 |
Системы управления положением исполнительного органа.
|
|
|
|
Управление угловым положением требует не только достаточно полной информации о таковом и о скорости его изменения, но и возможности целенаправленных изменений углового движения. Нужные для этой цели управляющие моменты создаются системой исполнительных органов.
По принципу действия исполнительные органы можно разбить на два типа: использующие для создания управляющих моментов внешние по отношению к КА силы и основанные на реактивных принципах.
К первому типу относят такие исполнительные органы, которые создают управляющие моменты в результате взаимодействия с магнитным полем Земли, например, за счет расположения токонесущих контуров или поворачиваемых постоянных магнитов так, чтобы изменялся магнитный момент и в результате целенаправленного взаимодействия с магнитным полем Земли создавались нужные управляющие моменты, приложенные к корпусу. Преимуществом подобных моментных магнитоприводов является то, что для их функционирования потребна лишь электроэнергия, в принципе восполняемая от солнечных батарей, а недостатком - существование одного направления, вокруг которого принципиально невозможно создание управляющего момента, т. е. направление, параллельное вектору магнитной индукции Земли в данной точке орбиты.
Ко второму типу исполнительных органов относят реактивные двигатели ориентации (ДО), создающие реактивные силы и гироскопические силовые стабилизаторы (ГСС), создающие реактивные моменты.
Рис. 1.87. Расположение двигателей ориентации относительно главных центральных осей инерции КА при управлении ориентацией с помощью сил.
Для обеспечения полного управления ориентацией, т. е. управления по трем осям, необходимо, чтобы расположение осей было согласовано с эллипсоидом инерции (рис. 1.87), оси совпадали с главными центральными осями инерции, а включение одного давало бы момент только вокруг одной из таких осей. Пусть триэдр жестко связанных с корпусом осей OXYZ совпадает с главными центральными осями инерции, а показанные на рис. 1.88 плоскости являются плоскостями симметрии эллипсоида инерции. Оси сопел A, B, С лежат в плоскостях, проходящих через центр масс О и перпендикулярных осям инерции, относительно которых происходит управление; удалены от соответствующей оси на расстояние l и, кроме того, перпендикулярны прямой, соединяющей точку их установки и ось, вращение вокруг которой они обеспечивают. Поэтому включение любого создает момент только относительно одной главной оси инерции.
|
|
|
Преимуществом такой схемы является наличие минимального количества (шесть), а недостатком - приложение к корпусу при включении одного не только момента, но и силы, что малосущественно, но на длительных межпланетных трассах нежелательно. Чисто моментное управление можно обеспечить за счет удвоения количества, включаемых попарно. Как известно из механики, место приложения пары сил несущественно. Это положение предоставляет определенную свободу при компоновке. Схема такого расположения показана на рис.1.88, причем двигатели, обеспечивающие вращение вокруг одной главной центральной оси инерции, обозначены одинаковыми буквами.
Рис. 1.88. Расположение двигателей ориентации относительно главных центральных осей инерции КА при управлении ориентацией парами сил
Иногда размещение диктуется их расположением на одном агрегатном отсеке (рис. 1.89), когда все они сосредоточены в одной плоскости и управление вокруг осей ОК и OZ происходит за счет управления силами, а по оси ОХ - пар сил.
Техническое решение реактивных двигателей ориентации может быть различным. Чаще всего используют два типа таких: работающие на сжатом газе и на одно- или двухкомпонентном топливе. В работающем на сжатом газе (рис. 1.89), в баллоне хранится сжатый до большого давления газ (обычно азот), давление которого в редукторе снижается до нужного значения.
|
|
|
Рис. 1.89. Расположение двигателей ориентации в одной плоскости.
1.4.11. Системы управления элеватором
Описание технологического процесса.
В объём автоматизации входит управление всеми маршрутами перекачки зер-на, приём с ЖД транспорта, отгрузка отходов на автомобильный транспорт, включая управление задвижками, перекидными клапанами и системами аспи-рации. Проектом предусмотрены следующие виды управления: местное с пультов местного управления идистанционное с блокировками и использова-нием элементов автоматики рис.1.90.
Рис.1.90. Системы управления элеватором.
Для управления механизмами и агрегатами в местном режиме в каждом пульте местного управления (ПМУ) предусмотрено использование кнопок «Пуск» и «Стоп», индикация состояния оборудования осуществляется при помощи светосигнальной арматуры зелёного (включено) и красного (отключено) цве-тов. Управление устройствами в автоматическом режиме осуществляется при помощи промежуточных реле установленных в шкафах ПМУ. Выбор режима работы механизмов между местным и автоматическим осуществляется при помощи пакетного переключателя, который коммутирует цепи управления. Это предотвращает ошибочное включение или отключение устройства нахо-дящегося в автоматическом режиме от кнопок ручного управления, а в мест-ном режиме препятствует выполнению ошибочных команд выдаваемых опе-ратором через контроллер. Для предотвращения аварийных ситуаций и повышения общей надёжности системы на башмаках норий и через каждые 10 метров на конвейерах проек-том предусмотрена установка кнопочных постов аварийного отключения. Сигналы с постов аварийного отключения оборудования заведены в систему АСУ ТП для контроля их срабатывания и предотвращения возникновения завалов на маршрутах. Система автоматизации позволяет осуществлять оперативный сбор и обработку данных о состоянии оборудования, механизмов, датчиков и т.д., обеспечивает непрерывное диагностирование и обнаружение аварий и отклонений от технологического процесса с выдачей предупреждений оператору через панель оператора либо персональный компьютер, а техническому персоналу через звуковую сигнализацию.
|
|
|
Система позволяет предотвратить нежелательные последствия остановки маршрутов и блокировки оборудования. Ответственные механизмы, работающие в тяжёлых условиях, снабжены токовыми реле с аналоговым выходным сигналом.
