принято это запаздывание
относить к непрерывной части системы
и считать, что АЦП и ЦАП работают не
только синхронно (с одинаковым периодом),
но и синфазно (одновременно).

Особенности цифровых систем

Очевидно, что основные характерные
черты цифровых систем управления связаны
с наличием компьютера (цифрового
устройства) в составе системы. Главные
преимущества цифровой
управляющей техники сводятся к следующему:

• используется стандартная
аппаратура;

• нет дрейфа параметров,
характерного для аналоговых элементов;

• повышается надежность и
отказоустойчивость;

• существует возможность
реализации сложных законов управления,
в том числе логических и адаптивных;

• гибкость, простота перестройки
алгоритма управления.

Как обычно, за достоинства
приходится расплачиваться. В результате
квантования по времени
компьютер получает
только значения входных сигналов в
моменты квантования, игнорируя все
остальные. Кроме того, АЦП и ЦАП имеют
ограниченное число разрядов, поэтому
при измерении входного сигнала и выдаче
сигнала управления происходит округление
значения к ближайшему, которое сможет
обработать АЦП (или ЦАП). Это явление
называют квантованием
по уровню.

Таким образом, квантование в
цифровых системах приводит к специфическим
эффектам, которые можно считать их
недостатками:

• между моментами квантования
система фактически не управляется, это
может привести к потере устойчивости;

• при квантовании по времени
теряется информация о значениях
измеряемых сигналов между моментами
квантования;

• квантование по уровню приводит
к потере точности, что может вызвать
дополнительную ошибку в установившемся
режиме и автоколебания.

ЛИТЕРАТУРА

1. П.Д. Гаврилов., Л.Я. Гимельштейн,
   А.Е. Медведев. Автоматизация производственных
   процессов. М: Недра,1985

1. Исаковия Р.Я., Попадько В.Е.
   Контроль и автоматизация добычи нефти
   и газа. М.: Недра,1985

Разомкнутая схема управления

В простейшем случае управляющий объект
посылает свои команды исполнительному
объекту, без учета его состояния. В этом
случае воздействия передаются только
в одном направлении, такая система
называется разомкнутой.

Такой процесс не учитывает состояние
управляемого объекта и обеспечивает
управление по прямому каналу (от
управляющего объекта к управляемому).
Подобные системы управления называются
разомкнутыми. Информационную модель
разомкнутой системы управления можно
наглядно представить с помощью следующей
схемы:

Разомкнутыми системами являются
всевозможные информационные табло на
вокзалах и аэропортах, которые управляют
перемещениями пассажиров. К рассматриваемому
классу систем можно сгнести и современные
программируемые бытовые приборы.

Как правило, описанная схема управления
не очень эффективна и нормально работает
только до возникновения экстремальных
условий. Так, при больших потоках
транспорта возникают пробки, в аэропортах
и вокзалах приходится дополнительно
открывать справочные бюро, в микроволновой
печи при неправильной программе может
произойти перегрев и. т. п.

Замкнутая схема управления. Обратная
связь.

Более совершенные системы управления
отслеживают результаты деятельности
управляемой системы. В таких системах
дополнительно появляется ешё один
информационный поток — от объекта
управления к системе управления; его
принято называть обратной связью. Именно
по каналу обратной связи передаются
сведения о состоянии объекта и степени
достижения (или, наоборот, не достижения)
цели управления.

В том случае, когда управляющий объект
получает информацию о реальном положении
управляемого объекта по каналу обратной
связи и производит необходимые перемещения
по прямому каналу управления, система
управления называются замкнутой.
Информационная модель замкнутой системы
управления наглядно представлена на
схеме:

Обратная связь

Главным принципом управления в замкнутой
системе является выдача управляющих
команд в зависимости от получаемых
сигналов обратной связи. В такой системе
управляющий объект стремится
скомпенсировать любое отклонение
управляемого объекта от состояния,
предусмотренного целями управления.

Обратную связь, при которой управляющий
сигнал стремится уменьшить (скомпенсировать)
отклонение от некоторой поддерживаемой
величины, принято называть отрицательной.

Примером замкнутых систем управления
является хорошо знакомое вам обучение
в классе. Здесь управляющую систему
представляет учитель, а ученики являются
объектом управления. Прямой канал
передачи информации — что передача
знаний учителем, а обратная связь —
ответы учеников, результаты контрольных
работ, сочинения и т. п. Благодаря обратной
связи в результате анализа проведенной
контрольной учитель может, например,
провести дополнительный урок по данной
теме или, наоборот, особо отличившихся
учеников освободить от заданий.

Информационное общество, его особенности и основные черты

В информационном обществе главным
ресурсом является информация, это
общество, в котором большинство работающих
занято производством, хранением,
обработкой и передачей информации.

В качестве критериев развитости
информационного общества можно
перечислить следующие:

наличие компьютеров,

уровень развития компьютерных сетей

доля населения, занятого в информационной
сфере, а также использующего информационные
технологии в своей повседневной
деятельности.

