Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Структурный синтез аппаратной реализации алгоритмов работы цикловых систем. Учебное пособие
.pdf
Затем пневмоцилиндр
чаются вакуумные захваты
Ц2 опускает руку на позицию VI, после чего выклю-
З1 и З2, заготовка ложится на матрицу пресса, а деталь
на приемную позицию 10 магазина деталей 4. По инверсным сигналам реле давления пневмоцилиндр
штока пневмоцилиндра
рабатывается сигнал на срабатывание пневмоцилиндра
Ц2 поднимает руку вверх (позиция VII). Затем при втягивании
Ц1 рука манипулятора перемещается в позицию VIII и вы-
Ц4 пресса 2 (опускание
и подъем штампа), на поворот на один шаг барабанных магазинов 3 и 4 с помощью
пневмоцилиндров
цилиндром
Ц3 руки манипулятора влево до позиции I. Затем цикл работы повторя-
Ц5 и Ц6 соответственно, а также на поворот лопастным пневмо-
ется в автоматическом режиме.
СУ должна обеспечивать автоматический и наладочный режимы работы модуля.
Вариант 3
Разработать пневматическую систему управления сварочной установки. Установка
для автоматической сварки дверки холодильника 1 осуществляет сварку угловых вертикальных (вш) и горизонтальных (гш) швов (рис. 9П), после предварительной вырубки ме-
таллической заготовки из тонколистового проката на предыдущей операции. В качестве
исполнительных приводов устройств сварочной установки (рис. 10 П) используются пневмоцилиндры
ми и реле давления (рис. 10П, 11П), для перемещения и фиксации изделия 1, а также пневмогидравлические приводы
конечные положения которых фиксируются путевыми выключателями.
Процесс сварки угловых швов дверки (1) начинается с нажатия кнопки «Пуск»
К1 = 1), к этому моменту выходные звенья исполнительных устройств должны нахо-
(
диться в исходных положениях. По сигналу (
пневмоцилиндра
Д1 – х
чика
3 сварочной установки. По сигналу датчика
с линии питания пневмоцилиндров
ется давление и заготовка фиксируется пружинными захватами на поворотном столе
(рис. 11П). По сигналам реле давления в линиях питания пневмоцилиндров
р = 0) начинается подача сварочных головок по вертикальной координате вверх пнев-
(
могидроприводами
При контакте сварочных электродов с заготовкой 1 начинается сварка двух вертикальных угловых швов дверки. В конце вертикального перемещения сварочных головок по сигналам конечных выключателей
тальное перемещение сварочных головок пневмогидроприводами
двух горизонтальных угловых швов. В конце горизонтального перемещения сварочных
головок по сигналам конечных выключателей
стола 2 установки на угол 180° вокруг вертикальной оси с помощью лопастного поворотного пневмоцилиндра
конечного выключателя
по горизонтальной оси и производится сварка двух других горизонтальных угловых
швов. В конце обратного горизонтального перемещения сварочных головок по сигналам конечных выключателей
ремещения сварочных головок
ние, при этом производится сварка двух других вертикальных угловых швов дверки.
В нижнем положении сварочных головок по сигналам конечных выключателей
х
подается команда на разжим сваренной дверки, для этого подается давление в ли-
и
7-0
нии питания пневмоцилиндров
Z1-Z7, конечные положения которых фиксируются путевыми выключателя-
Z6-Z9 для перемещения сварочных головок (рис. 13П, 14П)
k
= 1) загрузчик заготовок с помощью
1
Z1 при наличии заготовки на подающем транспортере 2 (сигнал дат-
= 1), подает заготовку с подающего транспортера 2 на поворотный стол
1
Д2 (х
= 1 – заготовка на поворотном столе)
2
Z2, Z3, Z4 и Z5 зажимного приспособления снима-
Z2-Z5
Z6 и Z7.
х
6-1
и х
подается команда на горизон-
7-1
Z8 и Z9 для сварки
х
8-1
и х
подается команда на поворот
9-1
Z10 (рис. 12П). После окончания поворота стола по сигналу
х
= 1 начинается обратное перемещение сварочных головок
10-1
х
и х
8-0
подается команда на приводы вертикального пе-
9-0
Z6 и Z7, которые опускают их вниз, в исходное положе-
х
Z2-Z5.
