Введение к работе
Актуальность темы. Микропроцессорные средства управления находят широкое применение в системах электропривода целого ряда ответственных и высокопроизводительных агрегатов. Ярким примером подобной системы является электропривод летучих ножниц с микропроцессорной системой управления мерным резом (МП СУМР). Сбой в системе управления или выход ее из строя могут привести не только к потерям дорогостоящей продукции и простою всего технологического агрегата, но и к выходу из строя механической части уникального оборудования. В таких случаях приобретает большое значение надежность системы управления. Имеющийся опыт внедрения микропроцессорных систем управления (МСУ) электроприводов свидетельствует о невозможности нормальной эксплуатации систем без принятия специальных мер, повышающих надежность.
Анализ возможных методов повышения надежности систем управления выявил четыре основных: I) упрощение структурных схем отдельных устройств и системы в целом; 2) применение высоконадежных элементов; 3) снижение нагрузки элементов и стабилизация условий эксплуатации; 4) придание системе отказоустойчивых свойств.
Первые три из них - прямые методы повышения надежности направлены на борьбу с причинами возникновения отказов и сбоев в аппаратуре. Но в настоящее время не существует методов, позволяющих полностью защитить систему от влияния внешних и внутренних факторов. Как показывает опыт, в микропроцессорных системах нередко происходят неожиданные изменения их характеристик, носящие либо временный характер (сбои), либо постоянный характер (отказы). Кроме того, спецификой МСУ является го, что сбои'и отказы в вычислительное процессе становятся очевидными не сразу. Своевременное обнаружение сбоев, отказов и автоматическое восстановление требуемых функций управления обеспечивается только в системах с отказоустойчивыми свойствами. Отказы и сбои могут обнаруживаться средствами контроля и диагностики и устраняются автоматическим вводом резервных средств, как аппаратных, так и программных.
Таким образом,актуальность разработки системы диагностики а резервирования МП СУМР определяется жесткими требованиями по надежности к системе управления электропривода летучих ножниц я отсутствием известных реализаций активно отказоустойчивых
- A -
МСУ электроприводов.
Цель работы. Целью данной работы является повышение надежности МП СУМР методом придания системе отказоустойчивых свойств. Для достижения указанной цели в работе- поставлены и решены следующие задачи':
-
Выявить основные методы и способы построения системы диагностики и резервирования микропроцессорных устройств;
-
Синтезировать структуру резервирования МП СУМР со средствами диагностики, обеспечивающую вывод диагностической информации в доступной для обслуживавшего персонала форме, позволяющую проводить ремонт отказавших элементов МП СУМР без остановки агрегата.
-
Разработать аппаратное и программное обеспечение для этой системы.
-
Провести экспериментальную проверку разработанной МП СУМР со средствами диагностики и резервирования в условиях опытно-промышленной эксплуатацич.
Научная новизна работы определяется тем, что в ней:
-
Предложен обобщенный алгоритм синтеза отказоустойчивой МСУ при переходе от единичного исходного устройства к отказоустойчивой системе. На основе этого алгоритма синтезирована структура отказоустойчивой МП СУМР.
-
Показано, что рациональным и достаточно эффективным способом повышения надежности МСУ электроприводов является дублирование на уровне устройств с применением средств тестовой и функциональной диагностики.
-
Предложены и практически реализованы методы придания устойчивости к сбоям МСУ позиционного электропривода.
-
Разработаны алгоритмы и программное обеспечение функциональной диагностики импульсных датчиков положения и блоков микропроцессорной системы управления электропривода летучих ножниц.
Практическая ценность.
Результаты работы использованы при создании и внедрении микропроцессорной системы управления электропривода летучих ножниц агрегата поперечной резки АПР-2 листопрокатного цеха ЛПЦ-Г700 Мариупольского металлургического комбината им.Ильича.
Они также могут быть использованы при разработке высоконадежных систем электропривода для целого ряда подобных агрегатов, требующих высокой надежности.
Апробация работы.
Основные результаты работы докладывались и обсуждались:
-
На научно-технической конференции "Динамические режимы электрических машин и электроприводов", г.Бишкек, октябрь,1991г. .
-
На заседании кафедры Автоматизированного электропривода МЭИ 12 ноября 1991г.
Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано две печатные работы.