Однако, следует отметить, что в настоящее
время ни одно государство не находится
в этой стадии. Ближе всех к информационному
обществу подошли США, Япония, ряд стран
Западной Европы.

Один из этапов перехода к информационному
обществу — компьютеризация общества,
которая предполагает развитие и внедрение
компьютеров, обеспечивающих оперативное
получение результатов обработки
информации и ее накопление.

Таким образом, под информатизацией
общества понимают реализацию комплекса
мер, направленных на обеспечение полного
и своевременного использования членами
общества достоверной информации, что
в значительной мере зависит от степени
освоения и развития новых информационных
технологий.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Учебная работа. Разомкнутые системы управления

66
РАЗОМКНУТАЯ СУЭП
РАЗОМКНУТАЯ СУЭП (либо система без О.С.)- это система, в какой управление u(t) формируется в зависимости лишь от наружных действий: u(t) = [x(t), f(t)].
Применение разомкнутых АСУЭП:
Обеспечение определенной последовательности управления ЭП.
Запуск с ограничением момента (в резистивных ЭП).
Регуляторы скорости с малым спектром регулирования.
Стабилизаторы скорости (с каналом компенсации возмущения).

Многофункциональная схема разомкнутой СУ представлена на рис. 6.1.

Рис. 6.1.

КО — командный орган;

УУ — устройство управления;

СПУ — силовое переключающее устройство;

ТМ — технологичный механизм;

КСМ — контроль скорости и момента;

КП — контроль положения.

Подключение мотора ЭД к сети обеспечивается СПУ, получающего команды от УУ.

КО обеспечивает подачу установок на пуск-торможение-реверс-останов. Устройства КСМ и КП обеспечивают контроль координат ЭП. В системах без ограничения момента (тока) формирование переходных действий не предусматривается. Такие СУ типичны для АД с к.з. ротором, маломощных ДПТ.

Более просто СУ реализуется для короткозамкнутого АД: опосля подачи команды на запуск осуществляется прямое включение АД на полное напряжение сети (рис. 6.2.).

Употребляется для построения СУ первой группы ЭП электроаппараты (контактные и бесконтактные) релейного деяния.

Для включения и отключения силовых цепей используют электромагнитные контакторы, пускатели, статические (тиристорные) переключатели. Для подачи командных сигналов — командоаппараты: клавиши Запуск, Стоп (СУ рис.6.2, схема 1), командоконтроллеры (СУ Рис.6.2, схема 2), путные и конечные выключатели, датчики давления, температуры и остальных технологических характеристик.

В СУ схеме для подачи напряжения в схему управления нужно командоконтроллер установить в положении «О», при всем этом включаем РН и ставится на самопитание через свои нормально разомкнутые контакты РН. При перерыве в энергоснабжении при работе ЭП повторное включение ЭД может быть опосля установления КК в положение «О».

Огромное пространство в СУЭП занимают резисторные ЭП без регулирования скорости ,т.е. работающие с неизменной установившейся скоростью (АД с ф.р., ДПТ средней мощности (>7кВт)).Резисторные СУЭП обеспечивают динамические и статические режимы работы. Ступенчатое переключение резисторов, реакторов либо остальных частей в силовых цепях ЭД обеспечивает возможность ограничения момента (тока) в определенных границах.

Количество ступеней описывает точность стабилизации момента при пуске либо торможении, либо обеспечивает требуемый момент в переходных режимах.

Управление делается автоматическим отключением резисторов через определенные промежутки времени t1,t2, … ,tn, при достижении определенной скорости либо определенной величине тока I т.п. (рис.6.3).

Рис. 6.3.

Таковым образом, управление запуском в принципе быть может осуществлено:

в функции времени;

в функции скорости;

в функции тока;

в функции ЭДС;

в функции пути.

Управление в функции времени f(t) подразумевает, что в СУ есть аппараты, контролирующие время, т.е. реле времени, настраиваемые на отсчет определенных, наперед данных выдержек времени. Каждое реле включает соответственный контактор убыстрения, силовой контакт которого закорачивает подходящую ступень пускового сопротивления.

Для линейных механических черт мотора при Мс=const время разгона привода на i- й ступени запуска:

где — электромеханическая неизменная времени привода на i- й ступени;

начi, конi, Мначi, Мконi,- исходные и конечные значения скорости и момента мотора на i- й ступени;

J- момент инерции привода, приведенный к валу мотора.

время торможения определяется из условия:

Выдержка реле времени определяется с учетом собственного времени включения (отключения) контактора:

Управление в функции скорости делается с помощью реле, контролирующих скорость мотора конкретно либо косвенно.

При достижении данного значения скорости соответственное реле выдает команду на включение контактора убыстрения. Более употребительны косвенные методы, в каких употребляются величины, пропорциональные скорости мотора: ЭДС якоря (для ДПТ), ЭДС либо частоту тока ротора (для АД с фазным ротором и СД). В этих вариантах молвят о управлении в функции ЭДС либо частоты.

Управление в функции тока реализуется применением реле малого тока. Эти реле включают контактор убыстрения при понижении пускового тока до значения тока переключения.