6-0
121
После окончания движения штоков пневмоцилиндров зажимного приспособле-
ния
Z2 – Z5 по сигналам от соответствующих реле давления (р = 1) подаются команды
на втягивание штока пневмоцилиндра
для перемещения сваренной дверки на отводящий транспортер 4.
гш
Рис. 9 П
вш
2
вш
гш
1
Z1 и выдвижение штока пневмоцилиндра Z11,
1
гш
гш
4
вш
Z2, (Z4)
z
,( z4)
2
2,( z4
z
)
1
Z3, (Z5)
р
р
z
,( z5)
3
Рис. 11П
z
3
10
Z1
z
1
z 1
Рис. 12П
Z11
z
11
Рис. 10П
z 11
Z6, (Z7)
z
8,( z9
)
z
6,( z7
)
z
,( z7)
6
z
8
,( z9)
Рис. 13П
Рис. 14П
,(
z 3
z 5
10
z
Z10
Z8, (Z9)
)
122
После освобождения стола сварочной установки по сигналу датчика
Х
поворотный стол свободен) срабатывает пневмоцилиндр
Z1, выдвижение его штока подает
Д2 (х
= 0 –
2
на поворотный стол новую заготовку, происходит ее фиксация, сварка вертикальных и горизонтальных угловых швов с одной стороны, поворот стола на 180° вокруг вертикальной
оси с помощью лопастного поворотного пневмоцилиндра
Z4 назад, сварка горизонтальных
и вертикальных угловых швов с другой стороны, расфиксация и подача второй дверки на
отводящий транспортер. После этого цикл работы установки повторяется.
Система управления должна обеспечивать работу установки в автоматическом
режиме и в режиме наладки по командам по кнопкам управления с пульта оператора.
Вариант №4
Разработать принципиальную схему пневматической системы управления (СУ)
автоматическим подъемником для выдачи штучных изделий на два приемных транспортера-рольганга (рис. 15П).
Изделия подаются на подъемник с подающего транспортера-рольганга 1. Исполнительными устройствами подъемника служат пневматические цилиндры
управляемые двухпозиционными четырех-линейными золотниковыми распределителями. Пневмоцилиндр
ние отсекателя контролируется путевым пневмодатчиком
Z1 приводит в движение отсекатель 2, крайнее верхнее положе-
Х2. Пневмоцилиндр Z2 при-
водит в движение отсекатель 3. Конечное (крайнее верхнее) положение отсекателя
3 контролируется путевым пневмодатчиком
линдр
Z3 осуществляет подъем платформы подъемника 4 к нижнему приемному транс-
Х3, а конечное нижнее – Х4. Пневмоци-
портеру-рольгангу 5. Его исходное (нижнее) положение контролируется путевым
пневмодатчиком
Х5, а конечное – Х6. Пневмоцилиндр Z4 осуществляет подъем плат-
формы подъемника к верхнему рольгангу 6. Его исходное (нижнее) положение контролируется путевым пневмодатчиком
Х7, а конечное – Х8.
