Спосіб дискретного виміру швидкості обертання вала двигуна реверсивного приводу

1. Спосіб дискретного виміру швидкості обертання вала двигуна реверсивного приводу, що включає вимір значення швидкості за проміжок часу, який дорівнює періоду надходження одного, двох, трьох, ... або N імпульсів датчика кута повороту (ДКП), розрахунок середнього значення швидкості виконують за формулою: nі=Z·K·N/Тф , де Z - коефіцієнт, що враховує кількість імпульсів (К), вироблюваних ДКП на один оберт, і кількість імпульсів (N), що надійшли від ДКП за час виміру (Тф ), за який повинне надійти тільки ціле число імпульсів від ДКП у послідовності 1, 2, 3, ... або N, а також необхідність видачі інформації про швидкості в розмірності об/хв., який відрізняється тим, що вимір швидкості при розгоні двигуна реверсивного приводу від нуля до кінцевого значення швидкості і/або при гальмуванні від кінцевого значення швидкості до нуля виконують після закінчення одного, двох, трьох або більше імпульсів ДКП вала і видають обмірюване значення швидкості наприкінці фактичного інтервалу часу виміру. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що тривалість фактичного інтервалу часу виміру в районі U 2 UA 1 3 37819 А.А. Жолобов, Ж.А. Мрочек, Л.M Кожуро, В.М. Пашкевич. Под общ. ред. М.Ф. Пашкевича. - Мн.: Адукацыя і выхаванне, 2005. - 287с.]. Відомий 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 t 1 й t2 , і розрахунок частоти обертання вала в межах цього інтервалу виконується за формулою: Dj 2p w= = t 2 - t1 N(t2 - t1) де ∆φ - кутовий крок маски перетворювача; N число імпульсів, що формуються перетворювачем за один оберт. Недоліком відомого способу дискретного виміру швидкості є значна величина методичної погрішності через відносно малий інтервал часу виміру ∆t=(t2-t1). Відомий також спосіб дискретного виміру швидкості обертання вала двигуна нереверсивного приводу [Деклараційний патент України №32138, 12.05.2008 , Бюл. №9 від 2008p.]. Даний спосіб дискретного виміру швидкості обертання вала двигуна нереверсивного приводу включає вимір середньої швидкості обертання вала двигуна за задану кількість обертів останнього й видачу середнього значення швидкості за проміжок часу між двома сусідніми імпульсами датчика кута повороту (ДКП), установленого на контрольованому валу. Даний спосіб використовується для виміру швидкості обертання валів механізмів, що працюють у тривалому режимі із практично постійною швидкістю обертання. Недоліком даного способу дискретного виміру швидкості обертання вала двигуна нереверсивного приводу є неможливість видачі «миттєвого» (інтервал часу в декілька мілісекунд) значення при розгоні (гальмуванні) приводу в області мінімальних швидкостей, рівних 15-20% від номінальних значень. Даний спосіб дискретного виміру швидкості обертання вала двигуна нереверсивного приводу по технічній сутності й по ефекту, що досягається, є найбільш близьким до способу дискретного виміру швидкості обертання вала приводного двигуна реверсивного приводу, що заявляється, наприклад, кліті прокатного стану блюмінга. Загальною ознакою найближчого аналога і способу, що заявляється, є визначення швидкості по приходу останнього імпульсу датчика кута повороту (ДКП) наприкінці інтервалу часу, за який виконувався вимір. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення способу дискретного виміру швидкості обертання вала двигуна реверсивного приводу шля хом визначення швидкості контрольованого вала за заданий інтервал часу з видачею інформації про швидкості наприкінці заданого інтервалу часу, що дозволить зменшити погрішність вимірів й, як наслідок, підвищити ефективність способу дискретного виміру швидкості обертання вала двигуна реверсивного приводу. Очікуваним технічним результатом корисної моделі, що заявляється (способу дискретного ви 4 міру швидкості обертання вала двигуна реверсивного приводу) є підвищення ефективності виміру швидкості обертання вала двигуна реверсивного приводу шляхом зниження погрішності виміру швидкості обертання валів за рахунок одержання інформації про величину швидкості після закінчення одного, двох, трьох і т.