CS241845B1

CS241845B1 - Apparatus for a status quantity control of cooperating electric drives acceleration

Info

Publication number: CS241845B1
Application number: CS848542A
Authority: CS
Inventors: Jiri Skalicky; Jaroslav Panik; Jaroslav Kotora; Jan Jezek
Original assignee: Jiri Skalicky; Jaroslav Panik; Jaroslav Kotora; Jan Jezek
Priority date: 1984-11-09
Filing date: 1984-11-09
Publication date: 1986-04-17
Also published as: CS854284A1

Abstract

Účelem zařízení je zajistit spojité zadání zrychlení spolupracujících elektrických pohonů v závislosti na okamžitých změnách základních veličin, např. tahu, rychlosti, druhu materiálu, apod. Uvedeného účelu se dosáhne zapojením tohoto zařízení, které sestává ze čtyř zadávacích hloků, ovládacího bloku, dvou hradel, řídicího bloku a součtového bloku.The purpose of the device is to ensure continuous input acceleration of cooperating electric drives depending on immediate changes basic quantities, such as stroke, speed, kind of material, etc. The stated purpose is reaches by engaging this device that It consists of four input lines, control block, two gates, control block and sum block.

Description

(54) Zařízeni pro řízení stavové veličiny zrychlení spolupracujících elektrických pohonů(54) Equipment for control of acceleration state variable of cooperating electric drives

Účelem zařízení je zajistit spojité zadání zrychlení spolupracujících elektrických pohonů v závislosti na okamžitých změnách základních veličin, např. tahu, rychlosti, druhu materiálu, apod. Uvedeného účelu se dosáhne zapojením tohoto zařízení, které sestává ze čtyř zadávacích hloků, ovládacího bloku, dvou hradel, řídicího bloku a součtového bloku.The purpose of the device is to ensure continuous input acceleration of cooperating electric drives depending on instantaneous changes of basic quantities, such as thrust, speed, type of material, etc. This purpose is achieved by connecting this device consisting of four input blocks, control block, two gates control block and sum block.

241S45241S45

Vynález se týlká¹ zařízení pro řízení stavové veličiny zrychlení spolupracujících elektrický-ch pohonů, zejména pohonů válcovací tratě, apod.The invention Tylka ^one device for controlling the state variables of the acceleration electric-ch cooperating actuators, in particular actuators of the rolling mill, and the like.

Vedoucí mechanismus válcovací tratě, např. válcovací stolice atd., je převážně zařízení, opatřené regulátorem rychlosti a proudu. U tohoto mechanismu se ipalk vyskytuje potřeba řídit v průběhu regulačního pochodu důležité technologické veličiny poháněcího motoru, např. rychlost, proud kotvy, resp. polohu.The leading mechanism of the rolling mill, eg rolling mill, etc., is predominantly a device provided with a speed and current regulator. With this mechanism, ipalk has the need to control important technological variables of the driving motor during the control process, for example speed, armature current, resp. location.

Základním regulačním obvodem bývá až dosud většinou proudový regulační obvod, jehož řízení je odvozeno od výstupu nadřazeného rychlostního regulačního obvodu. Na vstup regulovaného systému je zaváděna skoikem, případně přes omezovač nárůstu strmosti rychlosti, požadovaná úroveň nejvýše nadřazené veličiny, např. rychlosti.Until now, the basic control circuit is usually a current control circuit whose control is derived from the output of the superior speed control circuit. At the input of the regulated system, the required level of the highest parent variable, eg speed, is introduced via a jump or through a steepness limiter.

V případě použití tzv-. regulátoru stavu se zadání stavové veličiny zrychlení provádí buď ručně, ťj. z ovládacího pultu pomocí ručního ovládače v několika stupních, nebo automaticky, a to nespojitě po stupních.In the case of using the so-called. the state controller, the input of the acceleration state variable is performed either manually, i. from the control panel using the hand control in several stages, or automatically, in a step-by-step manner.

Nevýhody prvého řešení plynou především ze způsobu řízení celé regulační soustavy, neboť na její vstup je zavedena pouze požadovaná úroveň jediné stavové veličiny, a to v daném případě rychlosti.The disadvantages of the first solution arise mainly from the method of controlling the entire control system, since only the required level of a single state variable is introduced at its input, and in this case speed.

