Системами регулирования

В Институте машиноведения создано несколько,программных установок. Разработаны установки механического типа для исследований в условиях сдвига (± 25 кгс-м) и растяжения — сжатия (± Ю тс). На рис. 5.2.3 приведена блок-схема таких установок, снабженных следящими системами программного регулирования. В установках применено пропорциональное регулирование нагревом и нагружением.

Для проведения испытаний с целью изучения закономерностей неизотермической малоцикловой прочности, а также неизотермического деформирования используются установки растяжения — сжатия, снабженные системами программного регулирования. В этих установках основные решения вопросов управления режимами неизотермического нагружения, измерения процесса деформирования и нагрева, регистрации параметров соответствуют использованным в исследованиях сопротивления деформированию и разрушению в условиях длительного малоциклового нагружения, а также в описанной выше крутильной установке. Применены системы слежения с обратными связями по нагрузкам (деформациям) и температурам, отличающиеся непрерывным измерением и регистрацией основных характеристик процесса (напряжение, деформация, температура) в форме диаграмм циклического деформирования, развертки изменения параметров во времени, а также кривых ползучести и релаксации при однократном и циклическом нагружении.

В последние годы появились и начинают использоваться электро- и сервогидравлические установки, снабженные следящими системами программного регулирования с обратными связями (см. главу 5). Такие системы позволяют выполнять в общем случае произвольные, в том числе и случайные, режимы нагружения и при соответствующей производительности (до 200 л/мин) насосов и электрогидравлических золотников повысить указанные выше частоты нагружения на порядок и более. Наличие нескольких действующих независимо или по согласованной программе контуров дает возможность создавать условия нагружения, имитирующие эксплуатационные.

Условия циклического нагружения и нагрева материала в различных элементах конструкций могут быть воспроизведены в лабораторных испытаниях при использовании установок с термомеханическим нагружением, оснащенных системами программного изменения температуры и нагрузки. Измерения размахов механической деформации, реализуемой в образцах при их циклическом нагреве, целесообразно выполнять либо при помощи оптических устройств, либо посредством поперечных деформо-метров с тюследующим расчетным определением продольной деформации. Измерения температуры образца удобнее производить при помощи оптических пирометров, современные конструкции «оторых обеспечивают точность 0,6—0,8% от измеряемой величины температуры.

ляется главным образом ярвизводи-тельностью насоса, изменением объема образца-сосуда при нагружении и составляет обычно от одного до десяти циклов в минуту. Электрогидравлические установки, снабженные следящими системами программного регулирования с обратными связями, позволяют выполнять произвольные режимы нагружения и при соответствующей производительности насосов и ЭГР повысить более чем на порядок частоты нагружения.

2. Конструкция и компоновка устройств для автоматической смены инструмента и связанных с ним устройств должны быть достаточно экономичными в изготовлении, обеспечивать быструю окупаемость. Это достигается, кроме названных выше путей повышения производительности, следующими способами: 1) использованием компоновок, типичных для обычных металлорежущих станков; 2) применением устройств для смены инструментов в виде отдельных сборочных единиц, встраиваемых в станки; 3) широким использованием в станках с автоматической сменой инструмента нормализованных и унифицированных узлов и деталей; 4) оснащением станков системами программного управ-

Металлорежущие станки с системами программного управления, оснащенные устройствами активного контроля, позволяют создать Самоподнастраивающиеся системы программного управления (ССПУ) станками.

Комплексы технических устройств автоматизированных систем проектирования должны быть построены на базе универсального и серийного оборудования, иметь относительно невысокую стоимость, быть простыми в эксплуатации, допускать возможность дробления на автономные блоки и возможность стыковки с системами программного управления оборудованием и ходом производства, а также с системами управления производством.

Для решения технологических задач, возложенных на РТК, необходимо обеспечить целенаправленные движения всех исполнительных механизмов с соблюдением требуемой ориентации рабочих органов и инструментов, диктуемые заданным технологическим процессом. Иными словами, нужно сначала по заданее запланированной последовательности технологических операций построить соответствующие программные движения (ПД) исполнительных механизмов РТК, а затем обеспечить такое управление этим ПД, чтобы переходные процессы удовлетворяли заданным требованиям по точности, быстродействию и т. п. Эти задачи решаются цифровыми и адаптивными системами программного управления.