Типовые узлы схем автоматического управления ДПТ


а) Управление запуском в функции времени.
Различают схемы с управление от клавиш и от командоконтроллеров. Зависимо от используемых реле времени (РВ) различают схемы, в каких выдержка времени отсчитывается при подаче напряжения на катушку управления РВ (пневматические реле), и при обесточивании катушки управления РВ (электромагнитные реле). Катушки управления крайних должны быть за ранее под напряжением. Потому, рассматривая работу схемы, нужно найти состояние аппаратов (включены — отключены) перед подачей команды «Запуск».
Управление запуском ДПТ может осуществляться по схеме управления 1 либо 2. (рис. 6.4)
Схема 1: В начальном состоянии РВ1 и РВ2 включены, их нормально замкнутые контакты в цепи катушек КУ1 КУ2 разомкнуты. При нажатии клавиши «Запуск» врубается линейный контактор , через силовые контакты которого подключается ДПТ к сети; начинается запуск ДПТ на первой пусковой ступени при вполне введенных пусковых резисторах. сразу обесточивается катушка РВ1 (разрываются блокконтакты ).
По истечении выдержки времени t1 электромагнитное реле времени РВ1 замыкает нормально замкнутые контакты в цепи контактора убыстрения КУ1, врубается КУ1 и силовыми контактами закорачивает часть пускового резистора. Сразу нормально замкнутые блокконтакты КУ1 разрывают цепь питания катушки РВ2. Начинается отсчет выдержки времени разгона на 2-ой пусковой ступени t2, по истечении которого замыкаются нормально замкнутые контакты РВ2, врубается контактор КУ2, силовые контакты которого закорачивают оставшуюся часть пускового резистора. ДПТ выходит на разгон по естественной характеристике.
Схема 2; В начальном состоянии все аппараты обесточены. Жмем клавишу П врубаются и РВ1 начинается отсчет времени разгона на первой пусковой ступени, по истечении которого замыкаются нормально разомкнутые контакты РВ1, врубаются КУ1 и РВ2, начинается отсчет времени разгона на 2-ой пусковой ступени, по истечении которого замыкаются нормально разомкнутые контакты РВ2, врубается КУ2 разгон на естественной характеристике ДПТ.
б)Управление запуском в функции скорости (ЭДС).
Схема 1
Схема 2
Рис. 6.5.
Схемы могут быть собраны на контакторах управления, присоединенных параллельно якорю ДПТ и имеющих различное (схема 1) либо однообразное напряжение включения, либо же с внедрением промежных реле напряжений РН1 включаем параллельно якорю ДПТ (схема 2), и управляющих включением контакторов убыстрения КУ. (рис. 6.5).
Напряжение включения аппаратов, присоединенных параллельно якорю мотора, пропорционально ЭДС, а как следует, скорости ДПТ, при достижении определенного значения которой происходит закорачивание очередной части пусковых резисторов. Эти схемы получили маленькое распространение и используются лишь для обычных схем (2- 3 ступени) из-за непостоянности опции (зависимость от напряжения сети, перегрузки и др.).
в) Управление запуском в функции тока
Рис. 6.6: запуск ДПТ в два шага: разгон при номинальном потоке возбуждения в функции ЭДС и разгон на скорость выше номинальной при ослаблении магнитного потока — управление в функции тока.
РУП — реле управления полем, представляющее собой реле малого тока. Жмем клавишу П врубается , начинается разгон в две ступени до н1 управление в функции ЭДС под контролем КУ, включенного параллельно якорю ДПТ. При разгоне ток постоянно больше ном, потому нормально разомкнутые контакты РУП замкнут, что обеспечивает Фном ДПТ (закорочен Rдоб в цепи ОВД).
Опосля разгона ДПТ до ном при маленьком Мс Мном ток в якорной цепи миниатюризируется до значения, при котором отпадает якорь реле РУП, представляющем из себя реле малого тока. Нормально разомкнутые контакты РУП размыкаются, миниатюризируется ток возбуждения ДПТ. Если Мс вырастет, ток может достигнуть тока включения РУП — магнитный поток возрастет до Фн.
г) торможение и реверс ДПТ

Для маломощных ДПТ (до 1 кВт) НВ можно применить (рис. 6.7 — а), обеспечивающую реверс и динамическое торможение при выключении.
Для ДПТ средней и большенный мощности употребляют реверсоры тока якоря либо тока возбуждения с двойным разрывом электронной цепи ( рис. 6.7 — б,в).
В — контакторы, обеспечивающие вращение «вперед»;
Н — контакторы, обеспечивающие вращение «вспять».

Управление реверсорами быть может при помощи реверсивных клавиш В и Н, а в автоматическом режиме- при помощи концевых выключателей КВ1 и КВ2 (рис. 6.7 — г) :

При нажатии клавиши В врубается контактор В. Для реверса жмем клавишу Н, при всем этом размыкается цепь катушки контактора В, при выключении которого замыкается нормально замкнутый контакт В в цепи питания контактора Н и врубается контактор Н. Нормально замкнутые контакты контакторов В и Н представляют собой электронную блокировку на предотвращения аварийного режима при залипании магнитной системы отключаемого контактора. В автоматическом режиме отключение работающего контактора и включение реверсивного осуществляется переключением КВ1 и КВ2.

