Система циклового программного управления ЗИМ технологического оборудования машиностроения при 5-кратной повторности движений ЗИМ и 10 тактах в цикле

1_Титульник.doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра Системы Автоматизации Производства
По дисциплине: «ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ»
Тема: «Система циклового программного
управления ЗИМ технологического оборудования
машиностроения при 5-кратной повторности
движений ЗИМ и 10 тактах в цикле»
Руководитель проекта

2_ПЗ (содержание).doc

Основные положения по устройству и принципу действия разработанной системы циклового программного управления ИМ
Блок формирования команд ИМ
Блок тактового управления
Блок задания режимов работы системы управления
Панель набора программ системы управления
Схемы управления гидропневматическими исполнительными ИМ
Анализ последствий неисправностей элементов в системе управления
Анализ последствий в системе управления при разрыве мембран элементов Э7 Э12 Э17 Э22 Э27 Э32
Анализ последствий в системе управления при потере проводимости элементов Э7 Э17 Э27 Э37 Э47 Э57
Расчеты по выбору гидроагрегатов и трубопроводов в системе управления
Расчеты по выбору гидронасосов
Расчеты по выбору гидроцилиндров
Расчеты по выбору трубопроводов
Список использованных источников

3_ПЗ (введение и до конца).doc

Опыт автоматизации и роботизации процессов в различных отраслях промышленности показывает что электрогидравлические и электропневматические системы управления обеспечивают минимальные габариты и быстродействие в сочетании с удобством управления от ЭВМ. Этим объясняется постоянно расширяющиеся применение электрогидравлических и электропневматических систем управления в робототехнических системах управления в робототехнических комплексах гибких автоматизированных производствах машинах-автоматах строительных и дорожных машинах судостроении самолетостроении и других отраслях техники включая робототехнические и автоматизированные комплексы машиностроительной космической авиационной химической атомной и других отраслей промышленности. Сочетая в себе известные достоинства электрической связи и управления с быстродействием и относительной легкостью мощных гидро- и пневмоприводов эти системы вытесняют чисто механические и электрические системы управления и контроля. Поэтому ознакомление с подобного рода устройствами входящими в эти системы представляется необходимым для любого специалиста работающего в сфере автоматизации процессов и систем. Вместе электрогидравлические и электропневматические системы автоматического управления получают все более широкое распространение. Нельзя не отметить относительную трудность такого ознакомления что связано с односторонней электротехнической общей подготовкой специалистов по автоматике и вычислительной технике и механогидропневматической конструкторской подготовкой специалистов машиностроительного профиля.
Основные положения по устройству и принципу действия разработанной системы циклового программного управления ИМ
Эта система является одной из универсальной которая используется в промышленных роботах и другом автоматическом оборудовании.
Система может использоваться для управления пневматическими и гидравлическими ИМ с возвратно-поступательными и вращательными движениями.
Система может использоваться на различных уровнях управления т.е. позволяет создавать иерархические системы.
Проектируемая система управления (СУ) позволяет:
1Управлять от одного до n (до 50) ИМ;
2Осуществлять от одного до нескольких (5-7) повторных движений частей ИМ в одном цикле;
3Автоматизировать технологические процессы с числом тактов от двух до нескольких десятков;
4Позволяет осуществлять перепрограммирование на другой технологический процесс на другую циклограмму другое число ИМ тактовит.д.
5Обеспечивает работу в режимах:
АУ – автоматическое управление;
ДУ – дистанционное управление;
ЗИП – задание исходного положения ИМ;
ЦИКЛ – режим при котором отбрасывается один цикл (система останавливается) или несколько циклов;
ПАУ ШАГ – полуавтоматическое пошаговое управление (по тактам).
Модули и блоки системы циклового программного управления ИМ.
1Блок формирования команд ИМ (БФК ИМ);
1.1Модуль ограничения БФК ИМ;
1.2Модуль памяти ИМ;
1.3Модуль программируемой И;
1.4Модуль индикации;
1.5Модуль формирования сигналов задержки (пневматический таймер);
2Блок тактового управления (БТУ);
2.1Промежуточный модуль БТУ;
2.2Первый модуль тактов и модуль запуска БТУ;
2.3Конечный модуль тактов и модуль конца цикла БТУ;
2.4Модуль индикации тактов.
3Блок режимов работы СУ (БРР СУ);
3.1Модуль ввода сигналов (Пуск Стоп);
