Intuitivna metoda za načrtovanje krmilnih shem

Intuitivna metoda - metoda razvoja krmilnih shem, ki temelji na izkušnjah, pridobljenih v različnih projektantskih organizacijah pri avtomatizaciji različnih mehanizmov. Temelji na inženirski intuiciji oblikovalca.

Samo tisti, ki je absorbiral vse prejšnje izkušnje in ima določene sposobnosti v smislu sestavljanja shem, ki zna abstraktno razmišljati in logično sklepati, lahko popolnoma obvlada to metodo. Kljub njeni kompleksnosti večina električnih načrtovalcev v veliki meri uporablja intuitivno metodo.

Na primer, razmislite o poenostavljenem kinematičnem diagramu potisne ročice (slika 1). Ko se kolo 5 vrti v smeri urinega kazalca, ročica 4 vrti ročico 1 okoli osi O in s tem prisili čevelj 3 z ročico 2 v premik. Z nadaljnjim vrtenjem kolesa 5 se smer gibanja ročice 1 spremeni in čevelj se vrne v prvotni položaj, po katerem se mora motor ustaviti.

riž. 1. Shematski diagram krmiljenja potisnega vzvoda

Obravnavani mehanizem je tipičen predstavnik potisne naprave.V prvem ciklu je mehanizem vklopljen in deluje. Pri drugem ukrepu ne gre. Cikel, v katerem mehanizem ne deluje, se imenuje nič. Čeprav je čevelj v celoti izmenično gibljiv (naprej in nazaj), je za pogon mogoče uporabiti nereverzibilni elektromotor.

Krmilno vezje vzvodno-batnega elektromotorja je sestavljeno iz dveh delov (na sliki 1 sta ločena s pikčasto črto): močnostnega vezja in krmilnega vezja.

Upoštevajte namen elementov napajalnega tokokroga. Trifazni tok se napaja na QS stikalo, ki prekine napajanje elektromotorja v primeru popravila ali poškodbe magnetnega zaganjalnika. Nato tok teče skozi odklopnik, katerega sprostitev QF je prikazana na diagramu. Zasnovan je za zaščito in odklop napajanja pogona v primeru tokov kratkega stika. Glavni kontakti magnetnega zaganjalnika KM vklopijo ali izklopijo navitje elektromotorja M.

Toplotni releji KK1 in KK2, katerih grelni elementi so prikazani v napajalnih tokokrogih, so zasnovani za zaščito elektromotorja pred dolgotrajnimi preobremenitvami:

Nadzorna shema deluje na naslednji način. Ko pritisnete gumb za zagon SB1, je tuljava magnetnega zaganjalnika KM pod napetostjo, zato so kontakti napajalnega kroga KM zaprti in električni tok vstopi v navitje motorja. Rotor motorja se zavrti in boben se začne premikati naprej. Hkrati se odmakne od vzvoda končnega stikala SQ in njegovi kontakti so zaprti.

Ko je gumb za zagon SB1 izpuščen in se njegovi kontakti odprejo, bo tuljava KM magnetnega zaganjalnika prejela napajanje prek kontaktov končnega stikala SQ.Po premikanju naprej in nato nazaj bo bat pritisnil ročico končnega stikala SQ, njegovi kontakti se bodo odprli in tuljava KM se bo izklopila. To bo povzročilo, da se kontakti KM v tokokrogu odprejo in zaustavijo elektromotor.

Obravnavano vezje vsebuje močnostna in krmilna vezja. V prihodnje bodo upoštevane le sheme nadzora.

Po funkciji, tj. po namenu lahko vse elemente, ki sodelujejo pri delovanju vezja, razdelimo v tri skupine: krmilne kontakte, vmesne elemente in izvršilne elemente.

Nadzorni kontakti so elementi, s katerimi se izdajajo ukazi (kontrolni gumbi, stikala, končna stikala, primarni pretvorniki, relejni kontakti itd.).

Že samo ime vmesnih elementov pove, da zasedajo vmesni položaj med krmilnimi in izvršilnimi elementi. V relejnih kontaktnih tokokrogih vključujejo časovne releje in vmesne releje, v brezkontaktnih tokokrogih - logična vrata.