д) автоматическое управление торможением ДПТ в функции времени

В начальном состоянии все аппараты отключены. Жмем клавишу П врубается разгон ДПТ. Нормально разомкнутые блокконтакты включают реле времени электромагнитного типа РВ, подготавливая его к работе, также сходу замыкаются нормально разомкнутые контакты РВ в цепи катушки КТ (Компьютерная томография — метод неразрушающего послойного исследования внутренней структуры объекта). Жмем клавишу С отключается , отключая ДПТ от сети. Нормально разомкнутые блокконтакты размыкаются, обесточивая РВ, а нормально замкнутые контакты в цепи катушки контактора торможения КТ (Компьютерная томография — метод неразрушающего послойного исследования внутренней структуры объекта) включает КТ (Компьютерная томография — метод неразрушающего послойного исследования внутренней структуры объекта), силовой контакт которого замыкает цепь динамического торможения ДПТ. время торможения определяется выдержкой времени реле РВ, по истечении которого все аппараты — в начальное состояние.

е) автоматическое управление торможением в функции скорости (ЭДС)

В качестве датчика скорости употребляют реле напряжения РЭВ 830 с низким коэффициентом возврата (напряжение отключения (0,1 0,2) Uн). В начальном состоянии — все аппараты отключены. (рис. 6.9.)

Жмем клавишу П вкл. , силовые контакты которого подключают якорь ДПТ через пусковые резисторы к сети, а нормально замкнутые блокконтакты размыкают цепь питания реле РV.

Жмем клавишу С откл. нормально замкнутые блокконтакты подключают РV параллельно якорю ДПТ, ЭДС которого достаточна для включения РV врубается контактор КТ (Компьютерная томография — метод неразрушающего послойного исследования внутренней структуры объекта), начинается режим динамического торможения. При уменьшении скорости ДПТ ЭДС добивается уровня отпускания РV, Uотп = (0,1 0,2)Uн, что соответствует скорости (0,1 0,2)н. отключается КТ (Компьютерная томография — метод неразрушающего послойного исследования внутренней структуры объекта). Нормально разомкнутые контакты контакторов КТ (Компьютерная томография — метод неразрушающего послойного исследования внутренней структуры объекта) и обеспечивают цепь питания катушки электромагнитного тормоза ЭМ накладываются механические тормоза.

Типовые узлы схем автоматического управления ад

При пуске АД с фазным ротором пусковые токи ограничиваются резисторами, включенными в цепь ротора. Обмотка статора подключается контактором на полное напряжение сети. Отключение ступеней пускового резистора делается замыканием контактов контакторов убыстрения КУ (схема 14). Число ступеней пускового резистора выбирается зависимо от требований поддержания всепостоянства Мпуск АД и от Мс статической перегрузки.
Команды на запуск и остановку АД подаются клавишами управления либо иными командными устройствами. Управление моментом АД с фазным ротором при пуске осуществляется по программке в функции времени. Схемы в главном соответствуют схемам управления ДПТ, но могут производиться на аппаратах переменного тока. При большенный частоте включения схемы производятся на аппаратах неизменного тока. В схеме (рис. 6.10) используют силовые аппараты- контакторы линейный и убыстрения КУ1- КУ3 на переменном токе, а в качестве частей контроля времени— электромагнитные реле времени неизменного тока серии РЭВ 810 либо РЭВ 80. Схема работает аналогично схеме управления в функции времени ДПТ.
В начальном состоянии (до нажатия клавиши Запуск) находятся под напряжением обмотки реле РВ1, РВ2 и РВ3. Их нормально замкнутые контакты цепях управления контакторами убыстрения разомкнуты. При нажатии клавиши П врубается контактор , через силовые контакты которого статорная обмотка АД подключается к сети. сразу с сиим обесточивается обмотка РВ1 нормально замкнутыми блокконтактами контактора . Начинается отсчет выдержки времени разгона АД на первой пусковой ступени с вполне введенными в цепь ротора пусковыми резисторами. По истечении установленной выдержки времени замыкаются нормально замкнутые контакты РВ1, врубается контактор КУ1 и своими силовыми контактами КУ1 закорачивает часть пускового резистора, а блокконтактами КУ1- обесточивает реле времени РВ2. Начинается отсчет времени на 2-ой пусковой ступени. При замыкании нормально замкнутых контактов РВ2- врубается КУ2, обесточивается РВ3- начинается разгон на третьей пусковой ступени. При замыкании нормально замкнутых контактов РВ3- врубается КУ3, АД выходит на разгон при вполне закороченных пусковых резисторах.

