RU2790860C1 - Method of controlling electric drive to stop the mechanism with one limit switch - Google Patents
Method of controlling electric drive to stop the mechanism with one limit switch Download PDFInfo
- Publication number
- RU2790860C1 RU2790860C1 RU2022107207A RU2022107207A RU2790860C1 RU 2790860 C1 RU2790860 C1 RU 2790860C1 RU 2022107207 A RU2022107207 A RU 2022107207A RU 2022107207 A RU2022107207 A RU 2022107207A RU 2790860 C1 RU2790860 C1 RU 2790860C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stop
- limit switch
- speed
- determines
- law
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области автоматизации механизмов средствами электропривода и может быть использовано для эффективного управления остановом механизмов при использовании одного концевого выключателя на участке замедления перед остановкой.The invention relates to the field of automation of mechanisms by means of an electric drive and can be used to effectively control the stop of mechanisms when using one limit switch in the deceleration section before stopping.
Известен способ управления остановом механизма с электроприводом и использованием двух концевых выключателей, один из которых дает сигнал на предварительное замедление до пониженной скорости, а второй -на окончательную остановку [1].A known method of controlling the stop of the mechanism with an electric drive and the use of two limit switches, one of which gives a signal for a preliminary deceleration to a reduced speed, and the second for the final stop [1].
Недостатком данного технического решения является отсутствие условий для минимизации времени остановки, из-за того, что не предполагается изменение закона торможения в зависимости от величины начальной скорости остановки VH и, кроме того, не предполагается использование максимально допустимого темпа замедления. Вследствие этого не достигается максимально возможная производительность приводимого в движение механизма.The disadvantage of this technical solution is the lack of conditions for minimizing the stopping time, due to the fact that it is not supposed to change the braking law depending on the value of the initial stop speed V H and, in addition, it is not supposed to use the maximum allowable deceleration rate. As a result, the maximum possible performance of the driven mechanism is not achieved.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ управления электроприводом для остановки механизма при двух конечных выключателях [2], согласно которому определяется отрезок пути механизма до остановки и вводится закон изменения скорости в процессе останова на отрезке пути между концевыми выключателями предварительного замедления и окончательной остановки, задаваемый устройством управления согласно предложенному закону, при котором сигнал на торможение механизма подается не сразу после срабатывания концевого выключателя предварительного замедления, а через определенное время, зависящее от различных физических факторов данного процесса.The closest in technical essence to the proposed invention is a method for controlling an electric drive to stop a mechanism with two limit switches [2], according to which the length of the mechanism's path to a stop is determined and the law of speed change during the stop process is introduced on the path between the limit switches of preliminary deceleration and final stop , set by the control device according to the proposed law, in which the signal for braking the mechanism is not given immediately after the limit switch of the preliminary deceleration is activated, but after a certain time, depending on various physical factors of this process.
Технической задачей предлагаемого изобретения является исключение из системы концевого выключателя окончательной остановки с целью упрощения конструкции, снижения числа компонентов и минимизации времени монтажа и наладки. Решение этой задачи предполагает использование новых функциональных и расчетных зависимостей, реализуемых устройством управления, в которых задается величина пути от концевого выключателя, определяющего начало остановки до точки полного останова механизма.The technical objective of the present invention is the exclusion of the final stop limit switch from the system in order to simplify the design, reduce the number of components and minimize installation and commissioning time. The solution of this problem involves the use of new functional and calculated dependencies implemented by the control device, in which the distance from the limit switch, which determines the start of the stop, to the point of complete stop of the mechanism is set.
