Расчет системы автоматизированного управления производственными процессами
Описание системы автоматического управления приводом фрезерного станка с компьютеризованной системой управления. Составление уравнений механического редуктора, электронного и тиристорного усилителей и тахогенератора. Расчет показателей качества системы.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | практическая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 21.11.2017 |
| Размер файла | 141,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Введение
Совершенствование технологии и повышение производительности труда относятся к важнейшим задачам технического прогресса. Эффективное решение этих задач возможно при внедрении систем автоматического регулирования и управления как отдельными объектами и процессами, так и производством в целом. Поэтому изучение основ автоматического регулирования и управления предусматривается в настоящее время при подготовке студентов практически всех инженерных специальностей.
В результате изучения дисциплины «Теория управления» студент должен уметь анализировать производственный процесс с целью его автоматизации, определения управляемых и управляющих параметров, выбора отдельных элементов и устройств системы автоматического управления (САУ) объектом. Умение разделять САУ на основные функциональные элементы и составлять функциональные и структурные схемы способствует ясности представлений о физических процессах, происходящих в системе, и имеет большое значение для дальнейшего исследования и расчета систем.
Целью расчётно-графической работы по дисциплине «Моделирование процессов и объектов» является закрепление теоретических знаний и овладение навыками анализа и синтеза систем автоматического управления объектами на примере металлорежущих станков и промышленных роботов. При выполнении работы приобретается опыт разработки и расчета САУ производственными процессами и отдельными объектами в машиностроении.
Система автоматического управления приводом фрезерного станка с ЧПУ
САУ предназначена для стабилизации, либо изменения силы резания при фрезеровании за счет управления приводом подач.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Фрезерный станок с ЧПУ предназначен для обработки различных сложных поверхностей деталей машин.
Деталь 1 устанавливается на столе 2 которому сообщаются движения подачи в двух взаимно перпендикулярных направлениях для формирования фрезой 3 требуемой формы паза (см. вид А). На рисунке показан только один
привод стола 2. Он состоит из приводного двигателя 4 постоянного тока с тахогенератором 5, редуктора 6 и винта 7. Кроме того, в систему автоматического управления входят также преобразователь перемещения 8, сравнивающие устройства 9 и 10, усилитель 11 и тиристорный преобразователь 12. фрезерный станок автоматический управление
САУ работает следующим образом. Сигнал, вырабатываемый системой ЧПУ, через цифро-аналоговый преобразователь (на схеме не показан) в виде напряжения UЗ поступает на вход сравнивающего устройства 9. На другой вход сравнивающего устройства 9 поступает сигнал UО преобразователя перемещения 8. Напряжение U ошибки через усилитель 11 поступает на вход сравнивающего устройства 10. На другой вход устройства 10 поступает напряжение, вырабатываемое тахогенератором 5. Таким образом, напряжение на входе тиристорного преобразователя 12 определяет скорость вращения двигателя 4, а следовательно, и величину подачи стола 2.
Система автоматического управления приводом подачи сообщает столу 2 и детали 1 движение по одной из управляемых координат в соответствии с напряжением UЗ задания. Аналогичным образом работает привод подачи по другой координате. В результате сложного движения детали 1 фрезой 3 формируется требуемый контур.
В качестве объекта управления в САУ приводом входят процесс резания и замкнутая технологическая система станка.
Значения данных приведены в таблице ниже.
|
ТЭУ, с |
КЭУ |
ТТП, с |
КТП |
КР |
КТГ, Вс |
К n, В/мм |
Тя, с |
ТМ, с |
KД 1/сВ |
|
|
0 |
80 |
0,04 |
15 |
0,01 |
0,05 |
4,5 |
0,07 |
0,29 |
2,4 |
|
|
ТР, с |
CР |
К |
SМ |
? |
z |
Wо, 1/с |
? |
С, Н/мм |
||
|
0,00 |
800 |
0,31 |
0,02 |
0,05 |
10 |
- |
- |
105 |
Примечание : глубина фрезерования 20 мм , угловая скорость фрезы 630 - 1/мин.
