Спосіб дискретного виміру швидкості обертання вала двигуна нереверсивного приводу

Корисна модель, що заявляється, ставиться до методів виміру швидкості, зокрема, до дискретного виміру швидкості обертання валів, і може бути використана для виміру швидкості обертання двигуна нереверсивного привода. Відомий спосіб реєстрації сигналів і методика обробки експериментальних даних [див., наприклад, «Исследования и изобретательство в машиностроении»: Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов / М.Ф. Пашкевич, А.А. Жолобов, Ж.А. Мрочек, Л.М Кожуро, В.М. Пашкевич; Под общ. Ред. М.Ф. Пашкевича. - Мн.: Адукацыя і выхаванне, 2005. - 287стор.]. Цей спосіб виміру частоти обертання валів механізмів включає аналіз сигналів перетворювача кругових переміщень BE-178А, імпульси від якого пов'язані з поточним часом, тобто позначені моментами часу t1 й t2, і розрахунок частоти обертання вала в межах цього інтервалу виконується за формулою:, Dj 2p w= = t 2 - t1 N(t 2 - t1 ) Dj - кутовий крок маски перетворювача; N - число імпульсів, що формуються перетворювачем за один де оберт. Недоліком відомого способу дискретного виміру швидкості є значна величина методичної погрішності через відносно малий інтервал часу виміру t2-t1, особливо на високих швидкостях. Відомий також спосіб виміру частоти сигналів у цифрових осцилографах [див. наприклад, Измерения в цифровых осциллографах и обработка результатов измерения. А.А. Дедюхин, ЗАО «Прист». http://www.prist.com/info.php/articles/dso_measurement.htm]. Даний спосіб включає вимір частоти по одному періоду сигналу, що знаходиться відразу після точки запуску розгорнення або по першому цілому періоду сигналу й/або вимір тимчасового інтервалу не по одному періоду, а по всіх періодах сигналу, що присутні в масиві даних, при цьому амплітуду сигналу забезпечують не менш 5 розподілів, а результат виміру визначається як середнє з масиву даних при нагромадженні 1000 результатів виміру частоти. Відомий спосіб виміру частоти сигналів у цифрових осцилографах забезпечує значне підвищення точності вимірів, а також можливість одержання результатів виміру для динамічних сигналів. Даний спосіб виміру в цифрових осцилографах й обробки результатів виміру по технічній сутності й по ефекту, що досягається, є найбільш близьким до заявляємого способу дискретного виміру швидкості обертання вала двигуна нереверсивного привода. Недоліком даного способу виміру частоти сигналів у цифрових осцилографах є відсутність можливості при тривалому (1000 вимірів) часу виміру видавати інформацію за малий проміжок часу, наприклад, за час між приходом двох сусідніх імпульсів від перетворювача кругових переміщень. Загальною ознакою найближчого аналога (прототипу) способу, що заявляється, є вимір середнього значення швидкості за задану кількість обертів вала й видача обмірюваного значення швидкості наприкінці інтервалу часу між двома сусідніми імпульсами датчиками кута повороту (ДКП). В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення способу дискретного виміру швидкості обертання вала двигуна нереверсивного привода шляхом визначення швидкості за задану кількість обертів контрольованого вала з видачею інформації про швидкості через інтервал часу, який дорівнює проміжку часу між двома сусідніми сигналами від ДКП, що дозволить зменшити погрішність вимірів швидкості обертання валів, і, як наслідок, підвищити якість виробляємого продукту. Зазначений технічний результат досягається тим, що в способі дискретного виміру швидкості обертання вала двигуна нереверсивного привода, що включає вимір середнього значення швидкості за задану кількість обертів вала й видачу обмірюваного значення швидкості наприкінці інтервалу часу між двома сусідніми імпульсами датчиками кута повороту (ДКП), згідно до корисної моделі, що заявляється, - після подачі живлення на контролер по приходу першого імпульсу ДКП здійснюють реєстрацію моменту його появи tn1 і моментів появи кожного наступного імпульсу tn2, ... , tnR у послідовності 1, 2,... , R й одночасно роблять вирахування кількості приходящих імпульсів ДКП доти, поки воно не досягне значення R; - вирахування кількості імпульсів R здійснюють по формулі: R = К·N, де К - кількість обертів вала, за якою визначається значення його швидкості, а N - кількість імпульсів датчика кута повороту (ДКП) на один