Занятие 25(2 часа) Дискретные (цифровые) системы управления электроприводом
Дискретизация аналоговых сигналов
Анализ работы систем автоматического управления показывает, что система в процессе своей работы должна производить логические и арифметические операции: сравнение величин, сложение и вычитание, запоминание команд, выдачу команды при определенных условиях и т.п.
Технологические процессы представляют собой изменение неэлектрических величин: температуры, давления, скорости перемещения объектов, угла поворота, времени действия параметра и т.п.
Для того , чтобы производить математические операции с различными неэлектрическими величинами их представляют в виде чисел. Но число - это символ несущий определенную информацию, но не имеющий физической сущности. В системах автоматического управления все параметры и команды преобразуются в последовательность электрических импульсов.
Аналоговый способ не нашел широкого применения т.к. даже незначительное изменение напряжения в цепи приводило к большой погрешности в управлении. Если представлять величину параметра технологического процесса как определенное количество электрических импульсов, точность работы системы значительно повышается, потому, что для такой системы важна не величина импульса напряжения, а сам факт его наличия. Такой способ представления информации о параметре называется цифровым.
Таким образом, параметр необходимо преобразовать в последовательность импульсов.
|
|
|
Для представления параметра в цифровом виде аналоговый электрический сигнал разбивают на одинаковые временные промежутки и затем в каждый из промежутков времени производят измерение параметра. Каждой амплитуде тока будет соответствовать свое число, которое переводят в соответствующее количество импульсов.
Это количество импульсов запоминается в памяти системы. Устойчивость цифровой системы значительно выше, так как система регистрирует любой, даже искаженный импульс. Для системы важна не амплитуда импульса, а сам факт его наличия.
Мы привыкли выражать числа сочетанием десяти цифр от нуля до девяти. Это значит, что для запоминания однозначного числа система должна иметь элемент с десятью устойчивыми электрическими состояниями.
( десятичная система счисления ). Основание такой системы счисления равно 10
Но наиболее простыми с точки зрения технической реализации являются так называемые двухпозиционные элементы ,способные находится в одном из двух устойчивых состояний. Например: электромагнитное реле - эамкнуто-разомкнуто; лампочка включена-выключена; полупроводниковый диод-проводит-не проводит; транзисторный ключ открыт-закрыт; Такие элементы являются надежными и простыми. В основе их работы лежит исключительно простой принцип действия - " ДА " или " НЕТ " . Одно из этих устойчивых состояний может представлять цифру " 0 ", а другое цифру " 1 ".
|
|
|
По этой причине наибольшее распространение в ЭВМ и автоматических системах получила двоичная система счисления. Основание этой системы равно 2, в ней используются только две цифры 0 и 1.
Но при любой системе счисления параметр необходимо преобразовать в последовательность импульсов. Прямоугольный импульс напряжения представляет собой скачок напряжения ,который действует строго определенное время затем исчезает на строго определенное время. Графическая форма прямоугольного импульса приведена на рис.
Рис.. Параметры импульса.
Импульс характеризуется амплитудой А, длительностью Тимп. и паузой между импульсами Тп.
25.2. Классификация цифровых средств управления, используемых в ЭП:
Цифровые узлы и устройства по своему функциональному назначению делятся на:
· вычислительные;
· логические;
· устройства памяти;
· элементы согласования;
· временные устройства;
· цифроаналоговые преобразователи;
|
|
|
· устройства ввода — вывода данных;
Рассмотрим состав этих групп и реализацию отдельных, наиболее употребимых узлов и устройств.
Вычислительные устройства.Эти устройства предназначены для выполнения различных арифметических операций. Вычислительные операции выполняются в цифровых узлах на основе двоичной системы счисления. К вычислительным устройствамотносятся счетчики, сумматоры и компараторы (устройства сравнения).
Логические цифровые узлы. В этих узлах осуществляются различные логические операции над дискретными электрическими сигналами. В основе логических цифровых узлов лежат логические схемы «И», «ИЛИ», « НЕ», и их комбинации. К ним относятся распределители импульсов, шифраторы, дешифраторы и мультиплексоры.
Устройства памяти. Эти устройства предназначены для запоминания, хранения и выдачи информации.К ним относятся регистры, матрицы-накопители и запоминающие устройства (ЗУ): оперативные (ОЗУ) и постоянные (ПЗУ).
Временные устройства.К ним относятся генератор эталонной частоты, служащий для выработки тактовых импульсов частотой 100—500 кГц (I исполнение) или 1—5 мГц (II исполнение), а также мультивибратор универсальный с частотой выходного сигнала до 200 кГц.
|
|
|
Цифроаналоговые устройства. В их состав входят: преобразователь код—напряжение (ПКН), преобразующий двоичный или двоично-десятичный код в напряжение постоянного тока; преобразователи частоты напряжение (ПЧН) и аналого-цифровые преобразователи, осуществляющие преобразование частоты следования импульсов в напряжение постоянного тока и обратное преобразование.
Устройства согласования. Они обеспечивают согласование сигналов узлов и устройств дискретного управления с релейно-контакторной аппаратурой управления ЭП, усиление выходных сигналов логических узлов и гальваническую (потенциальную) развязку электрических цепей.
Кроме того, в состав этих устройств входят вспомогательные узлы ввода—вывода информации и блоки питания.
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 480; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!