RU154436U1

RU154436U1 - TEST CENTRIFUGE CONTROL DEVICE

Info

Publication number: RU154436U1
Application number: RU2014154001/28U
Authority: RU
Inventors: Ренат Фаясович Измайлов; Михаил Александрович Сисин
Original assignee: Федеральное Государственное унитарное предприятие "Уральский электромеханический завод"
Priority date: 2014-12-29
Filing date: 2014-12-29
Publication date: 2015-08-27

Abstract

Устройство управления испытательной центрифугой, содержащее приводной двигатель, вращающий ротор центрифуги, задатчик управляющих воздействий, датчик обратной связи и частотный преобразователь, регулирующие выходы которого подключены к статорным обмоткам приводного двигателя, имеющего возможность вращать ротор центрифуги, отличающееся тем, что дополнительно содержит блок управления и стенд управления центрифугой, датчик обратной связи своим выходом подключен ко входам блока управления, частотомера и стенда управления, причем последний имеет связь с системным блоком компьютера, который через блок управления соединен с управляющим входом частотного преобразователя, а системный блок компьютера при этом имеет возможность создания задающего управляющего воздействия через управляемый им генератор и стенд управления и индикацию полученных ускорений на мониторе компьютера через пересчет показаний частотомера, обеспечивая блоку управления возможность сравнения сигнала с генератора с сигналом от датчика обратной связи с последующим формированием управляющего воздействия на частотный преобразователь.A control device for a test centrifuge, comprising a drive motor, a rotary rotor of the centrifuge, a control gear, a feedback sensor and a frequency converter, the control outputs of which are connected to the stator windings of the drive motor, which has the ability to rotate the centrifuge rotor, characterized in that it further comprises a control unit and a stand centrifuge control, the feedback sensor with its output is connected to the inputs of the control unit, frequency meter and control stand, and the last The latter communicates with the computer system unit, which is connected through the control unit to the control input of the frequency converter, while the computer system unit has the ability to create a control action via the generator controlled by it and the control stand and display the accelerations obtained on the computer monitor by recalculating the frequency counter readings, providing the control unit with the ability to compare the signal from the generator with the signal from the feedback sensor with the subsequent formation of control air actions on the frequency converter.

Description

Устройство относится к испытательной технике, предназначенной для регулировки, поверки и градуировки линейных акселерометров и других инерционных приборов при воздействии на них постоянного и переменного центростремительного ускорения.The device relates to a test technique designed to adjust, verify and calibrate linear accelerometers and other inertial devices when exposed to constant and variable centripetal acceleration.

Известна система управления испытательной центрифугой (патент RU 93991 от 30.11.2009 МПК G01P 21/00), главной целью которой является повышение точности поддержания заданного ускорения на рабочем столе центрифуги, которая достигается за счет того, что выход преобразователя угловых перемещений, размещенного на валу ротора центрифуги, подключен ко входу интерфейсного устройства, своим выходом соединенного со входом системного блока компьютера, выход которого подключен ко входу цифро-аналогового преобразователя, выходом соединенного с управляющим входом частотного преобразователя, регулирующие выходы которого подключены к соответствующим статорным обмоткам асинхронного двигателя, вращающего ротор центрифуги, а системный блок компьютера при этом выполняет операции создания задающего управляющего воздействия, сравнения его с сигналом обратной связи от преобразователя угловых перемещений после соответствующей обработки его интерфейсным устройством и формирования разностного цифрового сигнала.A known control system for a test centrifuge (patent RU 93991 dated 11/30/2009 IPC G01P 21/00), the main purpose of which is to increase the accuracy of maintaining a given acceleration on the centrifuge's desktop, is achieved due to the output of the angular displacement transducer located on the rotor shaft centrifuge, connected to the input of the interface device, its output connected to the input of the system unit of the computer, the output of which is connected to the input of the digital-to-analog converter, the output connected to the control input the frequency converter inlet, the regulatory outputs of which are connected to the corresponding stator windings of an asynchronous motor that rotates the centrifuge rotor, while the computer system unit performs the operations of creating a control action, comparing it with the feedback signal from the angular displacement converter after corresponding processing by its interface device and forming differential digital signal.

Недостатком прототипа является высокая погрешность поддержания заданного ускорения на рабочем столе центрифуги -±(2÷3)%.The disadvantage of the prototype is the high error of maintaining the specified acceleration on the centrifuge desktop - ± (2 ÷ 3)%.

