Бесконтактные системы автоматики управления

Показатели качества

Основным условием существования САР является её устойчивость. Понятие устойчивости системы регулирования связано с ее способностью возвращаться в состояние равновесия после исчезновения внешних сил, которые вывели ее из этого состояния.

Требования к качеству процесса регулирования в каждом случае могут быть самыми разнообразными, однако из всех качественных показателей можно выделить несколько наиболее существенных, которые с достаточной полнотой определяют качество почти всех автоматических систем регулирования.

Основными показателями качества является:

- время регулирования t_р – называется время, в течении которого, начиная с момента приложения воздействия на систему отклонения регулируемой величины от ее установившегося значения будут не более 5% от заданной величины. Таким образом, время регулирования определяет длительность (быстродействие) переходного процесса.

- перерегулированием s называется максимальное отклонение регулируемой величины от установившегося значения, выраженное в процентах.

- колебательность системы характеризуется числом колебаний регулируемой величины за время регулирования t_р. Если за это время переходный процесс в системе совершает число колебаний меньше заданного, то считается, что система имеет требуемые качеством регулирования в части ее колебательности;

- установившаяся ошибка - установившееся значение регулируемой величины в окончании переходного процесса зависит от астатизма n системы. В статических системах (n=0) – установившаяся ошибка при постоянной величине входного воздействия не равна 0 и следовательно, установившееся значение регулируемой величины будет отличаться от ее заданного значения на величину установившейся ошибки.

Важным показателем качества САУ является их надежность.

Развитие полупроводниковых технологий и силовой электроники привело к возможности замены релейно-контакторных цепей управления и силовых цепей на бесконтактную систему с использованием полупроводниковых приборов и устройств (оптосимисторов, оптотиристоров, триггеров, логических элементов, бесконтактных датчиков и т.п.)

Силовые контакты электромагнитных контакторов заменяют тиристорами (симисторами) совместно с оптопарами (для гальванической развязки силовой цепи и схемы управления) или оптотиристорами (оптосимисторами).

Триггеры выполняют функцию самоблокировки кнопок управления. Логические элементы определяют алгоритм функционирования схемы.

В случае использования в схеме конечных выключателей их заменяют на бесконтактные датчики.

На рис. 2.12 представлена релейно-контакторная схема управления электродвигателем, позволяющая выполнять его пуск, остановку и реверс. При открывании транзистора VT1 ток протекает через светодиоды первой группы оптосимистров, обеспечивая тем самым протекание тока через обмотки электродвигателя.

Рисунок 2.12 — Релейно-контакторная схема управления электродвигателем

Коммутацию электродвигателя выполняют магнитные пускатели КМ1, КМ2. Свободно замкнутые контакты КМ1, КМ2 предотвращают одновременное срабатывание магнитных пускателей. Свободно разомкнутые контакты КМ1, КМ2 обеспечивают самоблокировку кнопок SB2 и SB3.

Для повышения надёжности работы требуется заменить релейно-контакторные цепи управления и силовые цепей на бесконтактную систему с использованием полупроводниковых приборов и устройств.

На рисунке 2.13 представлена бесконтактная схема управления электродвигателем. Силовые контакты магнитных пускателей заменены оптосимистрами: КМ1 – VS1-VS3, КМ2 – VS4-VS6. Триггеры обеспечивают самоблокировку кнопок SB2, SB3. Логические элементы И обеспечивают одновременное включение только одного из магнитных пускателей.

При открывании транзистора VT1 ток протекает через светодиоды первой группы оптосимистров VS1-VS3, обеспечивая тем самым протекание тока через обмотки электродвигателя. Открывание транзистора VT2 запитывает вторую группу оптосимистров VS4-VS6, обеспечивая вращение электродвигателя в другую сторону.

Рисунок 2.13 — Бесконтактная схема управления электродвигателем

Самостоятельная работа — Бесконтактные системы автоматики

Замените релейно-контакторную цепь управления и силовую цепь на бесконтактную систему с использованием полупроводниковых приборов и устройств (оптосимисторов, оптотиристоров, триггеров, логических элементов, бесконтактных датчиков и т.п.)