249
Гпава 9
Электрические контакты блока распределителей расположены в его |
Электрические |
верхней части (рис. 9.7). Это позволяет подключить к системе управ- |
подключения к блоку |
пения каждый электромагнит, используя несколько электрических мо- |
распределителей |
дулей: |
|
1.Без дополнительных электрических модулей каждый электромагнит подключается через его собственный разъем (рис. 9.8 а).
2.Электрический модуль с мультипинным разъемом: все электромагни ты подключаются через общий разъем внутри блока, т. е. пневмоострова (рис. 9.8 б, см. раздел 9.6).
3.Модуль для подключения к "филдбас" (полевая шина): все электро магниты подключаются к интерфейсу "филдбас" внутри пневмоострова (рис. 9.8 в, см. раздел 9.6).
4.Модуль для подключения к AS-i ("актуатор-сенсор" интерфейс или интерфейс "привод-датчик"): все электромагниты подключаются к двум интерфейсам для соединения с шиной "привод-датчик" внутри пневмоострова (рис. 9.8 г, см. раздел 9.6).
250
Гпава 9
Пневмоострова Блоки пневмораспределителей с общим электрическим подключением электромагнитов (мультипинный разъем, "филдбас" или AS-интерфейс) обычно называют пневмоостровами (valve terminals).
251
Гпава 9
Обычная разводка электропроводов означает подключение всех эле- |
9.6. Современные |
ментов электропневматической системы через клеммные колодки. Для |
концепции |
подключения датчиков и электромагнитов распределителей требуется |
монтажа |
отдельный клеммный блок (рис. 9.15 а). Соответственно вся процедура |
|
получается довольно сложной и трудоемкой. |
|
Использование современных технологий в электропневмоавтоматике |
Преимущества |
позволяет объединять распределители в пневмоострова. Контакты |
современных |
электромагнитов напрямую выводятся к соединительным розеткам на |
концепций монтажа |
пневмоострове (рис. 9.8). Датчики подключаются к входному модулю |
|
через разъемы: входной модуль может стоять отдельно или быть встроен |
|
ным в пневмоостров. При этом получаем следующие преимущества: |
|
•Нет необходимости в клеммных блоках и колодках (рис. 9.15 б и
9.15в)
•Неисправные распределители и датчики могут быть заменены без разъединения проложенных электрических линий
•Сокращается процедура разводки проводов.
На рис. 9.9 показаны два примера современных элементов управле- |
Элементы управления |
ния. |
для уменьшения |
|
монтажных работ |
•На рис. 9.9 а показан пневмоостров и отдельный входной модуль, к которому через разъемы подключаются датчики. Оба элемента под ключены друг к другу через линию "филдбас"
•На рис. 9.9 б показан пневмоостров, в котором объединены распре делители, подключения датчиков и ПЛК.
252
Гпава 9
Остров |
Пневмоостров с дополнительными функциями (такими как встроенный |
распределитель/ |
ПЛК или встроенный модуль подключения датчиков) называют пневмо |
датчик |
остров "распределитель/датчик" (valve/sensor terminal). В дальнейшем |
|
будем использовать более общее название "пневмоостров", которое |
|
относится ко всем типам таких устройств. |
П н е в м а т и ч е с к ие выходы
|
|
|
|
|
Рис. 9.9: |
|
|
Элементы |
|
управления |
|
|
|
для |
уменьшения |
|
|
|
монтажных |
работ: |
|
а) |
Пневмоостров |
и |
отдельный |
|
блок |
подключения |
датчиков; |
|
6} |
Пневмоостров |
со |
встроен |
|
|
ным |
блоком |
подключения |
|
|
|
|
датчиков и |
Блок подключение датчиков |
|
|
встроенным ПЛК |
ПЛ К |
|
|
|
|
|
|
Электрические выходы |
253
Гпава 9
На пневмоострове с мультипинным разъемом все электрические выво- |
Разводка при |
ды катушек распределителей собраны внутри одного большого разъема |
мупьтипинном |
(рис. 9.8 б). С его помощью через многожильный кабель распределители |
разъеме |
подключаются к соответствующему разъему или клеммной колодке в |
|
шкафу управления (рис. 9.15 б). Таким образом, к клеммной колодке шка |
|
фа управления можно подключить несколько пневмоостровов. |
|
На рис. 9.10 показана структура системы "филдбас", широко используе |
Структура |
мой сейчас в электропневмоавтоматике. |
системы "филдбас" |
•Программируемый логический контроллер и каждый пневмоостров имеют интерфейс, посредством которого они подключаются к шине "филдбас". Каждый интерфейс состоит из цепи передатчика и приемника
•Шина "филдбас" осуществляет обмен информацией между ПЛК и пневмоостровами.
