книги из ГПНТБ / Добролюбов, А. И. Автоматизация проектирования систем управления технологическими машинами

Пример. Требуется синтезировать КЧ для протяжного станка и объединить КЧ и МЧ.

1. Разрешающие аппараты, относящиеся к отдельным ВП, сле­

2. При реализации п. 1 алгоритма получены модификации вспо­ могательной переменной 301: 48301, 49301, 50301, 51301, 52301.

3. Подмножества ВП после выполнения п. 2 алгоритма имеют

4. Подсчитаем число повторений каждой ВП в приведенных под­ множествах: 101—1, 201—2, 202—1, 203—2, 204—1, 205—3, 206—4, 207—2, 301—7.

5. Составим конъюнкции для ВП каждого подмножества соглас­ но п. 4 описанного алгоритма. Полученные подмножества конъюнк­ ций отметим штрихом:

М '40 = {40101}; М'41 = {2пц А 41201; ~Шу д 41301};

М'46 = (2пц А 46207,9/q/~л 46301}; М '47 = {47301};

М '48 = {48204; 7к7 л 48205}; М '49 = {49202, Ш у л "бТу

49203, Ш у А Ъку А 49206}; М '50 = {50201};

М'51 = {6кг7 А 51203,5^7л 51206}; М '52 = {52207}.

6 . Из полученных конъюнкций для каждой ВП составим ДНФ*. учитывая также модификации вспомогательных переменных, полу­ ченные в и. 2 :

F20s = 2пц А 42205 V 2пц л 43205 V Тку л 48205;

F2об = 2пц А 44206 V 2пц А 45206 V Юкг/ д 5кг/ Л 49206 V

5кг/ Л 51206;

F207 = 2пц А 46207 v 52207;

* Операция вынесения за скобки в данном случае запрещается.

128

Fзо1 — 4ку Л 41301 v 8h/y л 42301 v 8ку л 43301 v 6ку д 44301 v

Л 45301 V 9Ту л 46301 V 47301 v 48301 v 49301 v 50 301 v

V 51301 V 52301.

Подставим в выражение К.Ч вместо вспомогательных перемен­ ных полученные формулы, в результате чего получим логическое выражение, описывающее КЧ, дополненное цепями ОЧ:

V 7ку А 48205)) V 5пв л 6пв л (Юку л 49202 V \4пв л Яку л

(2пц л 46207 v 52207)) v Ьку л (10ку л 6ку л 49203 v

Устранением ложных цепей, возникающих в результате объеди­ нения комбинационной и многотактной частей, заканчивается этап логического синтеза схемы управления. На этом этапе вопросы опре­ деления параметров электрических цепей СУ, выбора аппаратуры, введения аппаратов, «размножающих» контакты перегруженных АУ и другие не рассматриваются.

Схема управления горизонтально-протяжного станка, синтезиро­ вания вышеизложенным инженерным методом, приведена на рис. 26.

Работа схемы подробно описывается функциональной цикло­ граммой (табл. 31), полученной на ЭВМ по моделирующей програм­ ме, описанной в гл. 1.

На рис. 27 изображена схема управления горизон­ тально-протяжного станка, спроектированная в специаль­ ном конструкторском бюро протяжных станков (СКВ ПС, г. Минск).

Схемы управления, спроектированные по вышеприве­ денной инженерной методике, логически верны, что га­ рантируется их проверкой с помощью программы анали­ за. Сравнительная оценка спроектированных по предло­ женной методике и существующих на практике схем яв­ ляется довольно сложной задачей, которая может быть • разрешена только в процессе длительного практического использования. Критериями оценки схемы управления должны быть аппаратурные затраты, надежность функ­ ционирования; простота структуры схемы, обеспечиваю­ щая возможность быстрого нахождения и устранения не­ исправностей в период наладки в эксплуатации, и т. д.

Рис. 27. Схема управления станка модели МП119Н19, спроек­ тированная конструктором

132

134

7. СИНТЕЗ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ МЕТОДОМ ОТОБРАЖЕНИЯ

Автоматизация технологических машин осуществля­ ется не только электрическими, но и гидравлическими (пневматическими) средствами. Большинство современ­ ного автоматизированного оборудования имеет комплек­ сные гидро-пневмо-электросистемы управления, причем удельный вес гидравлических и электрических средств может быть различным. В некоторых случаях задача ав­ томатизации машины должна быть решена только гид­ равлическими средствами. Необходимость применения гидроавтоматики может диктоваться такими соображе­ ниями, как требование заказчика, специализация изгото­ вителя, особенности механической структуры машины и реализуемого ею технологического цикла, техника безо­ пасности и т. д.