Ostatní řídicí veličiny, např. zrychlení, doba průtahu, proud, jsou vytvářeny z výstupů nadřazených regulátorů nebo řídicích obvodů.Other control variables, eg acceleration, delay time, current, are generated from the outputs of higher-level controllers or control circuits.

Další nevýhodou je úplná závislost řízení podřízeného regulátoru na dynamických vlastnostech nadřazeného regulačního- obvodu a závislost¹ regulačního pochodu na zátěži.Another disadvantage is total dependency management slave controller on the dynamic properties of the parent regulačního- circuit ¹ and dependence on load control process.

Nevýhody ručního zadání stavové veličiny zrychlení při použití stavového regulátoru jsou zřejmé. Subjekt obsluhy se zde projevuje v malé přesnosti, takže použití přesného regulátoru stavu je problematické, neboť jeho kladné vlastnosti se negují chybami obsluhy nebo hrubým zadáním stavové veličiny zrychlení, nerespektujícím mezistavy, ťj. změny, které se odehrály v regulačních a řídicích obvodech mezi jednotlivými stupni přepínání. Při automatickém nespojitém zadání stavové veličiny zrychlení se sice odstraní nedostatky subjektu ruční obsluhy, ale hrubé zadané zrychlení nerespektuje požadavek okamžité reakce na jakoukoliv vnější změnu, pokud nenastala v nastavení mezi regulátorem obvodu.The disadvantages of manually entering the acceleration state variable when using the state controller are obvious. The operator exhibits a low precision here, so the use of a precise state controller is problematic, since its positive properties are not negated by operator errors or by rough input of the acceleration state variable not respecting intermediate states, i. changes that occurred in the control and control circuits between the different switching stages. The automatic discontinuous input of the acceleration state variable removes the shortcomings of the manual operator, but the gross input acceleration does not respect the requirement for immediate response to any external change unless it has occurred in the settings between the circuit controller.

Důsledkem je snížení produkce válcovaného materiálu, neboť všechny přechodové děje, např. rozběhy, brzdění, přerušení rozběhu, atd., se dějí pomaleji z důvodů ponechání určitých bezpečnostních rezerv, aby např. nenastalo přetržení pásu, havárie, apod.As a result, the production of rolled material is reduced, since all transient processes, such as acceleration, braking, start-up interruptions, etc., occur more slowly due to leaving certain safety margins in order, for example, to prevent belt breakage, accidents, etc.

Uvedené nevýhody odstraňuje zařízení pro řízení stavové veličiny zrychlení spolupracujících elektrických pohonů podle vynálezu, které sestává ze čtyř zadávacích bloků, dvou vyhodnocovacích bloků, ovládacího- bloku, dvou hradel, řídicího bloku a součtového bloku.These disadvantages are overcome by the device for controlling the acceleration state of the cooperating electric drives according to the invention, which consists of four input blocks, two evaluation blocks, a control block, two gates, a control block and a sum block.

(Podstatou zařízení podle -vynálezu je to, že s řídicími vstupy prvního vyhodnocovacího bloku jsou spojeny odpovídající prvé dva zadávací výstupy zadávacích bloků, jejichž třetí zadávací výstupy jsou připojeny na korespondující přímé vstupy prvního vyhodnocovacího bloku, na jehož ovládací vstupy jsou zapojeny příslušné prvé tři ovlád-ací výstupy a na korekční vstupy příslušné druhé tři ovládací výstupy ovládacího bloku.(The principle of the invention is that the control inputs of the first evaluation block are associated with the corresponding first two input outputs of the input blocks, the third input outputs of which are connected to the corresponding direct inputs of the first evaluation block, to whose control inputs the respective first three and the other three control outputs of the control block corresponding to the correction inputs.

Blokovací výstup ovládacího bloku je pak paralelně spojen s -blokovacím vstupem prvního hra-dl-a a 's blokovacím vstupem druhého hradla, na jehož přímý vstup je -zapojen výstup čtvrtého- zadávacího- bloku.The blocking output of the control block is then connected in parallel to the blocking input of the first gate and the blocking input of the second gate, to whose direct input the output of the fourth entry block is connected.

