Главная  Промышленность 

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


I- /

Запись

11 =1

1- о

ЬВхЗ

Сдвиг Тн

Рис. 9.34. Реле времени с групповым сдвигающим регистром

пуска счетного триггера. Третий сигнал на выходе реле времени появится при поступлении четырнадцатого тактового импульса на вход счетчика и будет соответствовать времени, равному 1,4 с. Очевидно, что для получения более длительных задержек времени необходимо увеличить число разрядов двоичного счетчика и сдвигающих регистров. Увеличение времени задержки может быть достигнуто увеличением дискретности реле времени. Например, если будем подавать тактовые импульсы через 0,2 с, то максимальная выдержка времени у реле составит 3 с, т. е. возрастет в 2 раза. Триггер с раздельными входами, установленный на выходе генератора тактовых импульсов, является фильтром щумов.

Усилительные и пороговые схемы. В тех случаях, когда мощность управляющего сигнала недостаточна для приведения в действие какого-либо струйного устройства, используют схемы, которые строят на аналоговых усилителях СТ46, СТ59 и др. Последовательное соединение нескольких элементов образует многокаскадный струйный усилитель (рис. 9.35, а) с общим коэффициентом усиления k = kk k„, где k2, ftn-коэффициенты усиления первого, второго и последующих каскадов.

Пусть требуется переключить управляющим давлением, равным 20 Па, струйный дискретный элемент, давление срабатывания которого, с учетом запасов по надежности равно 600 Па. Коэффициент усиления струйного элемента одного каскада многокаскадного усилителя = 4. Тогда коэффициент усиления трехкаскадного усилителя й « 4X4X4 = 64, а так как k = ДрвАрвх. то при Дрвх = 20 Па будет Дрв ~ k Дрвх = 64 X 20 = 1280 Па. Сигнал с таким уровнем давления на выходе усилительной схемы более чем достаточен для срабатывания дискретного элемента, i подающего сигнал в схему управляющего устройства. Для надежной работы многокаскадного усилителя целесообразно на вход первого каскада подавать давление смещения. Это давление обеспечивает надежное отключение схемы при уменьшении управляющего сигнала. Изменяя величины давления смацения, можно регулировать порог срабатывания схемы в очень широких пределах - от отрицательных величин давления срабатывания до величин, равных давлению питания. Схемы этого типа можно использовать для построения реле физических величин, и в частном случае для реле контроля геометрических размеров обрабатываемых деталей. В литературе их называют пороговыми устройствами, или триггерами Шмитта.

Простейшая схема триггера Шмитта и его характеристика переключения приведены на рис. 9.35, б, в. Триггер Шмитта может быть построен и на одном струйном элементе. Например, аналоговый усилитель, работающий в релейном режиме и изменяющий свой порог срабатывания вследствие изменения величины дав-

к=б4

PB = f(Py,Pc) -г


Рв={Ру,Рс)

Ру,

Рис. 9.35. Усилительные и пороговые схемы

ления смещения дросселем, включенным в линию обратной связи, представляет собой пороговый элемент - триггер Шмитта (рис. 9.35, г).

Изменить порог срабатывания аналогового усилителя, работающего в ре лейном режиме, можно также заданием давления смещения с помощью дрос селя, соединяющего линию обратной связи с атмосферой (рнс. 9.35, д). Анало гично этому могут быть построены пороговые схемы и иа дискретных элементах Однако, как показали исследования и практика внедрения устройств контроля триггеры Шмитта, построенные на аналоговых усилите-тях, имеют меньший раз брос по давлению срабатывания и тем самым обеспечивают более высокую точ ность устройств контроля.

9.5. ПОСТРОЕНИЕ СТРУЙНЫХ УПРАВЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ

Устройства управ.чения последовательностью операций. Технологический процесс изготовления детали или изделия на машинах-автоматах (станках, прессах), как правило, подразделяется на ряд последовате.чьных операций. Функциями струйного управляющего устройсгва являются: контроль выполнения операции и управления последовательностью и длительностью операций; обеспечение мер защиты и блокировок; обеспечение заданного режима работы - ручного, автоматического; выдача оператору информации о работе управляющего устройства с помощью визуальной индикации.

