Примеры пневмоавтоматизации с использованием логических элементов

Автоматизация и комплексная механизация производственных процессов обуславливает широкое применение в машинах-автоматах пневматических приводов как весьма надежных, простых и дешевых видов передач.

Пневмосистемы по типу управления могут быть подразделены на три принципиально отличные группы: централизованные системы с временным управлением, централизованные системы с путевым управлением, децентрализованные системы с путевым управлением.

В первых управляющим устройством является командоаппарат с кулачковым валом. Вал вращается с постоянной скоростью, при этом кулачки нажимают на соответствующие кнопки, подавая сигналы (команды) к распределителям.

Достоинство временного способа управления заключается в простоте системы в целом; недостаток - в подаче сигналов на переключение распределителей через определенные промежутки времени, независимо от того, выполнены ли действия, соответствующие предыдущему такту или нет.

При централизованном путевом управлении также используется командоаппарат с кулачковым валом. Но вал поворачивается лишь периодически на некоторый угол и только после того, как поступит сигнал о выполнении операции предыдущего такта. Такое управляющее устройство носит название шагового командоаппарата.

При децентрализованном путевом управлении каждый рабочий орган после окончания своего движения включает следующий орган. Управляющее устройство представляет собой определенным образом организованную систему взаимосвязанных двухпозиционных устройств (реле, клапаны и т.п.).

По условиям работы системы управления разделяются на однотактные и многотактные.

Тактами называются отдельные составляющие цикла.

Циклом работы считается промежуток времени, по истечении которого все действия начинают повторяться.

Однотактными называются такие системы, у которых комбинация выходных сигналов в любой промежуток времени определяется комбинацией сигналов, поступающих на вход в течение этого же промежутка времени и не зависит от комбинаций сигналов, поступивших на вход в предыдущие промежутки времени. Подобные системы называются иногда автоматами без памяти, или же системами безобратных связей.

Многотактными называются такие системы, у которых комбинация выходных сигналов определяется не только состояниями входов в данный момент времени, но и зависит также от значений входных сигналов в предыдущих тактах. Подобные системы называются иногда автоматами с памятью, или же системами с обратными связями. Поведение такой машины определяется поступившей в данном такте комбинацией входных сигналов и внутренним состоянием системы управления в данный момент времени, причем внутреннее состояние системы обусловлено комбинациями сигналов, поступивших в предыдущих тактах. Сигналы о внутреннем состоянии системы подаются как самими исполнительными устройствами через конечные переключатели (кнопки), так и специальными элементами, которые называют элементами обратной связи, элементами памяти или триггерами. В связи с широким применением систем пневмоавтоматики вопросы проектирования рациональных структурных схем (структурного синтеза) систем управления пневмоприводами станков, промышленных роботов и других автоматизированных машин имеют весьма актуальное значение. Для структурного синтеза сложных систем целесообразно использовать методы, основанные на применении аппарата математической логики. При этом основным требованием является выбор оптимальной схемы, прежде всего, с точки зрения, количества её составных элементов, что связано с задачей упрощения логических функций, описывающих условия работы системы управления.

Ниже рассматриваются в качестве примеров две автоматизированные системы управления – относительно простая и более сложная.

11.8.1 Система управления прессом (рис. 9.15)

Для предотвращения травматизма движение пуансона должно включаться только при нажатии на две кнопки Р1 и Р2 (т.е. х₁=1; х₂=1), расположенных далеко друг то друга.

Введение в схему элемента И (К1) на входе f₁ распределителя Р3 (канал 7) позволяет решить эту задачу (f₁ = x₁× x₂).

Чтобы рабочий не заклинивал одну из кнопок в нажатом состоянии, схема должна обеспечивать отвод пуансона только при отпущенных кнопках. Это обеспечивается введением инверторов НЕ (К2 и К3) и элемента И (К4) на входе распределителя Р3 (канал 6: ).

11.8.2 Автоматизация работы пневмоподъёмника (рис. 9.16)

Должен обеспечиваться цикл: подъём детали – сталкивание – отвод толкателя – опускание подъемника. В данном случае стоит задача проведения структурного синтеза многотактной децентрализованной пневмосистемы с путевым управлением.

Для синтеза системы управления следует выполнить такие этапы:

* составление формализованного описания работы системы по циклограмме или словесному описанию;

* составление логических уравнений; * упрощение логических уравнений (минимизация системы); * построение принципиальной схемы). Формализованные описания могут быть выполнены с помощью таблиц переходов и графов.     Подробно методика структурного синтеза и минимизации пневматических систем управления рассмотрены в методических указаниях каф. АСС ТулГУ по лабораторной работе "Пневмоавтоматизация макета металлорежущего станка с использованием логических элементов" и в книгах: - Герц Е.В. Синтез пневматических приводов / Е.В. Герц, В.П. Зенченко, Г.В. Крейнин. - М.: Машиностроение, 1966; - Наземцев А.С. Пневматические приводы и средства автоматизации: учеб. пособие. -М.: Форум, 2004.

* - объёмной называется гидромашина, рабочий процесс которой основан на попеременном заполнении рабочей камеры жидкостью и вытеснении её из рабочей камеры;

** - термину "жидкость" в гидромеханике часто придают более широкий смысл, включая в него все тела, для которых свойственна текучесть, а именно, жидкости обычные, называемые капельными, и газообразные или, просто, газы. Далее термин жидкость будет использоваться в узком смысле, т.е. в смысле – капельная жидкость (масло, вода, керосин и т.д.)

Дата добавления: 2014-11-06