|
| |
|
Главная Промышленность в струйных системах управления являются остаточные давления на выходах и входах логических элементов, выходах внешних устройств, перетечки в коммуникационных платах и др. Помехи могут возникать и при совместной работе элементов в схемах, что связано с некоторыми особенностями рабочего процесса, протекаюшего в струйных элементах. Величина давления помех должна быть обязательно ниже величины давления отпускания струйного моностабильного (имеюшего одно устойчивое состояние) элемента. Наряду с помехами большой длительности (когда время действия помех больше времени переключения элемента) при соединении элементов в схемы возможно также возникновение помех, время действия которых равно или меньше времени переключения элемента. Струйные элементы с невысоким быстродействием менее подвержены влиянию таких помех. В системе струйных элементов «Волга» приняты все меры по устранению причин, приводяших к возникновению помех при соединении элементов в схемы, В струйных элементах «Волга» отсутствуют остаточные давления на выходах и сведены к минимуму остаточные давления на входах, которые являются одной из основных причин, определяюших величину помех. Помехи от входных устройств чаще всего являются следствием низкого качества изготовления или неправильной эксплуатации их (например, когда заслонка конечного выключателя неполностью перекрывает струю). Температурный диапазон. Исследования показали, что в зависимости от материала, из которого изготовлены струйные элементы, они могут успешно работать при температуре окружающей среды от -100°С до Н-1000°С и более. Температурный диапазон работы элементов «Волга», изготовляемых из ударо- , прочного полистирола, лежит в пределах -20-ь +50 °С. При изготовлении элементов из полиамида или стеклонаполненного полистирола диапазон шире -50--+50 °С. Долговечность струйных элементов целиком определяется долговечностью материалов, из которых они изготовлены. В процессе работы элементы никаким механическим нагрузкам не подвергаются. Из принципа работы элемента следует, что число переключений не может оказать какого-либо влияния на его долговечность. Авторам известны пластмассовые струйные элементы, сохранившие работоспособность после 12 лет непрерывной работы. Поэтому можно утверждать, что элементы, изготовленные из коррозионно-стойкой стали или из керамики, будут иметь практически неограниченную долговечность. Надежность струйных управляющих устройств определяется надежностью не только струйных логических элементов, но и внешних устройств, элементов монтажа и др. Таким образом, надежность устройств в целом будет зависеть от его сложности, качества изготовления, подготовки питающей среды и других факторов. Структура струйной системы управления, как правило, не отличается от структуры систем, реализованных на базе других технических средств. В состав системы входят управляющее устройство, состоящее из струйных логических элементов и элементов монтажа (монтажных блоков, трубопроводов, арматуры), а также внешние устройства, к которым относятся: источник питания; элементы ввода информации (путевые выключатели, датчики и другие устройства контроля технологических операций, аппаратура ручного управления, устройства задания программы и др.); входные и выходные преобразователи одного вида энергии в другой; усилители мощности; индикаторы. Таким образом, струйная СУ представляет собой комплекс, состоящий из управляющего устройства и внешних устройств. 