ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

Московский государственный университет дизайна и технологии

Новосибирский технологический институт

Московского государственного университета дизайна и технологии

(филиал)

СИНТЕЗ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ПРИВОДАМИ

Методическое пособие к выполнению

расчетно-графического задания по дисциплине

«Расчет и конструирование типовых машин легкой промышленности»

для студентов специальности 150406.65

Факультет: Прикладных направлений, заочного обучения и экстерната Кафедра: Машины и аппараты лёгкой промышленности

Новосибирск 2007

Составитель: доц., к.т.п. Железняков А.С.

Рецензент: доц., к.т.н. Шлей Н.В.

Работа выполнена на кафедре «Машины и аппараты легкой промышленности»

Методическое пособие рассмотрено и рекомендовано для проведения расчетно-графических работ.

Протокол заседания кафедры № от « » 2007 г.

Зав. кафедрой МиАЛП А.С. Железняков

Методическое пособие - Новосибирск, изд. НТИ МГУДТ, 2007

СОДЕРЖАНИЕ

Введение. 4

1. Общая методика проектирования систем путевого управления машинами-автоматами и полуавтоматами. 4

2. Примеры синтеза децентрализованных систем путевого управле­ния. 6

2.1. Синтез систем управления электроприводом.

1. Построение текстограммы, ее анализ и выбор числа памятей. 6

2. Методика отыскания минимизированной формы за­писи

логических функций цепей управления ИМ. 8

2.2. Синтез систем управления гидравлическими (пневматиче­скими) приводами.

1. Методика синтеза электрических цепей управления

гидро- (пневмо)-приводом. 14

2. Методика синтеза гидравлических (пневматических цепей управления гидро-(пневмо)-приводом). 15

Литература 16

Введение.

Пособие составлено в соответствии с программой курса «Расчет и конст­руирование типовых машин пл.» для студен­тов, обучающихся по специальности 15,09,06,65 «Машины и аппараты пл.».

В пособии на конкретных примерах показана методика проектирования де­централизованных систем путевого управления машинами-автоматами и полуав­томатами. Рассмотрены задачи логического синтеза цепей управления для типо­вых электрических и гидравлических (пневматических) приводов и методика по­строения принципиальных схем систем управления на базе типовых элементов.

Пособие признано помочь студентам выполнить расчетно-графическое за­дание самостоятельно и должно способствовать более глубокому теоретическому и. практическому изучению соответствующего раздела курса.

1. Общая методика проектирования систем путевого управ­ления машинами-автоматами и автоматическими линиями.

Одним из этапов проектирования машин-автоматов, автоматических линий, промышленных роботов является синтез управления исполнительными механиз­мами. В зависимости от особенностей технологического процесса и последова­тельности его выполнения выбирается принцип автоматического управления ра­бочими органами, проектируется принципиальная схема, проводится расчет и вы­бор необходимых функциональных элементов.

В автоматических линиях, машинах-автоматах, промышленных роботах мо­гут применяться различные способы контроля состояния и хода процесса, управ­ления заданной последовательностью переходов, выполняемых отдельными ме­ханизмами. Возможен контроль и управление по пути, времени, величине нагруз­ки на инструмент, положению обрабатываемого объекта, его форме и т.д.

Как показала практика эксплуатация различных типов приводов электриче­ских, пневматических, гидравлических и их комбинаций и, учитывая уровень на­стоящего этапа развития роботостроения, наиболее просты, надежны и распро­странены системы контроля и управления исполнительными механизмами по пу­ти, времени и давлению в местах соприкосновения рабочих органов с обрабаты­ваемым материалом.

В предлагаемом пособии рассматривается методика решения одного класса задач управления - синтез децентрализованных систем путевого управления.

Системы путевого управления являются наиболее надежным средством, обеспечивающим заданную последовательность переходов. При таком способе управления исключается влияние нагрузки, утечек жидкости в гидроприводах, давления в системах питания газовых и гидравлических приводов на четкость по­следовательности переходов.

Синтез систем путевого управления рекомендуется выполнить в последую­щей последовательности:

1. Проводится анализ последовательности выполнения автоматами и полуав­томатами технологических операций и процесса в целом, проектируется цикловая тактограмма работы всех исполнительных механизмов (электро­двигателей, пневматических и гидравлических цилиндров и т.д.).

2. По условиям функционирования механизмов расставляются конечные вы­ключатели на кинематической (пневматической, гидравлической) схеме и вводится их обозначение на тактограмме.

3. Определяется суммарный десятичный ход сигналов (весов в каждой из так­тов и проводится анализ по условию реализуемости тактограммы без введе­ния в систему управления дополнительных элементов.

Если тактограмма нереализуема (имеются импульсные сигналы, одинако­вые веса в тактах при различных движениях в них), то:

а) выделяются границы каскадов под импульсными сигналами,

б) проводится окончательное разделение на каскады,

в) определяется необходимое число памятей,

г) строится маска памятей и в соответствии с ней память вводится в такто- граммму,

д) проверяется правильность введения памятей по суммарным весам с уче­том запаздывания при ее срабатывании.

Если же тактограмма реализуема, т.е. не имеет импульсных сигналов и так­тов с одинаковыми весами, то эти пункты опускаются.

4. С помощью одного из методов минимизации отыскивается минимальная форма логических функций срабатывания всех управляющих элементов (реле, контрактов, памятей).

5. В соответствии с полученной обобщенной логической функцией всей сис­темы управления строится ее принципиальная схема.

6. В принципиальную схему вводятся сервисные элементы управления маши­нами-автоматами для обеспечения пуска и остановки в начале и конце цик­ла, режима ручного управления для отладки системы, элементы блокиро­вания, настройки и т.п.

7. Подбирается аппаратура управления двигателями исходя из заданной мощности исполнительных механизмов (двигателей, цилиндров и т.д.), ус­ловий эксплуатации и режимов работы.

2. ПРИМЕРЫ ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННЫХ СИСТЕМ ПУТЕВОГО

УПРАВЛЕНИЯ

В качестве примеров выбраны типовые задачи синтеза управления электри­ческими и гидравлическим приводом.

Для электрического привода методика проектирования логических цепей управления не имеет отличительных особенностей вне зависимости от типа дви­гателя, но при подборе элементов управления построения принципиальной схемы необходимо учитывать их мощность и возможности появления промежуточных цепей. При проектировании логики работы гидравлических (пневматических) це­пей есть свои особенности в зависимости от выбора типа распределителя. В посо­бии для гидравлических (пневматических) приводов рассмотрены два типа рас­пределителей - с 2-сторонним электрическим и 2-х сторонним гидравлическим управлением. При задании преподавателем других распределителей необходимо учитывать их особенности.