Использование аналоговых сигналов в системе контроля работающих конвей-еров и норий позволяет контроллеру судить о степени загруженности отдель-ных узлов и самостоятельно предпринимать действия предотвращающие воз-никновение перегрузки двигателей и выход приводов из строя. Применение интеллектуальной системы контроля за электродвигателями позволяет суще-ственно снизить вероятность отказов и значительно продлить срок их работы.
Для каждой нории проектом предусматривается использование датчиков безопасности. Датчик скорости, устанавливаемый на ведомом барабане, позволяет судить о степени проскальзывания ленты нории и при превышении заданного значения выдаёт сигнал о возникновении аварийной ситуации.
Датчики контроля подпора предотвращают выход из строя электродвигателя нории при возникновении завала. Датчики контроля ленты срабатывают при сбегании ленты нории с приводных барабанов и тем самым предотвращают разрушение контролируемого механизма. На исполнительные механизмы пе-рекидных клапанов и задвижек позиционируемых предусматривается уста-новка бесконтактных выключателей, выполняющих функцию отключения устройства при достижении задвижкой или клапаном конечного положения.
Контроль работы аспирационных систем, состоящих из вентиляторов и соот-ветствующих им шлюзовых затворов, осуществляется датчиками РКС. Ука-занные датчики позволяют параметрировать условия их срабатывания в ши-роких пределах, при отклонении рабочих параметров аспирационной системы от заданных значений датчик РКС посылает сигнал в контроллер о возникно-вении нештатной ситуации, что даёт возможность своевременно предприни-мать действия по предотвращению аварий.
|
|
|
Для точного позиционирования разгрузочных тележек над загрузочными во-ронками силосов в проекте АСУ ТП заложено использование системы бескон-тактных выключателей. Для каждой из тележек разработан шкаф управления,
включающий в себя необходимое силовое оборудование, модуля входов и вы-ходов, промежуточные реле, блоки питания и т.д. Вся информация о работе устройства передаётся в контроллер по единственному кабелю сети. Данное решение позволяет уменьшить количество необходимых соединений между движущейся разгрузочной тележкой и удалённым контроллером, упростить систему управления агрегатом и повысить её отказоустойчивость.
Система автоматизации позволяет контролировать наличие зерна в промежу-точных бункерах и силосах. На каждый силос и промежуточный бункер пре-дусмотрена установка датчиков верхнего и нижнего уровня, сигнализирующих о полном заполнении либо о полной разгрузке указанных емкостей.
Использование AS-интерфейса для подключения оборудования подсилосного этажа и приёмного отделения с Ж.Д. транспорта уменьшает количество про-кладываемого кабеля, упрощает схемы подключения электроприводов меха-низмов, позволяет обойтись без клеммных коробок и производить подключе-ние датчиков в пультах местного управления.
Модули входов и выходов АS-интерфейса устанавливаются в шкафах местно-го управления, к ним напрямую подключаются датчики контроля и промежу-точные реле цепей управления. Модули АS-интерфейса связаны с контролле-ром S7-400 двухпроводным кабелем, по которому происходит как питание модулей, так и обмен сигналами управления и контроля.
АСУ ТП производит контроль состояния датчиков взрыва, расположенных в головках норий, и положения быстродействующих задвижек. При срабатыва-нии системы локализации взрыва система управления способна самостоятель-но предпринимать действия по остановке технологического оборудования, за-действованного в производственном процессе, в последовательности, необхо-димой для минимизации возможного ущерба. Использованное в системе управления оборудование отличается высокой на-дёжностью и отказоустойчивостью. Для обеспечения надёжной работы уст-ройств в условиях высокой запылённости на элеваторе, предусмотрено ис-пользование шкафов со степенью защиты IP55. Все модули входов имеют встроенную гальваническую развязку от внешних линий и кабелей, а сигналы управления от модулей выходов поступают на коммутационную аппаратуру через промежуточные реле.
|
|
|
Непрерывное самотестирование и диагностика всей системы упрощают обнаружение неисправностей, а модульная архитектура контроллера и станций ET200M позволяет производить быструю и лёгкую замену вышедших из строя модулей.
Модульный принцип построения системы полностью решает проблему рас-ширения степени автоматизации технологического процесса и добавления но-вого оборудования. Как центральный контроллер, так и станции ET200M по-зволяют производить установку дополнительных модулей и подключение к ним необходимого оборудования, датчиков и других устройств.
Функции оперативного управления реализует интерфейс системы управления, обеспечивающий быстрый и удобный доступ к процессу, а также полное пре-доставление всей необходимой текстовой и графической информации.
Интерфейс управления включает в себя панель оператора OP и подключаемый параллельно персональный компьютер ПК. Управление АСУ ТП осуществля-ется с персонального компьютера, на экране которого представлена вся ин-формация о выборе и параметрах настройки технологических маршрутов, ре-жимы работы механизмов и устройств, количество продукта, протоколы рабо-ты оборудования, и т.п.
В случае выхода ПК и строя все функции управления могут осуществляться с панели управления оператора OP. Помимо экрана компьютера, любая служеб-ная информация (протоколы работы оборудования, протоколы приёмки-выдачи зерна и т.д.) может быть распечатана на принтере.
|
|
|
