Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Электропневмоавтоматика 2

.pdf
Скачиваний:
560
Добавлен:
03.03.2016
Размер:
2 Mб
Скачать

259

Гпава 9

Число

приводов

и датчиков

Специальное распо­

Число и тип дополни­

ложение приводов

тельных кнопок,

и датчиков

индикаторов и т. п.

К р и т е р и и принятия решения п р и определении оптимального расположения элементов, разводки шлангов и проводов

Моделирование на

уже имеющейся системе

Окружающие условия

Стоимость

оборудования

 

Мониторинг, например с помощью главного ПК

Время

цикла

Рис. 9.14:

 

 

Критерии принятия решения при определении оптимального расположения элементов,

разводки шлангов

и проводов

Festo Didactic • TP201

260

Гпава 9

Пример управления

Чтобы продемонстрировать преимущества передовой техники монтажа

 

 

и процедуру выбора элементов, на следующих страницах дано сравнение

 

 

различных концепций. В качестве примера рассмотрим устройство

 

 

укладки палет. Система имеет всего 12 пневматических цепочек управ­

 

 

ления, в 10 из которых используются цилиндры двустороннего действия

 

 

а в двух — одностороннего. Перечень элементов электропневматиче­

 

 

ской системы управления представлен в таблице 9 . 3 .

 

 

 

Элемент

 

Кол-во

 

 

Цилиндры

Двустороннего действия

10

 

 

Одностороннего действия

2

 

 

 

 

 

 

3/2-распределитель для подачи

1

 

 

 

сжатого воздуха

 

 

 

 

 

 

Распределители с

5/2-распредепители с односторонним ЭМУ

5

 

 

(для цилиндров двустороннего действия)

 

 

электромагнитным

 

 

 

управлением

iVP-ряспредепители с двусторонним УМУ

5

 

 

 

(для цилиндроо двустороннего действия)

 

 

 

 

 

 

 

3/2-распределители с односторонним ЭМУ

2

 

 

 

(для цилиндров одностороннего действия)

 

 

 

 

Таблица 9.3:

Электрические

Датчики положения

24

Элементы

системы

элементы

Контроллер

1

управления

 

ТР201 • Festo Didactic

261

Гпава 9

Если все распределители установлены на общем коллекторе или в пневмо-

9.7. Уменьшение

острове, достаточно иметь один шланг для питания сжатым воздухом

числа

на всех, а также два глушителя в выхлопных каналах. Поэтому, по срав-

трубопроводов

нению с индивидуальным монтажом, экономится довольно много шлан­

 

 

 

гов и глушителей, а также тройников или коллекторов. Следовательно,

 

 

 

экономится время на сборку системы.

 

 

 

 

 

В таблице 9 . 4 показано сколько элементов можно сэкономить в рас­

 

 

 

сматриваемой для примера системе управления при использовании

 

 

 

блочного монтажа распределителей.

 

 

 

 

 

 

Индивиду­

Блочный

 

 

 

 

 

монтаж

 

 

 

 

 

альный

 

 

 

 

Элементы

(коллектор

 

 

 

 

монтаж

Экономия

 

 

 

или

 

 

 

 

распре­

 

 

 

 

 

пневмо­

 

 

 

 

 

делителей

 

 

 

 

 

остров)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Шланги

 

 

 

 

 

 

Число шлангов питания к распредели­

1

1

 

 

 

 

телю подачи сжатого воздуха

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Число коллекторов

1

0

1

 

 

 

Число шлангов подачи воздуха к

1

0

1

 

 

 

коллектору

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Число шлангов подачи воздуха к

12

1

11

 

 

 

распределителям цилиндров

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Число шлангов между распределите­

22

22

 

 

 

 

лями и цилиндрами

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глушители

 

 

 

 

 

 

Число глушителей распределителя

1

1

 

Таблица

9.4:

питания

 

Уменьшение

числа

 

 

 

шлангов

в системе

 

 

 

 

Число глушителей у распределителей

22

2

20

управления

при

использовании

блочного

цилиндров

 

 

 

монтажа

 

распределителей

Festo Didactic • TP'201

262

Гпава 9

Разводка шлангов в системе управления, распределенной в пространстве

Несмотря на очевидные преимущества, блочный монтаж распределите­ лей дает нежелательные побочные эффекты, когда цилиндры распо­ ложены достаточно далеко от пневмоострова и друг от друга.