Уравнения элементов систем автоматического управления
Механический редуктор
или ,
где wВЫХ , aВЫХ - соответственно угловая скорость и угол поворота выходного звена редуктора ;
wВХ , aВХ - соответственно угловая скорость и угол поворота входного звена редуктора ;
КР - коэффициент передачи.
W=KP; W=0.01;
Электронный усилитель
,
где ТЭУ - постоянная времени электронного усилителя, с ;
UВЫХ - выходное напряжение, В ;
UВХ - входное напряжение, В ;
КЭУ - коэффициент усиления .
WЭУ= KЭУ/(TЭУ+1);WЭУ=80;
Тиристорный усилитель-преобразователь
,
где ТТП - постоянная выхода тиристорного преобразователя, с ;
UВЫХ - выходное напряжение, В ;
UВХ - входное напряжение, В ;
KТП - коэффициент передачи (усиления) .
Wтуп=Kтп/(Tтп+1); Wтуп=
Электродвигатель постоянного тока
,
где ТЯ - электромагнитная постоянная времени якоря, с ;
ТМ - электромеханическая постоянная двигателя, с ;
w - угловая скорость, с-1 ;
KД - коэффициент передачи электродвигателя, 1/сВ ;
UД - напряжение якоря, В.
Wдпт=; Wдпт=;
Тахогенератор
,
где UВЫХ - выходное напряжение тахогенератора, В ;
КТГ - коэффициент передачи, В·с ;
d?/dt - угловая скорость входного вала, рад/с .
Wтг=Ктг; Wтг=0,05
Преобразователь линейного перемещения
,
где UВЫХ - выходное напряжение преобразователя, В ;
Кn - коэффициент передачи, В/мм ;
SВХ - входное перемещение, мм .
Wn=Kn; Wn=4,5
Структурная схема исследуемого объекта, реализованная на ЭВМ.
График переходного процесса системы (реализован с помощью программы “SIAM”)
Из графика видно, что система неустойчива. Для того чтобы система была устойчивой, изменим параметры элементов системы подвергающихся настройке и время регулирования.
График переходного процесса системы после изменения параметров элементов системы подвергающихся настройке (реализован с помощью программы “Mathcad”)
График ЛЧХ.
График АФЧХ.
Показатели качества системы
Максимальное перерегулирование:
Время регулирования: tP:=0.03 c.
Число колебаний NP регулируемой величины в течение времени tP: NP:=4
Собственная частота колебаний системы:
Логарифмический декремент затухания системы d0:
Максимальная скорость отработки регулируемой величины:
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Общие характеристики электродвигателя. Расчеты по выбору элементов системы автоматического управления. Выбор тахогенератора, трансформатора, вентилей и тиристора. Определение индуктивности якорной цепи. Расчет статических показателей и динамики системы.
курсовая работа [245,3 K], добавлен 24.12.2014Ознакомление с принципами действия автоматических регуляторов температуры для теплицы. Составление математической модели системы автоматизированного управления. Описание и характеристика системы автоматического управления в пространстве состояний.
курсовая работа [806,1 K], добавлен 24.01.2023Краткое описание конструкции станка, описание технологического процесса, электроприводы механизмов и паспортные данные. Разработка системы автоматического управления электропривода, ее структура и эффективность, основная технологическая автоматика.
дипломная работа [4,1 M], добавлен 24.04.2014Разработка системы автоматического управления приводом протягивающего устройства стенда для изучения влияния вибрационного сглаживания на характер фрикционных автоколебаний. Основные параметры двигателя. Моделирование системы автоматического управления.
курсовая работа [537,9 K], добавлен 13.09.2010Состав локальной системы автоматического управления (САУ). Выбор термоизмерительного датчика давления. Расчет датчика перемещения обратной связи локальной системы управления. Выбор усилителя мощности, двигателя, редуктора. Расчет передаточной функции САУ.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 20.10.2013Внедрение станков с системой электронного программного управления. Назначение технологического оборудования (станка), электропривода и электронной системы программного управления. Модуль адаптера магистрали, таймер и анализ его работы со станком.