3.2Модуль ввода сигналов (ЦИКЛ1 ЦИКЛ0);
3.3Модлуь ввода сигнала (ЗИП);
3.4Модуль ввода сигналов (АУ ДУ);
3.5Модуль ввода сигналов (ПАУ ШИГ и ПАУ).
1Блок формирования команд ИМ
1.1Модуль ограничения БФК ИМ
В данном курсовом проекте рассматривается модуль ограничения для системы управления в которой предусмотрено 5 повторности движения подвижных частей каждого ИМ (и каждого движения).
А1.1; А1.2; А1.3; А1.4; А1.5 – штуцера которые выведены на панель набора программ (ПНП). Эти штуцера на ПНП согласно циклограмме программируется то есть определенным образом соединяются со штуцерами блока тактового управления (БТУ).
ВходХ1 – штуцер который не выводится на ПНП а расположен внутри блока управления. На этом штуцере сигнал может буть равен 0 или 1. Сигнал равный1 будет сформирован только тогда когда подвижные части ИМ дойдут до конечного выключателя (КВ) для данного движения.
Работа модуля ограничения может быть представлена следующими графиками:
Рисунок1 – Графики работы модуля ограничения БФК ИМ
S1–это сигнал который формируется на БТУ на одном из его модулей на очередном такте и который по пневмопроводнику подводится (согласно циклограмме) к одному из штуцеров на ПНП.
S2–это сигнал от конечного выключателя ИМ который должен совершить движение на заданном такте и должен сформировать сигнал на штуцере ВходХ1.
S3–это сигнал на выходе модуля ограничения.
Работа модуля может быть рассмотрена по участкам:
Участок1. На этом участке сигнал от БТУ равен 0. Это означает что мы рассматриваем например 9 такт но который еще не наступил. Сигнал S2 на этом участке также равен 0 так как не может подвижная часть ИМ выполнить команду 9 такта который еще не наступил. Сигнал S3 на выходе модуля также равен0.
Допустим на штуцере А1.1 давление Р равно 0 тогда на выходе модуля также Р равно 0 так как в линию штуцера А1.1 со стороны модуля ограничения воздух не подводится.
Участок2. Этот участок характеризует то что 9 такт наступил и БТУ выдает сигнал Р=1 (сигнал S1) который по пневмопроводнику (согласно циклограмме) подводится к штуцеру А1.1. Сигнал S2 на этом участке равен 0 так как подвижные части ИМ еще не совершали движение на этом 9 такте. Давление на выходе модуля формируется равным 032 – сигнал А (рисунок1). Этот сигнал называется уровнем передачи информации от БТУ к БФК ИМ то есть БТУ информирует БФК ИМ о переходе на следующий 9 такт.
На схеме происходит следующее. Если этот сигнал от БТУ подводится к штуцеру А1.1 равный1 тогда клапан Э5 открывается и на штуцере А1.1 и на выходе модуля ограничения формируется сигнал равный 032. ПО сигналу на выходе модуля ограничения Р=032 срабатывает присоединенный к нему модуль ИЛИ а после него модуль памяти ИМ который обеспечивает перемещение подвижных частей ИМ например вперед. Подвижные части ИМ перемещаются вперед доходя до конечного выключателя и формируют сигнал Р=1. Этот сигнал поступает на штуцер ВходХ1 и в верхние камеры Э5-Э8. Система управления в этом случае переходит на третий участок.
Участок3. Сигнал Р=1 в верхней камере например Э8 приводит к закрытию клапана Э5 (а также Э6 Э7 Э8) а поэтому давление на штуцере А1.1 на выходе модуля ограничения а главное на штуцере БТУ который подключен к А1.1 возрастает до 1 – сигнал Б (рисунок2) называется сигнал приема информации от БФК ИМ к блокам тактового управления то есть сигнал указывает БТУ на возможность перехода ео на следующий такт. БТУ переводит систему управления с 9 на 10 такт.
Участок 4 есть отражение перехода системы на следующий такт.
1.2 Модуль памяти ИМ БФК
Модуль памяти ИМ БФК предназначен для формирования и выдачи сигналов которые непосредственно поступают на распределители.
Модели памяти обеспечивают:
а)запоминание входного сигнала с модуля ИЛИ при его кратковременном поступлении;
б)выполняют блокировку между выходными сигналами между собой то есть если один выходной сигнал равен1 то второй сигнал не может быть равным1.
Исходя из вышеизложенного работу модуля необходимо рассматривать и в следующих случаях:
а)в исходном состоянии когда входные сигналы не поступают;
б)состояние когда непрерывно поступает один из входных сигналов;
в)когда один из входных сигналов подается кратковременно;
г)когда поступает второй входной сигал но не снят первый.
Исходное состояние модуля.
Клапан Э1 пружиной открыт поэтому давление в точке межде ДР! и ДР% равно0 так как воздух свободно выходит в атмосферу через Э1.
Давление в нижних камерах Э9 Э10 и верхних Э11 Э27 Э28 равно 0 так как остатки воздуха из этих камер уходят в атмосферу через ДР5 и Э1. Так как давление в верхней камере Э11 равно тогда клапан Э11 пружиной открыт и остатки воздуха из штуцера ВыходА1 свободно входят в атмосферу то есть сигнал ВыходА1 равен 0. При этом клапаны Э9 и Э10 так как в их нижних камерах Р=0 пружинами закрыты и сжатый воздух от ИВ5 не может поступить в линию штуцера ВыходА1.