Шланги между распределителями и цилиндрами становятся длин­ ными. Это приводит к задержке прохождения сигналов давления (например, при шланге длиной 10 м примерно на 30 мс). Цилиндры реагируют медленнее, и вся система управления работает недос­ таточно быстро

Большой объем шлангов между цилиндрами и распределителями приводит к увеличенному потреблению сжатого воздуха

Наличие большого числа длинных шлангов загромождает систему.

Вслучае необходимости замена шлангов будет дорогостоящей.

Поэтому распределители следует монтировать вместе только тогда, когда соответствующие цилиндры расположены достаточно близко или когда указанными выше недостатками можно пренебречь.

ТР201 ' Festo Didactic

263

Гпава 9

При использовании классической техники разводки проводов элементы

9.8. Уменьшение

электропневматической системы соединяются друг с другом через

числа

клеммные колодки (рис. 9.15а). Количество проводов, необходимое в

электропроводов

этом случае для рассматриваемой системы, показано в таблице 9.5.

 

Рис.

9.15:

 

 

 

 

 

 

 

Структура

электропневматической

системы

управления:

 

 

а)

 

блоки распределителей с обычной

разводкой

проводов

(концепция

1);

б)пневмоострова

с

мультипиннымразъемом

(концепция

 

2);

 

в)

пневмоострова

с

подключением к

"филдбас" (концепция

3)

 

Festo Didactic • ТР201

264

Гпава 9

Разводка внутри

Подача электропитания и подключение входов и выходов к ПЛК произ-

шкафа управления

водится с одной стороны клеммной колодки 1 (клеммная колодка внутри

 

шкафа управления). Соединительный кабель к клеммному ящику под­

 

водится с другой стороны.

Соединение между

От шкафа управления к клеммному ящику проходят следующие провода:

шкафом управления

 

 

и клеммным ящиком

 

 

 

По одной линии на каждый входной сигнал ПЛК

 

 

(датчики)

 

• По одной линии на каждый выход ПЛК

 

 

(электромагниты распределителей)

 

Один кабель заземления

 

Одна пиния для питания датчиков.

Разводка в Провода, идущие с клеммной колодки в шкаф управления, подключаются

клеммном ящике

к другой стороне клеммной колодки 2 (клеммная колодка в ящике).

 

Провода к электромагнитам, д а т ч и к а м и д о п о л н и т е л ь н ы м в ы х о д а м

подключаются с другой стороны. По три к л е м м ы нуж1 ю i ia к а ж д ы й дат ihk

и по две на каждый электромагнит.

ТР201 • Festo Didactic

265

Гпава 9

 

 

Кабель заземления

1 клемма

 

Клеммная колодка 1

Питание (24 В)

1 клемма

 

18 выходов ПЛК

 

 

(в шкафу управления)

18 клемм

 

 

 

(электромагниты)

 

 

 

 

 

 

 

24 входа ПЛК

 

24 клеммы

 

 

 

(датчики)

 

 

 

 

 

 

 

Клеммная колодка 1, всего

 

 

44 клеммы

 

Кабель от шкафа управле­

Кабель между кпеммными колодками

1 кабель или

ния к клеммному ящику

1 и 2

 

1 жгут из 44 проводов

Клеммная колодка 2

24 датчика по 3 провода

72 клеммы

 

(в клеммном ящике)

на каждый датчик

 

 

 

 

 

18 электромагнитов

36 клемм

 

 

 

по 2 провода на каждый

 

 

 

 

 

Клеммная колодка 2, всего

 

 

108 клемм

 

Кабель к распределителям

Подключение

электромагнитов

18 кабелей, по 2 провода

и датчикам

Подключение датчиков

24 кабеля, по 3 провода

 

 

Таблица

9.5:

 

 

 

 

Количество

проводов,

необходимых для

рассматриваемой системы

управления

(обычная разводка)

Festo Didactic • ТР201

266

Гпава 9

Современные

Сравним 5 различных концепций на примере рассматриваемой

концепции

системы (таблица 9.4):

разводки проводов

Концепция 1: обычная разводка (рис. 9.15 а)

 

 

Концепция 2: пневмоостров с мультипинным разъемом

 

 

(рис. 9.15 б)

 

• Концепция 3: пневмоостров с подключением к шине "филдбас"

 

 

(рис. 9.15 в)

 

Концепция 4: пневмоостров со встроенным ПЛК

 

Концепция 5: использования шины AS-i

 

Количество проводов, необходимых в случае каждой концепции,

 

показано в таблице 9.6.