дипломная работа [2,6 M], добавлен 19.06.2013Выбор электродвигателя, его технические характеристики. Выбор схемы тиристорного преобразователя привода, анодных и уравнительных реакторов, определение их активного сопротивления. Расчет статических, динамических, механических характеристик системы ТП-Д.
курсовая работа [968,1 K], добавлен 24.01.2012Расчет линейных систем автоматического управления. Устойчивость и ее критерии. Расчет и построение логарифмических частотных характеристик скорректированной системы и анализ её устойчивости. Определение временных и частотных показателей качества системы.
курсовая работа [741,2 K], добавлен 03.05.2014Расчет позиционной системы подчиненного управления с заданными параметрами. Выбор схемы, расчет тиристорного преобразователя и параметров системы подчиненного регулирования. Расчет статических и динамических характеристик. Математическая модель системы.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 11.09.2009Система автоматического управления (САУ) длиной дуги плавильного агрегата. Передаточные функции САУ. Заключение о качестве работы замкнутой системы. Достижение требуемых показателей качества в процессе корректирования САУ. Оценка качества работы системы.
курсовая работа [1021,0 K], добавлен 11.03.2013Электромеханическое оборудование механического цеха. Технологический процесс фрезерного станка. Кинематическая схема и ее описание. Расчет и выбор светильников. Электрооборудование систем управления. Схема подключения VFD-B, его техническая эксплуатация.
курсовая работа [1018,5 K], добавлен 01.06.2012Изучение современных методов управления производственными процессами на основе компьютерных технологий. Разработка математической модели бытового водонагревателя с системой подводящих труб и создание автоматизированной системы управления в Trace Mode.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 14.07.2012Проект модернизации фрезерного станка модели ГФ2171С3 с целью совершенствования системы управления. Устройство числового программного управления. Рынок устройств числового программного управления. Технические характеристики программного обеспечения.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 20.03.2013Выбор и расчет основных элементов нестабилизированной системы автоматического управления положением объекта. Устойчивость системы и синтез корректирующего устройства, обеспечивающего требуемые качественные показатели, описание принципиальной схемы.
курсовая работа [2,9 M], добавлен 18.04.2011Конструктивная и функциональная схемы системы автоматического регулирования, предназначенной для стабилизации силы резания при фрезеровании за счет управления приводом подач. Анализ устойчивости, качества и точности САУ. Синтез корректирующего устройства.
курсовая работа [871,4 K], добавлен 30.04.2011Характеристика объекта управления, описание устройства и работы САР, составление ее функциональной схемы. Принцип автоматического управления и вид системы. Составление структурной схемы системы автоматического регулирования температуры воздуха в птичнике.
курсовая работа [598,8 K], добавлен 15.09.2010Расчет и структурная схема передаточных функций разомкнутой и замкнутой системы автоматического управления (САУ) относительно входного воздействия. Формулы для мнимой и вещественной компоненты. Графики логарифмических амплитудной и фазовой характеристик.
курсовая работа [505,8 K], добавлен 15.11.2009Регулирующие системы автоматического управления. Автоматические системы управления технологическими процессами. Системы автоматического контроля и сигнализации. Автоматические системы защиты. Классификация автоматических систем по различным признакам.
реферат [351,0 K], добавлен 07.04.2012Описание механической части и технологии работы неавтоматизированного устройства. Описание принципиальной электрической схемы автоматического управления. Расчет силовых приводов. Выбор системы управления, структурной схемы автоматического управления.
курсовая работа [491,3 K], добавлен 16.01.2014Составление принципиальной электрической схемы цифровой системы управления приводом робота. Пример реализации системы управления структурным путем с использованием электронных логических элементов. Схема и элементы программирования контроллера LOGO.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 04.01.2016
