Левитская О.Н., Левитский Н.И. - Курс теории механизмов и машин, страница 53

Эти формулы названы нс ход ны м и, так как в дальнейшем они будут упрощены. Например, сигнал для включения элемента памяти (!«=!) должны быть прн х1=0, хе=4, хз= !. Поэтому исходная формула включения имеет вид 1,=«1«зхз. Третий этап синтеза систем управления по пути — упрощение формул включенпя. Формула включения, составленная по зяачеииям всех входных сигналов в рабочем состоянии, дает достаточные условия для включения данного устройства, Однако в некоторых эб4 случаях эти условия ие являются необходимыми. Применение способов упрощения двоичных функций позволяет исключить из формулы включения те сигналы, которые не являются необходимыми, Но во псех случаях нельзя исключать тактирующие сигналы, т. е.

сигналы, которыми данное состояние отличается от предыдущего. Например, включение элемента памяти происходит прн состоянии уа (к,=О, ха=1, х,=-!), Ояо отличается от предыдущего (х,=!, х =1, ха=1) сигналом к~=О. Следовательно, сигнал х,=О (или х< —— -1) является тактирующим при включении памяти. В табл. 10 тактирующие сигналы отмечены звездочками. При небольшом числе переменных для упрощения формул вклю. чеиия можно применять способ перебора, так как рассмотрению подлежат лишь варианты, содержащие тактируюшне сигналы. Кроме того, искомое упроптение находится обычно прн рассмотрении только части вариантов, если начинать с простейших.

При переборе вариантов будем руководствоваться следующим правилом: у п р още и н а я формула обладает теми же свойствами, что н исходная, т. е. выражаемая ею функция равна единице в рабочем состоянии и нулю в запрешенных, если набор сигналов, входящих в упрошенную формулу при рабочем состоянии, ие встречается в запрещенных состояниях. Например, для включения элемента памяти имеются три варианта формул включения, содержащих тактируюпшй сигнал 2~=0 (илн х>=1): ).=хь ),=х,хь 1.=хПхз.

Простейший вариант ),=зч уже удовлетворяет указанному правилу, так как сигнал к~=О не встречается в запрещенных состояниях. Более сложные варианты поэтому ие рассматриваются, н за упрощенную формулу принимается ),=хь Для выключения элемента памяти тактирующим сигналом является хз=-1. Использояать для формулы включения только этот сигнал нельзя, так как он встречается в запрещенных состояниях. Если же взять произведение двух переменаых )з —.хаим то оно может быть принято в качестве формулы включения, так как соответствуюший ей набор сигналов в рабочем состоянии (хз= 1, ха=0) не встречается в запрещенных состояниях. Аналогично выполняется упрощение всех других формул, причем можно заметить, что чем больше запрещенных состояний, тем меньше входных сигналов удается исключить из формулы включения.

Например, формула гз=х,хзг не поддается упрощению, так как любые комбинации двух сигналов, содержащие тактирующий сигнал х, =1, встречаются в запрещенных состояниях. Построение схемы системы управлении на пневматических элементах. Четвертый этап синтеза систем управления по пути — построение схемы системы управления иа логических элементах выбранного типа — поясним на примере управления тремя пневматическими механизмами МА Му н МЗ, поршни которых соединены с исполнительными органами и движутся в соответствии с тактограммой, показанной иа рис. 140. Каждый механизм состоит вз пневмо- 255 цилиндра н четырехлинейного двухпозиционного распределителя (рнс, 141) Первая линия распределителя соединена с правой полостью пиевмоцилиндра, вторая — с левой полостью, третья с источником сжатого воздуха и четвертая — с атмосферой.

В указанной на рнс. 141 позиции сжатый воздух поступает в правую полость пиевмоцнлиндра, и поршень занимает крайнее левое (на тактограмме — нижнее) положение. В другой позиции сжатый воздух поступает в левую полость пиевмоцилиндра и, следовательно, перемещение подвижной части распределителя оправа налево вызывает движение поршня вправо. Это перемещение происходит при поступлении в распределитель пневматического сигнала, который для механизма М1 обозначен через (~ (М1 «вперед»). Обратное перемещение происходит при поступлении сигнала гг (М! «назад») с противоположной стороны.

Указанный распределитель называется двусторонним в отличие от одностороннего, у которого обратное перемещение происходит под действием пружины. Одиостороннвй распределитель несколько проще, но зато усложняется система управления за счет увеличения числа рабочих состояний (и уменьшения безразличных), так как снятие сигнала приводит к переключению распределителя под действием пружины. Лля механизмов МЗ и МЗ сигналы, вызываюшие движение поршня, обозначены соответственно через !» (МЗ «вперед»), (МУ «назад») и 1» (МЗ «вперед»), )2 (МЗ «назад»), Эти сигналы, как и сигналы (ь !г, являются выходными сигналами блока управления (БУ).