Výstup prvního vyhodnocovacího bloku je připojen k přímému vstupu prvního hradla, jehož výstup je spojen s prvním přímým vstupem součtového bloku, n>a jehož druhý přímý vstup je zapojen výstup druhého (hradla.. Výstup druhého součtového bloku je spojen s druhým přímým vstupem druhého vyhodnocovacího bloku, ik jehož prvému přímému vstupu je připojen první zadávací výstup a k třetímu přímému vstupu druhý zadávací výstup řídicího bloku.The output of the first evaluation block is connected to the direct input of the first gate whose output is connected to the first direct input of the sum block, n> and whose second direct input is connected to the output of the second (gate). The first input output is connected to the first direct input and the second input output of the control block is connected to the third direct input.

Přínosem zařízení podle vynálezu je to, že spojité zadání zrychlení se děje v závislosti na -okamžitých změnách základních veličin, inapř. tahu a technologických režimech válcování. Obsluha zadává pouze ty hodnoty, které zadává vždy, tj. tah, rychlost, druh materiálu, apod.The advantage of the device according to the invention is that the continuous input of the acceleration takes place in dependence on the instantaneous changes in the basic quantities, e.g. draft and technological modes of rolling. The operator only enters those values that he always enters, ie thrust, speed, material type, etc.

Zařízení pro řízení stavové veličiny zrychlení spolupracujících elektrických pohonů podle vynálezu je příkladně schemati-ciky znázorněno- blokovým schématem na připojeném výkresu.The device for controlling the acceleration status of the cooperating electric drives according to the invention is exemplified by a block diagram in the accompanying drawing, for example.

Zařízení podle vynálezu sestává ze čtyř za-dávací-ch bloků 1, 2, 3, 8, realizovaných např. tlačítky, přepínači, p-otemciometrem, prvního vyhodnocovacího bloku 5, tvořeného- analogovými obvody, nebo mikropočítačem, druhého vyhodnocovacího bloku 11, sestávajícího z operačních a integračních zesilovačů a ovládacího bloku 4, což m-o-hou být reléové ia logické Obvody, nebo programovatelný -automat.The device according to the invention consists of four feeding blocks 1, 2, 3, 8, realized for example by pushbuttons, switches, a p-otemometer, a first evaluation block 5 made up of analog circuits, or a microcomputer, a second evaluation block 11 consisting from operational and integration amplifiers and control block 4, which may be relay and logic circuits, or a programmable automatic.

Dále -zařízení podle vynálezu sestává ze dvo-u hradel 6, 7, realizovaných v daném případě pomocí relé, řídicího bloku 9, tvořeného operačním zesilovačem, relé a -pasivními prvky a součtového bloku 10, -což je opět např. operační zesilovač.Furthermore, the device according to the invention consists of two gates 6, 7 implemented in the present case by means of a relay, a control block 9 formed by an operational amplifier, a relay and passive elements and a sum block 10, which is again an operational amplifier.

Jednotlivé bloky 1 -až 11 jsou p-a.k zapojeny tak, že s ří-di-cími vstupy 5.1, 5.2, 5.6, 5.7, 5.11, 5.12 prvního vyhodnocovacího- bloku 5 jsou spojeny odlp-ovídaijící prvé dva zadávací vstupy 1.1, 1.2, 3.1, 3.2 -zadávacích bloků 1, 2, 3, jejichž třetí zadávací výstupy 1.3, 2.3, 3.3 jsou připojeny na korespondující přímé vstupy 5.3, 5.8, 5.13 prvního vyhodnocovacího bloku 5.The individual blocks 1 to 11 are connected so that the control inputs 5.1, 5.2, 5.6, 5.7, 5.11, 5.12 of the first evaluation block 5 are coupled to the first two input inputs 1.1, 1.2, 3.1, 3.2 - input blocks 1, 2, 3, whose third input outputs 1.3, 2.3, 3.3 are connected to the corresponding direct inputs 5.3, 5.8, 5.13 of the first evaluation block 5.

