КП_ПИСКУНОВ А.И._АТП-222_6 СЕМЕСТР

АННОТАЦИЯ

В данном курсовом проекте проведён анализ роботизированного технологического комплекса, на основе которого составлен алгоритм управления системой, разработан граф функционирования и синтез системы управления, релейно-контактная схема, схема на бесконтактных логических элементах, циклограмма. Реализована функциональная схема автоматизации и программная реализация функций управления. Проведён патентный поиск. В

заключении обобщены выводы о проделанной работе.

Курсовой проект содержит 28 страниц, 2 таблица, 9 рисунков,

8источников, 7 приложений.

Ключевые слова: роботизированный технологический комплекс,

автоматизированная система, граф функционирования, программная реализация, карта Карно, синтез устройств, минимизация функций, элементы памяти.

Объект исследования: автоматизированный технологический комплекс с цикловой дискретной системой управления.

Курсовой проект выполнен в текстовом редакторе Microsoft Word 2016

и представлен в электронном виде и на листах формата А2 и А3.

ВВЕДЕНИЕ

Конечный автомат – это модель вычислений, основанная на гипотетической машине состояний. В один момент времени только одно состояние может быть активным. Следовательно, для выполнения каких-либо действий машина должна менять свое состояние.

В настоящее время системы управления проникают во все сферы нашей жизни и играют ключевую роль в обеспечении эффективного функционирования различных технических устройств и процессов. Цикловые дискретные системы управления являются одним из важных классов систем,

которые обладают уникальными свойствами и особенностями.

Целью данной курсовой работы является изучение и проектирование цикловой дискретной системы управления с использованием современных методов и подходов. В работе будут рассмотрены основные принципы функционирования цикловых систем управления, а также методы анализа и синтеза таких систем.

Основное внимание будет уделено исследованию математических моделей цикловых систем управления, методам их анализа, а также разработке алгоритмов управления с учетом специфики цикличности процессов. Изучение и проектирование цикловых дискретных систем управления представляет собой актуальную и важную задачу, которая имеет широкие практические применения. Основной задачей логического проектирования дискретного автоматического устройства является разработка структурных и принципиальных схем. Так или иначе, эта задача сводится к составлению математических выражений, определяющих функционирование автомата,

которое обычно подчиняется законам логики и описывается уравнениями булевой алгебры.

Таким образом, в данном курсовом проекте необходимо в соответствии с заданным вариантом алгоритма работы механизмов произвести синтез дискретной системы управления блочным методом и по полученным в результате синтеза логическим уравнениям построить принципиальные релейно-контактную (РКС) и бесконтактную логическую схемы (БЛС).

1.Описание технологического процесса

1.1.Анализ исходных данных

Вданном курсовом проекте имеется технологический комплекс с цикловой дискретной системой управления на базе роботизированного технологического комплекса (РТК) АТМ-011, состоящий из механизмов А, В,

Си D, предназначен для автоматизации процесса закалки крупногабаритных зубчатых венцов (массой до 135 кг). Комплекс включает в себя рад компонентов, которые взаимодействуют друг с другом для выполнения алгоритма работы.

Технологический комплекс состоит из четырёх механизмов (рис. 1):

1Поворотный механизм (A), управляемый трёхфазным электродвигателем (магнитный пускатель K1 и К2), контроль положения рабочего органа осуществляется двумя концевыми датчиками (s1 и s2).

2Пневматического цилиндра двустороннего действия (С),

управляемого пневматическим распределителем двухпозиционным с четырьмя каналами и двусторонним электромагнитным управлением (Y1

и Y2), контроль положения штока осуществляется двумя концевыми датчиками (s3 и s4);

3 Пневматического цилиндра одностороннего действия (C),

управляемого пневматическим распределителем двухпозиционным с тремя каналами, односторонним электромагнитным управлением (Y3) и

пружинным возвратом, контроль положения штока осуществляется посредством реле давления (sp1);

4 Пресс (D), управляется датчиком (Y4)

Рисунок 1 – Перечень используемых механизмов: поворотный механизм с электродвигателем (A), цилиндр двустороннего (B), цилиндр одностороннего

действия (C), Пресс (D)

Механизмы функционируют согласно следующему алгоритму:

→ B → → ̅ → → ̅ → ̅→ ̅

1.2.Словесное описание работы механизмов

Такт пуска: оператор воздействует на кнопку «Пуск» (SB1), что включает пусковое реле Kп, которое обеспечивает питание системы управления (СУ).

Следующие такты определяют автоматический цикл работы установки. На любом из тактов СУ может быть отключена от питания посредством кнопки аварийного останова «Стоп» (SB2)

Первый такт: как только включается питание СУ, включается

поворотный механизм. Отключение датчика s1 сигнализирует о начале хода, а включение s2 – о его завершении.

Второй такт: как только датчик s1 зафиксирует завершение хода механизма A. Включается электромагнит Y1 пневматического распределителя механизма B, что приводит к совершению им «прямого» хода. Завершение хода сигнализируется срабатыванием датчика s4.

Третий такт: как только датчик s4 зафиксирует завершение хода механизма B. Включается Y3 пневматического распределителя механизма С, что приводит к совершению им «прямого» хода. Завершение хода сигнализируется срабатыванием датчика sp1

Четвёртый такт: как только датчик sp1 зафиксирует завершение хода механизма С. Включается Y2 пневматического распределителя механизма С, что приводит к совершению им «Обратного» хода.

Завершение хода сигнализируется срабатыванием датчика s3

Пятый такт: как только датчик s3 зафиксирует завершение хода механизма B. Включается Y4 механизма D, что приводит к совершению им «Прямого» хода. Завершение хода сигнализируется срабатыванием датчика d

Шестой такт: как только датчик d зафиксирует завершение хода механизма D. Включается Y4 механизма D, что приводит к совершению им «Обратного» хода. Завершение хода сигнализируется отключением датчика d

Седьмой такт: как только датчик d зафиксирует завершение хода механизма D. Включается Y3 пневматического распределителя механизма С, что приводит к совершению им «Обратного» хода.

Завершение хода сигнализируется отключением датчика sp1

Восьмой такт: как только датчик sp1 зафиксирует завершение хода механизма С. Включается поворотный механизм. Отключение датчика s2 сигнализирует о начале хода, а включение s1 – о его завершении.

Рисунок 2 – Граф функционирования ДЦСУ

1.3 Функциональная схема

На функционально-кинематической схеме представлены четыре

механизма, их исполнительные механизмы (ИМ) и датчики. В таблице 1

Устройство для обозначения положения и всключения/переключения/отключения прибора

Устройство для обозначения положения и сигнализации прибора

Дискретное логическое устройство

Элемент ручного воздействия (кнопка)

2 Синтез системы управления

2.1 Анализ графа на участки противоречий

Участки противоречий можно установить заранее без построения матрицы. Такие участки имеют место в случаях, когда одно из ребер графа помечено подряд двойным изменением состояния одной и той же переменной или одна и та же переменная меняет состояние на входящем в вершину ребре и на исходящем из этой же вершины ребре.

Рисунок 3 – Участки явных противоречий графа Производится построение расширенного графа, в котором элементы

памяти записываются как равноправные функции, а моменты их «включения» и «выключения» – как равноправные события. Следует помнить, что элемент памяти здесь одновременно играет роль и функции, и входной переменной.

Для разрешения противоречий в указанные участки необходимо