Входными снгналами для блока управлении служат сигналы от конечных выключателей, на которые нажимают штоки поршней в конечных положениях. Сигналы от левых выключателей обозначены через хь хз, х», а от правых — через хь хь й» (когда один выключатель нажат, другой не нажат). Конечные выключатели в системах управления машин-автоматов служат логическимн элементами повторения (выключатель нажат — есть сигнал, ие нажат— нет сигаала) . В рассматриваемой системе выключатель должен преобразовывать перемещение твердого тела в пневматический сигнал, и потому оп выполняется как двухпозициониый трехлинейный распределитель (см рис.

137, г). В системах управления с памятью кроме входных и выходных сигналов должны быть еше сигналы памяти, чтобы можно было различать совпадающие наборы входных сигналов. Для подачи этих сигналов служит элемент памяти (П), выполненный в виде двухпозицнониого четырехлинейного распределителя. Первая линия (верхняя праваи) этого распределителя дает сигнал памяти з, вторая— инаерсионный сигнал у, третья — соединена с атмосферой н четвертая — с источником сжатого воздуха. Позиция, при которой а= 1 н 2=0, соответствует включенной памяти, другая позиция (а=0, « = 1) — выключенной памяти.

Сигнал на включение (передвижение в позицию г=1) обозначается через )ь сигнал на выключение — )» На рис. ! 41 элемент памяти показан выключенным, так как поршни механизмов показаны в крайних левых положениях, что соответст- 256 вует логическому такту А в котором память выключена, Элемент памяти иногда называют элементом обратной связи, так как его сигналы связаны и с выходом и с входом блока управления. Блок управления (БУ) показан иа рис.

14! пунктирным прямоугольником, к верхней стороне которого подходят входы, а к нижней подключены выходы. Это изображение входов и выходов иногда называют черным пудиком '. После изображения входов н выходов г г .т, Ге ф гз г, Рис. в42 Рис. 143 нх надо соединить согласно формулам включения, используя в случае необходимости логические элементы. Рассматривая зтн формулы (см. табл.!О), видим, что каждый из выходов )и (1, Уй, (з, )б имеет прямое соединение с одним входом, каждый из выходов )2, (~ соединен с двумя входами через элемент умножения н выход )з с тремя входами через два элемента умножения. Следовательно, в блоке управления должно быть четыре элемента умножения, в качестве которых примем мембранное реле УСЭППА (см. рис, 139, и).

На рис. 142 показана установка логических злемеатон в блоке управления и соединения входов и выходов согласно формулам включения. Каждый элемент умножения показан в ниде квадрата с названием операции И и трех линий, По верхней линни подходит сигнал первого множителя, по боковой — нторого мможителя, сигнал произведения идет по третьей линии. Против выходов 12 и !т поставлено по одному элементу умножения, а против выхода )т два последовательно соединенных элемента.

После установки этих элементов остается соединить входы и пыходы по формулам включении. Построение системы управления на электрических элементах. Тактограмма, показанная па рнс. 140,может относиться не только к механизмам, выполненным в виде пневмоцилинлров с распределителями, но и к другим видам механизмов. Покажем, например, по- ' В теории упрзвленви под чериыы ящиком понимается системз любой физической природы, для которой известны, т, е. задана или доступны нвблюпению, только входы и выходы, з структуре и знзчення параметров ее элементов неизвестны.

257 строение системы управления тремя гидроцнлиндрами с двухсторонними распределителями, которые отличаются от ранее показанных пневмораспределителеи только тем, что их подвижные части перемещаются от двух электромагнитов. В схеме управления (рис. 143) покажем только конечные выключатели и электрические реле. Гндроцилиндры и распределптелп не показываем, так как их соединения аналогичны указанным иа пневмосхиме. Построение схемы управления начинаем с условного изображения обмотки каждого реле в виде квадрата, включенного в электрическую цепь, проходящую от одной шины к другой. Контакты реле памяти (з н =) изображаются непосредственно в тех цепях, в которых они должны быть по формуле включения. Число контактов зависит от того, сколько раз в формулах включения встречаются з и Е Каждому з соответствуют замыкающие контакты (операция повторения), а У вЂ” размыкающне (операция отрицания).

В нашем примере замыкающие контакты изображаются в цепи реле )1 и в цепи реле (з, размыкающие — в цепи реле ), и в цепи реле (з. Если по цепи, в которую включена обмотка реле )ь пойдет ток ((,= 1), то замыкающие контакты замкнутся (з=1), а размыкающне разомкнутся (24 О), что означает включение памяти. Память остается включенной и после исчезновения тока в обмотке реле )ь так как для выключения памяти, аналогично двусторояним распределителям, необходим другой сигнал ()з =1), при котором замыкающее контакты разомкнутся (г=й), а размыкающие замкнутся (2=1].