Z1-Z4,
1
6
Х1
Х2
х
2
R
z
1
z
1
Z1
S
R
z
3
S
z
3
R
z
4
S
z
4
2
Z3
4
Z4
х
1
11
3
х
3
Х3
х
4
Z2
S
z
2
х
8
х
7
Х4
z
Х8
Х7
R
2
5
х
5
5
х
6
Х6
Рис. 15П
123
Цикл работы подъемника начинается с поступления изделия 11 на платформу,
что контролируется путевым пневмодатчиком
S
1
подъем отсекателя 2 (
х
сигналу
= 1, от конечного выключателя Х2 происходит подъем платформы к нижне-
2
z ) и доступ изделий на платформу прекращается. Затем по
1
му приемному транспортеру рольгангу 5 (
его кулачок нажимает на конечный выключатель
S
ля 3 пневмоцилиндром
Z2 ( 1
z ). Перемещаясь вниз, он отводит заслонку, и изделие
2
Х1, по сигналу от которого происходит
S
1
z ). В конце хода пневмоцилиндра Z3
3
Х6 и происходит опускание отсекате-
11 скатывается на нижний приемный транспортер-рольганг. Затем по сигналу конечного выключателя
Х4 (х
положение (
х
= 1, х5 = 1) происходит опускание отсекателя 2 пневмоцилиндром Z1 ( 1
(
3
= 1) штоки пневмоцилиндров Z2 и Z3 возвращаются в исходное
4
RR
1,1
zz ). Теперь по сигналам от конечных выключателей Х3 и Х5
32
R
z )
1
и следующее изделие пропускается на подъемную платформу 4. Изделие воздействует
на конечный выключатель
S
1
z ) и доступ новых изделий на платформу прекращается. После подъема заслонки
(
1
отсекателя 2 по сигналу
формы к верхнему приемному транспортеру-рольгангу 6 пневмоцилиндром
S
1
z ). В верхнем положении платформы кулачок пневмоцилиндра Z4 воздействует
(
4
на конечный выключатель
кателя 3 пневмоцилиндром
Х1, по сигналу от которого происходит подъем отсекателя 2
х
= 1 от конечного выключателя Х2 происходит подъем плат-
2
Х8, по сигналу которого х
Z2 ( 1
S
z ). Перемещаясь вниз, он отводит заслонку, и из-
2
= 1 происходит опускание отсе-
8
Z4
делие скатывается на верхний приемный транспортер-рольганг. Затем по сигналу конечного выключателя
ходное положение (
телей
жение (
Х3 (х
= 1) и Х7 (х7 = 1) пневмоцилиндр Z1 также возвращается в исходное поло-
3
R
1
z ). Затем при поступлении нового изделия цикл повторяется.
1
Х4 (х
= 1) штоки пневмоцилиндров Z2 и Z4 возвращаются в ис-
4
RR
1,1
zz ). После этого по сигналам от конечных выключа-
42
Принципиальную схему СУ составить на пневматических элементах. СУ должна
обеспечивать автоматический и наладочный режимы работы подъемника.
Вариант 5
Автоматическая линия штамповки изделий (рис. 16 П) состоит из загрузочного
барабана 1, конвейера 2, пресса 3, пресса 4, приемного бункера 5, перекладчиков 6 и 7,
снабженных вакуумными захватами и отрезающего механизма 8.
Загрузочный барабан приводится в действие гидромотором
гидромотором
чики перемещаются гидроцилиндрами
ществляется вакуумными присосками
низма 8 – гидроцилиндром
ГМ2, прессы соответственно гидроцилиндрами ГЦ1 и ГЦ2. Переклад-
ГЦ3 и ГЦ4, захват заготовок и деталей осу-
ВЗ1 и ВЗ2, а перемещение отрезающего меха-
ГЦ5.
Для запуска автоматической линии необходимо привести во вращение загрузочный барабан 1. В результате происходит разматывание ленты 9 с установленного на
барабане рулона и подача ее на конвейер. Когда лента будет размотана на заданную
длину, срабатывает отрезающий механизм 8 и отрезает заготовку. Пресс 3 и перекладчик 6 относятся к
первой технологической позиции, а пресс 4 и перекладчик 7 – ко второй технологической позиции. Изделие должно последовательно пройти обработку на
первой и второй технологических позициях.
ГМ1, конвейер –
124
z
z
3
z
9
8
3
4
4
1
9
ГЦ5
ГЦ1
ГЦ2
5
2
ГМ1
z
1
9
ГМ2
z2
3
ВЗ1
ГЦ3 ГЦ4
z
z
7
8
4
ВЗ2
5
z
5
6
7
z
6
Рис. 16П
125
Если отрезанная заготовка находится на конвейере в первой позиции, а полуфабрикат, который должен быть обработан на прессе 4, во второй позиции, причем оба
пресса выключены и штампы находятся в верхнем положении, то перекладчики одновременно захватывают заготовку и полуфабрикат и перемешают их с конвейера
в пресс. Далее выключаются вакуумные
захваты, перекладчики отводятся в исходное
положение, после чего каждый из прессов совершает один двойной ход (движение
штампа вниз и вверх). После остановки прессов в верхнем положении перекладчики
снова подводятся к прессам, вакуумные присоски захватывают изделия, и перекладчики возвращают их на конвейер. Далее выключаются захваты и конвейер перемещается
на шаг. Обработанные
изделия передаются в приемный бункер 5. Если бункер заполнен, то автоматическая линия останавливается, если не заполнен, то цикл повторяется,
начиная с включения загрузочного барабана 1.