Автоматическое управление торможением АД производят в функции времени либо в функции скорости.
На рис. 6.11 представлена схема узла, обеспечивающего динамическое торможение АД с управлением в функции времени.
Узел используют при отсутствии сети неизменного тока, потому обмотка статора АД питается через выпрямитель с трансформатором Тр. В схеме употребляют аппараты переменного тока. Реле времени РДТ — маятниковое, пристроенное к контактору динамического торможения КДТ.
У АД с фазным ротором при торможении в цепь ротора вводится дополнительное сопротивление Rдоб.ДТ, обычно равное сопротивлению пускового реостата Rдоб.П (на схеме реостат показан в виде одной ступени, управляемой контактором КУ и реле времени РУ- штриховые полосы. РУ — маятниковое, пристроенное к линейному контактору ).
Запуск: В начальном состоянии до нажатия клавиши П все аппараты обесточены. При нажатии клавиши П врубается линейный контактор и запускается маятниковое реле отсчета выдержки времени РУ разгона АД с фазным ротором на первой пусковой ступени с веденным реостатом Rдоб.П. Опосля замыкания нормально разомкнутых контактов КУ АД выходит на разгон по естественной характеристике.
Д.Т. : При нажатии клавиши С (стоп) отключаются контакторы и КУ, и вводится в цепь ротора Rдоб.ДТ (для АД с ф.р.). Замыкающий контакт клавиши С подготавивает цепь включения контактора КДТ, при срабатывании КДТ неизменное напряжение подается к двум фазам статорной обмотки АД и начинается динамическое торможение (ДТ). При включении КДТ запускается РДТ, которое, отсчитав выдержку времени, установленную для динамического торможения, отключает своими контактами контактор КДТ. При выключении обоих контакторов и КДТ накладываются механические тормоза ЭТМ.
Автоматическое управление торможением противовключением АД осуществляется в функции скорости.
РКС — индукционное реле контроля скорости .
При нажатии клавиши П врубается контактор и пускается АД, статорная обмотка которого подключается к сети через силовые контакты . РКС замыкает свои нормально разомкнутые контакты в цепи катушки контактора противовключения Т, подготавливая его к включению. При нажатии клавиши С контактор отключается и замыкается цепь питания катушки контактора Т. Начинается режим торможения противовключением. При скорости, близкой к нулю, контакт РКС размыкается и отключает контактор Т. С помощью РКС можно также управлять динамическим торможением АД с к.з. и фазным ротором. Схема соответственного узла подобна схеме рис 6.11, где заместо реле РДТ в цепи управления необходимо включить размыкающий контакт реле РКС.

Рис. 6.13 представляет собой узел, реализующий управление торможением противовключением АД с ф.р.

В данной схеме употребляют косвенный способ контроля скорости АД средством реле напряжения РП неизменного тока, катушка которого подключена через выпрямитель к контактным кольцам обмотки ротора.

Напряжение на катушке РП пропорционально скольжению S мотора:

UПР Е2К S где Е2К- линейная ЭДС ротора при S = 1.

РП настраивается при помощи регулировочного реостата Rрег так, чтоб оно срабатывало сначала процесса торможения противовключением АД, т.е. при S=2, и отпускало собственный якорь при напряжении, соответственном S=1, т.е. нулевой скорости. При пуске РП не врубается. Схема работает таковым образом, что пусковой ток ограничивается лишь реостатом убыстрения Rу, а при торможении противовключением в цепь ротора вводятся добавочно сопротивление Rп.

Работа схемы при пуске АД : При нажатии клавиши В врубается контактор В, подключается статорная обмотка АД к сети, врубается РБ и сходу за ним КП, что обеспечивает запуск при введенном Rу и закороченном Rп. Запуск делается в две ступени под контролем реле времени маятникового типа РУ (установлено в контакторе КП). Опосля срабатывания КП начинается отсчет выдержки времени для разгона на первой пусковой ступени, по истечении которой через нормально разомкнутые контакты РУ врубается контактор убыстрения КУ.

Работа схемы при реверсе АД : Жмем клавишу Н, отключаем контактор В, КП, КУ и РБ. Опосля замыкания нормально замкнутых контактов контактора В в цепи катушки контактора Н (электронная блокировка), включаем контактор Н, начинается электронное торможение противовключением АД. При всем этом в роторной цепи АД включены все резисторы (Rу + Rп), т.к. реле РП сработало и перекрыло включение контактора КП. При скорости ротора, близкой к 0, отпадает якорь РП и замыкает собственный нормально замкнутый контакт в цепи питания КП, при срабатывании которого закорачивается Rп в цепи ротора АД. Начинается разгон АД в оборотном направлении с введенным реостатом Rу под контролем реле времени РУ (глядеть работу схемы при пуске). При нажатии клавиши С АД отключается от сети и тормозится лишь под действием статического момента.

Управление в функции тока может применяться при пуске и торможении противовключением АД с фазным ротором. Для реализации этого принципа используют, как и для ДПТ, реле малого тока, которое дает команду на еще одно переключение реостатов при падении пускового тока ниже тока отпускания якоря реле.

