Intuitivna metoda za projektiranje upravljačkih shema

Intuitivna metoda - metoda razvoja upravljačkih shema na temelju iskustva stečenog u različitim dizajnerskim organizacijama u automatizaciji različitih mehanizama. Temelji se na inženjerskoj intuiciji dizajnera.

Samo onaj tko je upio sve dosadašnje iskustvo i ima određene sposobnosti u pogledu sastavljanja shema, tko može apstraktno razmišljati i logično zaključivati, može savršeno ovladati ovom metodom. Unatoč njezinoj složenosti, većina električnih dizajnera intenzivno koristi intuitivnu metodu.

Na primjer, razmotrite pojednostavljeni kinematički dijagram potisne poluge (slika 1). Kada se kotač 5 okreće u smjeru kazaljke na satu, poluga 4 okreće polugu 1 oko osi O, čime se cipela 3 s polugom 2 pomiče. Daljnjim okretanjem kotača 5 mijenja se smjer kretanja poluge 1 i papuča se vraća u prvobitni položaj, nakon čega se motor mora zaustaviti.

Riža. 1. Shematski dijagram upravljanja guračem poluge

Razmatrani mehanizam tipičan je predstavnik uređaja za potiskivanje.U prvom ciklusu mehanizam je uključen i radi. U drugoj mjeri ne ide. Ciklus u kojem mehanizam ne radi naziva se nula. Iako je cipela potpuno klipna (naprijed i natrag), za pogon se može koristiti nereverzibilni električni motor.

Upravljački krug elektromotora s polugom i klipom sastoji se od dva dijela (na slici 1. odvojeni su isprekidanom linijom): kruga napajanja i kruga upravljanja.

Razmotrite svrhu elemenata strujnog kruga. Trofazna struja dovodi se do QS sklopke koja u slučaju popravka ili oštećenja magnetskog pokretača prekida napajanje elektromotora. Zatim struja teče kroz prekidač čiji je QF okidač prikazan na dijagramu. Dizajniran je za zaštitu i isključivanje napajanja pogona u slučaju struja kratkog spoja. Glavni kontakti magnetskog pokretača KM uključuju ili isključuju namot elektromotora M.

Toplinski releji KK1 i KK2, čiji su grijaći elementi prikazani u strujnim krugovima, dizajnirani su za zaštitu elektromotora od dugotrajnih preopterećenja:

Kontrolna shema radi na sljedeći način. Kada pritisnete tipku za pokretanje SB1, zavojnica magnetskog startera KM je pod naponom i stoga su kontakti kruga napajanja KM zatvoreni i električna struja ulazi u namot motora. Rotor motora se okreće i bubanj se počinje kretati naprijed. Istovremeno se odmiče od poluge krajnjeg prekidača SQ i njegovi kontakti se zatvaraju.

Kada se tipka za pokretanje SB1 otpusti i njeni kontakti se otvore, KM zavojnica magnetskog pokretača će dobiti napajanje preko kontakata krajnjeg prekidača SQ.Nakon pomicanja naprijed, a zatim unatrag, klip će pritisnuti polugu graničnog prekidača SQ, njegovi kontakti će se otvoriti i zavojnica KM će se isključiti. To će uzrokovati otvaranje KM kontakata u strujnom krugu i zaustavljanje elektromotora.

Razmatrani krug sadrži strujne i upravljačke krugove. Ubuduće će se razmatrati samo sheme kontrole.

Po funkciji, tj. Prema namjeni, svi elementi koji sudjeluju u radu sklopa mogu se podijeliti u tri skupine: upravljački kontakti, međuelementi i izvršni elementi.

Kontrolni kontakti su elementi kojima se izdaju naredbe (kontrolne tipke, prekidači, granični prekidači, primarni pretvarači, relejni kontakti itd.).

Sam naziv međuelemenata ukazuje na to da oni zauzimaju međupoložaj između upravljačkih i izvršnih elemenata. U relejno-kontaktnim krugovima uključuju vremenske releje i međureleje, a u beskontaktnim krugovima — logička vrata.

Izvršni elementi su izvršni mehanizmi. Međutim, pri razvoju upravljačkih krugova ne koriste se sami pogonski mehanizmi (elektromotori ili grijaći elementi), već uređaji koji ih uključuju, tj. magnetski starteri, kontaktori itd.