Элементы

 

 

Концепция 1

Концепция 2

Концепция 3

Концепция 4

Концепция 5

Шкаф управления

 

 

1

1

1

-

1

Клеммная колодка 1

 

1 (44 кл.*)

1 (44 кл .*)

-

-

-

Клеммный ящик

 

 

1

-

-

-

-

Клеммная колодка 2

 

1 (108 кл.*)

-

-

-

-

Кабели к электромагнитам

17 (34 пр**)

-

-

-

-

Кабели к датчикам

 

24 (72 пр**)

24 (72 пр**)

24 (72 пр**)

24 (72 пр**)

24 (72 пр**)

*кл —клемма: **пр

—провод

 

 

 

 

 

Таблица

9,6:

 

 

 

 

 

 

 

Сравнения

количества

проводов,

необходимых для рассматриваемого примера

 

 

JP201 • Festo Didactic

267

Гпава 9

Все распределители и подключения датчиков сосредоточены в одном

Концепция разводки 2:

пневмоострове. При использовании пневмоострова с мультипинным

мупьтипинный разъем

разъемом, по сравнению с обычной разводкой, пропадает необходимость

 

в клеммном ящике, клеммной колодке 2 и кабелях к электромагнитам

 

распределителей (таблица 9 . 6 ) .

 

При использовании системы с шиной "филдбас" разводка проводов еще

Концепция разводки 3:

более упрощается по сравнению с мультипинным разъемом (таблица 9.6).

шина "филдбас"

Отпадает необходимость в клеммной колодке шкафа управления.

 

При использовании пневмоострова со встроенным контроллером можно

Концепция разводки 4:

обойтись без шкафа управления. Расходы на разводку становятся мини­

Пневмоостров

мальными (таблица 9 . 6) . Систему управления можно собрать очень

со встроенным

быстро и дешево, особенно, если все распределители и подключения

контроллером

датчиков объединены в один остров.

 

Пневмоостров со встроенным контроллером также называют програм­

 

мируемым пневмоостровом.

 

Если исполнительные устройства электропневматической системы рас-

Концепция разводки 5:

пределены на приличном расстоянии друг от друга, распределители труп-

AS-интерфейс

пируются в небольших пневмоостровах или вообще устанавливаются

 

индивидуально. В таких условиях часто предпочтительным оказывается

 

применение AS-интерфейса (AS-i). По сравнению с другими "шинными"

 

системами в данном случае облегчается работа с кабелями, поскольку

 

все станции подключаются непосредственно к одной непрерывной

 

линии.

 

Характеристики и области применения различных систем разводки в

Области применения

сравнении друг с другом представлены в таблице 9.7. Чтобы получить

различных концепций

оптимальное по цене решения для конкретного случая, следует под-

разводки

считать общую стоимость систем управления с разными концепциями

 

разводки и сравнить их друг с другом.

 

Festo Didactic • ТР201

268

Гпава 9

Преимущества

Концепция 1:

 

Низкая стоимость

Обычная

 

 

элементов

разводка

 

 

 

Концепция 2:

 

Меньше затраты

Пневмоостров

с

на разводку

мультипинным

 

Проще обслуживание

разъемом

 

 

 

Очень малые затраты

Концепция 3:

 

на разводку

 

 

Пневмоостров

 

 

с шиной "филдбас"

Проще обслуживание

 

 

Концепция 4:

 

Еще меньшие затраты

 

на разводку

Пневмоостров

со

 

встроенным ПЛК

Проще обслуживание

 

Не нужен шкаф

 

Минимальная стоимость

 

разводки

Концепция 5:

Проще обслуживание

AS-интерфейс

 

 

Интерфейс к шинным

 

системам особенно

 

эффективен

Недостатки

Главные области применения

Большие затраты на разводку

Все чаще заменяются

Обслуживание требует боль­

современными системами

ших затрат денег и времени

 

 

Чаще используются в системах

Выше стоимость элементов

управления с небольшим числом

 

распределителей и датчиков

 

Системы управления с

 

многочисленными распреде­

Значительно большая

лителями и датчиками, особен­

стоимость элементов

но если их можно объединить

 

в небольшое число

 

пневмоостровов

При использовании нескольких

островов значительно растет

стоимость оборудования

Имеются только для огра­ ниченного числа типов ПЛК

Не более 4 бинарных входов или выходов на подключение к шине

Высокая стоимость элементов

Для систем управления, где

достаточно одного пневмо­ острова; лучше, чем концеп­

ция 3; в остальных случаях

нужно Т Щ Я Т Р П к Н О

взвешивать

Системы управления с распре­

деленными в пространстве приводами; подходит как для простых, так и для сложных

систем

Таблица 9.7:

 

 

 

 

Характеристики

и

главные

области

применения различных концепций разводки

ТР201 • Festo Didactic