Na ovládací vstupy 5.4, 5.9, 5.14 prvního vyhodnocovacího bloku 5 jsou pak zapojeny příslušné tři ovládací výstupy 4.1, 4.2, 4.3 a na korekční vstupy 5.5, 5.10, 5.15, příslušné druhé tři ovládací výstupy 4.4, 4.5,The control inputs 5.4, 5.9, 5.14 of the first evaluation block 5 are then connected to the corresponding three control outputs 4.1, 4.2, 4.3 and to the correction inputs 5.5, 5.10, 5.15, respectively the other three control outputs 4.4, 4.5,

4.6 ovládacího bloku 4.4.6 control block 4.

Blokovací výstup 4.7 ovládacího bloku 4 je paralelně spojen s blokovacím vstupemThe blocking output 4.7 of the control block 4 is connected in parallel to the blocking input

6.2 prvního hradla 6 a s blokovacím vstupem 7.2 druhého hradla 7, na jehož přímý vstup 7.1 je zapojen výstup ětvrtého zadávacího bloku 8.6.2 of the first gate 6 and with the blocking input 7.2 of the second gate 7, to whose direct input 7.1 the output of the fourth input block 8 is connected.

Výstup prvního vyhodnocovacího bloku 5 je připojen k přímému vstupu 6.1 prvního hradla 6, jehož výstup ije spojen s prvním přímým vstupem 10.1 součtového¹ bloku 10, na jehož druhý přímý vstup 10.2 je zapojen výstup druhého hradla 7.The output of the evaluation unit 5 is connected to a direct input 6 6.1 first gate whose output ije connected to a first direct input of adder 10.1 ¹ block 10, whose second input 102 is directly connected the output of the second gate on the 7th

Výstup druhého součtového bloku 10 je spojen s druhým přímým vstupem 11.2 druhého vyhodnocovacího bloku 11, k jehož prvému přímému vstupu 11.1 je připojen první zadávací výstup 9.1 a k třetímu přímému vstupu 11.3 druhý zadávací výstupThe output of the second sum block 10 is connected to the second direct input 11.2 of the second evaluation block 11, to whose first direct input 11.1 the first input output 9.1 is connected and to the third direct input 11.3 the second input output

9.2 řídicího bloku 9.9.2 control block 9.

Výstup druhého vyhodnocovacího bloku 11 je pak zapojen na vstupy jednotlivých nezakreslených regulovaných bloků, zahrnujících vždy tyristowvý měnič s regulací a příslušný poháněči motor.The output of the second evaluation block 11 is then connected to the inputs of the individual uncontrolled control blocks, each comprising a thyristor converter with control and a corresponding drive motor.

iFunkce zařízení podle vynálezu je následující:The function of the device according to the invention is as follows:

Ovládací blok 4 určuje svými výstupními signály způsob regulace zrychlení, které je úměrné výstupnímu, resp. výstupním napětím ina. výstupu druhého vyhodnocovacího bloku 11. Tento· druhý vyhodnocovací blok 11 je ve funkci jen v· případě, jsou-li přivedeny na jeho první přímý vstup 11.1 a třetí vstup 11.3 příslušné signály z řídicího bloku 9.The control block 4 determines, by its output signals, a method of regulating the acceleration, which is proportional to the output or output. output voltage ina. This second evaluation block 11 is only functional if the corresponding direct signals from the control block 9 are connected to its first direct input 11.1 and the third input 11.3.

Signál, přivedený na první přímý vstup 11.1 druhého vyhodnocovacího bloku 11 je úměrný /stavové veličině rychlosti a signál, přivedený na jeho třetí přímý vstup 11.3 je úměrný stavové veličině doby průtahu.The signal applied to the first direct input 11.1 of the second evaluation block 11 is proportional to the state variable of velocity and the signal applied to its third direct input 11.3 is proportional to the state variable of the delay time.