Предлагается способ управления электроприводом для остановки механизма при использовании концевого выключателя, определяющего начало остановки на заранее заданном участке пути, с применением устройства управления, которое задает закон изменения скорости, обеспечивающий замедление электропривода на заданном отрезке пути с начальной скорости согласно выражению:A method is proposed for controlling an electric drive to stop a mechanism using a limit switch that determines the start of a stop at a predetermined section of the path, using a control device that sets the law of speed change that provides deceleration of the electric drive on a given section of the path from the initial speed according to the expression:
в котором:in which:
- текущее время, отсчитываемое с момента срабатывания концевого выключателя определяющего начало процесса остановки; - current time, counted from the moment of operation of the limit switch, which determines the beginning of the stop process;
- скорость механизма в начале процесса остановки, определяемая текущими условиями работы механизма, известная по результатам текущих измерений скорости механизма; - the speed of the mechanism at the beginning of the process of stopping, determined by the current operating conditions of the mechanism, known from the results of current measurements of the speed of the mechanism;
- максимально допустимый темп замедления, известный из конструктивных особенностей механизма и его электропривода, - the maximum allowable deceleration rate, known from the design features of the mechanism and its electric drive,
- время, в течение которого механизм продолжает работу после момента срабатывания концевого выключателя начала остановки до начала торможения, отличающийся тем, что расстояние между концевым выключателем, определяющим начало остановки, и точкой остановки механизма, определяют согласно выражению: - the time during which the mechanism continues to work after the moment of operation of the limit switch to stop before the start of braking, characterized in that the distance between the limit switch that determines the start of the stop and the stop point of the mechanism is determined according to the expression:
в котором:in which:
- расстояние между концевым выключателем, определяющим начало остановки и точкой окончательного останова, представляющее собой задаваемый отрезок пути механизма при остановке; - the distance between the limit switch, which determines the beginning of the stop, and the final stop point, which is a specified segment of the mechanism's path when it stops;
- максимально возможная скорость механизма в начале процесса остановки, задаваемая из условий работы механизма. - the maximum possible speed of the mechanism at the beginning of the process of stopping, set from the operating conditions of the mechanism.
При этом в законе изменения скорости, формируемым устройством управления, значение параметра определяют как:In this case, in the law of speed change, formed by the control device, the value of the parameter defined as:
На фиг.1 изображена функциональная схема устройства останова.Figure 1 shows a functional diagram of the stop device.
На фиг.2 изображен закон задания скорости при останове за минимальное время.Figure 2 shows the law of setting the speed when stopping for the minimum time.
На фиг.3 представлен алгоритм работы устройства управления.Figure 3 shows the algorithm of the control device.
Известная система характеризуется тем, что в ней задается закон изменения скорости перемещения механизма, при котором используют два концевых выключателя: предварительного замедления и окончательного останова, находящихся на определенном расстоянии друг от друга, и производится процесс торможения по заранее заданному закону таким образом, чтобы к моменту достижения механизмом второго концевого выключателя его скорость была бы близка к нулевой.The known system is characterized by the fact that it sets the law of change in the speed of movement of the mechanism, in which two limit switches are used: preliminary deceleration and final stop, located at a certain distance from each other, and the braking process is performed according to a predetermined law in such a way that by the time reaching the mechanism of the second limit switch, its speed would be close to zero.
Отличие реализации предлагаемого способа управления состоит в отсутствии на участке замедления второго концевого выключателя, что позволяет при предлагаемом законе изменения скорости перемещения механизма оперативно изменять точку окончательного останова путем изменения задаваемого в устройство управления значения ST.The difference in the implementation of the proposed control method is the absence of a second limit switch in the deceleration section, which allows, with the proposed law of changing the speed of movement of the mechanism, to quickly change the final stop point by changing the value S T specified in the control device.
Функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ останова, приведена на фиг.1. В схеме имеется устройство управления 1 состоящее из цифрового устройства формирования задания скорости торможения 2 и цифрового устройства задания постоянных параметров 3, выходы которого соединены со входами цифрового устройства формирования задания скорости торможения 2. Выходной сигнал цифрового устройства формирования задания скорости 2 (V(t), соединен с управляющим ходом преобразователя частоты 4, питающего двигатель 5. Выходы цифрового датчика скорости 6 и концевого выключателя D1 начала остановки 7 соединены со входами цифрового устройства формирования задания скорости торможения 2.Functional diagram of the device that implements the proposed method of stopping is shown in Fig.1. There is a
Закон изменения задания скорости во времени V (t) при торможении, обеспечиваемый устройством управления 1, представлен на фиг.2. По предложенному алгоритму, приведенному на фиг.3, формируется закон изменения задания скорости, показанный на фиг.2. Такой алгоритм обеспечивает торможение электропривода с текущей начальной скорости VH до нулевой за минимальное время. При этом учитывается ограничение по темпу замедления а 3.The law of changing the speed reference in time V (t) during braking, provided by the
Расстояние ST от концевого выключателя, определяющего начало остановки до точки окончательной остановки должно численно равняться тормозному пути, определяемому как интеграл по времени от текущей скорости V(t)n численно равный площади между графиком скорости и осью времени. При этом в законе изменения задания скорости учтены следующие ограничения: скорость V(t) не должна увеличиваться в процессе торможения, и темп замедления не должен превосходить максимальную величину а3.The distance S T from the limit switch that determines the start of the stop to the final stop point must be numerically equal to the braking distance, defined as the time integral of the current speed V(t)n, numerically equal to the area between the speed graph and the time axis. In this case, the following restrictions are taken into account in the law of changing the speed reference: the speed V(t) should not increase during braking, and the deceleration rate should not exceed the maximum value a 3 .
