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

ления. Межэлементные связи монтируют с помощью полихлорвиннловых и по-ливинилхлоридных трубок. Трубки изготовляют в соответствии с ГОСТ 19034-73. Внутренний диаметр трубопроводов, связывающих путевые выключатели, усилители давления и другие элементы, если они расположены вне управляющего устройства, должен быть равен 4-5 мм.

Внутренний диаметр трубопроводов для соединений элементов в управляющем устройстве должен быть для элементов: СТ55 1,8-2,5 мм; СТ41 3-4 мм, толщина стенки трубопроводов не менее 0,8 м.м.

Внешние устройства. Входные, выходные и вспомогательные устройства следует располагать в местах, удобных для обслуживания. Установка путевых выключателей должна обеспечить защиту от возможного попадания в их каналы минеральных масел, стружек и других загрязнений. Надежная работа путевых выключателей и управляющего устройства при работе в запыленных условиях достигается установкой фильтрующих элементов на выходах путевых выключателей. Четкая работа выключателей может быть обеспечена при правильном конструировании упоров. Заслонки, закрепленные на упорах, должны входить в паз выключателя, не контактируя с его корпусом.

Усилители давления надо располагать в непосредственной близости к пневмо-и гидрораспределителям. Усилители должны быть защищены от попадания на них масла, стружки (обычно их закрывают кожухом).

Входные и другие устройства следует закреплять так, чтобы их щтуцера не были нагружены трубопроводами, а трубопроводы, в свою очередь, не подвергались воздействию массы аппаратов. Пневмокабели, гибкие шланги, связывающие внешние устройства с управляющим устройством и объединяющие отдельные блоки, должны быть жестко закреплены так, чтобы штуцера разъемов не были нагружены их весом.

Электроаппаратура. Устройства, содержащие электрические элементы, следует изолировать от других устройств так, чтобы была обеспечена безопасность работы при монтаже, ремонте и наладке системы управления.

Экстуатация. Надежная и долговечнаи работа струйной системы управления может быть обеспечена при условии сохранения постоянства геометрии рабочего профиля элемента. Поэтому струйные элементы и устройства в целом следует питать сжатым воздухом, очищенным в соответствии с ГОСТ 17433-72 не ниже 5-го класса, а для питания струйных элементов малого раз.мера - не ниже 3-го класса. Источник питания (заводскую сеть или вентилятор) надо выбирать на основе анализа условий работы управляющего устройства, энергетических затрат и других факторов.

Питание струйных систем управления и контроля может осуществляться от сети сжатого воздуха или от индивидуальных источников. При питании элементов от сети сжатого воздуха в качестве понизителя давления можно применять постоянные и пepe!eнныe дроссели или эжектор, который, засасывая значительную часть воздуха из окружающей среды, позволяет резко сокращать расход сжатого воздуха. Дроссельное питание в основном применяют для схем с малым числом логических элементов (I-30), например в устройствах контроля и регулирования. Эжекторное питание це.чесообразно использовать для схем, содержащих среднее число элементов (50-200). Индивидуальные источники питания (вентиляторы илн воздуходувки) рекомендуется применять дли схем с большим числом логических элементов (системы программного управления роботами, станками, прессами и другим оборудованием).

Для лабораторных испытаний СУ в качестве индивидуальных источников питания можно использовать всевозможные пылесосы с уменьшенной частотой вращения. Снижают частоту вращения пылесосов включением их в сиъ через лабораторный регулировочный автотрансформатор модели ЛАТР-2М.

Известны два способа организации питания струйных элементов: первый - по разомкнутой схеме, второй - по замкнутой или полузамкнутой [7, 10]. В замкнутой схеме весь воздух, подаваемый на питание (в полузамкнутой - часть воздуха) многократно используется в элементах, которые находятся в пространстве, изолированном от окружающей среды. Это позволяет предотвратить попадание в рабочие камеры (через атмосферные отверстия) струйных элементов, загрязнений из окружающей среды и тем самым повысить надежность СУ.

Пуск в эксплуатацию. Перед пуском системы управления необходимо визуально проверить систему, правильность монтажа; отсоединить питающие шланги блоков управляющего устройства и включить источник питания для дополнительной продувки - очистки коллекторов; после продувки подсоединить трубопроводы; измерить в соответствии с техническими требованиями уровни давления питания элементов, выходных сигналов на усилители, сигналов от путевых выключателей и других устройств; проверить давление питания усилителей.