При проектировании управляющего устройства необходимо анализировать следующие факторы, характеризующие условия и технологический процесс изготовления изделия:

условия производства (пожаро- и взрывобезопасность, квалификация об-с.чуживающего персона.ча, качество Питающего воздуха в заводской сети и т. п.), тип и характер производства - мелкосерийное, серийное с редко меняющимся



ЦйкЛом работы, серийное с неизменным циклом работы станка (в зависимости от типа и характера производства определяется и тип управляющего устройства, т. е. с программным цикловым либо числовым управлением пли же с фиксированной, т. е. неизменной программой);

обеспечение режимов работы - ручной, полуавтоматический н автоматический;

функциональное назначение системы защиты и блокировок;

характер окружающей среды и влияние ее на управляющее устройство;

связь оператора с системой управления и машиной с помощью органов ручного управления и устройств индикации;

надежность работы связывающих машину и систему управления устройств- струйных путевых выключателей, преобразователей, разъемов, трубопроводов и др.;

напряженность цикла, длительность отдельных операций и цикла в целом (исходя из этих данных можно выбрать управление переходом от одной операции к другой либо по путевым выключателям или же по временном сигналам);

выбор устройств, управляющих исполнительными механизмами, и пх связи с исполнительными механизмами;

удобство обслуживания системы управления (этим определяется ее компоновка, выбор средств и методов индикации правильности функционирования системы управления).

Важным фактором при проектировании является выбор технологии изготовления системы управления, ее элементной базы, логической структуры и источника питания (вентилятор, заводская сеть).

Правильно принятые решения на основе оценки указанных факторов позволят создать экономичную и высоконадежную систему управления.

Построение устройств управления последовательностью операций. Рассмотрение этого вопроса начнем с простейших примеров, последовательно усложняя их.

Пример 1. Автоматическое возвратно-поступательное движение рабочего органа осуществляется пневмо- или гидроцилиндром. Контроль выполнения операций обеспечивается нормально открытыми бесконтактными путевыми выключателями типа СТ144. у которых при отсутствии управляющего воздействия на выходе устанавливается сигнал «1». Начало и конец работы контролируются кнопками (нормально закрытыми) - «Пуск» и - «Стоп».

Цикл работы запишем в виде А+, к~, А+, А"; знак означает выдвижение штока цилиндра, знак «-» - возврат штока.

Схему управляющего устройства составляют по таблице состояний входных устройств - путевых включателей, кнопок и др. (табл. 9.4). На рис. 9.36, а приведена схема управляющего устройства, реализующая заданный цикл. Схема построена на струйных логических элементах ИЛИ - НЕ ИЛИ; для переключения распределителей нспользуют усилители давления, в которых давление управляющих сигналов усиливается до 0,2 - 0,3 МПа.

Пример 2. Схема управляющего устройства для двух цилиндров, работающих по циклу A-f, В2; А-; В-, приведена на рис. 9.36, б.

В табл. 9..5 дана таблица состояний входных устройств, на основании которой построена схема. Управляющее устройство, построенное на основе этой схемы, не обеспечивает защиты исполнительных механизмов при аварийных ситуациях. В нем отсутствует также ручное управление отдельными цилиндрами. В следующем примере введем соответствующие блокировки и ручное управление отдельными механизмами.

Пример 3. Пресс форма с формовочйой Maccoii подается цилиндром А. Цилиндр В прессует массу в пресс-форме до заданной высоты, контролируемой путевым выключателем ь2 (рис. 9.36, в). Положение штоков контролируется нормально открытыми путевыми выключателями. Начало и окончание работы контролируется нормально закрытыми кнопками «Пуск» и «Стоп». Управляющее устройство должно обеспечивать работу в наладочном, ручном и автоматическом режимах. Цикл работы A-f; В+; В-; А-.

