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準同步控制

準同步控制

準同步控制(Quasi - synchronous control)是指各项操作由统一的时序信号进行準同步控制。这就意味着各个微操作必须在规定的时间内完成,到达规定时间自动执行后继的微操作。準同步是指儘管每个时钟的精度都很高,但总还是有一些微小的差别。为了保证通信的质量,要求这些时钟的差别不能超过规定的範围。

基本介绍

  • 中文名:準同步控制
  • 外文名:Quasi - synchronous control
  • 涉及学科:信息科学
  • 进行对象:由统一的时序信号
  • 特点:準同步
  • 套用:自动化

準同步

在数字通信系统中,传送的信号都是数位化的脉冲序列。这些数位讯号流在数字交换设备之间传输时,其速率必须完全保持一致,才能保证信息传送的準确无误,这就叫做“同步”。
在数字传输系统中,有两种数字传输系列,一种叫“準同步数字系列”(Plesiochronous Digital Hierarchy),简称PDH;另一种叫“同步数字系列”(Synchronous Digital Hierarchy),简称SDH。
採用準同步数字系列(PDH)的系统,是在数字通信网的每个节点上都分别设定高精度的时钟,这些时钟的信号都具有统一的标準速率。儘管每个时钟的精度都很高,但总还是有一些微小的差别。为了保证通信的质量,要求这些时钟的差别不能超过规定的範围。因此,这种同步方式严格来说不是真正的同步,所以叫做“準同步”。
準同步也是一个形容词,用来描述几乎但并非完全的同步操作,也就是几乎同步。这个术语用于準同步数字型系(PDH),这个系统广泛地用于大陆间的通讯,例如北美大陆和欧洲大陆之间的通讯,只需要对数据速率之间的不一致作一个小的调整。
準同步系统是在两个系统的计时系统存在微小的差别时发生的,在这样的系统内,一个第三方系统需要注意此两个系统之间的不匹配并作出补偿调整,比如重複或删除帧里的一个数据包。

準同步控制方式

準同步控制方式是指各项操作由统一的时序信号进行準同步控制。这就意味着各个微操作必须在规定的时间内完成,到达规定时间自动执行后继的微操作。
根据不同情况,準同步控制方式可以选取如下方案:
1.採用完全统一的机器周期(或节拍)执行各种不同的指令,即不管微操作的繁简,以最複杂的微操作为标準,採取统一的,具有相同时间间隔和相同数目的节拍作为机器周期。对于那些比较简单的微操作,将造成时间浪费。
2.採用不同节拍的机器周期,以解决微操作执行所需要时间不统一的问题。通常把大多数微操作安排在一个比较短时间的机器周期内完成,而对于某些比较複杂的微操作,则採取延长机器周期或者增加节拍的办法解决。
3.採用中央控制和局部控制相结合的方法。将机器的大部分指令安排在一个统一的比较短的机器周期内完成,称为中央控制,而将少数操作複杂的指令中的某些微操作另外处理称为局部控制。

同步控制系统

同步控制系统是一种工控设备的常用系统,主要是实现辊间或者轴间的位置、速度或者电流之间按照一定比率去协调的系统。一般通过PLC,伺服系统,变频器,编码器,工控机,触控萤幕,直流调速器等元件来组合而成,是一种系统集成,目前广泛套用于冶金,线材,薄膜,加中中心,机器人,造纸等行业,是工控自动化控制技术发展的一个高端方向。
多台电机的同步运行问题套用较为广泛,尤其在多单元生产流水线中及驱动同一负载时居多,但多具体的套用,会有不同的要求。若採用变频器及相关配套产品,可较有效地实现不同功能。这里说的配套产品包括:控制电器、变频器辅助选件、感测器、PLC等。

工作原理

製造装备中有许多执行机构,如:电磁铁、电磁阀、电动机的通和断等属于开关量对象,使用PLC的“位”逻辑开关,很容易实现对它们的控制。但是,製造装备中更多的控制参数是机械运动部件的速度和位置,採用的执行机构是电动机或调速阀。然而,迄今为止,使用的电动机或者调速阀都还属于模拟执行机构,必须使用电压(或电流)对其控制。
处理模拟量的关键是要有模拟量输入(AD)、模拟量输出(DA)单元或模组。由这些单元或模组先对信号作预处理,然后送PLC进行再处理。PLC再处理后,又由这些单元作后处理。有这些单元在控制对象与PLC之间架起桥樑,PLC即可控制模拟量了。

PLC模拟量控制过程

这里“基于信息採集和处理”的信息,可能是调节量,也可能是干扰量。如信息位调节量,则要用反馈控制。它是一种模拟量最基本的控制方式。它依据系统的实际输出与预期输出间的偏差来进行控制,以期逐步缩小这一偏差。至于产生偏差的原因,它是不理睬的。
如信息为干扰量,也可用前馈控制。前馈控制基于扰动补偿原理,根据扰动的情况作相应控制。
开环控制使系统在偏差即将发生之前就注意纠正偏差,这是它的优点。但要弄清有多少扰动量,以及它与调节量之间的关係,即控制量随扰动变化的规律,是不容易的。

PLC模拟量输入方法

有两种输入模拟量的方法。
(1)模拟量输入单元输入模拟量:
把模拟量输入给PLC最简单的方法是,用模拟量输入单元(模组),简称AD单元。它不仅可完成从模拟量到数字量的转换,有的还可作出相应处理,如滤波、求平均值、保持峰值、按比例转换等。
(2)用採集脉冲输入模拟量:
PLC可输入脉冲信号。可用高速计数单元或特定的高速输入点输入脉冲,也可用输入中断的方法输入脉冲。而把物理量,如电压转换为脉冲信号的方法也很多,比较方便,如转速可很容易转换为脉冲信号。

主要技术环节

频差、压差调节

对待并发电机电压Ug与系统电压Un来说,其差值越小,并车时的冲击就越小,所以电压预调时应使Ug儘可能接近Un。但待并发电机的频率fg与系统频率fn之间的差值,既不能太大也不能太小,这是因为频差很小时脉动周期很长,甚至呆滞不动,要捕捉相角重合时刻就很困难,从而不利于发电机快速併网运行。所以,当脉动周期大于一定值时,需要除去扰动信号使频率增加,这就是呆滞扰动。因此频率预调时,应避免频差过大或呆滞不动。

同步合闸判定

要满足发电机同步并车的第三个条件,即待并发电机电压与系统电压相角差为零的条件,则不能用直接比较的方法。这是因为,合闸断路器有一定的动作时间,要使断路器主触头接通的瞬间δ为零,则合闸信号应提前发出,即需要提前一个理想的导前合闸相角δ,当2π-δ=δ时断路器发出合闸信号,则断路器主触头接通瞬间,待并发电机电压与电网电压相角差为零,满足準同步合闸的第三个条件。如图。
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