Sisteme programabile pentru masini electrice
Generalitati
Comanda unui sistem de actionare electrica= realizarea unui ansamblu de operatii care fac ca valoarea unei marimi, de care depinde procesul tehnologic al unei masini de lucru, sa se modifice dupa o lege prestabilita sau dupa anumite impulsuri externe date de modificarea procesului de lucru.
Într-o instalatie de comanda si control fenomenele se succed într-o ordine dinainte stabilita.
Unei anumite marimi aplicate la intrarea în sistem (marime de intrare) îi corespunde în sistemul de comanda o marime bine definita obtinuta la iesirea sistemului comandat (marime de iesire).
Clasificarea sistemelor de comanda si control (SCC)
Dupa modul de transmitere a impulsului de comanda
-SCC manuale
-SCC semiautomate
-SCC automate
Clasificare
SCC manuale
-Efortul necesar pentru actionarea mecanismului de comanda este asigurat aproape în întregime de ope 959d33j ratorul uman.
-functionarea este asigurata prin mijloace mecanice.
Exemple:
-Întrerupatoare
-Întrerupatoare automate
-Comutatoare toba
SCC semiautomate
-un numar de faze succesive ale unui ciclu de lucru se executa automat, iar între acestea , pentru realizarea unor operatii este necesara interventia operatorului uman.
-sunt utilizate în sisteme de complexitate redusa care nu necesita reglaje de viteza sau schimburi de regimuri de functionare frecvente.
SCC automate
-toate comenzile pentru realizarea întregului ciclu de lucru sunt executate automat prin interventia unor elemente ale dispozitivului de comanda.
-operatorului uman îi revine sarcina de a da doar impulsul initial de pornire si eventual de oprire
-creste precizia de executie a comenzilor odata cu scurtarea ciclului de lucru al sistemului.
Dupa modul de executie a dispozitivului de comanda
-SCC în circuit deschis
-SCC în circuit închis
SCC în circuit deschis
SCC în circuit închis
Dupa modul de actionare asupra elementelor dispozitivului de comanda
-SCC discrete
directe
secventiale
dupa program
-SCC analogice
SCC discrete
Sunt acele sisteme în care marimile fizice din sistem sunt determinate de starea elementelor componente ale dispozitivului de comanda.
Realizarea unui sistem de comanda discret se bazeaza pe o succesiune de semnale date de elementele dispozitivului de comanda.
SCC directe
-starea elementelor de executie ale dispozitivului de comanda depinde de starea elementelor de comanda în acel moment.
-marimea de intrare are diferite valori, rezultând corespunzator diferite valori ale marimii de iesire.
Sisteme de comanda secventiale
-starea elementelor de executie este dependenta nu numai de starea momentana a elementelor de comanda ci si de starile anterioare ale unor elemente din sistem.
-o singura variatie a marimii de intrare (ex. impuls de pornire) declanseaza sistemul de comanda, urmând o succesiune de faze dupa un program fixat înainte.
-Terminarea programului are loc în momentul când marimea de iesire a ajuns la o valoare dinainte stabilita
Sisteme de comanda dupa program
la care dispozitivul de comanda este prevazut cu un dispozitiv de programare.
Esential - dispozitivul de comanda primeste semnale de la dispozitivul de programare si pe baza acestor semnale realizeaza comanda impusa.
Dupa modul de implementare a sistemului de comanda
-SCC ce folosesc tehnologia cablata
-SCC ce folosesc tehnologia programata
SCC în tehnologie cablata
Într-o tehnologie cablata, SCC este realizat din module legate între ele.
Functionarea obtinuta rezulta din alegerea acestor module si de legaturile care le unesc.
În toate cazurile, SCC este în întregime
particularizat prin realizarea sa materiala.
SCC în tehnologie programata
SCC este realizata prin programarea elementelor componente prevazute în acest scop.
Functionarea obtinuta rezulta din programarea facuta.