Целью предлагаемой полезной модели является снижение погрешности поддержания заданного ускорения на рабочем столе центрифуги.The purpose of the proposed utility model is to reduce the error in maintaining a given acceleration on the centrifuge desktop.

Заданная цель достигается тем, что система управления испытательной центрифугой, содержащая приводной двигатель, вращающий ротор центрифуги, задатчик управляющих воздействий, датчик обратной связи и частотный преобразователь, регулирующие выходы которого подключены к статорным обмоткам приводного двигателя, имеющего возможность вращать ротор центрифуги, дополнительно содержит блок управления и стенд управления центрифугой, датчик обратной связи своим выходом подключен ко входам блока управления, частотомера и стенда управления, причем последний имеет связь с системным блоком компьютера, который через блок управления соединен с управляющим входом частотного преобразователя, а системный блок компьютера при этом имеет возможность создания задающего управляющего воздействия через управляемый им генератор и стенд управления с индикацией полученных ускорений на мониторе компьютера через пересчет показаний частотомера, обеспечивая блоку управления возможность сравнения сигнала с генератора с сигналом от датчика обратной связи с последующим формированием управляющего воздействия на частотный преобразователь.This goal is achieved by the fact that the control system of the test centrifuge, comprising a drive motor, a rotary centrifuge rotor, a control gear, a feedback sensor and a frequency converter, the control outputs of which are connected to the stator windings of a drive motor with the ability to rotate the centrifuge rotor, additionally contains a control unit and a centrifuge control stand, the feedback sensor with its output is connected to the inputs of the control unit, the frequency meter and the control stand, p why the latter is connected with the computer system unit, which is connected through the control unit to the control input of the frequency converter, and the computer system unit in this case has the ability to create a control action via the generator controlled by it and the control stand with an indication of the accelerations obtained on the computer monitor by recalculating the frequency counter providing the control unit with the ability to compare the signal from the generator with the signal from the feedback sensor with the subsequent formation of control guide impacts on the inverter.

Структурная схема устройства для управления испытательной центрифугой представлена на фиг. 1.A block diagram of a device for controlling a test centrifuge is shown in FIG. one.

Схема включает в себя ротор центрифуги 1, приводной двигатель 2, датчик обратной связи 3, частотный преобразователь 4, блок управления 5, генератор 6, стенд управления 7, частотомер 8, системный блок компьютера 9.The circuit includes a centrifuge rotor 1, a drive motor 2, a feedback sensor 3, a frequency converter 4, a control unit 5, a generator 6, a control stand 7, a frequency counter 8, a computer system unit 9.

Устройство работает следующим образом:The device operates as follows:

Оператор включает питание персонального компьютера и привода центрифуги (на схеме не показано). Затем после загрузки операционной системы и программного обеспечения рассматриваемого устройства в окне программы оператором задается режим работы, скорость изменения ускорения, количество контролируемых контактов, максимальное значение ускорения. По нажатию кнопки «Пуск» в окне программы происходит запуск программы.The operator turns on the power of the personal computer and the centrifuge drive (not shown in the diagram). Then, after loading the operating system and software of the device in question, the operator sets the operating mode, acceleration change rate, number of contacts being monitored, and the maximum acceleration value in the program window. By pressing the "Start" button in the program window, the program starts.

