osobinom mehaničke veze pogonskih vratila pogoni sa ... elasticna sprega ver04.pdf · •zadaje se...

Višemotorni pogoni sa izrazito elastičnom

osobinom mehaničke veze pogonskih vratila

• Pogoni sa elastično povezanim vratilima preko predmeta obrade

• Elastično povezani pogoni preko konstruktivnih elemenata postrojenja

Pogoni sa elastičnom mehaničkom vezom 1

Pogoni sa elastično povezanim vratilima preko predmeta obrade

• Mehanička veza postoji u toku procesa proizvodnje.

– Visoka tačnost regulacije brzine.

– Visoka tačnost regulisanja sile u materijalu.

• Periodi pripreme za proizvodnju:

– Ne postoji mehanička povezanost pogona.

– Potrebna tačnost regulisanja brzine.

2 Pogoni sa elastičnom mehaničkom vezom

Upravljanje brzinama pogona

Paralelno upravljanje brzinom

3

1K

+−

1

1

*1

*

2K

+−

2

2

*2

3K

+−

3

3

*3

1. pogon 2. pogon 3. pogon

Pogoni sa elastičnom mehaničkom vezom

Upravljanje brzinama pogona

Kaskadno upravljanje brzinom

4

1K

+−

1

1

*1

+

+

*

% 1z

2K

+−

2

2

*2

+

+

% 2z

3K

+−

3

3

*3

+

+

% 3z

1. pogon 2. pogon 3. pogon


Analiza rada dva pogona sa paralelnim upravljanjem brzinom

5

2M1M

1 2

materijal

P1 P2

* *

cf


Blok dijagram

6

+

−Reg. ω1

*1em

*2em

+

−

+

1mm

1em

2em

1

1

pJ

1trK

2trK

1

p

+

+

B

1

pC

+

−

* 1

2

2

1

pJ+ −Reg. ω2

+ −

− 1

p

1

2

−

+

+*2


Matematički model


Motor broj 1:

*

*11

1

1eidm

dt T

* * *1 1 1 1e eim K m

*11 1 1 1

ep e p e

dmK m K m

dt

Matematički model

8

Motor broj 2:

*

*22

2

1eidm

dt T

* * *2 2 2 2e eim K m

*22 2 2 2

ep e p e

dmK m K m

dt


Matematički model

9

Njutnove jednačine:

11 1 1 1

1

1e tr c m

dm K m m

dt J

22 2 2

2

1e tr c

dm K m

dt J


Matematički model

10

Jednačine mehaničke veze pogona:

2 1d

dt

2 1cm C B


Vreme [s]

0 200 400 600 800 1000

[r.j

.]

-0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

me1

mc

Analiza ponašanja za prvi pogon

11

Povećano opterećenje na P1

Povećana referentna brzina na P2 za 2%


Vreme [s]

0 200 400 600 800 1000

[r.j

.]

-0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

me2

100(d /dt)

Analiza ponašanja za drugi pogon

12




42

201

7 661

10

( ) gde je 1sm

ii

i

m ii

i

p c p

p K a cm

p a p

5

017 5* 6

10

( ) gde je 1s

ii

i

ii

i

b p

p K a b

p a p

Analitičko objašnjenje

13


Regulacija raspodele opterećenja

14

*em

+ −

+

1em

2emmK

−

+*2

2

Reg. ω2

*2em

+


Regulator sile naprezanja materijala

15

+ −

fpK

1

p

+

+

cf

*cf

+ −

+*2

2

Reg. ω2

*2em

*

*i1

fiT


Vreme [s]

0 200 400 600 800 1000

[r.j

.]

-0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

me1

mc

Analiza ponašanja prvog pogona sa regulatorom raspodele opterećenja

16



Komanda za smanjenje momenta koji napreže materijal


Vreme [s]

0 200 400 600 800 1000

[r.j

.]

-0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

me2

100(d /dt)

Analiza ponašanja drugog pogona sa regulatorom raspodele opterećenja

17



Komanda za smanjenje momenta koji napreže materijal


Regulacija sile u materijalu

18

Merenje sile u materijalu

cf cf

~ cf f

1

2


Vreme [s]

0 200 400 600 800 1000

[r.j

.]

-0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

me1

mc

Analiza ponašanja prvog pogona sa regulatorom sile u materijalu

19


Komanda za podešavanje sile u materijalu na 0,1r.j.


Vreme [s]

0 200 400 600 800 1000

[r.j

.]

-0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

me2

100(d /dt)

Analiza ponašanja drugog pogona sa regulatorom sile u materijalu

20


Komanda za podešavanje sile u materijalu na 0,1r.j.


Kombinovano upravljanje po brzini i momentu

21

Princip kombinovanog upravljanja

+

*

1 1em 2em 3em

1. Pogon 2. Pogon 3. Pogon

*2em *

3em

*2em *

3em

++ ++

* *2 1 2e e em m m


Kombinovano upravljanje za dva pogona

22

+

−*

1

Reg. ω1

*1em

+

+*2em

*2em

1em

2em

Struktura kombinovanog upravljanja


Vreme [s]

0 200 400 600 800 1000

[r.j

.]