În acest caz, personalizarea este facuta prin alegerea componentelor dar si prin programare.
Structura unui SCC
parte operativa: opereaza asupra materiei de lucru
-utilaje si mijloace diverse care realizeaza procesul de elaborare: mori, masini de taiat si gaurit, pompe, capete de sudura, etc.
-elemente de actionare destinate miscarii sau functionarii acestor mijloace, ex: motoare electrice, valve hidraulice sau pneumatice
parte de comada: emite ordinele catre partea operativa si primeste de la aceasta semnalele de raspuns necesare coordonarii actiunilor acestuia
Structura unui SCC
Elementele unui SCC
Tensiunea de comanda
Elemente de siguranta
Elemente de comanda
Elemente intermediare (relee)
Elemente de conectare cu actionare electromagnetica
Elemente de actionare
Elemente de protectie
Elemente de semnalizare
Surse de alimentare
Senzori si traductoare
Elemente componente ale SCC
Ementede actionare:motoare de diferite tipuri si principii de functionare, ele actioneaza propriu-zis mecanismele masinilor. Dintre cele mai cunoscute elemente de actionare amintim motoarele
-electrice,
-pneumatice si
-hidraulice.
Elemente de comanda:cele mai uzuale sunt întrerupatoarele, butoanele si limitatoarele de cursa. Comanda semnale
-puternice (curenti de câtiva amperi)
-semnale slabe (de ordinul mA) cum sunt microcontactele unor aparate de masura si control, traductoarele inductive si capacitive, etc.
Elementele de protectiesunt destinate pe de-o parte protectiei masinilor electrice contra deteriorarilor, iar pe de alta parte protectiei conductoarelor instalatiei în caz de scurtcircuit (sigurante).
Elementele de conectare: realizeaza legatura propriu zisa a elementelor de actionare (motoare) cu sursele de energie (electrica, pneumatica sau hidraulica).
Elemente intermediare: sunt intercalate între elementele de comanda si elementele de conectare. Aceste elemente (relee) îndeplinesc rolul de transformatoare ale semnalelor de comanda transmise catre elementele de conectare. Transformari :
-amplificari de semnal,
-multiplicare semnalului,
-întârzierea semnalului,
-memorarea semnalului,
-negarea (inversarea) semnalului, etc.
Elemente de semnalizare(optice sau acustice)
Elemente auxiliarecum ar fi transformatoare, redresoare, rezistente, etc.
Functiile unui sistem de comanda si control.
Pornirea
Oprirea
Inversarea sensului de rotatie
Mentinerea regimului de lucru
Controlul vitezei
Protectia operatorului
Pornirea
Motorul poate fi pornit prin cuplare direct la retea.
Poate fi de asemeni necesara o pornire lenta si gradualanu numai pentru proteja masina dar si pentru a asigura ca valoarea curentului nu este prea mare pentru reteaua la care este cuplat motorul.
Unele motoare pot fi distruse daca sunt pornite cu un cuplu de pornire ce creste brusc.
Un alt factor de luat în seama este si frecventa cu care va fi pornit motorul respectiv.
Oprirea
Unele controlere permit motorului sa se opreasca într-o pozitie precizata.
Altele impun întreruperea functionarii motorului când acesta trebuie sa se opreasca repede.
Oprirea rapida este o functie vitala pentru un controler atunci când sunt situatii de urgenta.
Controlerele asista oprirea motorului prin întârzierea miscarii centrifugale
Inversarea sensului de rotatie
Controlerele sunt utilizate pentru schimbarea automata a sensului de rotatie a motoarelor la comanda operatorului de la statia de comanda.
Schimbarea sensului de rotatie poate fi un regim permanent pentru unele aplicatii industriale.
Mentinerea regimului de lucru
Mentinerea regimului de lucru dorit poate fi una din principalele destinatii ale controlerului.
El protejeaza motoarele, operatorii, masinile si materialele în timpul lucrului.
