pneumatic (1085189), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

1.5). При этом время переключения данныхустройств не принимают во внимание.При составлении функциональной диаграммы диаграмму управлениярасполагают, как правило, под диаграммой перемещений (рис. 1.6).9Рис. 1.5. Диаграмма управления установкой для перемещения коробокРис. 1.6. Функциональная диаграмма установки для перемещениякоробок10На практике диаграммы перемещений зачастую используютсамостоятельно, поскольку они дают полное представление опоследовательностивыполненияоперацийтехнологическогопроцесса.Для изображения на диаграммах сигнальных устройств, а такжелогических взаимосвязей между сигналами применяют следующиеобозначения (рис.

1.7).Рис. 1.7. Обозначения сигнальных устройств и логическихвзаимосвязей между сигналамиТаким образом, в полном виде диаграмма «перемещение — шаг»установки для перемещения коробок принимает вид, показанный нарис. 1.8.Рис. 1.8. Полная диаграмма «перемещение — шаг» установки дляперемещения коробок11Еслинеобходимоотразитьскоростныехарактеристикиисполнительных механизмов, диаграмму перемещений вычерчивают вкоординатах «перемещение — время» и присваивают ейсоответствующее название (рис. 1.9). Применяются такие диаграммы,как правило, при пусконаладочных работах.Рис. 1.9. Диаграмма «перемещение — время» установки дляперемещения коробок1.2.

Методы проектирования пневматических САУПроектирование циклических пневматических систем представляетсобой комплекс работ, связанных с переходом от словесного описаниятехнологическогопроцессакпостроениюпринципиальнойпневматической схемы. Эти работы подразделяются на этапыалгоритмического, логического и технического проектирования.На этапе алгоритмического проектирования переводят словесноеописание технологического процесса в формализованные формыпредставления хода процесса.Этап логического проектирования заключается в составлениифункциональной структуры системы на основе разработанногоалгоритма ее функционирования.Выбор элементной базы, расчет силовых и скоростных характеристикисполнительных механизмов, расчет проходных сечений устройств ипостроение принципиальной схемы пневматической системы — всеэто осуществляется на этапе технического проектирования.Поскольку алгоритмы функционирования систем управления и расчетосновных параметров различных пневмоэлементов рассматривалисьв настоящем пособии ранее, остановимся на методах разработкипринципиальных пневматических схем.12Метод составления логических уравненийПользуясь диаграммой «перемещение — шаг», можно описатьсостояния системы управления перед выполнением каждого шага ввиде логических уравнений.

В левой части этих уравненийзаписывают символ действия, которое должно произойти напредстоящем шаге, а в правой — логические связи между сигналамиот кнопок оператора и путевых выключателей, дающих команду навыполнение этого действия.Рассмотрим исходное (предпусковое) состояние системы (рис. 1.10,состояние 0).Рис. 1.10.

Иллюстрация подхода к составлению системы логическихуравненийВ состоянии 0 (исходном), когда штоки обоих цилиндров втянуты,активны путевые выключатели а0 и b0. Следовательно, команда навыполнение 1-го шага А+ должна подаваться при наличии сигналов отдвух названных устройств и кнопки «Пуск». Таким образом, можнозаписать следующее логическое уравнение:А + = Пуск • а0 • b0.После выполнения 1-го шага комбинация активных путевыхвыключателей изменится (см. состояние 1 на рис. 1.10).

Выполнение2-го шага В+ начнется при условии поступления сигналов отвыключателей а1 и b0. Отсюда получаем второе уравнение:В + = а1 • b0.Аналогичным образом составляют уравнения и для последующихшагов. Система логических уравнений, описывающая работуустройства для перемещения коробок, в конечном итоге будет иметьследующий вид:13A + = Пуск • а0 • b0; В + = а1 • b0; А- = а1 • b1; В- = а0 • b1.Функциональная структура системы в логических символах,построенная на базе полученных логических уравнений, являетсяитогом этапа логического проектирования.Если систему управления проектируют на элементной базе заранееизвестного типа, то это позволяет пропустить этап разработкифункциональной структуры создаваемой системы. Полученныелогические уравнения можно непосредственно транслировать впринципиальную пневматическую схему, используя известныеспособыреализациилогическихфункцийвсистемахпневмоавтоматики.Взяв для простоты за основу исполнительной подсистемыпневмоцилиндры двустороннего действия с управлением отбистабильныхраспределителей,получимследующуюпринципиальную пневматическую схему установки для перемещениякоробок (рис.

1.11).Рис. 1.11. Принципиальная пневматическая схема установки дляперемещения коробокДанную схему, безусловно, нельзя считать оптимальной, поскольку ееможно значительно упростить путем исключения избыточныхсигналов. Таковыми для каждого отдельного шага считают сигналы,задействованные при формировании команды на выполнениепредыдущего шага.14В рассматриваемом примере на 2-м шаге избыточен сигнал b0, на 3ем — а0 на 4-ом — b1. Очевидно, что поскольку система работает позамкнутому циклу (за 4-ым шагом следует 1-й), то сигнал а0 на 1-мшаге также является избыточным. С учетом вышесказанного системалогических уравнений, описывающих работу установки дляперемещения коробок, принимает следующий вид:А + = Пуск • b0; В + = а1; А- = b1; В- = а0.Окончательный вариант принципиальной пневматическойустановки для перемещения коробок показан на рис.

1.12.схемыРис. 1.12. Окончательный вариант принципиальной пневматическойсхемы установки для перемещения коробокВозвращаясь к вопросу о построении функциональных диаграмм,рассмотрим реальную диаграмму установки для перемещениякоробок, представленную на рис. 1.13Следует иметь в виду, что рассмотренный выше способ упрощениясистемы логических уравнений далеко не всегда применим, посколькунекорректное его использование приводит к неправильной трактовкеуравнений, особенно в случае наличия так называемых совпадающихшагов.Под совпадающими шагами будем понимать такие шаги, уравнения,описания которых имеют одинаковые или эквивалентные правыечасти.