Je-li hodnota signálu, přivedeného na první přímý vstup 11.1 druhého vyhodnocovacího bloku 11, úměrná manipulační rychlosti a současně je na třetí přímý vstup 11.3 tohoto bloku 11 přiveden signál, jehož hod,nota je úměrná době průtahu a nejsou-li přivedeny na ovládací vstupy 5.4, 5.9, 5.14 prvního vyhodnocovacího bloku 5 žádané pignály, tzn., že na tahových mechanismech tratě není nastaven tah.If the value of the signal applied to the first direct input 11.1 of the second evaluation block 11 is proportional to the handling speed and at the same time, a signal is supplied to the third direct input 11.3 of this block 11 whose value is proportional to the delay time. 5.4, 5.9, 5.14 of the first evaluation block 5 of the desired pigments, i.e. no tension is set on the traction mechanisms of the track.

, Výstupní signál z blokovacího· výstupuOutput signal from lockout output

4.7 ovládacího bloku 4 zajistí pak průchodnost napětí, zadávaného čtvrtým zadávacím blokem 8, druhým hradlem 7 na druhý přímý vstup 10.2 součtového bloku 10 a zablokování napětí z výstupu prvního vyhodnocovacího· bloku 5 prvním hradlem 6. Tím je zajištěno, že na první přímý vstup 10.1 součtového bloku 10 není přiveden žádný signál.4.7 of the control block 4 then provides the continuity of the voltage entered by the fourth input block 8 through the second gate 7 to the second direct input 10.2 of the sum block 10 and blocking the voltage from the output of the first evaluation block 5 through the first gate 6. This ensures no signal is applied to sum block 10.

Napětí přivedené na druhý přímý vstupVoltage applied to the second direct input

10.2 součtového bloku 10 a dále na druhý přímý vstup 11.2 druhého vyhodnocovacího (bloku 11 je v tomto bloku 11 časově upraveno a, v téito formě z jeho výstupu je přiváděno na vstupy nezakreslených regulovaných bloků.10.2 of the sum block 10 and further to the second direct input 11.2 of the second evaluation unit (block 11 is time-adjusted in this block 11 and, in this form, from its output is fed to the inputs of the uncontrolled regulated blocks.

Je-li hodnota signálu, přivedeného na· první přímý vstup 11.1 druhého vyhodnocovacího bloku 11, úměrná zaváděcí nebo· pracovní rychlosti a současně je na třetí přímý vstup 11.3 tohoto· bloku 11 přiveden signál, jehož hodnota je úměrná době průtahu a je-li alespoň na jeden z ovládacích vstupů 5.4, 5.9, 5.14 prvního vyhodnocovacího bloku 5 přiveden signál, pak výstupní signál z blokovacího výstupu 4.7 ovládacího bloku 4 zajistí zablokování napětí, zadávané čtvrtým zadávacím blokem 8 a odblokování napětí, přiváděného¹ z výstupu prvního vyhodnocovacího bloku 5 přes první hradlo 6 na první vstup 10.1 součtového bloku 10.If the value of the signal applied to the first direct input 11.1 of the second evaluation block 11 is proportional to the loading or operating speed, and at the same time a signal whose value is proportional to the lag time is applied to the third direct input 11.3 of this block 11, one of the control inputs 5.4, 5.9, 5.14 the first evaluating unit 5 signal is applied, the output signal of locking the output 4.7 the control block 4 to ensure blocking voltage input by fourth award block 8 and the unblocking voltage applied to ^one of the output of the evaluating unit 5 through the first gate 6 to the first input 10.1 of the sum block 10.

Zrychlení je pak vyhodnocováno prvním vyhodnocovacím blokem 5. V případě, že hodnota napětí, úměrná zadanému tahu a přivedená na, přímé vstupy 5.3, 5.8, 5.13 prvního vyhodnocovacího bloku 5 je menší, než nastavená komparační hladina prvního vyhodnocovacího bloku 5, vyhodnocuje tento blok 5 konstantní zrychlení, přiváděné !z jeho výštupu přes první 'hradlo· 6 na první přímý vstup 10.1 součtového bloku 10.The acceleration is then evaluated by the first evaluation block 5. If the voltage value proportional to the entered thrust and applied to the direct inputs 5.3, 5.8, 5.13 of the first evaluation block 5 is less than the set comparative level of the first evaluation block 5, this block 5 evaluates constant acceleration supplied from its exit through the first gate 6 to the first direct input 10.1 of the sum block 10.