-0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

me1

mc

Analiza ponašanja prvog pogona sa kombinovanim upravljanje po brzini i momentu

23


Promena signala za upravljanje momentom



Vreme [s]

0 200 400 600 800 1000

[r.j

.]

-0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

me2

100(d /dt)

Analiza ponašanja drugog pogona sa kombinovanim upravljanje po brzini i momentu

24





Kombinovano upravljanje po brzini i sili u materijalu

25

Regulator sile u materijalu

+

−*

1

Reg. ω1

*1em

+

+*2em

*2em

1em

2emReg. fc

+ −

*cf

cf*extm

+


Vreme [s]

0 200 400 600 800 1000

[r.j

.]

-0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

me1

mc

Analiza ponašanja prvog pogona sa kombinovanim upravljanjem po brzini i sili

26


Direktno delovanje na referentni moment M2

Promena signala za upravljanje silom


Vreme [s]

0 200 400 600 800 1000

[r.j

.]

-0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

me2

100(d /dt)

Analiza ponašanja drugog pogona sa kombinovanim upravljanjem po brzini i sili

27


Direktno delovanje na referentni moment M2

Promena signala za upravljanje silom


Primena opisanog načina upravljanja

28

Promena strukture sistema, rad sa i bez materijala. Detekcija:

• Foto senzor. • Elektromagnetni senzor • Senzor sile

1

0

c cmin

c cmin

f fLOG

f f


Paralelno prosleđivanje ref. brzine sa reg. sile u materijalu

29

U trenutku uspostavljanja mehaničke veze: • Zadaje se ref. sila zatezanja u materijalu • Oslobađa integralno dejstvo regulatora sile.


+ −

fpK

1

p

+

+

cf

*cf

+ −

+*2

2

Reg. ω2

*2em

*

*i1

fiT

Vreme [s]

0 200 400 600 800 1000

[r.j

.]

-0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

me1

mc

Analiza ponašanja prvog pogona sa paralelnim prosleđivanjem ref. brzine i reg. sile

30

Uspostavljanja veze

Prekid veze


Vreme [s]

0 200 400 600 800 1000

[r.j

.]

-0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

me2

100(d /dt)

Analiza ponašanja drugog pogona sa paralelnim prosleđivanje ref. brzine i reg. sile

31

Uspostavljanja veze

Prekid veze


Kombinovano upravljanje

Više motorni pogoni - Pogoni sa elastičnom vezom 32

U trenutku uspostavljanja mehaničke veze: • Drugi pogon prelazi iz režima upravljanja po

brzini na upravljanje po sili u materijalu. • Zadaje se sila zatezanja. • Oslobađa integralno dejstvo regulatora sile.


Primena opisanog načina upravljanja

33

Regulator promenljive strukture za kombinovano upravljanje po brzini i sili u materijalu

+ −

*cf

cf

P

I

+

+

+

+

+ −

*2

2

Reg. ω2

1

0

LOG1

0

1

0

LOG0ref

LOG

*2em

1em

*em em

“0”

“0”


Vreme [s]

0 200 400 600 800 1000

[r.j

.]

-0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

me1

mc

Analiza ponašanja prvog pogona sa kombinovanim upravljanjem pri uspostavljanju i prekidu mehaničke

veze

34

Uspostavljanja veze

Prekid veze


Vreme [s]

0 200 400 600 800 1000

[r.j

.]

-0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

me2

100(d /dt)

Analiza ponašanja drugog pogona sa kombinovanim upravljanjem pri uspostavljanju i prekidu mehaničke

veze


Uspostavljanja veze

Prekid veze

Zaključak

• Moguća primena oba načina upravljanja.

• Konačan izbor zavisi od:

– Broja pogona u sistemu.

– Vrste mehaničke veze, trajna ili povremena.

– Tehnoloških zahteva i uslova.


ABB


Siemens SINAMICS S: DCC Load Sharing


Primer- karton mašina završna obrada


Šema postrojenja


Regulacija sile zatezanja

41

% % %

−

PID

diC

iP

−

E

Referentna

brzina za

naredni pogon

Referentna

brzina od

prethodnog

pogona

Referentna

sila zatezanja

Merena sila zatezanja

pomoću davača sile

iM


Regulacija raspodele opterećenja

42

% % %

−

PID

1diC diC

iP

−

% % %

−

PID

E

−

1iP

E 1iM

Referentna

brzina za

naredni

pogon

Referentna

brzina od

prethodnog

pogona

Moment

Moment od

prethodnog

pogona

iM


Premotač


Mehanička veza pogona preko konstruktivnih elemenata

Pogon karton mašine – partija formera


Šema postrojenja


+

+iK

+

+

−

iGL

iDL

1iGL

i iDL

iC

iM

iP

E

refi

i

+

+1iK +

+

−

1iC

E

1refi

1i

1iM

Korekcija

opterećenja

Korekcija

opterećenja

Moment za

naredni pogon

Za naredni

pogonMoment od

prethodnog

pogona

Zajednička

referentna brzina

eim 1eim

1iP

Šema upravljanja

46

max

max

ii

i

V IC

N D


Transporteri sa gumenom trakom


osobinom mehaničke veze pogonskih vratila pogoni sa ... elasticna sprega ver04.pdf · •zadaje se...

Documents