д. періодів надходження сусідніх сигналів від да тчика кута повороту (ДКП). Зазначений технічний результат досягається тим, що в способі дискретного виміру швидкості обертання вала двигуна реверсивного приводу, що включає вимір значення швидкості за проміжок часу, дорівнює періоду надходження одного, двох, 3, ... або N імпульсів датчика кута повороту (ДКП), розрахунок середнього значення швидкості виконують за виразом nі=Z·K·N/Тф , де Z - коефіцієнт, що враховує кількість імпульсів (К), вироблюваних ДКП на один оберт, і кількість імпульсів (N), що надійшли від ДКП за час виміру (Тф), за який повинно надійти тільки ціле число імпульсів від ДКП у послідовності 1,2 3,... або N, а також необхідність видачі інформації про швидкості в розмірності об/хв (див. Фіг.1), відповідно до технічного рішення, що заявляється, вимір швидкості при розгоні двигуна реверсивного приводу від нуля до кінцевого значення швидкості й/або при гальмуванні від кінцевого значення швидкості до нуля, виконують після закінчення одного, двох, трьох або більше імпульсів датчика кута повороту (ДКП) вала і видають обмірюване значення швидкості наприкінці фактичного інтервалу часу виміру; тривалість фактичного інтервалу часу виміру в районі малих швидкостей обертання вала обмежують періодом проходження одного, двох, трьох або більше імпульсів датчика кута повороту (ДКП) вала; тривалість фактичного інтервалу часу виміру з ростом швидкості обертання вала наближають до тривалості заданого інтервалу часу; тривалість заданого інтервалу часу вибирають із розрахунку досягнення погрішностей виміру, рівних часткам відсотка; після подачі живлення на контролер по приходу першого імпульсу ДКП здійснюють реєстрацію моменту появи першого й другого імпульсу tn1 й tn2, а потім визначають тривалість періоду імпульсу Тп як різницю між tп2 й tп1; якщо виконуються умови Тп=Тф >Тз (Фіг.1а) або Тп= Тф = Тз (Фіг.1б), то N приймають рівним одиниці, обчислюють і видають отримане значення швидкості;якщо виконуються умови Тф =Тз і Тз=2Тп, (Фіг.1), то N приймають рівним двом, обчислюють і видають отримане значення швидкості; якщо виконується умова Тз>>Тп, то N приймають рівним цілій кількості імпульсів, отриманих від ДКП за час Тз, і при необхідності до Тз додають інтервал часу ∆t, обчислюють і видають отримане значення швидкості при підстановці величини Тф = Тз+∆t; інформацію про швидкості обертання вала видають у момент закінчення періоду Тп надходження 1, 2, 3,.... або N імпульсів за час виміру Тф . Сутність корисної моделі, що заявляється, полягає в тому, що при виконанні виміру швидкості при розгоні двигуна реверсивного приводу від нуля до кінцевого значення швидкості й/або при га 5 37819 льмуванні від кінцевого значення швидкості до нуля після закінчення одного, двох, трьох або більше імпульсів датчика кута повороту вала ДКП) і при видачі обмірюваного значення швидкості наприкінці фактичного інтервалу часу виміру, за умови що тривалість фактичного інтервалу часу виміру в районі малих швидкостей обертання вала обмежується періодом проходження одного, двох, трьох або більше імпульсів датчика кута повороту вала (ДКП), а тривалість фактичного інтервалу часу виміру з ростом швидкості обертання вала наближається до тривалості заданого інтервалу часу, і що тривалість заданого інтервалу часу вибирається з розрахунку одержання погрішності виміру, рівної часткам відсотка, а також у тому, що при здійсненні після подачі живлення на контролер по приходу першого імпульсу ДКП реєстрації моменту появи першого й другого імпульсу tn1 і tn2 з наступним визначенням тривалості періоду імпульсу Тп як різниці між tп2 й tп1, а якщо виконуються умови Тп=Тф >Тз або Тп=Тф =Тз, то N приймають рівним одиниці, обчислюють і видають отримане значення швидкості, або якщо виконуються умови Тф =Тз і Тз=2Тп, то N приймають рівним двом, обчислюють і видають отримане значення швидкості, або якщо виконується умова Тз>>Тп, то N приймають рівним цілій кількості імпульсів, отриманих від ДКП за час Тз і при необхідності до Тз додають інтервал часу ∆t, обчислюють і видають отримане значення швидкості при підстановці величини Тф= Тз+∆t, і крім того в тім, що при видачі інформації про швидкості обертання вала в момент закінчення періоду Тп надходження 1, 2, 3,......