Система управления линии должна выдавать следующие команды:
z
– включение гидромотора привода загрузочного барабана ГМ1;
1
z
– включение гидромотора привода конвейера ГМ2;
2
z
и z4 – включение гидроцилиндров приводов прессов ГЦ1 и ГЦ2;
3
z
и z6 – включение гидроцилиндров приводов перекладчиков ГЦ3 и ГЦ4;
5
z
и z8 – включение вакуумных захватов ВЗ1 и ВЗ2 перекладчиков;
7
z
– включение гидроцилиндра отрезающего механизма ГЦ5.
9
Информация в систему управления поступает от датчиков:
х
– контроль подачи ленты на заданную длину;
1
х
– контроль перемещения конвейера на шаг;
2
х
и х
3.1
х
3.2
х
– контроль срабатывания отрезающего механизма 8;
5
х
6.1
х
7.1
х
– контроль заполнения приемного бункера;
8
α
– сигнал от кнопки «Пуск цикла»;
1
α
– сигнал от тумблера «Стоп цикла» с возобновлением работы из положения
2
– контроль верхнего положения штампов прессов;
4.1
и х
– контроль наличия заготовки и полуфабриката на матрицах прессов;
4.2
и х
– контроль крайних положений первого перекладчика 6;
6.2
и х
– контроль крайних положений второго перекладчика 7;
7.2
текущей операции;
α
– сигнал от кнопки «Аварийный отвод» в заданное положение;
3
α
и α5 – сигналы от кнопок, определяющих продолжение цикла после устране-
4
ния неисправностей в прессах;
δ
– сигнал от тумблера, определяющий выбор рабочего или наладочного режи-
1
δ
ма работы линии:
δ
– сигнал от кнопки «Переход на наладочный режим»;
2
δ
– сигнал от кнопки «Переход на рабочий режим».
3
= 1 – наладочный режим; δ1 = – автоматический рабочий режим;
1
Ряд операций прессов ведется по времени, с помощью элементов временной за-
и
держки (таймеров). Сигналы на включение таймеров
у
ной задержки времени
1. Выдержка времени
.
i
τ
после выключения захвата. Если перекладчик доста-
i
вил заготовку в пресс, то это контролируется сигналом
, а сигналы об истечении задан-
i
х
соответствующего дат-
3.2
чика. В том случае, когда на конвейере не было заготовки и перекладчик «сработал
у
в холостую», окончание операции контролируется сигналом
об истечении вре-
1
мени выдержки; выключение таймера осуществляется сигналом на отвод перекладчика.
2. Таймер включается также командой на остановку и проводится выдержка
τ
времени
на остановку пресса. Выключение временного устройства осуществляется
1
командой на подвод перекладчика.
126
3. Задержка времени
τ
включается в третий раз после выключения вакуумного
1
захвата, после его отведения.
τ
Таймер второго пресса работает аналогично, осуществляя временную задержку
Задержка времени
конвейера
ГМ2.
τ
включается командой на выключение двигателя привода
3
.
2
В наладочном режиме осуществляется включение и выключение двух позици-
онных гидрораспределителей управления гидромоторами
ГЦ1, ГЦ2, ГЦ3, ГЦ4, ГЦ5 и пневмораспределителями вакуумных захватов ВЗ1,
ми
ВЗ2, соответственно по сигналам β
β
, β
7.1
, β8., β9 от кнопок управления (первое число в индексе обозначения кнопки сов-
7.2
1.1
, β
1.2
, β
2.1
, β
2.2
, β
ГМ1 и ГМ2, гидроцилиндра-
, β
, β
, β
, β
3.1
3.2
4.1
4.2
5.1
, β
5.2
, β
6.1
, β
6.2
падает с номером исполнительного устройства (распределителя).
Гидрораспределители управления гидроцилиндрами прессов
же гидроцилиндром
ГЦ5 отрезающего механизма по условиям безопасности должны
выключаться нажатием оператором одновременно двух кнопок
β
.