Составим таблицу состояний входных устройств путевых выключателей, кнопок (табл. 9.6). Состояние путевых выключателей в строках второй и четвертой совпадает. Это говорит о том, что в логической схеме необходимо ввести элемент памяти, чтобы различать условия на выдвижение штока цилиндра В и ва возврат штока цилиндра А. Элемент памяти - триггер с раздельными входами - запоминает сигнал выключателя Ьа, фиксирующего нижнее положение штока цилиндра В. Введем в четвертую строку таблицы дополнительное условие ПВ2 (сигнал от триггера), в результате чего получим в строках второй и четвертой различные условия на выдвижение штока цилиндра В и на возврат штока цилиндра А,

Схема устройства, реализующая заданный цикл работы, приведена на рис. 9.36, в. Ручной режим работы устройства обеспечивается кнопками Кд (А-), Kjj(B-f), Кд(В-) и тумблером - «автомат-наладка». В ручном режиме тумблер соединяет кнопки ручного управления с источником питания с помощью усилителя и распределителя. В автоматическом режиме питание не подается к кнопкам и разрешается работа триггеров У, 2, 3.


□ □

Рис. 9.36. Простейшие схемы управления работой цвлввдрои



Таблица 9.4

Таблица состояний входных устройств к рис. 9. 36, а

Таблица 9.5

Таблица состояний входных устройств к рис. 9.36, в

Входы

Входы

Опе-

Выход

Опе-

ходы

рация

рация

«1

В+ А-

Схема перехода от ручного режима к автоматическому может быть решена и другими методами.

Рассмотрим, в какой степени схема, приведенная иа рис. 9.36, в, отвечает требованиям защиты н блокировок, связи оператора с управляющим устронство.м. Предположим, что в результате нарушения уплотнений в цилиндре, отказов в работе распределителей или другой аппаратуры произойдет произвольное перемещение штоков цилиндров. Наиболее опасным будем считать произвольное перемещение штока цилиндра В вниз. Это движение штока приводит к аварии - выходу из строя пресс-формы и других механизмов, приводимых штоком цилиндра А. В схеме блокировки, предотвращающей указанную аварию, нет. Действительно, шток цилиндра А выдвигается по сигналам путевых выключателей fli = О, Ь] = О и перемещается в дальнейшем независимо от состояния путевого выключателя Ь,, так как триггер 2 с раздельными входами, восприняв информацию, непосредственно управляет распределителем цилиндра А. И если шток цилиндра В по каким-либо причинам начнет перемещаться во время движения штока цили,1дра А, произойдет авария.

Аналогичная ситуация возможна и при произвольном перемещении штока цилиндра А. Рассматриваемая схема ие обеспечивает защиты от возможных аварийных ситуаций. При возникновении аварийной ситуации оператор должен остановить работу, нажав на кнопку «Стоп», ио схема ие гарантирует останов, так как кнопка «Стоп» - нормально закрытая и засорение каналов, обрыв трубопровода, связывающего кнопку и логические элементы, не обеспечат прохождение сигнала на останов. Использование кнопки «Стоп» нормально открытого исполнения исключает подобные ситуации, так как засорение, обрыв трубопровода приведут к останову машины.

Причинами аварий при работе машин часто являются ложные сигналы от путевых выключателей, которые могут возникнуть в результате их засорений, поломок, обрывов трубопроводов и др. В схеме, приведенной иа рис. 9.36, в, отсутствует защита системы от ложных сигналов путевых выключателей. Рассматриваемое управляющее устройство ие обеспечивает и связи оператора с машиной, так как отсутствует индикация выполнения операций, прохождения основных сигналов, отказов путевых выключателей и т. д.

На рис. 9.37 показана схема управляющего устройства для того же цикла, но с изменениями, которые удовлетворяют требованиям базопасности работы и обеспечивают связь оператора с машиной и системой управления. Увеличение числа элементов в схеме вследствие их низкой стоимости и высокой надежности практически не отражается на стоимости и надежности устройства в целом, но значительно улучшает ее обслуживание и технические качества.

Предотвращение аварийных ситуаций, возникающих в результате произвольных перемещений штоков цилиндров Л и В, достигается установкой элементов НЕ - ИЛИ 1 на выходе триггера с раздельными входами и введением

Таблица 9. 6

Таблица состояний входных устройств к рнс. 9.36, в

Операция

Входы

Выходы

У»

А+ В+

1 1 1 1


..ЕЕ

:±н> -Ф4

> -у,

Р»». в.87. Уврамятцее уетроАство с индикацией отказов путевых выключателей, вклю-чеШя усидятеяей я блокировками



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