або N імпульсів за час виміру Тф , за рахунок одержання інформації про величину швидкості після закінчення одного, двох, трьох і більше періодів надходження сусідніх сигналів від датчика кута повороту (ДКП) вала відбувається зниження погрішності виміру швидкості обертання валів, що й веде до досягнення очікуваного технічного результату в корисній моделі, що заявляється, - підвищенню ефективності виміру швидкості обертання вала двигуна реверсивного приводу. Таким чином, сукупність відмітних ознак технічного рішення, що заявляється (вимір швидкості при розгоні двигуна реверсивного приводу від нуля до кінцевого значення швидкості й/або при гальмуванні від кінцевого значення швидкості до нуля після закінчення одного, двох, трьох або більше імпульсів датчика кута повороту ДКП вала і видача обмірюваного значення швидкості наприкінці фактичного інтервалу часу виміру; обмеження тривалості фактичного інтервалу часу виміру в районі малих швидкостей обертання вала періодом проходження одного, двох, трьох або більше імпульсів датчика кута повороту вала (ДКП); наближення тривалості фактичного інтервалу часу виміру з ростом швидкості обертання вала до тривалості заданого інтервалу часу; вибір тривалості заданого інтервалу часу з розрахунку одержання погрішності виміру, рівної часткам відсотка; здійснення після подачі живлення на контролер по приходу першого імпульсу ДКП реєстрації моменту появи першого й другого імпульсу tn1 й tn2 з наступним визначенням тривалості періоду імпульсу 6 Тп як різницю між tп2 й tп1; якщо виконуються умови Тп=Тф >Тз або Тп=Тф =Тз, то N приймають рівним одиниці, обчислюють і видають отримане значення швидкості; якщо виконуються умови Тф =Тз і Тз=2Тп, то N приймають рівним двом, обчислюють і видають отримане значення швидкості; якщо виконується умова Тз>>Тп, то N приймають рівним цілій кількості імпульсів, отриманих від ДКП за час Тз, і при необхідності до Тз додають інтервал часу ∆t, обчислюють і видають отримане значення швидкості при підстановці величини Тф =Тз+∆t; видача інформації про швидкості обертання вала в момент закінчення періоду Тп надходження 1, 2, 3, .... або N імпульсів за час виміру Тф ), дозволяє досягти технічного результату, зазначеного в корисній моделі, що заявляється. Застосування способу дискретного виміру швидкості обертання вала приводного двигуна, що заявляється, ілюструється наступним прикладом конкретного здійснення. Приклад. Даний алгоритм дискретного виміру швидкості був реалізований для приводу двигунів головного приводу стану 1250 цеху Блюмінг-1 ВАТ «АрселорМіттал Кривій Ріг» (див. Фіг.2). У ході випробувань на дослідно-промисловий зразок подавався дискретний сигнал від датчиків кутів повороту (ДКП), установлених на валах верхнього й нижнього двигунів. Кількість імпульсів на оберт кожного вала становила 600імп/об. Межі робочої зміни швидкості валів контрольованих двигунів +60-0 - -60об/хв. Заданий час виміру 5мсек. У період проведення випробувань було встановлено, що максимальна наведена погрішність при вимірі швидкості в зазначених межах запропонованим способом не перевищує 0,57%, включаючи як динамічну, так й інструментальну погрішності. Методична погрішність дорівнює нулю. При цих же умовах тахогенератор забезпечує вимір з наведеною погрішністю 4,2%. Швидкість обертання вала ni обчислювали за формулою: nі=Z·K·N/Тф , (1) де Z - коефіцієнт, що враховує К и N, а також необхідність видачі інформації про швидкості в розмірності об/хв (у розглянутому випадку Z=1/60), К - кількість імпульсів, вироблюваних ДКП на один оберт, N - кількість імпульсів, що надійшли від ДКП за час Тф , Тф - час виміру, за який повинно надійти тільки ціле число імпульсів від ДКП у послідовності 1, 2, 3,... або N. На Фіг.2 наведено: 1 – аналоговий вхід; 2 – цифровий вхід; 3 – напрямок обертання „Уперед”; 4 – напрямок обертання „Назад”. Після подачі живлення на контролер по приходу першого імпульсу ДКП здійснювали реєстрацію моменту його появи tп1 і по приходу другого імпульсу також реєстрували момент його появи tп2. Тривалість періоду Тп визначали як різницю між tп2 й tп1. Якщо виконувалася умова Тп= Тф >Тз (див. Фіг.1а), або умова Тп= Тф = Тз (див. Фіг.1б), то в співмножник N в формулу (1) заносили одиницю, обчислювали й видавали отримане значення швидкості обертання вала. Якщо ж виконувалися 7 37819 умови Тф =Тз і Тз=2Тп (див. Фіг.1в), то в співмножник N в формулу (1) заносили цифру два, обчислювали й видавали отримане значення швидкості. А якщо ж виконувалися умови Тф = Тз і Тз=3Тп (див. Фіг.1г), то в співмножник N в формулу (1) заносили цифру 3, обчислювали й видавали отримане значення швидкості. Якщо виконувалася умова Тз>>Тп (див. Фіг.1д), то в співмножник N в формулу (1) заносили цілу Комп’ютерна в ерстка М. Ломалова 8 кількість імпульсів, отриманих від ДКП за час Тз. При цьому при необхідності до Т; додавали інтервал часу ∆t, обчислювали й видавали отримане значення швидкості при підстановці в знаменник величини Тф =Тз+∆t. Таким чином, інформація про швидкості обертання вала видавалася в момент закінчення періоду Т п надходження одного, двох, трьох або N імпульсів за фактичний час виміру. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601