¹ 'V případě, kdy alespoň na první a třetí ovládací vstup 5.4, 5.14, nebo na druhý a třetí ovládací vstup 5.9, 5.14 prvního· vyhodnocovacího bloku 5 jsou přiváděny signály a napětí, úměrné zadanému tahu a přivedené na přímé vstupy 5.3, 5.8, 5.13 je větší, než nastavená komparační hladina prvního vyhodnocovacího bloku 5, vyhodnocuje tento první vyhodnocovací blok 5 optimální zrychlení, které se z jeho výstupu přivádí na přímý vstup 6.1 prvního hradla 6. i Toto optimální zrychlení je vyhodnocováno na základě informací, přivedených z prvního zadávacího bloku 1 na první a druhý řídicí vstup 5.1, 5.2, z druhého zadávacího· bloku 2 na třetí a čtvrtý řídicí vstup ¢5.6, 5.7 a z třetího zadávacího bloku 3 na pátý a šestý řídicí vstup 5.11, 5.12 prvního ivyhodnocovacího bloku 5. ¹ 'In the case where at least the first and third control input of 5.4, 5.14, or second and third control input 9/5, 5/14 first · evaluating unit 5 are fed the signals and voltages proportionate to a specified strength and applied to the direct inputs 5.3, 5.8, 5.13 is greater than the set comparative level of the first evaluation block 5, this first evaluation block 5 evaluates the optimum acceleration that is fed from its output to the direct input 6.1 of the first gate 6. i This optimum acceleration is evaluated based on the information supplied from the first input block 1 to the first and second control inputs 5.1, 5.2, from the second input block 2 to the third and fourth control inputs ¢ 5.6, 5.7 and from the third input block 3 to the fifth and sixth control inputs 5.11, 5.12 of the first evaluation block 5.

i Způsob vyhodnocení je pak korigován signály, přivedenými z ovládacího bloku 4 na· korekční vstupy 5.5, 5.10, 5.15 tohoto prvního vyhodnocovacího bloku 5. Ve všech režimech je pak vždy výstupní signál ze součtového bloku 10 přiváděn na druhý přímý vstup 11.2 druhého vyhodnocovacího ibloku 11.The evaluation method is then corrected by the signals applied from control block 4 to the correction inputs 5.5, 5.10, 5.15 of this first evaluation block 5. In all modes, the output signal from the summing block 10 is then applied to the second direct input 11.2 of the second evaluation block 11. .

Claims

For d Μ ΕΤ ¹ Apparatus for controlling state quantities acceleration cooperating electric drives, characterized in that the control input (5.1, 5.2, 5.6, 5.7, 11.5, 12.5) of the first evaluating unit (5) are connected to the corresponding first two specifications outputs ( 1.1, 1.2, '2.1 ·, 2.2, 3.1, 3.2) of the input blocks (1, 2, 3) whose third input outputs (1.3, 2.3, 3.3) are connected to the corresponding direct inputs (5.3, 5.8, 5.13) of the first evaluation block (5), to whose control inputs (5.4, 5.9, 5.14) the respective first three control outputs (4.1, 4.2, 4.3) are connected and to the correction inputs (5.5, 5.10, 5.15) the corresponding second three control outputs (4.4, 4.5) , 4.'6) of the control block (4), the locking output (4.7) is connected in parallel with the blocking input (6.2) of ^one first gate (6) and bloynalezu 'forging input (7.2) of the second gate (7), on the direct input (7.1) is connected output of the fourth input A block (8), the output of the first evaluation block (5) being connected to the direct input (6.1) of the first evaluation gate (6), the output of which is connected to the first direct input (110.1) of the sum block (10); the direct input (10.2) is connected to the output of the second gate (7) and the output of the second sum block (10) is connected to the second direct input (11.2) of the second evaluation block (11) to which the first direct input (11.1) is connected the input output (9.1) and, for the third direct input i (11.3), the second input output (9.2) of the control block (9).