Глава 4

Методы проектирования пневматических систем

4.1. Разработка пневматической системы управления

Процесс проектирования пневматической системы состоит из нескольких этапов. Для получения хороших результатов важно составить подробную документацию. При этом должны приниматься во внимание все действующие нормы и обозначения. Конструкторская документация на пневмосистему должна включать:

• диаграмму "перемещение - шаг" или диаграмму

• "перемещение-время",

• принципиальную схему,

• описание работы системы,

• технические данные на все элементы системы.

Дополнительно может прилагаться следующая документация:

• спецификация или перечень элементов системы,

• информация по обслуживанию системы и поиску неисправностей,

• список запасных или изнашивающихся частей.

Применяются в основном два метода разработки принципиальных схем системы:

• "интуитивные" методы проектирования,

• систематические методы проектирования по определенному алгоритму.

Если в первом случае от разработчика требуется большой опыт и хорошая интуиция, а также значительные затраты времени, то при использовании второго метода - выполнение определенной последовательности операций при соответствующем уровне теоретических знаний основ предмета. Целью любой разработки принципиальной схемы является обеспечение выполнения работающей системой заданных функций. При выборе решения предпочтение отдается высокой надежности и простоте обслуживания даже за счет более значительных материальных затрат. Этому способствует систематическая разработка принципиальных схем. Однако в большинстве случаев спроектированные систематическими методами системы, имеют большее число элементов, чем та же система, спроектированная при использовании "интуитивного" метода.

Обычно дополнительные затраты на элементную базу быстро компенсируются за счет сокращения времени проектирования, а позднее - за счет сокращения расходов на обслуживание системы. В целом, должна быть уверенность, что время, затраченное на проектирование и, особенно, на упрощение схемы, находится в разумном соответствии с общим временем, затраченным на создание системы.

Независимо от того, какой метод применяется и на какой элементной базе реализуется система, ее разработчику необходимы фундаментальные знания устройства, принципа действия и характеристик применяемых элементов.

4.2. Блок-схема цепи управления

Блок-схема цепи управления дает общее представление о структуре системы управления и последовательности прохождения сигнала.

Рис. 4.1. Классификация элементов цепи управления

При разработке схемы системы ее функции условно подразделяют на ввод (получение) сигнала, обработку сигнала, выдачу сигнала и исполнение команды. Практикам такая классификация хорошо известна. Чаще всего в больших установках управляющая часть системы конструктивно отделяется от ее исполнительной (силовой) части.

По схеме прохождения сигнала можно проследить путь сигнала от его получения до исполнения. На рис. 4.2 приведена структура системы управления.

Рис. 4.2. Структура системы управления

На принципиальной схеме системы, представленной на рис. 4.3, в наглядной форме показана структура цепи управления.

• Информационные (входные) устройства - распределители с ручным управлением 1.2, 1.4

(распределители с кнопкой) и распределитель с механическим управлением 1.3 (с роликовым рычагом).

• Логико-вычислительное устройство (процессор) -перекидной клапан 1.6, выполняющий функции логического элемента "ИЛИ".

• Усилитель мощности - управляющий распределитель 1.1.

• Исполнительное устройство - цилиндр 1.0.

Рис. 4.3. Принципиальная схема

4.3. Блок-схема и структура принципиальной схемы

Структура принципиальной схемы системы должна соответствовать ее блок-схеме, при этом последовательность прохождения сигнала должна изображаться снизу вверх.

На принципиальной схеме применяются упрощенные условные обозначения. При больших

принципиальных схемах подсистема энергоснабжения (блок подготовки воздуха, запорный кран, различные присоединительные устройства) для упрощения изображается на чертеже отдельно.

Рис. 4.4. Блок-схема и элементы пневматической цепи управления

Изображение трубопроводов на принципиальной схеме системы не обязательно должно соответствовать действительной (монтажной) схеме прокладки трубопроводов на установке.