С учетом отмеченных ограничений для получения минимального времени торможения закон изменения скорости должен состоять из двух участков (фиг.2). На первом участке задание скорости постоянно, а на втором - задание скорости уменьшается с максимально допустимым темпом замедления а3. Путь, пройденный на втором участке, численно равен площади между графиком задания скорости V(t) и осью времени, и вычисляется по выражениюTaking into account the noted limitations, to obtain the minimum braking time, the speed change law should consist of two sections (figure 2). In the first section, the speed reference is constant, and in the second, the speed reference decreases with the maximum allowable deceleration rate a 3 . The path traveled in the second section is numerically equal to the area between the graph of the speed reference V(t) and the time axis, and is calculated by the expression
соответственно путь, пройденный на первом участке, равенaccordingly, the path traveled in the first section is equal to
а время прохождения первого участкаand the time of passage of the first section
Любое отклонение закона изменения задания скорости в сторону ее уменьшения приведет к увеличению времени останова, так как тормозной путь, численно равный площади между графиком скорости и осью времени, должен остаться тем же самым. С другой стороны, любое увеличение задания скорости невозможно в силу наложенных ограничений на нее и темпа замедления. Таким образом, останов по предлагаемому закону задания скорости происходит за минимально возможное при имеющихся ограничениях время.Any deviation of the law of changing the speed reference in the direction of its decrease will lead to an increase in the stop time, since the braking distance, numerically equal to the area between the speed graph and the time axis, must remain the same. On the other hand, any increase in the speed reference is impossible due to restrictions imposed on it and the deceleration rate. Thus, the stop according to the proposed speed setting law occurs in the minimum possible time under the existing restrictions.
Устройство управления остановом по предлагаемому способу работает следующим образом. Сначала, согласно алгоритму работы устройства управления 1 (фиг.3) определяется текущее время торможения t, отсчитываемое с момента срабатывания концевого выключателя D1, определяющего начало остановки. Если концевой выключатель D1, определяющий начало остановки, еще не сработал (D1=0), то начальная скорость замедления приравнивается к текущей скорости VH=V(t) и отсчет времени торможения не начинается, т.е. t=0. Если конечный выключатель D1, определяющий начало остановки, сработал (D1 ≠ 0), то согласно выражениюThe stop control device according to the proposed method works as follows. First, according to the algorithm of the control device 1 (figure 3) is determined by the current braking time t, counted from the moment of operation of the limit switch D 1 that determines the start of the stop. If the limit switch D 1 , which determines the start of the stop, has not yet been triggered (D 1 =0), then the initial deceleration rate is equal to the current speed V H =V(t) and the braking time does not start, i.e. t=0. If the limit switch D 1 , which determines the start of the stop, is triggered (D 1 ≠ 0), then according to the expression
вычисляется время движения механизма со скоростью VH, после чего по выражениюthe time of movement of the mechanism with the speed V H is calculated, after which, according to the expression
вычисляется заданная скорость V(t). Если заданная скорость V(t)<0, то обнуляются задание скорости V(t)=0 и текущее время торможенияthe given speed V(t) is calculated. If speed reference V(t)<0, then speed reference V(t)=0 and current deceleration time are reset
Иначе, текущее время увеличивается на интервал дискретности Далее устройство управления 1, вычисляющее закон изменения задания скорости, переходит на следующий цикл работы.Otherwise, the current time is incremented by the sampling interval Next, the
Если требуется изменить расстояние между концевым выключателем, определяющим начало остановки и окончательного останова, представляющее собой задаваемый отрезок пути механизма при остановке, то необходимо задать новое значение большее, чем определяемое по формулеIf you want to change the distance between the limit switch, which determines the beginning of the stop and the final stop, which is a set segment of the mechanism's path when it stops, then you need to set a new value greater than determined by the formula
Для этого в алгоритме (фиг.3) проверяется заданное значение и, если оно меньше, чем вычисленное по вышеприведенной формуле, то берется его значение, определяемое по вышеприведенной формуле, а иначе, принимается равным заданному значению.To do this, the algorithm (figure 3) checks the specified value and, if it is less than that calculated by the above formula, then its value is taken, determined by the above formula, otherwise, it is taken equal to the given value.