Izvršilni elementi so izvršilni mehanizmi. Pri razvoju krmilnih vezij pa se ne uporabljajo sami pogonski mehanizmi (elektromotorji ali grelni elementi), temveč naprave, ki jih vključujejo, tj. magnetni zaganjalniki, kontaktorji itd.

Vsi krmilni kontakti so glede na princip delovanja razdeljeni na pet vrst: začetni kontakt s kratkim delovanjem (PC), začetni kontakt z dolgim ​​delovanjem (PD), zaustavitveni kontakt s kratkim delovanjem (OK), zaustavitveni kontakt z dolgim ​​delovanjem (OD). ), start-stop kontakt (programska oprema). Ti stiki se imenujejo glavni.

Ciklogrami delovanja vseh tipičnih kontaktov pri krmiljenju cikličnih mehanizmov so prikazani na sl. 2.

riž. 2.Ciklogram krmilnih kontaktov

Vsak od petih kontaktov začne delovati (zapre) in konča (odpre) v določenem trenutku. Torej, začetni kontakti začnejo delovati skupaj z začetkom delovnega giba, vendar kontakt YAK preneha delovati med delovnim hodom, OD - med premorom, to pomeni, da se med seboj razlikujejo le v trenutkih izklopa ( odpiranje).

Zavorni kontakti, ki za razliko od začetnih kontaktov prenehajo delovati hkrati s koncem delovnega giba, se razlikujejo po trenutkih vključitve (zapiranja). Stop kontakt OK začne delovati med delovnim hodom, kontakt OD pa med premorom. Samo kontakt programske opreme začne delovati skupaj z začetkom delovnega poteka in se konča z njegovim koncem.

S pomočjo obravnavanih petih glavnih kontaktov je mogoče dobiti štiri sheme za krmiljenje izvršilnih in vmesnih elementov, ki se imenujejo tipične sheme (slika 3).

riž. 3. Tipične krmilne sheme za izvršna in vmesna vezja

Prvo tipično vezje (slika 3, a) ima samo en programski krmilni kontakt. Če je zaprt, teče električni tok skozi aktuator X, če je odprt, tok ne teče. Kontakt PO ima svoj pomen, vsi ostali kontakti pa morajo biti uporabljeni v paru (start in stop).

Drugo tipično vezje ima dva krmilna kontakta z neprekinjenim delovanjem: PD in OD (slika 3, b).

Tretje tipično vezje je sestavljeno iz zagonskega kontakta računalnika in zaustavitvenega kontakta OD, poleg krmilnih kontaktov mora to vezje vključevati blokirni kontakt x, preko katerega bo aktuator X še naprej prejemal napajanje po zagonskem kontaktu računalnik se odpre (slika 3, c).

Četrta tipična shema temelji na dveh kratkotrajnih stikih: zagon računalnika in zaustavitev OK, vzporedno povezana (slika 3, d).

Dane štiri tipične sheme omogočajo (kot iz kock) sestavljanje kompleksnih vzporedno-zaporednih shem za krmiljenje kontaktov. Tako na primer obravnavana shema krmiljenja vzvoda (glej sliko 1) temelji na četrti tipični shemi. Uporablja tipke SB1 kot kontakt za kratkotrajni zagon in končno stikalo SQ kot kontakt za kratkotrajno zaustavitev.

Pri sestavljanju krmilne sheme z intuitivno metodo je treba pravilno določiti vrsto krmilnega kontakta, to je trajanje njegovega delovanja.

Razmislite o primeru razvoja krmilne sheme z uporabo intuitivne metode z uporabo tipičnih shem.

Naj bo treba razviti polavtomatsko napravo za krmiljenje induktorja in napravo za brizganje naprave, namenjene segrevanju izdelka z visokofrekvenčnimi tokovi in ​​nato hlajenju z vodnimi curki. Čas segrevanja izdelka v induktorju je 12 s, čas ohlajanja pa 8 h.Produkt se ročno vgradi v induktor.

Najprej bomo analizirali delovanje polavtomatske naprave in določili vse izvršilne in vmesne elemente. Delavec ročno namesti izdelek v induktor in pritisne gumb za zagon.Na tej točki se induktor vklopi in začne se ogrevanje izdelka. Istočasno naj se vklopi tudi časovni rele, upoštevajoč čas ogrevanja (12 s).