Запуск АД в функции тока

Для каждой ступени пусковых реостатов употребляется свое реле малого тока РТ1 и РТ2. Первым обязано при пуске АД сработать РТ1, потому ток отпускания

Реле блокировки РБ служит для исключения неверного срабатывания контакторов убыстрения КУ1 и КУ2 до запуска АД при подаче напряжения в схему управления. При всем этом время срабатывания РБ обязано быть больше времени включения реле тока РТ1 и РТ2, т.е. при пуске к моменту замыкания нормально разомкнутых контактов РБ нормально замкнутые контакты РТ1 и РТ2 должны успеть разомкнуться.

При управлении торможением противовключением АД с ф.р. в функции тока при падении тока в роторной цепи в схему управления подается команда от РТ1 на отключение первой ступени реостатов ограничения тока ротора.

Типовые узлы схем ау синхронным движком

Запуск СД осуществляется в три шага:
1. Разгон до подсинхронной скорости (0,7 о).
2. Подача возбуждения в обмотку ротора.
3. синхронизация с сетью.
Разгон до подсинхронной скорости может осуществляться за счет наружного вращающего момента (генератор в двигательном режиме в системе Г- СД) либо при помощи пусковой короткозамкнутой обмотки, заложенной в ротор СД. Зависимо от мощности питающей сети, так же, как и в АД, используются запуски при полном и пониженным напряжениях с внедрением резисторов, реакторов и автотрансформаторов (схема 13).
Подача напряжения возбуждения на обмотку ротора СД делается от возбудителя, размещенного на одном валу с СД, либо полупроводникового выпрямителя. Зависимо от момента подачи полного напряжения на статор СД в сочетании с подачей возбуждения в роторную обмотку СД различают три вида запуска СД: прямой, тяжкий и легкий.
При прямом пуске на обмотку статора подается полное напряжение сети, а ОВ СД подключается наглухо (без разрыва) к якорю возбудителя (схема 19).
Прямой запуск с глухоподключенным возбудителем вероятен при наличии 3-х критерий:
если дозволяет мощность питающей сети;
если время разгона до подсинхронной скорости меньше времени самовозбуждения возбудителя, чтоб подача тока возбуждения в ротор происходила опосля заслуги подсинхронной скорости;
если момент статического сопротивления на валу не превосходит 40% Мном СД, что гарантирует разбег СД без застревания на половине синхронной скорости (в этом месте механической свойства СД провал момента).