Подчеркнем, что имеется возможность оперативно изменять место останова механизма без изменения местоположения концевого выключателя, определяющего начало замедления, при отсутствии концевого выключателя окончательной остановки.We emphasize that it is possible to quickly change the stop point of the mechanism without changing the location of the limit switch that determines the start of deceleration, in the absence of a final stop limit switch.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫBIBLIOGRAPHY
1. Марголин Ш.М. Точная остановка электроприводов, Москва, Энергоатомиздат, 1984, стр. 104).1. Margolin Sh.M. Precise stop of electric drives, Moscow, Energoatomizdat, 1984, p. 104).
2. Патент на изобретение №2741337, БИ-3-25, 01.2021.2. Patent for invention No. 2741337, BI-3-25, 01.2021.
Claims (13)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2790860C1 true RU2790860C1 (en) | 2023-02-28 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1264880A1 (en) * | 1984-12-10 | 1986-10-23 | Московский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Инженеров Сельскохозяйственного Производства Им.В.П.Горячкина | Feed distributor drive |
SU1390754A1 (en) * | 1986-03-17 | 1988-04-23 | Донецкое Наладочное Управление Треста "Донецкуглеавтоматика" | Mine hoist electric drive |
SU1614086A2 (en) * | 1988-12-22 | 1990-12-15 | Производственное объединение "Иркутсктяжмаш" | Device for precise arresting of electric drive |
RU2741337C1 (en) * | 2019-12-26 | 2021-01-25 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Electric drive control method for accurate mechanism shutdown with two limit switches |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1264880A1 (en) * | 1984-12-10 | 1986-10-23 | Московский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Инженеров Сельскохозяйственного Производства Им.В.П.Горячкина | Feed distributor drive |
SU1390754A1 (en) * | 1986-03-17 | 1988-04-23 | Донецкое Наладочное Управление Треста "Донецкуглеавтоматика" | Mine hoist electric drive |
SU1614086A2 (en) * | 1988-12-22 | 1990-12-15 | Производственное объединение "Иркутсктяжмаш" | Device for precise arresting of electric drive |
RU2741337C1 (en) * | 2019-12-26 | 2021-01-25 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Electric drive control method for accurate mechanism shutdown with two limit switches |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
КR 20100027284 А, 11.03.2010. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS6135561B2 (en) | ||
US20130043820A1 (en) | Processing a motor variable of a dc motor and actuating device for a motor vehicle | |
RU2790860C1 (en) | Method of controlling electric drive to stop the mechanism with one limit switch | |
KR100819654B1 (en) | Method for Controlling Motor by Use of Asymmetric S-Curve | |
US6965188B2 (en) | Ultrasonic-actuator driving apparatus and ultrasonic-actuator driving method | |
RU2741337C1 (en) | Electric drive control method for accurate mechanism shutdown with two limit switches | |
KR840000328A (en) | Homing control method of moving part and its device | |
US11342865B2 (en) | Method and device for actuating an electromechanical element | |
US4210853A (en) | Control device with an integrating position drive | |
CN113359420A (en) | Gate control method, device and system and gate | |
EP2702681B1 (en) | Method for the sensorless commutation detection of electronically commutated electric motors | |
SU1721783A1 (en) | Step motor controller | |
SU989716A1 (en) | Method of braking dc electric motor | |
JPH02146009A (en) | Automatic focus adjusting device | |
US4254370A (en) | Closed loop positioner for a stepping motor driven by a buffered translator | |
SU1614086A2 (en) | Device for precise arresting of electric drive | |
SU437049A1 (en) | Automatic control of production process parameters | |
SU904183A1 (en) | Stepping motor control device | |
RU187266U1 (en) | Stabilized Electric Drive | |
SU855610A1 (en) | Program control-point setting device | |
SU372544A1 (en) | SOFTWARE CONTROL DEVICE | |
KR950002404B1 (en) | Speed controlling method and apparatus of servomotor | |
SU904176A2 (en) | Frequency-controlled electric drive with excavator characteristic | |
SU432460A1 (en) | AUTOMATIC REGULATOR OF PARAMETERS OF INDUSTRIAL PROCESSES | |
SU1071546A2 (en) | Transport mechanism positioning apparatus |