Все это говорит о несомненных преимуществах адаптивных систем управления роботами и технологическим оборудованием РТК по сравнению с традиционными системами программного управления. И хотя реализация таких более совершенных систем наталкивается на известные трудности, она вполне осуществима уже сегодня на базе современных микроЭВМ и микропроцессоров. Тем самым открывается реальная перспектива создания станков и роботов второго и третьего поколений, обладающих высокоразвитой способностью адаптации к заранее неизвестным и меняющимся условиям эксплуатации.

Рассмотрим методику алгоритмического синтеза и опыт программной реализации на ЭВМ адаптивной системы управления манипулятором с шаговыми приводами. Эффективность этой системы по сравнению с традиционными системами программного управления иллюстрируется экспериментальными данными, полученными при ее испытаниях в составе манипу-ляционного робота, изображенного на рис. 5.7. Этот робот оснащен телевизионной системой зрения на базе промышленной телевизионной установки ПТУ-102, позволяющей

6°. Мы рассмотрели одну из наиболее простых систем автоматического регулирования. При этом мы, судя по характеристическому уравнению (12.23), получили систему третьего порядка. В большинстве случаев приходится иметь дело с более сложными системами регулирования, описываемыми уравнениями более высоких порядков. При ответе на вопрос, устойчива или неустойчива рассматриваемая система, можно избежать решения соответствующего ей дифференциального уравнения, если воспользоваться некоторыми признаками, которые называются критериями устойчивости Рауса — Гурвица.

Ввиду неравномерного использования электроэнергии в течение суток, недели, месяца и года возникает необходимость в частых остановах и последующих пусках энергоблоков. При останове энергоблока и отключении генератора 3 и турбины 2 значительные расходы пара, аккумулированного в котле / (рис. 4, а), надо быстро сбросить помимо турбины 2 (через байпас) в конденсатор 4. Если в котле имеется промежуточный перегреватель 7, установленный в зоне высоких температур, то, байпасируя цилиндр высокого давления (ЦВД) турбины, пар направляют через редукцион-но-охладительную установку 6 (РОУ) на охлаждение промежуточного перегревателя. Затем пар подают в конденсатор через РОУ 5. Энергоблоки с такой схемой байпасирования турбины получили название двухбайпасных. Наличие байпасных паропроводов с арматурой и системами регулирования, которые должны срабатывать быстро и синхронно, усложняет работу энергоблока.

Ввиду неравномерного использования электроэнергии в течение суток, недели, месяца и года возникает необходимость в частых остановах и последующих пусках энергоблоков. При останове энергоблока и отключении генератора 3 и турбины 2 значительные расходы пара, аккумулированного в котле / (рис. 4, а), надо быстро сбросить помимо турбины 2 (через байпас) в конденсатор 4. Если в котле имеется промежуточный перегреватель 7, установленный в зоне высоких температур, то, байпасируя цилиндр высокого давления (ЦВД) турбины, пар направляют через редукцион-но-охладительную установку 6 (РОУ) на охлаждение промежуточного перегревателя. Затем пар подают в конденсатор через РОУ 5. Энергоблоки с такой схемой байпасирования турбины получили название двухбайпасных. Наличие байпасных паропроводов с арматурой и системами регулирования, которые должны срабатывать быстро и синхронно, усложняет работу энергоблока.

На базе испытательной машины УМЭ-10Т ОКБ завода испытательных машин (г. Армавир) разработана установка УМ-10, снабженная следящей системой автоматического регулирования, обеспечивающей выполнение режимов нагружения, характерных для УМЭ-10Т (рис. 5.2.2.), но с постоянной скоростью нагружения или деформирования. Серийный выпуск и распространение такого типа испытательных установок со следящими системами регулирования существенно расширит возможности постановки программных испытаний, ибо доукомплектация установки программным задатчиком позволяет выполнять режимы нагружения типа приведенных на рис. 5.2.4.

