СУАЭ / № 4

Дисциплина: ПП.03.05 «Системы управления автоматизированного

электропривода»

Блок модулей 2 (ПП.03.05.01) «Системы автоматизированного управления

электроприводом»

Модуль 2.1 (3 ПФ.С.11.ЗР.З.01.01) «Разомкнутые системы автоматизированного

управления электроприводом»

Лекция № 4

«Общие сведения о системах автоматизированного

управления электроприводом. Требования к выполнению электрических схем.

Обозначение элементов схем автоматического управления,

классификация схем»

План:

1. Общие сведения о системах автоматизированного управления электроприводом.

2. Требования к выполнению электрических схем.

3. Обозначение элементов схем автоматического управления, классификация схем.

Пункт 1 - Общие сведения о системах автоматизированного управления

электроприводом.

Система автоматизированного управления электроприводом (САУЭП) состоит из автоматического управляющего устройства и преобразователя, которые воздействуют на объект управления.

Выходными параметрами электропривода являются: скорость, ускорение, угол поворота, момент, мощность. В процессе управ­ления эти величины могут регулироваться по определенному за­кону либо стабилизироваться. Обозначим, например, задающее воздействие p ( t ), а выходную величину y ( t ) (рис. 1). Основная задача САУЭП - обеспечить отработку задающего воздействия, т.е. выполнение равенства p ( t ) = y ( t ) во все моменты времени ра­боты электропривода. Но эти функции не равны, так как в систе­ме существуют возмущающие воздействия. К ним относятся не­стабильность напряжения, характеристик элементов системы, изменение нагрузки и др. При формировании функции y( t ) необ­ходимо найти оптимальный вариант.

Основные функции САУЭП сводятся к управлению процесса­ми пуска, торможения и реверса электродвигателя, стабилизации координат электропривода, выполнению слежения за изменяю­щимися параметрами, программному и адаптивному управле­нию, защите электрических цепей, обеспечению заданной по­следовательности операций с отдельными элементами и узлами. САУЭП - это система, получающая и перерабатывающая ин­формацию. Она может строиться по разомкнутому, замкнутому и комбинированному циклу.

В разомкнутых системах имеется только один канал информации – задающий, т.е. выходная величина не воздействует на входную величину. Точность отработки заданного режима невелика. Структурная схема такой системы приведена на рис. 1. В разомкнутых системах возможно только последовательное выполнение работы элементов схемы: пуск, торможение и т.д.

В замкнутых системах используются два канала ин­формации: задающий и канал обратной связи. Это позволяет увеличить точность обработки.

В комбинированных системах объединяются замк­нутая и разомкнутая системы. Это наиболее совершенные САУЭП.

Пункт 2 - Требования к выполнению электрических схем.

Современные системы автоматического управления со­держат десятки, а иногда даже сотни отдельных элементов, вследствие чего возникают известные трудности не только в процессе проектирования схем, но и в чтении схем. Поэтому начертание схем должно производиться по определенной системе, облегчающей их чтение.

Цепи в схемах подразделяются на две категории: цепи главного тока и вспомогательные цепи. К це­пям главного тока относятся силовые цепи дви­гателей и генераторов. Вспомогательные цепи включают в себя цепи управления, где присоединяются катушки контакторов и реле, контакты реле, вспомогательные контакты контакто­ров и другие элементы аппаратов. Кроме того, к вспомога­тельным цепям относятся цепи защиты, сигнализации и цепи, связанные со специальными блокировками между отдельными электроприводами.

Принципиальные электрические схемы служат основанием для разработки других конструкторских документов, например монтажных схем и чертежей, схем внешних соединений и т.п. По форме исполнения различают принципиальные электрические совмещенные (свернутые) и развернутые схемы.

На совмещенных электрических схемах приборы и аппараты изображают в со­бранном виде, т.е. обозначение элементов, входящих в комплект аппарата (катушки, контакты), размещают внутри условного изображения прибора с маркировкой выходных зажимов соглас­но заводской инструкции или данным каталога. Совмещенные электрические принципиальные схемы применяют для изобра­жения принципа действия сложных регулирующих устройств, ин­формационных или вычислительных управляющих машин и др. При составлении принципиальных электрических схем в развер­нутом виде изображения приборов и аппаратов разъединяют на составные элементы, которые связывают друг с другом, в резуль­тате чего образуются отдельные электрические цепи.

В целом схема состоит из ряда электрических цепей, распо­ложенных горизонтально или вертикально. Желательно распола­гать электрические цепи в соответствии с последовательностью действий отдельных элементов во времени, так как в этих схемах используют развернутые изображения отдельных элементов ап­паратов. При вычерчивании принципиальных электрических схем применяют условные графические изображения в соответствии с действующими стандартами.

Каждый элемент схемы должен иметь буквенно-цифровое обозначение. Все элементы одного и того же аппарата в принци­пиальной схеме обозначаются одинаково. Если таких аппаратов в схеме несколько, то после буквенного обозначения ставится цифра.

Переключатели, которые не имеют отключенного со­стояния, изображают на схеме в одном из положений, принятом за исходное. Для обозначения положения контактов, ключей и переключателей управления, программных реле и других мно­гопозиционных аппаратов и устройств используют специальные диаграммы, характеризующие состояние контактов при различ­ных положениях аппаратов.