Svi upravljački kontakti, prema svom principu funkcioniranja, podijeljeni su u pet tipova: startni kontakt s kratkim djelovanjem (PC), startni kontakt s dugim djelovanjem (PD), stop kontakt s kratkim djelovanjem (OK), stop kontakt s dugim djelovanjem (OD). ), start-stop kontakt (softver). Ti se kontakti nazivaju glavnima.

Ciklogrami rada svih tipičnih kontakata u upravljanju cikličkim mehanizmima prikazani su na sl. 2.

Riža. 2.Ciklogram upravljačkih kontakata

Svaki od pet kontakata počinje raditi (zatvara se) i završava (otvara se) u određenim trenucima. Dakle, startni kontakti počinju raditi zajedno s početkom radnog takta, ali YAK kontakt prestaje raditi tijekom radnog takta, OD — tijekom pauze, odnosno razlikuju se jedan od drugog samo u trenucima isključivanja ( otvaranje) .

Zaustavni kontakti, koji za razliku od startnih kontakata prestaju raditi istodobno s završetkom radnog hoda, razlikuju se po trenucima uključivanja (zatvaranja). Zaustavni kontakt OK počinje s radom tijekom radnog hoda, a kontakt OD - tijekom pauze. Samo kontakt softvera počinje svoj rad zajedno s početkom radnog tijeka i završava s njegovim završetkom.

Uz pomoć razmatranih pet glavnih kontakata moguće je dobiti četiri sheme upravljanja izvršnim i posrednim elementima, koje se nazivaju tipične sheme (slika 3).

Riža. 3. Tipične sheme upravljanja za izvršne i međukrugove

Prvi tipični krug (slika 3, a) ima samo jedan softverski upravljački kontakt. Ako je zatvoren, tada kroz aktuator X teče struja, a ako je otvoren, struja ne teče. PO kontakt ima svoje značenje i svi ostali kontakti moraju se koristiti u paru (start i stop).

Drugi tipični krug ima dva kontrolna kontakta s kontinuiranim djelovanjem: PD i OD (slika 3, b).

Treći tipični krug sastoji se od kontakta za pokretanje računala i kontakta za zaustavljanje OD, uz upravljačke kontakte, ovaj krug bi trebao uključivati ​​kontakt za blokiranje x, preko kojeg će aktuator X nastaviti primati napajanje nakon kontakta za pokretanje otvara se računalo (slika 3, c).

Četvrta tipična shema temelji se na dva kratkoročna kontakta: pokrenite računalo i zaustavite OK, paralelno povezani (slika 3, d).

Zadane četiri tipične sheme omogućuju (kao iz kockica) sastavljanje složenih paralelno-serijskih shema za upravljanje kontaktima. Tako se, na primjer, razmatrana shema upravljanja polugom (vidi sliku 1) temelji na četvrtoj tipičnoj shemi. Koristi tipke SB1 kao kontakt za kratkotrajno pokretanje i graničnu sklopku SQ kao kontakt za kratkotrajno zaustavljanje.

Prilikom izrade sheme upravljanja intuitivnom metodom potrebno je pravilno odrediti vrstu upravljačkog kontakta, odnosno trajanje njegovog djelovanja.

Razmotrite primjer razvoja upravljačke sheme pomoću intuitivne metode koristeći tipične sheme.

Neka je potrebno razviti poluautomatski uređaj za upravljanje induktorom i uređaj za prskanje instalacije namijenjene zagrijavanju proizvoda visokofrekventnim strujama i zatim hlađenju vodenim mlazom. Vrijeme zagrijavanja proizvoda u induktoru je 12 s, a vrijeme hlađenja 8 h. Proizvod se ručno ugrađuje u induktor.

Najprije ćemo analizirati rad poluautomatskog uređaja i odrediti sve izvršne i međuelemente. Radnik ručno ugrađuje proizvod u induktor i pritišće gumb za pokretanje.U ovom trenutku, induktor se uključuje i počinje zagrijavanje proizvoda. Istodobno bi se trebao uključiti i vremenski relej, uzimajući u obzir vrijeme zagrijavanja (12 s).

Ovaj vremenski relej (točnije njegovi kontakti) isključuje induktor i uključuje prskalicu koja dovodi vodu za hlađenje. Istodobno treba uključiti drugi relej za odbrojavanje vremena hlađenja, odnosno za isključivanje prskalice. Na ovaj način potrebno je upravljati s četiri elementa: induktorom, raspršivačem i dva vremenska releja.