Ё действитёльности припуск не Остаётся постоянным, величина efo различна для каждой детали, изменяется также она и по длине обрабатываемой поверхности. Эти изменения близки к закону нормального распределения. Соответственно изменяются сила резания и мощность, затрачиваемая на обработку. В результате станок не догружается в течение большей части работы. Более правильным было бы с изменением припуска изменять и подачу инструмента, увеличивая ее для меньшего припуска и уменьшая при увеличении припуска, сохраняя при этом постоянной силу резания. Именно на этом принципе работают станки с адаптивными системами регулирования. При этом исходят или из максимальной силы, допустимой мощностью станка (кривая / на рис. 16 показывает изменение подачи в этом случае), или из условия ограничения деформации элементов системы СПИД, влияющей на точность обработки (кривая 2). Работа с постоянной составляющей силы резания Pz обеспечивает более равномерную и полную загрузку станка, производительность обработки при этом возрастает на 20—60%, а точность -—'в 2—6 раз. Требования к шероховатости обрабатываемых поверхностей заставляют ограничивать максимальную подачу при регулировании. Задачу эту в станке решают специальные блоки управления. Изменение подачи, вместе с тем, влияет на интенсивность износа инструмента и, следовательно, на количество деталей, обрабатываемых за период стойкости инструмента. Ограничение же максимальной подачи имеет следствием недогрузку станка по мощности. Указанные недостатки устраняются введением в адаптивные системы блока автоматизации управлением скоростью резания. На рис. 17 пред-

гидроэлектростанций. В 1947—1949 гг. под руководством П. П. Велихова были спроектированы и применены на строительстве высотных каркасных зданий в Москве отмеченные Государственной премией самоподъемные башенные краны. С 1947 г. началось производственное освоение вновь разработанных образцов нормальных и скоростных лифтов увеличенной грузоподъемности, с автоматическими раздвижными дверями, улучшенными электрическими системами регулирования и управления и скоростями движения кабин от 0,5 до 3,5—4,0 м/сек (рис. 34). Тогда же впервые была начата конвейерная сборка электроталей новой унифицированной серии.

Современное машиностроение характеризуется непрерывной интенсификацией технологических процессов, что связано со стремлением максимально повысить производительность обработки. В свете указанных задач важнейшее значение имеет широкое внедрение средств автоматизации. Автоматизированные машины, как правило, оснащаются быстродействующими системами регулирования и управления, обеспечивающими значительное сокращение производственного цикла.

Маслопроводы системы маслоснабжения представляют собой широко разветвленную сеть, по которой циркулируют большие объемы масла. У крупных турбин эта система обеспечивает маслом не только основную турбину, но и ряд ответственных вспомогательных механизмов. Некоторые участки маслопроводов расположены вблизи горячих поверхностей турбины и паропроводов, что представляет большую пожарную опасность, особенно при высоком давлении масла. Аварии в системах маслоснабжения носят очень тяжелый характер и часто заканчиваются значительными повреждениями турбины. Пожары в маслосистемах приводят даже к повреждению зданий электростанций. Поэтому на крупных турбинах стараются уменьшить объем системы маслоснабжения. В настоящее время все турбины мощностью 300 МВт и выше снабжаются системами регулирования и защиты, в которых как рабочее тело используются негорючие жидкости: синтетические огнестойкие масла или конденсат.

Харьковский турбинный завод разработал рекомендации по объему ежесуточного, еженедельного, ежемесячного и ежегодного контроля состояния органов САР и парораспределения. Выполнение этих рекомендаций, наличие специально выделенного и освобожденного от других обязанностей специалиста по надзору за системами регулирования турбин — залог их безаварийной работы.

и надежнее. Но заводу дорого обошелся выпуск турбин одной серии с принципиально различными системами регулирования, тем более, что ни одна из них в дальнейшем не нашла широкого применения.

Связь между турбиной и котлом. Главная отличительная особенность динамики современных блоков — непосредственная связь между системами регулирования парогенератора и турбины. Эта связь предназначена для смягчения основного недостатка несвязанного регулирования котла и турбины — запаздывания изменения импульса по давлению за котлом после начала движения клапанов турбины, что ухудшает приемистость блока. Для ускорения перевода котла на новый режим вводится дополнительный импульс по нагрузке турбины или, что практически то же,— по расходу свежего пара.