Обслуживание к ремонт. Перед выполненпем профилактических и ремонтных работ системы управления необходимо отключить питающую сеть электродвигателя вентилятора и др5гой электроаппаратуры. Отключить питание высокого давления для выходных устройств и других аппаратов. Ежедневно проверять уровень давления питания в управляющем устройстве; сливать из фи.льтров-влагоотделителей влагу, удалять с путевых выключателей грязь и пыль - обязательно при выключенном управляющем устройстве; осматривать линии связи. Еженедельно проверять затяжку крепежных деталей путевых выключателей, кнопок, усилителей, внешних трубопроводов и других устойств; крепление заслонок и штанг конечных выключателей; правильность входа заслонок в пазы путевых выключателей; крепления пневмоприводов гидро- и пиевмораспределителей; плотность закрытия крышек логического блока. Ежемесячно очищать фильтры путевых вык.тючателей и сопла и проверять уровень выходного сигнала; проверять уровень выходных сигналов к усилителям; осматривать пневмоприводы гидро- и пиевмораспределителей и устранять утечки масла в полость привода; удалять из коллекторов накопившуюся влагу и грязь. Через каждые шесть месяцев очищать блок питания.

Ежегодно проверять рабочее состояние всех устройств системы.

Управляюиее устройство. Снять выборочно не менее пяти логических элементов и проверить их характеристики на соответствие паспортным данным. Результаты проверки занести в журнал. При несоответствии характеристик паспортным данным элементы снять и продуть чистым сухим сжатым воздухом давлением 0,1-0,2 МПа. Если продувкой восстановить характеристики не удаетси, то элементы необходимо промыть спиртом и снова продуть чистым сухим сжатым воздухом давлением 0,1-0,2 МПа или заменить новыми. Расход спирта - 2 г на один элемент.

Входные и выходные устройства. Снять выборочно не менее трех устройств каждого наименования (путевые выключатели, кнопки, преобразователи, датчики, усилители, пневмоприводы и др.) и проверить их на соответствие паспортным данным. Результаты проверки "занести в журнал. При несоответствии характеристик паспортным данным надо снять все устройства данного наименования, очистить от грязи и продуть сжатым воздухом давлением 0,1-2 МПа. Все детали с видимыми значительными следами разрушений должны быть заменены.

Блок питания. Снять усилитель пневмораспределителя и проверить на соответствие паспортным данным. Результаты проверки занести в журнал; снять, очистить и продуть сжатым воздухом все аппараты очистки воздуха.

Коллекторы и трубопроводы. Снять все трубопроводы с коллекторов, прочистить внутренние стенки, продуть сжатым воздухом; проверить плотность соединения трубопровода с разъемами и штуцерами. При проведении ремонтных работ в системе управления со снятием трубопроводов штуцера и все остальные отверстия во всех блоках закрывать пластмассовыми или металлическими пробками. Применение пробок из тряпок и дерева категорически запрещается.

Некоторые неисправности в струйной системе управления и их возможные причины. Нарушение цикла работы системы управления. Возможные причины: Засорение путевого выключателя; прижим лепестка к выходному соплу путевого выключателя, работающего на принципе соударения струй; перегиб, обрыв трубопроводов; неплотность соединений, выход из строя усилителя вследствие засорения или износа деталей; выход из строя пиевмоприводов распределителей; несоответствие уровней питающих давлений логических элементов уровням питающих давлений входных и выходных устройства; выход из строя схемы выставки триггеров; выход из строя логического элемента вследствие засорения или старения материала;



Отсутствие питания в системе управления. Возможные причины: засорение фильтров блока подготовки воздуха; выход из строя усилителя пневмораспределителя блока питания; выход из строя пневмораспределителя; нарушение блокировок, разрешающих включение усилителя пневмораспределителя в блоке питания; выход из строя вентиляторного источника питания; нарушение уплотнения питающих шлангов; разрыв шлангов.

список ЛИТЕРАТУРЫ

1. Залманзон Л. А. Аэрогнародннамические методы измерения входных параметров автоматических систем. М.: Наука, 1973. 464 с. адиых иарамет

ления \-*Нау"ка°19774Тб°с" 5Р°"иДР0Динамическнх систем автоматического управ-.H4ecKoroy";;paS:SHH.- L НаТГэз" 4То"с" Р°-ДР°Д--»ие системы автома-72 с ""Р® Пийль В. И. Синтез управляющих автоматов. М.: Энергия, 1970,

М.:маш„стоенне.97"4Гс автоматики.

и про„ш2ег*Ги То= КатГлГ М1§°и14=м1Т?97Г "7Т1ГнИиЖГ"" Советское р"адио"°Г974 Гб7 f™"" ° Проектирование логических узлов ЭВМ. М.:

fQ7f*°i°i°o* "Рограммное управление металлорежущими станками. М.: Машино-строние, 1У71. 1U с.

9. Чудаков А. Д. Цифровые устройства пневмоиики. М.: Энергия, 1971 68 с 1 0. Элементы и устройства пневмоавтоматики низкого давления (струпной техники) Каталог-справочник. М.: 1973 (НИИМАШ). руинои .ехники.