9.2. ЭЛЕМЕНТЫ И КОНСТРУКЦИЯ УПРАВЛЯЮЩЕГО УСТРОЙСТВА Струйные дискретные и аналоговые элементы. Элементы комплекса «Волга» предназначены для построения логических и цифровых устройств струйных систем циклового и числового программного управления станками, промышленными роботами и другим оборудованием, а также для построения систем контроля и  Рис. 9.5. Рабочий профиль струйного дискретного элемента автоматического регулирования. Наибольшее применение нашли струйные элементы однотипной конструкции двух размеров. Элементы первого (большого) размера имеют площадь сечения канала питания 1 мм, элементы второго (малого) размера 0,25 мм. Общим для элементов обоих размеров является то, что монтируют их в управляющих устройствах способом штекерного разъема. Базовым для элементов большего размера является элемент ИЛИ-НЕ ИЛИ, типа СТ41, а для элементов малого размера - элемент ИЛИ-НЕ ИЛИ типа СТ55. На рис. 9.5 показан рабочий профиль элемента типа СТ41. Как и у других элементов большого размера, глубина этого профиля равна 1,3 мм. У элементов малого размера глубина профиля равна 0,7 мм. Струя воздуха, вытекающая из канала питания 1 при отсутствии управляющих сигналов в каналах 2, 3 и 6 примыкает к стенке а и идет в выходной канал 4. При наличии управляющих сигналов в канале 2 или 3 (или в обоих одновременно) струя питающего воздуха отклоняется к стенке б и идет в выходной канал 5. При одновременной подаче управляющего сигнала в один из каналов (2 или 3) и в канал 6 струя питающего воздуха проходит в выходной канал 4. Рабочую плату эле.мента, на которой выполнен рабочий профиль, склеивают с крышкой, образуя функционально законченную единицу - струйный дискретный элемент, илн аналоговый усилитель. На крышке и плате элементов указывают цифровые обозначения входов и выходов, модель элемента и его условное обозначение в схемах. Для питания струйных элементов большого размера рекомендуется воздух, очищенный не грубее 5-го класса загрязненности по ГОСТ 17433-72, для элементов малого размера - ие грубее 3-го класса. Показатели надежности для элементов: наработка на отказ 1-10° ч, средний срок службы 12 лет. В табл. 9.1 приведена характеристика дискретных элементов больших и малых размеров. Характеристики переключения, условные обозначения в схемах и другие сведения но отдельным элементам комплекса «Волга» приведены ниже. Струйный дискретный элемент типа СТ41. Взаимно инверсные выходы 4 и 5 элемента (рис. 9.6, а, в) могут быть подключены как к глухой камере, так и к входам других элементов. Возможно одновременное использование обоих выходов. Элемент не чувствителен к нагрузке на выходах. При работе в режиме «Запрет» давление иа запрещающем входе 6 должно составлять не менее 150% давления на управляющем входе. Из приведенной на рис. 9.6, в характеристики переключения видно, что если выход элемента присоединен к глухой камере (Qb = 0), то давление на выходе элемента может достигнуть более 35% давления питания. Если к выходу элемента присоединяются управляющие входы двух элементов того же типа, то давление на выходе понижается примерно до 26% давления питания. Из характеристики переключения видно также, при каких значениях давления ру управляющего сигнала (в процентах от давления питания Ри) происходит как срабатывание элемеита, так и его отпускание - возврат в исходное состояние. Триггер с раздельными входа.чи типа СТ42 в отличие от элемента типа СТ41 имеет два устойчивых состояния. Элемент (рис. 9.6, а, г) предназначен для построения устройств, в которых требуется запоминание сигналов (память). Запоминание двух управляющих сигналов обеспечивается одним элементом СТ42, Техническая характеристика струйных дискретных элементов (давление питания 2,5 - 10 кПа, номинальное давление 4 кПа)
4 J 2 1 S S Ttn+rrt 6 1 z I s S 0,1 a) 0,1
Pn 4 S I, 3-\
-It 3-{ Pn 0,3 0,7.