и
7.2
ГЦ1 и ГЦ2, а так-
β
, β
, β
3.1
3.2
4.1
, β
4.2
, β
7.1
В наладочном режиме должны соблюдаться следующие требования:
1. Подвод перекладчиков к прессам допускается только при верхнем положении
х
и х
штампов, контролируемом сигналами
3.1
от соответствующих конечных выклю-
4.1
чателей.
2. Включение гидроцилиндра пресса допускается лишь в том случае, когда соот-
ветствующий перекладчик отведен в исходное положение, нажаты соответствующие
х
и х
конечные выключатели (сигналы
6.1
7.1
).
Вариант 6
Составить гидравлическую систему управления процессом фильтрации на горизонтальной автоматической центрифуге (рис. 17П) с ножевым съемом осадка. Центрифуга имеет перфорированный ротор 1, по внутренней поверхности обечайки которого
уложены сита, ткань и решетка, которая обеспечивает равномерное прилегание сит
к внутренней стенке ротора. Суспензия подается в ротор центрифуги периодически через трубу
гидромотора
2 с щелевидным окном в зоне ротора. При вращении ротора 1 с приводом от
Z1 через редуктор 3 создается поле центробежных сил, действующее на
суспензию. Маточный раствор проходит через ткань, а твердые частицы осаждаются на
ее поверхности в виде осадка. Для более полного удаления маточного раствора в некоторых случаях осадок промывают, а затем подсушивают. Для подсушки также используются центробежные силы. Осадок удаляется при
съема и выгрузки, который состоит из ножа 4, гидравлического цилиндра
помощи специального механизма
Z2 для пере-
мещения ножа и отводящего желоба 5. Осадок срезается периодически при подъеме
ножа, снятый осадок по желобу 5 выводится из центрифуги.
Такие центрифуги используются для обработки суспензий, содержащих среднеи мелкозернистую твердую фазу, при фуговании которых допускается дробление осадка. Процесс в центрифуге циклический, он протекает при постоянной угловой
ω
вращения ротора
ω
= 50 1/мин.
2
= 900 1/мин, при выгрузке частота вращения ротора снижается до
1
частоте
Технологический процесс, в общем случае, состоит из следующих операций.
После нажатия кнопки «Пуск» происходит наполнение центрифуги суспензией, при открытии клапана
К1 (z
= 1), приводимого в движение гидроцилиндром Z3,
3
управляемым от двухпозиционного четырехлинейного золотникового распределителя с гидравлическим управлением. Время наполнения центрифуги суспензией зада-
τ
ется таймером (гидравлическим реле времени)
включении клапана
К1. Сигнал, вырабатываемый таймером, дает команду на закры-
(Z4), которое включается при
1
,
127
тие клапана
К1, включение гидромотора привода барабана со скоростью ω
рации центрифугирования и включение реле времени
центрифугирования.
z
2
z
2
Z2
1
для опе-
1
τ
(Z5), которое задает время
2
К1
z
К2
6
4
3
z
3
5
Z3
2
Z1
z
1.1
Z6
z
1
z
1
фугат
осадок
Рис. 17П
После окончания операции центрифугирования реле времени τ2(Z5) при своем
выключении подает команду на открытие клапана
линдром
Z6, управляемым от двухпозиционного четырехлинейного золотникового рас-
пределителя с гидравлическим управлением (
настройкой которого задается время подачи промывочного раствора. Выключение реле
τ
времени
и включение реле времени
(Z7) подает команду на закрытие клапана К2 гидроцилиндром Z6 (z6 = 0)
3
τ
(Z8), настройкой которого задается время центрифугиро-
4
вания после промывки (сушки).
128
К2, который перемещается гидроци-
z
= 1), и включение реле времени τ3(Z7),
6
По истечении времени сушки реле времени
М
2 1
операции выгрузки, при этом гидромотор
ω
рость
, а гидроцилиндр поднимает нож 4, соскабливает осадок с барабана центрифу-
2
Z1 по команде (z
ги. Время выгрузки определяется реле времени
τ
(Z8) подает команду на начало
4
= 1) переходит на ско-
1.1
τ
(Z9), которое включается после подъ-
5
ема ножа 4 в верхнее положение по сигналу конечного выключателя гидроцилиндра
Z2. При выключении реле времени τ
(Z9) им подается команда на открытие клапана К1
5
и автоматический цикл повторяется.