Системный блок 9 компьютера по специальной программе формирует сигнал задания (управляющее воздействие), соответствующий режимам «разгона» центрифуги (линейное изменение ускорения с заданной скоростью возрастания). Задающий сигнал поступает с генератора 6, управляемого с системного блока 9 компьютера, на блок управления 5, встроенный в стенд управления 7, который преобразует его в аналоговый вид. Преобразованный задающий сигнал подается на управляющий вход частотного преобразователя 4, который в соответствии с задающим сигналом изменяет амплитуду и частоту трехфазного напряжения электрической сети, подаваемого на статорные обмотки приводного двигателя 2, вращающего ротор центрифуги 1, вследствие чего приводной двигатель 2 изменяет свою скорость вращения в соответствии с законом изменения задающего сигнала. Сигнал обратной связи с датчика обратной связи 3, пропорциональный скорости вращения ротора центрифуги 1, поступает на блок управления 5, стенд управления 7 и на частотомер 8. В блоке управления 5 сигнал обратной связи сравнивается в цифровом виде с сигналом задания, а разностный сигнал после преобразования его аппаратным регулятором и цифро-аналоговым преобразователем (не показаны) внутри блока управления 5 направляется на частотный преобразователь 4, воздействующий на приводной двигатель 2. Частотомер 8 используется для измерения частоты вращения центрифуги и передачи результатов замера по запросу в компьютер через стенд управления 7. На компьютере частота вращения пересчитывается в ускорение и фиксируется в окне программы в режиме аттестации центрифуги. В режиме обычной работы ускорение фиксируется в окне программы при изменении состояния контактов, указанных в группах, предназначенных для контроля. По достижении центрифугой заданного ускорения или срабатывания заданных контактов программа автоматически ее останавливает. Далее оператор отключает питание привода центрифуги, а после завершения работы программы и операционной системы - персональный компьютер.The computer system unit 9, according to a special program, generates a task signal (control action) corresponding to the centrifuge “acceleration” modes (linear change in acceleration with a given rate of increase). The master signal comes from the generator 6, controlled from the system unit 9 of the computer, to the control unit 5, which is built into the control stand 7, which converts it into an analog form. The converted driving signal is supplied to the control input of the frequency converter 4, which, in accordance with the driving signal, changes the amplitude and frequency of the three-phase voltage of the electric network supplied to the stator windings of the drive motor 2, which rotates the centrifuge rotor 1, as a result of which the drive motor 2 changes its rotation speed in accordance with with the law of change of the driving signal. The feedback signal from the feedback sensor 3, proportional to the speed of rotation of the centrifuge rotor 1, is fed to the control unit 5, the control stand 7 and to the frequency counter 8. In the control unit 5, the feedback signal is digitally compared with the reference signal, and the difference signal after conversion its hardware controller and digital-to-analog converter (not shown) inside the control unit 5 is sent to the frequency converter 4, acting on the drive motor 2. Frequency meter 8 is used to measure the frequency rashchenija centrifuge and transfer the measurement results for the computer through the control stand 7. On the computer speed is converted into acceleration and fixed in the window in the centrifuge certification mode. In normal operation, the acceleration is fixed in the program window when the state of the contacts specified in the groups intended for monitoring changes. When the centrifuge reaches the specified acceleration or triggers the specified contacts, the program automatically stops it. Next, the operator turns off the power to the centrifuge drive, and after the program and operating system are finished, the personal computer.

Таким образом, предлагаемое устройство управления центрифугой позволяет получить повышенную точность воспроизведения скорости изменения ускорения - не более 1% в интервале ускорений от 4 g до максимально допустимого значения для конкретной центрифуги, относительную среднеквадратичную погрешность воспроизведения ускорения не более 0,05%, а также дополнительную возможность аттестовывать центрифуги (центробежные установки) на предмет качества воспроизведения заданного ускорения путем сбора и фиксации результатов измерений в таблице.Thus, the proposed centrifuge control device allows to obtain increased accuracy in reproducing the rate of change of acceleration - not more than 1% in the range of accelerations from 4 g to the maximum allowable value for a particular centrifuge, the relative root mean square error of reproduction of acceleration not more than 0.05%, as well as an additional opportunity certify centrifuges (centrifugal units) for the quality of reproduction of a given acceleration by collecting and fixing the measurement results in the table.

Заявленную полезную модель предполагается использовать для прецизионного комплекса ПК36.00.00.00.The claimed utility model is intended to be used for the precision complex PK36.00.00.00.

Claims

A control device for a test centrifuge, comprising a drive motor, a rotary rotor of the centrifuge, a control gear, a feedback sensor and a frequency converter, the control outputs of which are connected to the stator windings of the drive motor, which has the ability to rotate the centrifuge rotor, characterized in that it further comprises a control unit and a stand centrifuge control, the feedback sensor with its output is connected to the inputs of the control unit, frequency meter and control stand, and the last The latter communicates with the computer system unit, which is connected through the control unit to the control input of the frequency converter, while the computer system unit has the ability to create a control action via the generator controlled by it and the control stand and display the accelerations obtained on the computer monitor by recalculating the frequency counter readings, providing the control unit with the ability to compare the signal from the generator with the signal from the feedback sensor with the subsequent formation of control air actions on the frequency converter.