Проектирование сложных многотактных гидравличе­ ских систем значительно труднее, чем проектирование электрических систем, выполняющих тот же цикл рабо­ ты. Кроме того, вопросы проектирования гидравлических систем в настоящее время разработаны недостаточно. Интуитивные приемы их построения, применяющиеся на практике, не позволяют создавать сложные многотакт­ ные системы управления. Часто вследствие этого проек­ тировщики вынуждены отказываться от применения гид­ роавтоматики, заменяя ее электрическими системами, вопросы построения которых разработаны более полно.

Разработка формализованного метода синтеза гид­ равлических систем, позволяющего не только упростить их создание, но и использовать при их проектировании вычислительную технику, является актуальной задачей. Рассмотрим метод синтеза многотактных гидравлических систем, основанный на аналогии работы электрических и гидравлических аппаратов и систем, этот метод*назван методом отображения [12].

Электрические и гидравлические системы и аппараты управления имеют большое сходство как по выполня­ емым функциям, так и по структуре. Носителем энергии в первом случае является электрический ток, во вто­ ром — рабочая жидкость. Функции отдельных аппаратов заключаются в коммутации (переключении) потоков носителя энергии, в изменении его параметров, либо в преобразовании энергии в другие виды. Аппарат управ­ ления является основным элементом каждой системы.

136

Конечные и путевые выключатели, магнитные пускатели, реле промежуточные, реле давления, реле времени, гид­ равлические клапаны, золотники, краны и другие — все эти аппараты управления, взаимодействуя между собой и исполнительными органами, осуществляют требуемый цикл работы.

Каждый АУ независимо от его вида и конструкции имеет входное устройство, на которое подается входное воздействие, и выходное устройство, генерирующее вы­ годное воздействие.

Входные и выходные воздействия могут быть прерыв­ ными (дискретными) и непрерывными. По характеру вы­ ходного воздействия все аппараты управления делятся на два класса. Аппараты с дискретным выходным воздей­ ствием составляют класс коммутирующих аппаратов. К этому классу относятся кнопки, реле, путевые выклю­ чатели, путевые гидрозолотники, краны, электромагниты, золотники управления и т. п.

Аппараты с непрерывным выходным воздействием об­ разуют класс 'регулирующих аппаратов — регуляторов. К ним относятся дроссели, регуляторы скоростей, пере­ ливные клапаны, различные усилители и т. д. Регулирую­ щая аппаратура непосредственно не участвует в управ­ лении последовательностью движений рабочих органов, поэтому в дальнейшем будем рассматривать только ком­ мутирующие аппараты управления.

Входное воздействие АУ может быть механическим (рука человека, нажимной кулачок, толкатель), электри­

подвижной части («срабатывание») — генерирование вы­ ходного воздействия. Выходное воздействие АУ через контакты аппаратов действует на электрические или гид­ равлические цепи.

Термин «контакт» несколько необычен для гидравли­ ческих аппаратов, однако понятие контакта совершенно аналогично для гидравлических и электрических аппа­ ратов: замкнутый контакт обеспечивает проводимость жидкости (тока), разомкнутый — разрывает путь про­ хождения жидкости (тока).

По числу состояний (позиций подвижной части) раз­ личают двух- и многопозиционные аппараты. Большин-

137

ется в исходное положение под действием воз­ вратных пружин.

Таким образом; электрические и гидравлические аппараты управления имеют полную аналогию как в структурном, так и в функциональном отношениях. с)то является первой отправной позицией в излагаемом ниже методе синтеза гидросхем.

Обозначим составные части электроаппарата (рис. 28, а) так:

А— входное устройство (I);

В— подвижная часть (II);

С— выходное устройство (III);

Физическим содержанием отображения X является наличие для всех электрических аппаратов управления их гидравлических образов (эквивалентов). Гидравличе­ ским эквивалентом двухпозициоиного электрического ап­ парата является двухпозиционный гидроаппарат: кноп­ ка управления — пусковой золотник с самовозвратом; переключатель — кран управления; путевой переключа­ тель — путевой гидрозолотник; промежуточное реле и пускатель — двухпозиционный гидрозолотник с само­ возвратом; силовой электромагнит ■— силовой гидроци­ линдр и т. д. Если электромагнит служит для управления золотником гидравлической системы, то, как будет пока­ зано далее, этот электромагнит заменяется отводом тру­ бопровода, подающего жидкость на управляемый гидро­ золотник.

Между электрическими и гидравлическими система­ ми, как и между аппаратами управления, есть аналогии.

139