МИКРОПРОЦЕССОРНОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ НАГРУЗКАМИ

Полезная модель относится к кибернетике и может быть использована для управления электрическими нагрузками.
Известно микропроцессорное устройство управления нагрузками, включающее цифровой управляющий блок (ЦУБ) с процессором, соединенный с пультом цифрового управления (ПЦУ) и цифровыми усилителями мощностей (ЦУМ) нагрузок, к каждой из которых подключены датчики заданных параметров нагрузок, при этом цифровые выходы датчиков заданных параметров нагрузок связаны с ЦУБ /Патент РФ №2263943/.
Известное устройство имеет ограниченную возможность использования, поскольку предназначено для заданного по назначению объекта управления.
Задача полезной модели заключается в повышении универсальности устройства. Техническим результатом является возможность изменения перечня электрических нагрузок и управляющих программ, при этом электрические нагрузки могут быть технологически взаимосвязаны как механически, так и электрически.
Поставленная задача решается за счет того, что в микропроцессорном устройстве управления нагрузками, включающем ЦУБ с процессором, соединенный с ПЦУ и ЦУМ нагрузок, к каждой из которых подключены датчики заданных параметров нагрузок, при этом цифровые выходы датчиков заданных параметров нагрузок связаны с ЦУБ. Согласно полезной модели она снабжена блоком ввода программ (БВП), процессор выполнен в виде программируемого микроконтроллера (ПМК), связанного с БВП через порт БВП, ЦУМ снабжены контроллерами, выходы которых подключены через приемный порт контроллеров к ПМК. ПМК связан с ЦУМ через порт выходных сигналов управления ЦУМ. Цифровые выходы датчиков заданных параметров нагрузок связаны с ПМК через порт датчиков заданных параметров нагрузок. ПЦУ содержит программный таймер, систему индикации и связан с ПМК через порт пульта управления.
На чертеже представлена схема микропроцессорного устройства управления нагрузками.
Микропроцессорное устройство управления нагрузками, включает ЦУБ 1 с ПМК 2, соединенный с ПЦУ 3 и ЦУМ 4 нагрузок 5, к каждой из которых подключены датчики 6 заданных параметров нагрузок 5, при этом цифровые выходы датчиков 6 заданных
параметров нагрузок 5 связаны с ЦУБ 1. Устройство снабжебно БВП 7, который через порт 8 БВП 7 связан с ПМК 2. ЦУМ 4 снабжены контроллерами 9, которые подключены через приемный порт 10 контроллеров к ПМК 2. ПМК 2 связан с ЦУМ 4 через порт выходных сигналов управления 11. Датчики заданных параметров нагрузок 6 связаны с ПМК 2 через порт 12 датчиков 6 нагрузок 5. ПЦУ 3 содержит программный таймер, систему индикации и связан с ПМК 2 через порт пульта управления 13.
Пульт управления 3 используется оператором. С его помощью оператор может задать необходимые режимы работы устройства, производить пуск, остановку, а также подавать команды, связанные с технологическим процессом. Кроме органов управления в состав пульта 3 входит система индикации, которая обеспечивает выдачу оператору информации о работе как отдельных блоков, входящих в состав устройства, так и о техпроцессе в целом. Программируемый таймер обеспечивает программное управление по интервалам времени, если технологический процесс организован в цикл. ЦУМ 4 - устройства, нагруженные на конкретные нагрузки и осуществляющие регулировку определенных параметров для данной нагрузки. В качестве ЦУМ 4 могут выступать следующие устройства: электронный привод для машин постоянного или переменного тока; тиристорные регуляторы напряжения; регуляторы возбуждения электрических машин постоянного тока; регуляторы температуры, воздушного потока и т.п.; системы раскрутки и управления синхронными электродвигателями, а также другие системы, выполняющие регулировочные функции, например, задвижки с электрическим приводом и т.п. Датчики 6 заданных параметров нагрузок 5 обеспечивают контроль всех необходимых параметров нагрузки (ток, напряжение, скорость вращения, температура, давление и т.п.). Информация от датчиков 6 по шине обратной связи поступает через порт 12 системы датчиков 6 в ПМК 2 для дальнейшей обработки, а именно, для коррекции управляющей программы и вывода соответствующей информации на систему индикации ПЦУ 3. ЦУБ 1 является базовым и реализует следующие функции: прием и обработка сигналов обратной связи; формирование задания; выдача управляющего воздействия на ЦУМ 4; прием и обработка релейных и логических сигналов управления; выдача управляющего воздействия на релейные и силовые управляющие элементы; сохранение, запуск и отработка управляющей программы (программ); общая защита всего управляемого оборудования.
В состав ЦУБ входят следующие функциональные блоки: приемный порт 10, который осуществляет прием сигналов обратной связи работы ЦУМ 4 от контроллеров 9, производит их оцифровку и согласование по электрическим уровням для дальнейшей обработки в ПМК
2. Порт 12 системы датчиков 6 осуществляет аналогичные функции для сигналов обратной связи работы датчиков 6 нагрузок 5.
Порт 13 пульта управления ПЦУ 3 работает как порт ввода/вывода и обеспечивает согласование сигналов управления с ПЦУ 3 (входные сигналы) и сигналов на систему индикации (выходные сигналы).
Порт 8 БВП 7 работает как порт ввода/вывода только с подключенным БВП 7 и служит для согласования сигналов обмена между БВП 7 и ПМК 2. БВП 7 может быть отключен от устройства, а при необходимости подключается и используется для коррекции программ в период пуско-наладочных работ или для коренного изменения алгоритма работы нагрузок 5. Порт выходных сигналов управления 11 преобразует цифровые сигналы, поступающие от ПМК 2 в аналоговые, цифро-аналоговые или цифровые сигналы, согласно параметрам, примененных ЦУМ 4, а также согласовывает эти сигналы по уровню. ПМК 2 служит для хранения управляющей программы, организации ее работы, обработки поступающих данных с выдачей результата на порт выходных сигналов управления 11, согласно записанной программе.
Устройство работает следующим образом. Информация о изменении заданных параметров нагрузок 5 от датчиков 6 (первая обратная связь) поступает через порт 12 в ПМК 2. Одновременно в ПМК 2 поступает через порт 10 информация от контроллеров 9 (вторая обратная связь). Датчики 6 первой обратной связи могут обладать значительной инерционностью, например датчики температуры, давления, частоты вращения механизма и другие подобные. Вследствие этого нагрузки 5 могли бы работать продолжительное время вблизи предельно допустимых параметров. Контроллеры 9 второй обратной связи обрабатывают только неинерционные внутренние сигналы ЦУМ 4. Поэтому вторая обратная связь дает возможность ПМК 2 с помощью программных средств, учитывая текущие параметры всех приводов, принимать опережающие решения для согласованного управления нагрузками 5 с помощью ЦУМ 4.