синхронизация СД с сетью обычно происходит автоматом при подсинхронной скорости и подаче возбуждения (рис. 6.15- а).
Если при пуске время разбега СД превосходит время самовозбуждения возбудителя при Мс > 0,4 Мн, то используют прямой запуск с разрядным резистором R в цепи ОВ СД (рис. 6.15- б), который отключается при разбеге СД до подсинхронной скорости. При питании ОВ СД от ТП (тиристорного преобразователя) также включает разрядный резистор R (рис. 6.15- в). Разрядный резистор ограничивает ток возбуждения при пуске, улучшая сиим механическую характеристику СД, и обеспечивает ускоренное гашение поля СД опосля его отключения от сети.
R = (8 10)Rр,
где Rр- сопротивление ОВ СД.
Легкий и тяжкий запуск делается со сниженным напряжением питания статорной обмотки СД.
При легком пуске напряжение возбуждения подается еще при пониженном напряжении питания. Используют при малых Мс (момент статического сопротивления на валу).
При томном пуске напряжение возбуждения подается при полном напряжении на обмотке статора (при огромных Мс).
Управление моментом подачи возбуждения может быть в функции скорости либо тока. При управлении с контролем скорости употребляется узел (рис. 6.16). Реле времени электромагнитного типа КV (РЭВ 880) с гильзой для замедления спадания магнитного потока запитано пульсирующим напряжением через диодик VД на часть разрядного сопротивления R. В момент запуска КV врубается, а по мере разгона СД амплитуда и частота импульсов напряжения на катушке КV понижается. При подсинхронной скорости реле КV отключится и своими нормально замкнутыми контактами включит контактор КВ, который подаст полное напряжение на ОВ СД. Это происходит при правильном включении диодика, когда ось северного полюса ротора опережает ось южного полюса поля статора приблизительно на 15- 30.
При управлении с контролем тока употребляют узел рис. 6.17.
Реле пускового тока РТ врубается при пуске и отпускается при спадании пускового тока, отключая РВ. Реле времени электромагнитного типа РВ дает доп задержку времени включения контактора КВ. Блокировочное реле РБ также представляет собой электромагнитное реле времени и является вспомогательным для управления контактором КВ. Опосля включения контактор КВ становится на самопитание. Такое управление в функции тока почаще употребляют при прямых запусках СД.
Тяжкий запуск СД (рис.6.18).
В схеме употребляются типовые узлы:
— автотрансформаторный асинхронный запуск в функции времени (под контролем маятникового реле времени в контакторе убыстрения У);
— управление моментом подачи возбуждения СД в функции скорости (работа узла подобна схеме рис. 6.16);
— узел защиты СД от затяжного запуска (контроль времени запуска маятниковым реле времени в контакторе ).
Работа схемы при пуске СД:
В начальном состоянии все аппараты обесточены. Нормально замкнутые контакты маятниковых реле времени включены в цепь питания катушки вспомогательного реле Б. При нажатии клавиши П врубается реле Б, которое включает контактор У. Собирается схема автотрансформаторного запуска СД, который протекает под контролем маятникового реле времени в контакторе У, по истечении выдержки времени которого отключается реле Р и следом за ним — контактор У. Через нормально замкнутые контакты У и Б и нормально разомкнутые контакты КV, которое сначала запуска включилось, врубается контактор , подается полное напряжение сети к СД, а блок-контактами шунтируются контакты КV и подготавливается цепь включения контактора КВ. При достижении подсинхронной скорости якорь КV отпадает и замыкаются нормально замкнутые контакты КV, включая КВ. На ОВ СД подается полное напряжение возбудителя. При включении контактора запускается маятниковое реле времени , контролирующее время разгона СД при полном напряжении на статорной обмотке. Если подсинхронная скорость не будет достигнута в течении времени уставки этого реле, разорвутся нормально замкнутые контакты , и схема управления обесточится, придя в начальное состояние. При успешном пуске блокконтакты контактора КВ шунтируют контакты реле времени и отключение схемы не происходит.
Автоматическое управление СД с тиристорным возбудителем (рис. 6.19)
Тиристорный возбудитель ТВ (Телевидение (греч. — далеко и лат. video — вижу; от новолатинского televisio — дальновидение) — комплекс устройств для передачи движущегося изображения и звука на расстояние) владеет быстродействием на порядок выше, чем электромашинный, что особо принципиально для СД, работающих с ударной перегрузкой, для роста их динамической стойкости, и при резких падениях сетевого напряжения.
Элементы схемы:
БУТВ — блок управления тиристорным возбудителем;
ТВ (Телевидение (греч. — далеко и лат. video — вижу; от новолатинского televisio — дальновидение) — комплекс устройств для передачи движущегося изображения и звука на расстояние) — тиристорный возбудитель;
РТ — реле малого тока;
U- вариатор (нелинейное сопротивление, защита от перенапряжения);
РП — реле включения ТВ (Телевидение (греч. — далеко и лат. video — вижу; от новолатинского televisio — дальновидение) — комплекс устройств для передачи движущегося изображения и звука на расстояние);
РИ — реле инверторного режима ТВ (Телевидение (греч. — далеко и лат. video — вижу; от новолатинского televisio — дальновидение) — комплекс устройств для передачи движущегося изображения и звука на расстояние) (при включенном РП);
Q1 и Q2- разъединители высоковольтные;
В — масляный выключатель;
К — контактор привода вентилятора остывания ТВ (Телевидение (греч. — далеко и лат. video — вижу; от новолатинского televisio — дальновидение) — комплекс устройств для передачи движущегося изображения и звука на расстояние);
РВ1 и РВ2- реле времени электромагнитного типа.
Запуск СД : включаем В, потом К, РИ, РВ1 и РВ2. Асинхронный запуск СД протекает под контролем РТ и РВ1 (аналогично 6.17). При уменьшении пускового тока ниже тока отпускания РТ нормально разомкнутый контакт РТ обеспечивает РВ1, которое дает доп задержку времени для включения РП и подачи возбуждения обмотке возбуждения СД.
Остановка СД: отключить В, потом отключается РИ и переводится ТВ (Телевидение (греч. — далеко и лат. video — вижу; от новолатинского televisio — дальновидение) — комплекс устройств для передачи движущегося изображения и звука на расстояние) в инверсный режим (гашение поля возбуждения). Продолжительность этого режима определяется уставкой реле времени РВ2, которое обесточивается сразу с РИ. При срабатывании РВ2 отключается РП и возбудитель, также контактор К и ЭД вентилятора. Схема приходит в начальное состояние. Время установки РВ2 выбирается достаточным для полного гашения поля возбуждения СД.

БУТВ содержит автоматический регулятор возбуждения АРВ СД, который обеспечивает устойчивость работы СД и стабилизацию характеристик питающей сети (cos).

Сравнительный анализ принципов резисторного управления

1.В функции тока.

Плюсы: дозволяет конкретно надзирать ток с подачей команды на переключатель.

Недочеты: из-за низкой точности опции токовых реле вероятны затяжные запуски, застревание на одной из пусковых черт, мощность пусковых реостатов завышается.

2.В функции скорости.

Плюсы: простота запуска.

Недочеты: в ДПТ употребляется лишь при неизменном магнитном потоке; для АД — низкая точность.

3.В функции времени.

Плюсы: точность реализации пусковой диаграммы.

Недочеты: точность может быть обеспечить лишь при Мс=const,I=const.

защита в СУЭП

Требования к защитам:

— избирательность;

— точность и надежность;

— данное быстродействие.

Малая защита производит отключение электроустановки при снижении сетевого напряжения (употребляется реле напряжения), при обрыве цепи возбуждения ДПТ и СД (употребляется реле малого тока).