Глава 10

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

Под пневматической системой управления (ПСУ) понимают совокупность определенным образом связанных пневматических устройств, обеспечивающих формирование заданной последовательности и (или) величины выходных сигналов в зависимости от состояния объекта управления и внешних управляющих воздействий. Носителем информации обычно является давление сжатого воздуха. ПСУ могут быть аналоговыми и дискретными.

В аналоговых системах давление может принимать любое значение из принятого диапазона и каждому значению давления соответствует определенное состояние пневматических устройств системы и параметров регулируемого объекта. Аналоговые системы применяют преимущественно для стабилизации или изменения по определенному закону параметров автоматизируемого объекта.

В дискретных системах давление может принимать только два резко различимых значения обозначаемых «О» и «Ь (обычно «О» соответствует атмосферному давлению, а «Ь - рабочему). Дискретные ПСУ применяют преимущественно для обеспечения заданной последовательности работы рабочих органов автоматизированного объекта.

Схемы представляют собой условное графическое обозначение устройств и линий связи систем управления (СУ).

ПСУ могут быть реализованы на пневматических элементах различных типов: высокого, среднего или низкого уровня давлений. К элементам высокого уровня давления относятся элементы, которые функционируют при давлении питания той же величины, что и исполнительные пневматические механизмы, т. е. порядка 0,2-1,6 МПа. Элементы среднего уровня давления действуют при давлении 0,1- 0,3 МПа. Это обычно мембранные элементы. Наиболее широко из этой группы применяют элементы универсальной системы элементов промышленной пневмоавтоматики (УСЭППА), для которых величина давления питания установлена 0,24 ± 10% МПа. К элементам низкого уровня давления относятся в основном струйные элементы, питание которых составляет не более 0,01 МПа.

В данной главе рассмотрены вопросы проектирования дискретных ПСУ, методы их формализованного синтеза на основании математической логики, приведены краткие сведения по математической логике и способы реализации схем на пневматических элементах различных типов.

10.1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ И ПОРЯДОК РАЗРАБОТКИ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ СХЕМ

Типы схем в зависимости от основного назначения, а также общие требования к их выполнению определены ГОСТ 2.701-76. Пневматические схемы следует выполнять по ГОСТ 2.704-76.

В процессе разработки принципиальных пневматических схем выбирают логические элементы и устройства, предназначенные для автоматизации опре-



деленного технологического процесса. В ряде случаев при построении схем управления выбор аппаратуры сочетают с предварительными расчетами системы, выполняемыми на основе статических и динамических характеристик автоматизируемого объекта и технических требований к качеству управления. Задачу автоматизации наиболее эффективно решают в процессе разработки объекта автоматизации, так как при этом объект и СУ рассматривают во взаимосвязи, причем на базе технико-экономического анализа можно наиболее рационально приспособить друг к другу СУ и автоматизируемый объект.

При модернизации действующих объектов СУ разрабатывают применительно к существующей технологической схеме. При этом необходимо наметить требующиеся изменения технологической схемы, мероприятия по механизации оборудования и выявить практические возможности их осущвствлевия. В том и другом случае для составления принципиальной схемы необходимы следующие исходные материалы: описание и техническая характеристика автоматизируемого объекта; циклограмма работы объекта, т. е. описание порядка (последовательности) работы исполнительных л!еханизмов объекта; значения контролируемых параметров, требования к точности контроля, сведения об источниках питания (пневматических и при необходимости электрических и гидравлических); чертежи технологического оборудования, на котором предусматривается установка средств автоматизации; условия эксплуатации СУ; необходимые данные для подсчета технико-эконо.\!ической эффективности; при модернизации существующих объектов - перечень мероприятий но возможным изменениям технологического процесса.

Порядок разработки принципиальной схемы следующий: составление формализованного описания алгоритма функционирования СУ на основании описания, технических характеристик и требований, циклограммы работы автоматизируемого объекта; составление на основании формализованного описания алгоритма функционироваиия СУ, математического описания СУ; построение на основании математического описания СУ структурной схемы; выбор аппаратуры и необходимые расчеты отдельных звеньев СУ; корректировка структурной схемы в соответствии с воз.можностями принятой аппаратуры и вычерчивание принципиальной схемы.

10.2. СОДЕРЖАНИЕ СХЕМ

На принципиальных пневматических, пневмогндравлических, пневмоэлектрнческих схемах изображают всю аппаратуру автоматизации, с помощью которой управляют технологическим циклом машины.