Это означает, что отличающиеся друг от друга шаги(совпадающие) начинают выполняться при возникновении одной и тойже комбинации сигналов от путевых выключателей.Для иллюстрации проблемы совпадающих шагов рассмотримпневмопривод сверлильного полуавтомата (рис. 1.14).15Рис. 1.13. Реальная функциональная диаграмма установки дляперемещения коробокРис. 1.14.

Сверлильный полуавтомат и его диаграмма«перемещение — шаг»16При кратковременном нажатии на пусковую кнопку первый цилиндр Афиксирует заготовку в позиции для обработки путем ее зажатия.Далее автоматически начинает выдвигаться шток второго цилиндра В,т. е. выполняется рабочий ход инструмента.

После достижениякрайнего положения шток цилиндра В возвращается в исходнуюпозицию, а затем втягивается и шток цилиндра А.Уравнения, описывающие работу станка-полуавтомата, будут иметьвид (без упрощения)A + = Пуск • а0 • b0; B + = а1 • b0; B - = а1 • b1; А- = a1 • b0.Заметим, что правые части 2-го и 4-го уравнений одинаковы, значит,при появлении комбинации сигналов а1 • b0 выдвижение штокацилиндра В и втягивание штока цилиндра А будут происходитьодновременно. Но функционирование системы подобным образомнедопустимо, поскольку при этом не обеспечивается требуемыйпорядок выполнения рабочих операций.Избежать одновременного выполнения 2-го и 4-го шагов можно путемформальногоизменениясовпадающихправыхчастейсоответствующих уравнений. С этой целью в них вводятдополнительные сигналы Х1 и Х2, в результате чего эти уравнениязапишутся следующим образом:В + = а1 • b0 • Х1; A- = а1 • b0 • Х2.Два дополнительных сигнала Х1 и Х2 можно реализовать путемприменения пневматического триггера, выполнение функций которогообеспечивается, к примеру, бистабильным 4/2-распределителем спневматическим управлением.

Если триггер включен, то на его выходподается сигнал X1, если выключен — сигнал Х2.Таким образом, для решения проблемы совпадающих шаговполученную систему логических уравнений необходимо дополнитьуравнениями, описывающими функционирование триггера, а именно:чтобы сигнал Х1 появился перед началом 2-го шага, необходимовключать триггер (T+) перед выполнением как минимум предыдущегошага; отключать же его (T-) следует после выполнения 2-го шага.Другими словами, триггер необходимо включать перед 1-ым шагом (А+) по сигналу от путевого выключателя а0, т.

е. после выполнения 4-гошага (А -), а выключать — по окончании 2-го шага (B +) по сигналу отвыключателя b1.Упрощение системы уравнений, содержащей совпадающие шаги,следует проводить только после дополнения правых частейсоответствующих уравнений.Рассмотренный способ хотя и решает поставленную задачу, нотребует внимательности и владения навыками составления17логических уравнений. Схемное же решение (рис. 1.15), к которому витоге приходят путем применения данного способа, является, какправило, довольно громоздким. В особенности это относится кзадачам с несколькими совпадающими шагами, решая которые,приходится вводить в схему уже не один, а несколько триггеров.Рис. 1.15. Принципиальная пневматическая схема сверлильногополуавтоматаСоставление и чтение схемы можно значительно упростить путемиспользования шин при ее изображении.

Шинами называютгоризонтальные линии, соединенные на схеме с выходамиопределенных устройств. В нашем случае каждый из четырех путевыхвыключателей «питает» «свою» шину, а логические взаимосвязиреализуются между сигналами в соответствующих шинах.Метод отключения сигналаЭтот метод, используемый при проектировании систем, содержащихсовпадающие шаги, заключается в применении устройств,позволяющих формировать импульсный сигнал в момент достиженияштоками пневмоцилиндров конечных положений.Вернемся к системе уравнений, описывающих работу сверлильногополуавтомата, и упростим ее путем исключения избыточных сигналов:А + = Пуск • а0; В + = а1; В - = b1; А - = b0.18В полученной системе совпадающие уравнения отсутствуют.

Однакоследует обратить внимание на следующее: 2-ой шаг (B+)осуществляется по команде от путевого выключателя а1, которыйостается активным и на очередном, 3-ем, шаге (B-), выполняемом покоманде от путевого выключателя b1. Это означает, что нараспределитель, управляющий цилиндром В, одновременно будутподаны два противоположных сигнала управления — от путевыхвыключателей а1 и b1. В таком случае, как известно,пневмораспределитель остается в позиции, определяемой первым изпоступивших управляющих сигналов, следовательно, 3-й шаг(действие B -) выполняться не будет.Аналогичная ситуация имеет место и при выполнении 1-го шага: висходном состоянии путевой выключатель b0 активен и не позволяетвыполнить действие А +.Схема станет работоспособной, если «проблемные» путевыевыключатели в момент включения будут формировать не постоянныйсигнал, а импульсный.

Существуют различные методы полученияимпульсного сигнала: путем использования пневмоклапанов выдержкивремени (рис. 1.16), посредством путевых выключателей с«ломающимся» рычагом (рис. 1.17) и др.Рис. 1.16. Принципиальная пневматическая схема сверлильногополуавтомата с применением пневмоклапанов выдержки времени(формирователей импульса)19В случае использования путевых выключателей с «ломающимся»рычагом устанавливать их нужно со смещением в 2 — 4 мм от точки,соответствующей конечному положению штока.

Характеристики

Список файлов книги