Пункт 3 - Обозначение элементов схем автоматического управления, класси-

фикация схем.

Условные обозначения элементов, размеры которых в стандартах не установлены, изображаются на схемах точно в тех же размерах, в которых они выполнены и в соответствующих стандартах. Допускается все обозначения пропорционально уменьшать. Увеличивать размер можно только, если необходимо вписывать в них пояснительные знаки.

Поворачивать обозначения без надписей можно на угол кратный 90 градусов. Обозначения, содержащие буквенные или цифровые обозначения, поворачивают только против часовой стрелки на угол 90 или 45 градусов. Выполняются той же толщиной, что и линии связи (0,2 - 1) мм. Рекомендуется толщина (0,3 - 0,4) мм.

Обозначения элементов на электрических принципиальных схемах

Обозначения элементов принципиальных электрических схем соответствуют (ГОСТ 2.710-81). Цифровое - обозначение контактов в приборе ( 1, 2, 3...и т.д.). Цифро-буквенное - обозначение контактов разъема (2а1, 2б1, 2с1). Буквенное - код элемента. (Например пускатель - однобуквенный код К, если в схеме пускателя нет реле; или двухбуквенный код КМ, если в схеме есть реле.

Перечень основных обозначений на схемах электрических принципиальных:

А - устройство (общее обозначение), АCL - регулятор, АСH - задатчик;

В - преобразователи неэлектрических величин в электрические, BР - датчик давления, ВН - датчик уровня;

С - конденсаторы;

D - микросхемы, DA – аналоговая схема, DD – цифровая схема;

Е - разные элементы, EL - лампа, EK - нагревательный элемент;

F - предохранитель;

G - генераторы, источники питания;

H - устройства сигнальные;

К - реле, пускатели;

L - катушки индуктивности, дроссели;

М - двигатели;

Р - приборы, измерительные устройства, РА - амперметр, РV - вольтметр;

Q - выключатели в силовых цепях;

R - резисторы;

S - устройства коммутационные аппараты, SA - выключатель, SB - выключатель кнопочный; Выключатели, срабатывающие от различных параметров: SL - от уровня, SР - от давления, SQ - путевой, SK - от температуры;

T - трансформаторы;

V - приборы полупроводниковые, VD - диод, VT - транзистор, VS - тиристор;

X - соединения, контакты, XT - соединения разборные (перемычка).

Пример выполнения и обозначения цепей и элементов на принципиальной электричес-кой схеме управления электродвигателем конвеера представлен на рисунке 1.

Рисунок 1 - Электрическая схема управления электродвигателем конвеера

Классификация схем:

Структурная схема показывает последовательность работы отдельных узлов устройства без детализации.

Функциональная схема - это схема, разъясняющая опреде­ленные процессы, протекающие в функциональных блоках уста­новки или в установке в целом. Она несколько подробнее и сложнее структурной схемы. Здесь уже видны основные устрой­ства (щитки сигнализации, станции управления и т.д.), отдельные элементы (лампы, звонки) показаны в условных обозначениях, а группы аппаратов, осуществляющих переключения, изображе­ны прямоугольниками.

Принципиальная схема определяет полный состав элементов и связей между ними и, как правило, дает детальное представле­ние о принципах работы установки. Примеры таких схем приве­дены при рассмотрении схем управления электродвигателями.

Схема соединения (монтажная) показывает соединение со­ставных частей установки и определяет провода, жгуты, кабели, которыми осуществляются эти соединения, а также места их при­соединения и ввода. Монтажные схемы являются рабочим черте­жом, по которому выполняется монтаж электрических цепей. Характер и форма исполнения чертежа должны соответствовать виду производства монтажных работ, а при заводском исполнении па нелей управления, зашиты и автоматики - требованиям завода-изготовителя. Маркировки цепей на монтажных и принципиальных схемах должны полностью соответствовать друг другу Схемы внутренних соединений реле, спецификации, текстовые примечания и указания, схемы кабельных связей совместно с кабельным журналом рассматриваются как необходимые поясняющие элементы монтажной схемы.

Схема подключения - это схема, показывающая внешних подключения изделий. В ряде организаций ее называют схемой внешних соединений.

Схема расположения - это схема, определяющая относи тельное расположение составных частей изделия (установки) а при необходимости — проводов, жгутов, кабелей, трубопроводов и т.п.

Контрольные вопросы для закрепления изученного материала:

1. Назовите основные функции САУЭП.

2. Какие каналы информации используются в разомкнутых и замк­нутых системах?

3. Что такое комбинированная система автоматизированного управления?

4. Для каких целей может быть использована принципиальная электричекская

схема?

5. Перечислите основные требования и рекомендации, выдвигаемые при составлении и

изображении электрических схем.

6. Перечислите, какие электрические аппараты могут быть использованы в системах автомати-

зированного электропривода.

7. Назовите, какому ГОСТ соответствуют обозначения элементов принципиальных электричес-

ких схем.

8. Для изображённых ниже схем расшифруйте известные Вам изображённые условные

обозначения:

а) б)

9. Как классифицируются электрические схемы?

10. Что представляет собой структурная схема?

11. Что представляет собой функциональная схема?

12. Что представляет собой принципиальная схема?

13. Что представляет собой монтажная схема?

14. Что представляет собой схема подключения?

15. Что представляет собой схема расположения?

5