Микроконтроллерное управление асинхронным электроприводом запорной арматуры

• Автор: Каракулов, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 144 с. : ил.

% Введение
ГЛАВА 1. Анализ требований к электроприводу запорной арматуры
1.1. Особенности конструкции и эксплуатации запорной арматуры
1.2. Исходные положения для формирования требований
к электроприводу задвижки
1.3. Формирование требований к электроприводу задвижки
1.4. Управление технологическим процессом перекрытия сечения задвижки
1.5. Измерение координат в электроприводе задвижки
1.6. Защиты электропривода арматуры
1.7. Коммуникационные функции
1.8. Анализ существующих конструкций электроприводов задвижек
% 1.9. Влияние редуктора с промежуточными телами качения на
характеристики электропривода
1.10. Технические предпосылки разработки и совершенствования микропроцессорных систем управления электроприводами задвижек
Выводы
ГЛАВА 2. Концепция разработки программного обеспечения и алгоритмов управления для электроприводов арматуры
2.1. Основные тенденции в области технологий создания программно-
* го обеспечения для встроенных систем управления
2.2. Основные проблемы разработки программного обеспечения для электроприводов
2.3. Алгоритм формирования события
2.4. Базовый компонент алгоритма управления
2.5. Методика синтеза алгоритма управления с применением компо-
* нентов
2.6. Классификация процедур программного обеспечения электропри-

вода
2.7. Обеспечение выполнения процедур в реальном времени
І 2.8.Разработка шаблона программного обеспечения для системы
управления электроприводом
Выводы
ГЛАВА 3. Математическое моделирование работы электропривода задвижки
3.1. Разработка модели асинхронного двигателя
3.2. Модель тиристорного регулятора напряжения
3.3 Исследование работы системы ТРН-АД
3.4. Разработка способа идентификации момента электропривода
3.5. Модель электропривода с преобразователем частоты
Выводы
ГЛАВА 4. Синтез алгоритма управления для электропривода с тири-
«I сторным регулятором
4.1. Формирование требований к алгоритму управления электроприводом с тиристорным регулятором
4.2. Компонент исходного состояния системы (ОСТАНОВ)
4.3. Компонент проверки короткого замыкания (ТЕСТ)
4.4. Компонент запуска электропривода (СТАРТ)
4.5. Компонент формирования ударного момента (УДАР)
4.6. Компонент обеспечения максимальной скорости (ДВИЖЕНИЕ)
^ 4.7. Компонент обеспечения работы на упор (УПОР)
4.8. Особенности работы спроектированной системы
4.9. Синтез алгоритма управления для электропривода с преобразователем частоты
Основные результаты работы
Библиографический список использованной литературы
* Приложение
Актуальность темы. На современном уровне развития микропроцессорных средств и силовой электроники среди критериев оценки эффективности электропривода на передний план выходят степень адаптации устройства к обслуживаемому процессу, себестоимость, надежность и время разработки.
Электропривод запорной арматуры применяется в технологическом процессе перекачки нефтепродуктов. Нарушение нормального хода процесса может привести к тяжелым экономическим и экологическим последствиям. В связи с этим при разработке системы управления данного электропривода необходимо решать задачи как повышения надежности самого устройства (в том числе и его программного обеспечения), так и его способности обеспечивать функционирование в различных эксплуатационных ситуациях.
Современный электропривод арматуры представляет собой сложный мехатронный модуль, объединяющий в себе систему управления, асинхронный двигатель и редуктор. Снижение себестоимости, повышение надежности и компактности электронного блока управления связано с применением однопроцессорных систем, что в свою очередь вносит существенное ограничение на вычислительные возможности системы управления. Тем не менее, система управления должна обеспечивать все необходимые процессы, протекающие в современном электроприводе: формирование задания на скорость и момент в зависимости от внешних сигналов и условий, электромеханическое преобразование энергии в двигателе с максимальной степенью эффективности, формирование защит двигателя, преобразователя и механизма, поддержка коммуникаций с другими микропроцессорными системами.
Анализ состояния вопроса показал, что можно получить новые эксплуатационные характеристики электропривода арматуры за счет применения встроенной микропроцессорной системы управления. Вышеизложенное

привода «ЭПЦ» промышленностью освоены блоки управления «БУР» с нереверсивным (схема силовых цепей представлена на рис. 1.16, внешний вид - на рис. 1.18) и реверсивным тиристорными регуляторами напряжения. Основным назначением встроенного регулятора напряжения является ограничение момента движения [39]. Данная конструкция является более простой и дешевой по сравнению со встроенным преобразователем частоты.
Рис. 1.16. Схема силовых цепей нереверсивного тиристорного регулятора с реверсом внешними контакторами
Рис.1.17. Электропривод запорной арматуры «ЕквуЬ» (а) и блок электронного управления ЕБЭ-УС (б)