Ta časovni rele (natančneje njegovi kontakti) izklopi induktor in vklopi brizgalno, ki dovaja vodo za hlajenje. Hkrati mora biti vklopljen drugi rele za odštevanje časa ohlajanja, torej za izklop škropilnice. Na ta način je potrebno krmiliti štiri elemente: induktor, pršilno napravo in dva časovna releja.

Induktor se vklaplja in izklaplja preko kontaktorja, zato je slednjega potrebno krmiliti. Razpršilec je krmiljen z elektromagnetnim ventilom.

Označimo tuljavo (tuljavo) kontaktorja KM1, tuljavo elektromagnetnega ventila KM2 in tuljave časovnega releja KT1 oziroma K.T2. Tako imamo dva aktuatorja: KM1 in KM2 ter dva vmesna elementa: KT1 in KT2.

Iz opravljene analize izhaja, da se mora najprej začeti ogrevanje, to pomeni, da bo vzbujena tuljava KM1. Sprožilni gumb SB (kratko delovanje) se uporablja kot začetni kontakt. Tako se uporablja tretja ali četrta tipična shema.

Induktor naj bo odklopljen od kontaktov časovnega releja KT1.1, ki so v tem primeru dolgo delujoči kontakti. Zato izberemo tretjo tipično shemo. Hkrati z navijanjem magnetnega zaganjalnika KM1 je potrebno vklopiti časovni rele KT1, kar je zelo enostavno narediti tako, da jih povežete vzporedno.

Razmislite o delovanju nastalega vezja (slika 4, a).

riž. 4.Krmilna vezja: a — induktor in rele za čas ogrevanja, b — brizgalna naprava in čas hlajenja releja, c — napeljava kot celota

Ko pritisnete gumb za zagon SB, se tuljava kontaktorja KM1 napaja, to pomeni, da se začne segrevanje izdelka. Istočasno se napaja tuljava časovnega releja KT1 in začne odštevati čas ogrevanja. S pomočjo blokirnega kontakta KM1.1 se bo napetost tuljave KM1 ohranila tudi po sprostitvi sprožilne tipke SB, tj. po odprtju njegovih kontaktov.

Po preteku časa ogrevanja bo časovni rele KT1 deloval, njegov kontakt KT1.1 se bo odprl. To bo povzročilo izklop tuljave KM1 (ogrevanje izdelka se bo končalo). Razpršilec mora biti zdaj vklopljen. Vklopi ga lahko časovni rele KT1 z zapiranjem kontakta. Ko je škropilnica vklopljena, je časovni rele KT1 izklopljen. Zato bo zapiralni kontakt KT1.1 kratkotrajen kontakt. Zato bomo ponovno uporabili tretjo tipično shemo.

Hkrati s škropilnico je treba vklopiti časovni rele KT2, ki odšteva čas hlajenja. V ta namen bomo uporabili uporabljeno tehniko in tuljavo časovnega releja KT2 povezali vzporedno s tuljavo KM2. Tako dobimo drugo krmilno shemo (slika 4, b). Če združimo oba vezja (sl. 4, a in b), dobimo splošno krmilno shemo (sl. 4, c).

Oglejmo si zdaj delovanje vezja kot celote (slika 4, c). Ko pritisnete gumb za zagon SB, se tuljave kontaktorja KM1 in časovnega releja KT1 vklopijo in izdelek se začne segrevati.Po 12 s se aktivira časovni rele KT1 in njegovi kontakti v krogu 1 se odprejo in v krogu 2 zaprejo. Izdelek se bo začel ohlajati. Hkrati s tuljavo KM2 elektromagnetnega ventila se aktivira časovni rele K T2, ki odšteva čas hlajenja.Ko se odpre kontakt KT2.1 (krog 3), se ventil KM2 in časovni rele KT2 izklopita in vezje se vrne v prvotni položaj.

Nastala krmilna shema induktorja in sprinklerja je bila razvita z uporabo intuitivne metode. Vendar pa ni dokazov, da bo ta shema pravilna in optimalna. Vprašanje delovanja vezja je mogoče rešiti šele po njegovi izdelavi in ​​skrbnem eksperimentalnem preverjanju. Ravno to je največja pomanjkljivost intuitivne metode. Omenjena pomanjkljivost pri analizni metodi ni. O analitični metodi za razvoj kontrolnih shem bomo razpravljali v naslednjem članku.