На схемах показывают элементы и устройства, преобразующие измеряемую величину в пневматический сигнал, элементы, выполняющие логические операции, устройства сигнализации, переключатели, аппаратуру для ручного и дистанционного управления, исполнительные устройства, а также устройства для преобразования пневматических сигналов в гидравлические и электрические и контрольно-регулирующие аппаратуру. Изображают фильтры, редукционные пневмоклапаны, маслораспылители, блоки питания воздухом, усилители давления и мощности, позиционеры, запорную аппаратуру; на принципиальных схемах - линии связи между элементами с указанием их номеров (маркировки). В спецификацию на принципиальной схеме должны быть внесены все аппараты", указанные па чертеже. Сложные устройства, выпускаемые заводами-изготовителями, как готовые изделия (блоки подготовки воздуха и др.), следует специфицировать комплектно, без расчленения на отдельные элементы.

На сложных пневматических схемах для облегчения их чтения желательно приводить условия их работы (условия управления, блокировки, сигнализации), выполненные в виде поясняющего текста либо функциональных зависи.мостей. На схемах должна быть приведена таблица взаимосвязи входных и исполнительных устройств. Для облегчения понимания схем, а также для того, чтобы при нх чтении не требовалась дополнительная уточняющая документация, на чертежах приводят необходимые поясняющие надписи, примечания и т. п. В зависимости от характера все дополнительные данные могут быть приведены в виде таблиц, выносок, примечаний.

10.3. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

К РАЗРАБАТЫВАЕМЫМ СИСТЕМАМ УПРАВЛЕНИЯ

Общие технические требования к ПСУ и пневмогидравлическим СУ регламентированы ГОСТ 18460-73 и ГОСТ 17411-72. Ниже приведены некоторые основные положения и требования, которыми необходимо руководствоваться при проектировании СУ.

ПСУ питается от заводских сетей сжатого воздуха (индивидуального источника) с соответствующей подготовкой и стабилизацией сжатого воздуха в зависимости от применяемой в СУ аппаратуры (высокого, нормального или низкого давления). Для питания гидравлических устройств, как правило, необходимо предусматривать индивидуальный источник.

СУ должна иметь защиту от перегрузок, исключать возможность одновременной подачи командного сигнала от устройств ручного и автоматического управления. При управлении из двух и более мест СУ должны быть построены таким образом, чтобы исключалась возможность одновременного управления нз разных пунктов. СУ должна обеспечивать возможность прекращения выполнения технологического процесса на любой стадии (аварийный останов) и последующего его пуска (с доработкой цикла или через нулевую защиту с начала цикла), она должна быть построена так, чтобы для ее реализации потребовалось оптимальное число аппаратуры.

При проектировании следует стремиться к применению однотипных средств автоматизации. Использование однотипной аппаратуры дает значительные эксплуатационные преи.мущества как с точки зрения ее обслуживания, так и в отношении обеспечения ремонта, запасными частями, настройки и т. п. Тип аппаратуры надо выбирать тот, который определяется действительными требованиями автоматизируемого объекта.

Разработанную СУ следует проанализировать с технико-экономической точки зрения (при необходимости разрабатывается несколько вариантов СУ для выявления наилучшей). СУ должна обладать помехоустойчивостью, т. е. отсутствием сбоев в производственных условиях при механических вибрациях и ударах, производственных допусках на условия эксплуатации, допустимых колебаниях уровней давления командных сигналов. Для обслуживания и текущего ремонта СУ не должны требоваться специально подготовленные специалисты, эти функции должен выполнять наладчик после подготовки, полученной во время освоения новых изделий.

Входные и выходные сигналы ПСУ должны стыковаться с входными, выходными сигналами пневмогидоавлических, ппевмоэлектрическнх преобразователен, приборами и устройствами ГСП. На схеме все устройства изображают в исходном положении. При наличии отклонений необходимо давать ссылку на чертеже. В ПСУ необходимо предусматривать глушители шума. Подпор, создаваемый глушителями, не должен оказывать вредного влияния на работоспособность СУ.

Важным требованием, которое следует учитывать при проектировании СУ, является ее надежность. Однако отсутствие систематизированных данных и проверенных практикой инженерных методов расчета надежности ведет к тому, что расчетная оценка этого фактора в процессе проектирования затруднена. Требования по надежности СУ обеспечивают рядом технических мероприятий, таких, как применение наиболее надежных элементов и устройств, резервирование элементов, автоматический контроль за исправностью системы и т. п.

СУ должна обеспечивать возможность быстрого и простого выбора необходимого режима работы, перехода от автоматического управления на ручное, снятие и введение блокировок. СУ проектируют так, чтобы ее эксплуатация в производственных условиях была предельно простой, требовалось минимум затрат труда и внимания обслуживающего персонала, обеспечивалась возможность проведения ремонтных и наладочных работ с соблюдением необходимых мер безопасности.

Проектируемая СУ должна удовлетворять требованиям техники безопас-пости (ГОСТ 12.3.001-73 и ГОСТ 16028-70).

Монтаж СУ необходимо выполнять с учетом компактности и удоства обслуживания при эксплуатации.



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