В СУ схеме 1 рис.6-2 она осуществляется блокконтактами КЛ, шунтируется клавишей «Запуск». При перерыве в подаче электроэнергии повторное включение ЭД может быть опосля повторного нажатия клавиши «Запуск». В СУ схеме 2 нулевую защиту реализует нормально замкнутый контакт командоконтроллера в положении «О» и реле РН. Для подачи напряжения в схему управления нужно командоконтроллер установить в положении «О», при всем этом включаем РН и ставится на самопитание через свои нормально разомкнутые контакты РН. При перерыве в энергоснабжении при работе ЭП повторное включение ЭД может быть опосля установления КК в положение «О».

Очень-токовая защита — защита от токов недлинного замыкания (к.з.). Используют плавкие предохранители, реле наибольшего тока, автоматические выключатели АВ с электромагнитными расцепителями, защитные электрические устройства с датчиками тока.

Цепи управления защищаются теми же аппаратами,что и силовые, цепи при мощности мотора до 10кВт либо своими автоматами и предохранителями.

ток уставки автоматов определяется реле и очень токовых расцепителей:

для АД с к.з. Iуст=(1.2-I.3)Iн;

для АД с ф.р. Iуст=(2-2.5)Iн;

для схем управления Iуст=2.5Iус,

Iус-максимальный ток при вклячении всех катушек.

Выбор плавкой вставки: выбирается по отношению к Iп

-для АД с к.з.

Iпв=Iп/2.5 при tпуск<5с;

-для АД с ф.р. и ДПТ(у каких обычно Iп=2Iн)

Iпв=(11.25)Iн;

-для цепей управления

Iпв=2.5Iус.

Термическая защита ЭД — защита от перегрузки и для трехфазных АД — от работы на 2-ух фазах. Используют термо реле, термо расцепители в АВ, позисторы, очень токовые реле при работе ЭД в повторно-кратковременном режиме.

FP-включен в две фазы сразу.

Выбор реле и нагревателеного элемента делается по номинальной мощности Рн мотора либо тока элемента Iнэ=Iн/,-температура окружающей среды.

Особые защиты — защита от перенапряжений (шунтируются обмотки возбуждения ДПТ разрядным резистором с полупроводниковым диодиком), от увеличения напряжения, скорости ЭД, путная защита, от обрыва возбуждения, защита от затяжного запуска (употребляется реле времени) и выпадения из синхронизма для СД.

защита от перенапряжения либо обрыва обмотки возбуждения ДПТ

защита от обрыва осуществляется реле обрыва поля с выдержкой времени отключает контактор. Защита от перенапряжения при обрыве ОВ обеспечивается цепью VD-R, шунтирующей ОВ.

При Uпит=220В R=(68)Rов;

Uпит=110В R=(35)Rов.

защита СД от выпадения из синхронизма.

Применнительно для СД работающего с резкопеременной перегрузкой.В схеме применено РФ (Российская Федерация — работы ЭД);

защитные (защита ЭД и ТМ от некорректных действий, воспрещают включение — одновременное либо другое, пример — электронные блокировки реверсивного пускателя, фотодатчики прессовой установки).

Разомкнутая СУЭП с каналом компенсации возмущения (стабилизирующая СУЭП)

Более нередко употребляется для компенсации конфигурации скорости при действии основного возмущающего действия на ЭП — момента сопротивления на валу исполнительного мотора.

Рис. 8.20.

ОУ — тиристорный преобразователь, движок с рабочим механизмом.

АУУ — задающий потенциометр, датчик момента, УПТ.

В этом случае при управлении по разомкнутому циклу производится измерение возмущающего действия f(t) и такое его преобразование в УУ, которое обеспечивает компенсацию его воздействия на регулируемую величину y(t).

Пример СУЭП с принципом управления по возмущению — система стабилизации скорости мотора М. (рис.6.21)

ИМ — измеритель момента (тензодатчики с токосъемом).

Напряжение задания скорости U3 суммируется с напряжением, пропорциональным Мс, на входе УПТ. Результирующее напряжение с выхода УПТ является управляющим действием, его зависимость от данного значения скорости 3 и основного возмущающего действия Мс описывает метод управления разомкнутой системы:

Uу = К3 3 + Км Мс.

В системе без связи по возмущению (Км=0) напряжение Uд на входе мотора определяется лишь заданием U3. При изменении Мс Uд остается неизменным, потому скорость мотора с повышением Мс миниатюризируется.

Рис. 6.22.

При наличии связи по возмущению (Км0) с повышением Мс возрастает Uм=Км Мс, возрастает Uу, возрастает Uд, что при соответственной настройке (выборе Км) обеспечит компенсацию воздействия Мс и, как следует, независимость скорости от основного возмущающего действия на ОУ — Мс.

Принцип управления по возмущению в чистом виде, без оборотных связей, применяется изредка, т.к. может не обеспечить требуемой точности в итоге воздействия не компенсируемых действий, имеются трудности в измерении возмущений, и даже быть может СУЭП не работоспособна.

]]>