о
-хоа
"О
<:
системы |
"филдбас" |
в |
электропневмоавтоматике |
Питание для работы распределителей и датчиков подается по тому же самому кабелю.
254
Гпава 9
Принцип работы |
Обмен информацией между ПЛК и пневмоостровами происходит сле- |
системы "филдбас" |
дующим образом: |
|
• Если, например, нужно включить электромагнит какого-то распре |
|
делителя, ПЛК посылает последовательность бинарных (двоичных) |
|
сигналов по шине "филдбас". По этой последовательности сигнал |
|
пневмоостров понимает, какой электромагнит следует включить, и |
|
выполняет эту команду |
|
• Если меняется состояние датчика, пневмоостров или блок подклю |
|
чения датчиков посылает последовательность сигналов на ПЛК. |
|
Контроллер распознает изменение и принимает его в расчет при |
|
выполнении программы. |
|
Кроме состояния входов и выходов по шине "филдбас" передается и |
|
другая информация, например, разведение по времени передачи сиг |
|
налов с ПЛК и пневмоострова или с двух пневмоостровов. |
|
Также возможно через шину "филдбас" объединить в общую сеть кон |
|
троллеры двух систем управления, так чтобы два ПЛК могли обмени |
|
ваться информацией. |
Типы шин "филдбас" Существует множество типов шин "филдбас", отличающихся следую щими особенностями:
•Кодировкой и декодировкой информации
•Электрическими подключениями
•Скоростью передачи сигналов.
Системы "филдбас" делятся на специфические каждой компаниипроизводителя, обладающие своими особенностями, и открытые, ко торые используются различными производителями контроллеров (нап ример "профибас", Profibus). Пневмоострова и модули подключения датчиков могут работать с большинством систем "филдбас". Только контроллеры и пневмоострова, спроектированные для одной и той же системы "филдбас", могут работать вместе.
255
Гпава 9
Работы по монтажу системы "филдбас" ограничиваются простым под- |
Разводка проводов |
ключением разъемов кабелей, соединяющих два элемента электро- |
в системе "филдбас" |
пневматической системы. Если имеется более двух станций "филдбас", |
|
все устройства соединяются друг с другом в форме цепи. |
|
•Соединение между пневмоостровом и блоком подключения датчиков показано на рис. 9.9 а. Кабель от ПЛК к пневмоострову показан частично.
При использовании системы "филдбас" нет необходимости в клеммных блоках и колодках (см. рис. 9.15 в).
Этот интерфейс представляет собой специальную систему "филдбас", |
Разводка проводов в |
которая разработана для облегчения подключения проводов между |
системе AS-интерфейс |
электроуправляемыми распределителями, датчиками и маломощными |
|
электрическими приводами. |
|
На рис. 9.11 показан распределитель, который подключен к AS-интерфей- |
|
су через комбинированный разъем. Оба электромагнита распредели |
|
теля включаются через этот интерфейс. Кроме того, два дискретных |
|
(бинарных) датчика получают питание и подают свои сигналы через |
|
этот же интерфейс. |
|
Эпектропневматическая система управления с AS-интерфейсом проек |
|
тируется следующим образом: |
|
• |
Длинный двухжильный кабель (желтого цвета, т. е. плоский светлый |
|
|
кабель на рис. 9.11) соединяет ПЛК с датчиками и распределителями. |
|
|
Этот кабель подает питание на все подключенные к шине элементы |
|
|
и одновременно служит для передачи сигналов |
|
• |
Элементы подключаются к кабелю непосредственно с помощью зажи |
|
|
мов с протыканием: не требуется никаких соединений (рис. 9.11). |
|
Если элемент на шине требует подачи питания после нажатия кнопки АВАРИЙНЫЙ СТОП, или если к шине подключаются распределители с большим потреблением энергии, требуется дополнительное питание. Оно обеспечивается с помощью черного плоского кабеля, показанного на рис. 9.11. В режиме АВАРИЙНЫЙ СТОП подача питания по желтому кабелю отключается.
256
Гпава 9
Рис. 9.11: Распределитель с
АS-интерфейсом
Таблица 9.2: Примеры пневмоостровов, комбинированных разъемов
имодулей входа/выхода с подключениями к AS-i.
AS-интерфейс спроектирован только для подключения небольших устройств.