Induktor se uključuje i isključuje preko kontaktora, zbog čega je potrebno kontrolirati potonji. Raspršivačem upravlja elektromagnetski ventil.

Označimo zavojnicu (zavojnicu) kontaktora KM1, zavojnicu elektromagnetskog ventila KM2 i zavojnice vremenskog releja KT1 odnosno K.T2. Dakle, imamo dva aktuatora: KM1 i KM2 i dva međuelementa: KT1 i KT2.

Iz provedene analize proizlazi da prvo treba započeti zagrijavanje, odnosno pobudit će se svitak KM1. Tipka za okidanje SB (kratko djelovanje) koristi se kao startni kontakt. Dakle, primjenjiva je treća ili četvrta tipična shema.

Neka se induktor odvoji od kontakata vremenskog releja KT1.1, koji su u ovom slučaju dugodjelujući kontakti. Stoga biramo treću tipičnu shemu. Istovremeno s namotanjem magnetskog pokretača KM1 potrebno je uključiti vremenski relej KT1, što je vrlo lako učiniti njihovim paralelnim spajanjem.

Razmotrite rad rezultirajućeg kruga (slika 4, a).

Riža. 4.Upravljački krugovi: a — induktor i relej za vrijeme grijanja, b — sprinkler uređaj i vrijeme hlađenja releja, c — instalacija u cjelini

Kada pritisnete tipku za pokretanje SB, svitak kontaktora KM1 je pod naponom, odnosno počinje zagrijavanje proizvoda. U isto vrijeme, zavojnica vremenskog releja KT1 je pod naponom i počinje odbrojavati vrijeme grijanja. Uz pomoć blokirajućeg kontakta KM1.1, napon zavojnice KM1 će se održati čak i nakon otpuštanja tipke SB, tj. nakon otvaranja njegovih kontakata.

Nakon isteka vremena grijanja, vremenski relej KT1 će raditi, njegov kontakt KT1.1 će se otvoriti. To će uzrokovati isključivanje zavojnice KM1 (zagrijavanje proizvoda će prestati). Raspršivač bi sada trebao biti uključen. Može se uključiti vremenskim relejem KT1 zatvaranjem kontakta. Kada je prskalica uključena, vremenski relej KT1 je isključen. Stoga će kontakt zatvaranja KT1.1 biti kratkotrajni kontakt. Stoga ćemo ponovno koristiti treću tipičnu shemu.

Istovremeno s prskalicom potrebno je uključiti vremenski relej KT2 koji odbrojava vrijeme hlađenja. U tu svrhu upotrijebit ćemo primijenjenu tehniku ​​i spojiti zavojnicu vremenskog releja KT2 paralelno sa zavojnicom KM2. Tako dobivamo drugu shemu upravljanja (slika 4, b). Kombinirajući dva kruga (sl. 4, a i b), dobivamo opću shemu upravljanja (sl. 4, c).

Razmotrimo sada rad kruga u cjelini (slika 4, c). Kada pritisnete tipku za pokretanje SB, zavojnice kontaktora KM1 i vremenskog releja KT1 su pod naponom i proizvod se počinje zagrijavati.Nakon 12 s, vremenski relej KT1 će raditi i njegovi kontakti u krugu 1 će se otvoriti, au krugu 2 će se zatvoriti. Proizvod će se početi hladiti. Istovremeno sa zavojnicom KM2 solenoidnog ventila, vremenski relej K će biti pod naponom T2, odbrojavajući vrijeme hlađenja.Kada se kontakt KT2.1 (krug 3) otvori, ventil KM2 i vremenski relej KT2 se isključuju, a krug se vraća u prvobitni položaj.

Rezultirajuća shema upravljanja induktorom i sprinklerom razvijena je intuitivnom metodom. Međutim, nema dokaza da će ova shema biti ispravna i optimalna. Pitanje operativnosti sklopa može se riješiti tek nakon njegove proizvodnje i pažljive eksperimentalne provjere. Upravo je to najveći nedostatak intuitivne metode. Navedeni nedostatak ne postoji u analitičkoj metodi. O analitičkoj metodi za razvoj kontrolnih shema raspravljat ćemo u sljedećem članku.