h. о Р"
Рис. 9.6. Струйные дискретные элементы больших размеров: а - размер и маркировка ножек (штуцеров) элементов СТ4(, СТ42, СТ43 и СТ45; б - размер и маркировка ножек элемента СТ44: в - ж - характеристики переключения н условные обозначения в схемах элементов СТ41; СТ42; СТ43; СТ44 н СТ45 соответственно в то время как для решения этой же задачи при использовании элементов СТ41 требуется схема, составленная из двух элементов СТ41. Элементы СТ43 (рис. 9.6, а, д) и СТ44 (рис. 9.6, б, е) так же, как и элемент СТ42, обеспечивают более экономное построение управляющих устройств. Реализуемые ими логические функции можно выполнить и при использовании одних лишь элементов типа СТ41, по общее число элементов в устройстве будет в этом случае большим. В целях сокращения номенклатуры элементов и облегчения тем самым эксплуатации устройств относительно простые управляющие устройства целесообразно строить на одних лишь элементах типа СТ41, пренебрегая некоторым увеличением общего числа элементов. Это же относится и к базовому элементу малого размера СТ55. У элемента СТ45 (рис. 9.6, а, ж) вход 2 через дроссель соединен с каналом питания. Срабатывание элемента по входу 2 может быть обеспечено механическим закрыванием его. Поэтому элемент удобен при работе с датчиком типа сопло-заслонка, например, в устройствах для контроля уровня. Датчик в этом случае - простейшее сопло, к которому не надо подводить внешнее питание, 1111 / J 4 i 7 » S те 
(1.1 0.2 £g Рис. 9.7. Струйные дискретные элементы: а - шестивходовый элемент ИЛИ -НЕ ИЛИ типа СТ53; б - пассивный элемент ИЛИ на 12 входов типа СТ54, о - универсальный модуль типа СТ67 (плата с двумя элементами ИЛИ -НЕ ИЛИ, пакет и характеристика переключения) а заслонкой служит контролируемый верхний уровень жидкости (или сыпучего материала) в резервуаре. Шестивходовый элемент ИЛИ-НЕ ИЛИ типа СТ53 (рис. 9.7, а) имеет большую длину, чем элементы, описанные выше. Пассивный элемент типа СТ54 (рис. 9.7, б) реализует логическую функцию ИЛИ на 12 входов, ои предназначен для считывания программы со стандартной перфокарты ПК-80 (ГОСТ 6198-75). Давление на выходе элемента составляет не менее 15% давле-" ния иа входе. Универсальный модуль типа СТ67 (рнс. 9.7, в) состоит из функциональной и коммутационной плат. Каждая функциональная плата содержит два элемента ИЛИ-НЕ ИЛИ на два входа; коммутационная плата имеет отверстия, получаемые при отливке плат. Модули монтируют в пакеты с помощью стяжек. Наибольшее число модулей СТ67 в одном пакете 10. Высота пакета Я в этом случае составит 32 мм. Такой пакет содержит 20 элементов ИЛИ-НЕ ИЛИ (так как в одной функциональной плате размещены два элемента). Элементы соединены каналами, фрезерованными в коммутационных платах, и отверстиями, которые создают при монтаже удалением (пробиванием) тонких перегородок. Модуль разработан совместно с НИИтеплоприбором. Струйные дискретные элементы и аналоговый усилитель малого размера. Размеры и маркировка иожек элементов этой серии приведены иа рис. 9.8, а. Элемент типа СТ55 является базовым в серии элементов системы «Волга», имеющих площадь сечения канала питания 0,25 мм; отличается от элемента типа СТ41 уменьшенными размерами. Элемент типа СТ56 (рис. 9.8, в) имеет четыре управляющих входа в отличие от элемента СТ42 большого размера, что позволяет упростить выставку триггеров. Аналоговый усилитель СТ59 (рис. 9.8, г) предназначен для сравнения и усиления аналоговых и дискретных сигналов в системах управления, контроля и регулирования. Основные параметры технической характеристики приведены в табл. 9.2. Элемент СТ57 (рис. 9.8, д) реализует логическую функцию ИЛИ-НЕ ИЛИ на четыре входа и позволяет при проектировании схемы сократить общее число элементов. Элемент СТ60 (рис. 9.8, е) реализует логическую функцию ИЛИ - И на четыре входа. Струйные аналоговые усилители большого размера (рис. 9.9, табл. 9.2) предназначены для сравнения и усиления аналоговых и дискретных сигналов  4/«
 8А 0,3 01----- Oi-O Оюаузка 2 jdeMeffma i 01 0.2 0,3 0.2
Hmpijva 2 не 3-5-
0.1 Pr/,(i2 aj 
Рис. 9.8. Струнные дискретные элементы и аналоговый усилитель малого размера: а - размер и маркировка ножек элементов СТ55, СТ56, СТ57, СТ.)9 и СТ60; б-е - характеристики переключения и условные обозначения в схемах элемента СТ55 СТ56 СТ59. СТ57 и СТ60 соответственно 0 [ 1 ] 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
