9.7. Проектирование релейно-контактных систем управления

Методы проектирования релейно-контактных систем управления аналогичны методам, описанным в разде­ле 8.1.2 «Методы проектирования пневматических САУ».

Процедуру построения электропневматической системы управления рассмотрим на примере уже известной нам установки для перемещения коробок (рис. 9.29).

Рис. 9.29. Установка для перемещения коробок

Если в силовой части установки используются бистабильные распределители с электромагнитным управ­лением, а положения пневмоцилиндров отслеживаются электромеханическими путевыми выключателями, то электрическая и пневматическая схемы, а также система логических уравнений, описывающих работу уста­новки, будут выглядеть следующим образом (рис. 9.30).

Принципиальная пневматическая схема

А + = Пуск . bo= S₅- S₃ В + = af=S₂ А - =b_l=S₄ B- = a_o=S₁

Принципиальная электрическая схема (прямое управление)

Рис. 9.30. Электропневматический привод установки для перемещения коробок

Если электромагнитные катушки приводов распределителей работают под напряжением, вывод которого на пульт оператора (кнопку «Пуск») недопустим, схема несколько изменяется (рис. 9.31).

Рис. 9.31. Принципиальная электрическая схема установки для перемещения коробок (непрямое управление)

Рассмотрим, как изменятся принципиальные схемы и система уравнений, описывающих работу установки, в случае использования для управления пневмоцилиндрами моностабильных электропневматических распре­делителей (рис. 9.32).

Принципиальная пневматическая схема

A + =Y₁=S₅-S₃ В + = Y₂= S₂ A - = Y₁= S₄ В - = Y₂= S₁

Принципиальная электрическая схема (прямое управление)

Рис. 9.32. Электропневматический привод установки для перемещения коробок с использованием моностабильных распределителей

9.8. Переключающие регистры

Процесс проектирования релейно-контактных систем циклического действия может быть формализован, как и при построении САУ на базе пневматических средств автоматизации, путем применения стандартных схемных решений, обеспечивающих поочередное включение соответствующих электрических шин.

Число шин может равняться числу групп, на которые разбивают последовательность шагов единичного тех­нологического цикла (если используют метод разбиения на группы), или же общему числу шагов (каждый шаг выполняется по команде от «своей» шины).

Очередность активизации электрических шин обеспечивается переключающими регистрами, состоящими из отдельных тактовых модулей, основным техническим средством реализации которых служат реле.

С принципом построения переключающих регистров ознакомимся на примере регистра, состоящего из че­тырех тактовых модулей. Если выполнение каждого технологического шага будет осуществляться по команде от отдельного модуля, то управляющий сигнал от каждого такого модуля будет подаваться не на шину, а непос­редственно на исполнительный распределитель (рис. 9.33).

Рис. 9.33. Переключающий регистр с отключением предыдущего модуля

Каждый тактовый модуль, выполненный по схеме с самоудержанием реле, например модуль на базе реле К2 (цепи 2 и 2а), включается по логическому произведению двух сигналов: 1) сигнала от путевого выключателя, фиксирующего окончание шага, выполняемого от предыдущего модуля; 2) сигнала собственно от предыдущего тактового модуля (для включения реле К2 необходимо наличие двух сигналов: от путевого выключателя S2 и от реле К1). При активизации данного модуля его реле переводится в режим самоудержания. Одновременно от­ключается предыдущий модуль (реле К1 выводится из режима самоудержания вследствие размыкания нор­мально замкнутого контакта реле К2 в цепи 1), а последующий модуль на базе реле КЗ подготавливается к включению (замыкается контакт реле К2 в цепи 3).

Для пуска системы необходимо выполнение двух условий: 1) замыкающий контакт путевого выключателя, фиксирующего окончание последнего шага цикла (S1), должен располагаться в цепи включения первого моду­ля; 2) нажатием кнопки «Пуск» активизируется последний модуль.

Поскольку электротехнические тактовые модули промышленностью не выпускаются, но в каждом конкрет­ном случае организуются путем реализации рассмотренной схемы на базе находящихся в серийном производ­стве реле, нужно учитывать следующее требование: в качестве базовых необходимо применять такие реле, при включении которых замыкающие контакты переключаются раньше, чем размыкающие. Данное требова­ние обусловлено особенностью вышеприведенного схемного решения, заключающейся в том, что при включе­нии реле текущего модуля отключение предыдущего модуля (т. е. вывод его реле из режима самоудержания) может произойти раньше, чем данное реле перейдет в режим самоудержания. Но в таком случае реле текуще­го модуля отключится и регистр не будет функционировать.

Несколько иной подход к проектированию релейно-контактных систем управления применяется в случае ис­пользования переключающего регистра, в котором предыдущий модуль не отключается (рис. 9.34).

Рис. 9.34. Переключающий регистр без отключения предыдущего модуля

Работа представленного регистра основана на том, что модули включаются последовательно и при активи­зации каждого из них предыдущие модули не выключаются. Таким образом, к моменту включения последнего модуля все модули регистра оказываются активными. Включение же последнего модуля вызывает отключение первого, а также, как следствие, всех последующих модулей, в том числе и последнего.

Включение всех модулей, кроме первого, осуществляется по логическому произведению двух сигналов: 1) от предыдущего модуля; 2) от путевого выключателя, фиксирующего окончание шага, выполняемого по коман­де от предыдущего модуля. При этом реле промежуточных модулей переводятся в режим самоудержания, в то время как для последнего модуля такая возможность отсутствует.

Пуск регистра и подача команды на выполнение первого шага осуществляются по нажатию кнопки «Пуск» (S5), расположенной в цепи 1. Вывод регистра в исходное состояние (обнуление) происходит путем размыка­ния нормально замкнутого контакта в цепи включения первого модуля. Данный контакт принадлежит реле пос­леднего модуля (контакт реле К5 в цепи 1).

Если при включении очередного модуля формируется управляющий сигнал, противоположный по назначе­нию уже имеющемуся на исполнительном устройстве сигналу, то последний должен быть снят. Поскольку от­ключение предшествующих модулей в рассматриваемом регистре не предусматривается, то снятие ранее по­данного сигнала осуществляется в соответствующем цепи управления исполнительным устройством (в нашем примере таким устройством является электромагнитный привод Y1 пневмораспределителя). С этой целью в данную цепь устанавливают размыкающий контакт реле активизируемого модуля (в нашем случае — К2 в цепи 6).

Переключающие регистры без отключения предыдущего модуля функционируют более надежно по сравне­нию с регистрами, в которых осуществляется отключение предыдущих модулей, и не требуют использования специальных реле с последовательным переключением контактных групп.