Система управления должна обеспечивать наладочный и автоматический режимы работы. Исполнительные приводы – гидроцилиндры работают с путевым управлением от конечных выключателей.
Вариант 7
Разработать пневматическую систему управления смесительной установки
(рис. 18П).
1
Z1
5
4
3
дренаж
2
12
1
2
13
слив
11
3
6
Z2
z
4
5
z
ИНД
z
z
1
9
3
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
1
2
8
7
4
5
6
3
9
10
11
ПСУ
z
2
10
8
4
РF
РП
3
П
Э
П
Э
7
Z3
z
6
z
z
4
5
Рис. 18П
129
Вентили 1 и 2 служат для подвода жидкостей, а вентиль 3 – для слива смеси. Ра-
бочий процесс начинается с дозировки: открывается вентиль 1 и пустой смесительный
реактор 12 (его уровень 1) заполняется первой жидкостью до уровня 2. По достижении жидкостью уровня 2 вентиль 1 закрывается. Затем открывается вентиль 2
и реак-
тор смесительной установки заполняется второй жидкостью до уровня 3, после чего
вентиль 2 закрывается. После этого начинает работать смеситель (время смешивания от
5 до 15 мин). По истечении заданного времени смешивания смеситель 13 выключается
и смесь готова к сливу. Слив смеси осуществляется при открытии вентиля 3. Реактор 12
считается пустым,
если жидкость в нем достигла уровня 1. После этого процесс по-
вторяется. Процесс должен начинаться из исходного состояния (пустой смесительный
реактор) от кнопки «Пуск» и протекать автоматически с любой частотой повторения
циклов. Кнопкой «Стоп» процесс может быть прерван в конце цикла (исходное состояние). Этот сигнал может быть подан и во
время цикла.
Система управления должна предусматривать возможность одноразового протекания процесса из исходного состояния (процесс можно начать снова только лишь при
подаче пускового сигнала). При ручном управлении все команды для вентилей и смесителя должны подаваться от кнопок с пульта оператора независимо друг от друга. При
автоматическом протекании процесса (одноразовом
или многократно повторяющемся)
после выключения смесителя необходимо подать управляющий сигнал на вторую установку и тем самым привести ее в состояние готовности. Смесь сливается из реактора
только после подачи «ответного сигнала» от второй установки. Окончание такта слива
х
контролируется датчиком уровня, выдающим сигнал
. При функциональных наруше-
4
ниях (например, не функционируют исполнительные устройства или не исправна система сигнализации) процесс должен прерываться или подаваться сигнал о неисправности. Поэтому необходимо наблюдать за дозировкой и работой смесителя. При автоматическом протекании процесса элементы ручного управления должны быть заблокированы. Не блокируется только кнопка «Аварийный стоп»,
при нажатии на которую смесительная установка прекращает работу (закрываются все вентили, выключается смеситель). Только после нажатия этой кнопки начинают действовать элементы ручного
управления.
Для определения высоты наполнения реактора жидкостью и получения сигнала
о всех трех уровнях на дне реактора измеряется гидростатическое давление (высота
наполнения 0,1-3,0 м). Для сигнализации о превышении
уровня служит связанный с поплавком 5 переключатель, выдающий сигнал
максимально допустимого
х
, который
7
вызывает сигнал «Аварийный стоп».
Пневматические двоичные индикаторы служат для индикации исполнения команд системы управления, и приводятся в действие пневматическими сигналами. На
пульте оператора необходимы следующие индикаторы протекания процесса в любой
момент времени:
индикаторы состояния всех трех вентилей «Открыто», «Закрыто»;
индикатор «Смеситель работает»;
индикатор поплавкового переключателя «Уровень»;
индикатор сигнала «Состояние готовности»;
индикатор «Функциональное нарушение» оптический и акустический – сирена;
индикаторы сигналов пороговых выключателей;
индикаторы выбранного режима работы – «Автоматический», «Автоматиче-
ский однократный» и «Ручной».
Каждый вентиль снабжен конечным выключателем, который после достижения
х
вентилем положения «Закрыто» подает сигнал, равный «1» (
, х2, х3). Если вентиль за-
1
130
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]