Н а о д н о с о е д и н е н и е AS - i м о ж н о п о д а в а т ь д о ч е т ы р е х в х о д н ы х или вы
х о д н ы х с и г н а л о в . В т а б л и ц е 9.2 п р и в е д е н ы р а з л и ч н ы е т и п ы п н е в м о - о с т р о в о в , к о м б и н и р о в а н н ы х р а з ъ е м о в и м о д у л е й в х о д а / в ы х о д а с под к л ю ч е н и я м и к A S - i .
а) 4 распределителя с одной катушкой каждый (3/2- или 5/2- с односторонним электромагнитным управлением
Пневмоострова с б) 2 распределителя с двумя катушками каждый (5/2- или
|
подключением AS-i |
5/3- с двусторонним электромагнитным управлением |
|
|
в) 1 распределитель с 2 + 2 распределителя с одной |
|
|
катушкой |
|
|
|
а) подключение 1 |
катушки, 2 датчиков |
|
Комби-разъемы с |
б) подключение 2 |
катушек, 2 датчиков |
|
подключением AS-i |
|
|
|
в) подключение 4 катушек
Модули входа/ ; а) подключение 2 датчиков + 2 выхода
выхода с
подключением AS-i | б ) подключение 2 датчиков
257
Гпава 9
AS-интерфейс имеет несколько преимуществ перед системой "филдбас", |
Преимущества |
а именно: |
AS-интерфейса |
•Информация может передаваться очень быстро, поскольку шина не перегружена даже в случае подключения к ней большого числа стан ций
•Электроника для преобразования сигналов, сам кабель и соедини тельные элементы для подключения к нему, в целом, дешевле.
Благодаря интенсивным работам над новыми конструкциями пневмо- |
Расположение и |
островов и системами шин сейчас существуют различные способы |
подключение |
расположения и подключения элементов электропневматических систем |
элементов управления |
управления. Основные варианты показаны на рис. 9.12. |
|
Интерфейсы датчиков
- Клеммные колодки в шкафу
Индивидуальное подключение
- Отдельный модуль входов
Мультиконнектор, "филдбас" или AS i
-Модуль, встроенный в пневмоостров
Мультиконнектор, "филдбас" или AS-i или прямое подключение (в пневмоострове со встроенным ПЛК)
Распределитель
- Отдельный
индивидуальное подключение
- Блок распределителей
индивидуальное подключение
- Пневмоостров
Мультиконнектор. "филдбас". AS-i или прямое подключение (ПЛК встроен в пневмоостров)
Расположение и электрические подключения элементов управления
ПЛК
- В шкафу управления
Клеммная колодка, мультиконнектор,
"филдбас" или AS-i
- В пневмоострове
Прямое подключение других элементов управления (дополнитель
ные элементы могут бьпъ подключены через "филдбас" или AS-i)
Интерфейс для дискретных выходов
- Клеммная колодка в шкафу
Индивидуальное подключение
- Отдельный выходной модуль
Мультиконнектор, "филдбас", AS-i
- Выходной модуль, встроенный в пневмоостров
Пневмоостров или остров распределитель/ датчик. Мультиконнектор. "филдбас", AS-i или прямое подключение (встроенный ПЛК)
Рис. 9.12: |
|
|
|
Варианты расположения |
и |
подключения |
элементов управления |
258
Гпава 9
Выбор элементов и Выбор элементов электропневматической системы управления нужно концепции монтажа производить таким образом, чтобы общая стоимость оборудования.
монтажных работ и последующего обслуживания была минимальной (рис. 9.13). Расположение элементов, разводка шлангов и проводов выбираются в зависимости от множества факторов (рис. 9.14). По скольку электропневматические системы различаются по своей струк туре и числу исполнительных устройств, дать такую общую рекомен дацию невозможно; решение следует принимать для конкретной системы на основании имеющегося опыта.
f Элементы для выполнения функций
-П Л К
-Распределители
-Д а т ч и к и
-Цилиндры
-Элементы управления
^Элементы для разводки шлангов ^
ипроводов
-Шкаф управления
-Коробки для клеммных колодок
-Входные модули
-Выходные модули
-Пневмоострова
-Интерфейсы к шинам "филдбас"
-Резьбовые соодиненин, шланги
-Разъемы, кабели
Ф а к т о р ы , влияющие на с т о и м о с т ь оборудо вания, монтажа и обслуживания
^Разводка шлангов
Ввод в эксплуатацию
Рис. 9.13: |
|
|
Факторы, влияющие на стоимость |
оборудования, |
монтажа и обслуживания электропневматических систем управления |