оберт; - по приходу переднього фронту імпульсу R+1 у послідовності 1 роблять розрахунок часу її протікання Т 1 і видають аналогове й цифрове значення швидкості обертання вала n1 , а по приходу переднього фронту останнього імпульсу в послідовності 2 роблять розрахунок часу її протікання Т 2 і видають аналогове й цифрове значення швидкості обертання вала n2. - обчислення дискретного значення швидкості обертання вала ni, роблять по формулі: nі=Z·K·N/Ti, де Z - коефіцієнт, що враховує К і N, а також необхідність видачі інформації про швидкості в розмірності об/хв, Ті - час, за який вал зробив R обертів; - час, за який вал зробив R обертів, Тi розраховують по формулі: Tі=tиi-tпі, де tиi - момент приходу переднього фронту останнього імпульсу в послідовності R, tпi - момент приходу переднього фронту першого імпульсу в послідовності R. - програмну реалізацію алгоритму дискретного виміру швидкості обертання вала здійснюють методом «здвигового регістра», що передбачає наявність R виділених комірок пам'яті для зберігання часу приходу кожного імпульсу послідовності із заданою інформаційною ємністю W байт; - по приходу (R+1)-гo імпульсу роблять обчислення середнього значення кутової швидкості обертання вала й зрушення виділених комірок пам'яті на один осередок уліво. - спосіб дискретного виміру швидкості обертання вала двигуна нереверсивного приводу і його програмну реалізацію роблять із використанням ДКП, що має фіксовану кількість імпульсів на оберт, формувача сигналів, що забезпечує виробіток крутих фронтів необхідної амплітуди на вході контролера, контролера, який обробляє сигнали ДКП і розраховує значення швидкості обертання вала за К обертів останнього, і який видає значення швидкості через кожен імпульс ДКП; - спосіб дискретного виміру швидкості обертання вала двигуна нереверсивного приводу передбачає в плині формуванні першої послідовності імпульсів видачу сигналу в цифровому й аналоговому вигляді за лінійнонаростаючим законом із темпом зміни, рівним прискоренню механізму. На Фіг.1 наведена блок-схема дискретного вимірника, на Фіг.2 - алгоритм його роботи. Сутність технічного рішення, що заявляється в корисній моделі, полягає в наступному. Дискретний вимір кутової швидкості здійснюється шляхом мікропроцесорної реєстрації й обробки імпульсів, формованих ДКП, установленим на валу контрольованого двигуна. Обробка виробляється по алгоритму «здвигового регістра». При цьому запам'ятовується значення часу приходу кожного імпульсу ДКП і при заповненні «здвигового регістра» ємністю R+1 імпульсів обчислюється середнє значення швидкості. Середнє значення швидкості визначається як відношення кількості імпульсів R до часу їхнього проходження з урахуванням коефіцієнта, що враховує розмірність вихідної величини. По приходу наступного імпульсу (R+2) із ДКП, обчислюється нове значення кутової швидкості. Таким чином, інформація про нове значення швидкості видається на вихід системи за час між приходом двох сусідніх імпульсів ДКП. Дана послідовність дій повторюється для всіх наступних вимірів. Застосування способу дискретного виміру швидкості обертання вала двигуна кліті безперервного прокатного стана ілюструється наступним прикладом конкретного здійснення. Приклад. Даний алгоритм дискретного виміру швидкості був реалізований для 13-ой кліті стана 500 цеху Блюмінг 1 ВАТ «АрселорМіттал Кривий Ріг». У ході випробувань на еремур зразок подавався дискретний сигнал від ДКП, що видає 10 імпульсів на 1 оберт. Межі робочої зміни швидкості вала контрольованого двигуна становлять 530580об/хв. Установлено, що максимальна наведена погрішність при вимірі швидкості запропонованим способом не перевищує 0,43%, включаючи динамічні, методичну й інструментальну погрішності. При цих же умовах тахогенератор забезпечує вимір із наведеною погрішністю 5,7%. Максимальний час між двома суміжними імпульсами дорівнює 11,36мс, що становить 0,16 електромеханічної постійної механізму. Це виключає погрішність системи регулювання за рахунок дискретного одержання інформації про швидкість. Усереднення (заповнення «здвигового регістра») здійснювалося за 15 обертів, таким чином, розмір здвигового регістра дорівнює 150-ти коміркам пам'яті. Впровадження пропозиції по всіх клітях стана забезпечить зменшення різнотолщинності прокату по довжині й підвищить якість кінцевого продукту.