Exista o mare diversitate de tipuri de circuite de protectie pentru a proteja oamenii, echipamentul si procesul de productie împotriva posibilelor defectari ce pot apare atunci când masinile sunt în functiune.
Controlul vitezei
Unele controlere pot mentine foarte precis viteza proceselor industriale.
Unele controlere pot modifica viteza motoarelor fie în trepte fie gradual printr-un domeniu continuu de valori ale vitezei.
Protectia operatorului
O parte din elementele de protectie mecanice au fost înlocuite sau îmbunatatite prin folosirea sistemelor electrice de protectie.
Mai nou, o serie din functiile de protectie au fost preluate de sistemul de comanda si control care ofera o mai mare siguranta pentru operatori.
Pornirea si oprirea masinilor electrice
În regimurile de pornire si de oprire a masinilor electrice trebuie tinut seama de o serie de conditii care afecteaza motorul.
Dintre acestea amintim:
-Frecventa de pornire si oprire
-Tipul pornirii în functie de tipul sarcinii
usoara: pornire în gol
grea: porniri în sarcini
-Tipul pornirii în functie de durata acesteia
rapida
lenta
-Pornire si oprire manuala sau automata
-Tipul opririi în functie de durata acesteia
lenta
rapida
-Tipul opririi în functie de pozitia de oprire
precisa
aproximativa
indiferenta
-Frecventa de inversare a sensului de rotatie
Exigentele impuse sistemelor de comanda si control
Simplitate
Siguranta în functionare
Repetabilitatea regimurilor de functionare
Flexibilitate
Posibilitate de evolutie
Coordonare
Dialog
Calitate
Gestiune
Simplitate
Se considera ca un SCC este simplu atunci când asigura îndeplinirea tuturor conditiilor ce-i sunt impuse cu minimum de elemente componente.
Un numar mare de componente reduce siguranta în functionare deoarece fiecare element al schemei, în parte, poate constitui sursa unor defectiuni si ale unei functionari defectuoase.
O schema simpla presupune si costuri mai reduse.
Siguranta în functionare
O parte din functionarea unei masini automate este orientata spre propria protectie sau spre protejarea materialelor pe care le prelucreaza sau le manipuleaza.
La aceasta se adauga conditiile necesare protejarii operatorului uman.
Un alt element legat tot de siguranta în functionare este cel de disponibilitate prin care se întelege capacitatea sistemului de a-si îndeplini rolul pentru care a fost conceput.
Repetabilitatea regimurilor de functionare
Odata sistemul de comanda si control instalat si reglat, el trebuie sa asigure
repetabilitatea regimurilor de functionare si respectarea normelor de functionare existente în vigoare.
Flexibilitate
Flexibilitatea unui sistem de comanda presupune posibilitatea trecerii cu usurinta de la un tip de comanda la altul (manual-automat si invers) si de la un regim al sistemului la altul, posibilitatea comandarii acestuia din punctul în care se afla sistemul de comanda sau de la distanta.
Posibilitate de evolutie
Aceasta are la baza faptul ca sistemul poate evolua în timp atât din punct de vedere functional cât si din punct de vedere structural.
În exigenta posibilitatii de evolutie se poate considera si posibilitatea de scalare a sistemului astfel încât cu acelasi sistem sa poata fi comandate mai multe sisteme de acelasi fel sau diferite.
Coordonare
Aceasta exigenta se impune în cazul în care sistemul este integrat într-un ansamblu mai larg în cadrul caruia trebuie sa se tina cont si de evolutia celorlalte componente ale sistemului.
Dialog
Aceasta exigenta are drept scop realizarea unui dialog om-masina mai clar si mai complet pentru ambele parti.
Dialogul poate fi realizat si cu alte sisteme de comanda la acelasi nivel ierarhic sau la nivele ierarhice diferit
Gestiune
Presupune posibilitatea SCC de a primi o gama larga de informatii din partea sistemului, si de a le gestiona în vederea realizarii comenzii pentru care a fost conceput.
|