Аналогичное явление происходит при рассмотрении действий сигнала Вход2 равным0. В этом случае клапан Э22 открыт давление в нижних камерах Э27 Э28 и верхних Э26 Э9 Э10 равно0 то есть клапаны Э27 Э28 пружинами закрыт а клапан Э26 открыт поэтому выходной сигнал ВыходА2 равен0.
Поступает сигнал Выход1 равный1 а Выход2 равен0.
Клапан Э1 закрывается и между ДР1 и ДР5 давление возрастает до 1. Сжатый воздух от ИВ1 проходит через ДР1 и ДР5 в нижние камеры Э9 и Э10 и верхние Э11 Э27 Э28. Первым при давление Р=008 закрывается клапан Э11 и прекращается выход остатков сжатого воздуха со штуцера ВыходА1. При давлении Р=016 открывается клапан Э9 и сжатый воздух в перечисленные выше камеры поступает от ИВ5. После открытия клапана Э9 модуль памяти ИМ запоминает входной сигнал Вход1 равным1 и с этого момента входной сигнал Вход1 может быть снят.
При Р=032 открывается клапан Э10 и тогда сжатый воздух проходит в линию штуцера ВыходА1 от ИВ5 через Э9 и Э10 так как клапан Э9 закрыт выходной сигнал ВыходА1 равен1. Давление в верхних камерах Э28 Э29 при этом также возрастает до1.
Сигнал на штуцере Вход1 равен1 и поступает сигнал Вход2 равный1.
Если Вход2 равен1 тогда клапан Э22 закрывается. Давление в нижних камерах Э27 Э28 и верхних Э26 Э9 Э10 возрастает до 1. Однако клапаны Э27 Э28 не смогут открываться так как в верхних камерах Р=1 и еще пружина то есть воздух от ИВ6 не может поступить в линию ВыходА2. Несмотря на то что клапан Э26 закрыт выходной сигнал ВыходА2 остается равным0.
Как было отмечено в верхних камерах Э9 и Э10 давление возрастает до 1 и еще пружины. Эти клапаны закрываются и сжатый воздух от ИВ5 не поступает в линию штуцера ВыходА1 однако так как клапан Э11 закрыт выходной сигнал ВыходА1 остается равным1 то есть схема модуля если подан первый входной сигнал Вход1 (и не снят) на поступление второго входного сигнала Вход2 равного1 не реагирует. Однако если входной сигнал Вход1 будет снят тогда схема изменит свое состояние при подаче сигнала Вход2 равного1 (Вход1 равен0).
В этом случае явление происходят аналогичные как и при поступлении сигнала Вход1 а именно Э26 закрывается при Р=008 Э28 открывается при Р=016 и запоминает поступление сигнала Вход2 равного1. Далее при Р=032 открывается Э27 и сжатый воздух от ИВ6 через Э27 и Э28 проходит к штуцеру ВыходА2. Сигнал ВыходА2 равен1. При этом клапаны Э9 и Э10 закрывается а Э11 открывается и сигнал на штуцере ВыходА1 равен0.
Если поступают оба входных сигнала Вход1 – 1 и Вход2 – 1 то модуль остается в предыдущем состоянии а именно на выходе будет 01или10.
1.3 Модуль «программируемыйИ»
Логический элемент «И» - это такой элемент у которого на выходе появляется сигнал равный1 если на все входы одновременно поступают сигналы равные1.
ВходХ1 - ВходХ2 – это штуцера которые расположены внутри системы управления и на этих штуцерах сигналы будут равны1 если подвижные части доходят до конечного выключателя тое есть это фактически сигналы от конечных выключателей.
Штуцера Х1 – Х8 называются штуцера ИП ИМ. Она выводятся на ПНП и согласно заданному ИП программируются то есть производится глушение некоторых из них.
Модуль «программируемой И» предназначен для формирования сигнала Р=1 на штуцере ИП когда все ИМ занимают исходное положение согласно заданному ИП.
Сигнал со штуцера ИП поступает в БРР СУ на модуль ЗИП со стороны Стоп ЗИП то есть снимает сигнал ЗИП поступающий на нее в систему.
Сигнал Р=1 на штуцере ИП равный1 поступает также в верхнюю камеру Э127. Клапан Э127 закрывается и формируется сигнал равный1 поступающий на индикатор ИП.
1.4 Модуль индикации положения ИМ.
Модуль индикации для четырех ИМ в системе управления содержит:
а–з–штуцера которые присоединены параллельно штуцерам на выходах модулей памяти ИМ для каждого ИМ то есть н штуцерах а и б могут быть сигналы или оба равные 0 или 01 или 10.
А1 А2 - Г Г2 – индикаторы сигнализирующие о положении подвижных частей каждого ИМ (для положения вперед или назад свой индикатор).
На штуцерах а и б давление равно0. При этом клапаны Э129 и Э130 пружинами открыты. Воздух от источников воздуха свободно уходит в атмосферу и не воздействует на индикаторы А1 и А2. Поршни индикаторов находятся в предыдущем состоянии.
На штуцере в давление возросло до1 а не штуцере6 оно равно0. В этом случае клапан Э129 закрыт а Э130 открыт сжатый воздух проходит путь: ИВ – ДР48 – А2 (поршень у индикатора смещается вправо) а также А1 (поршень смещается влево) – клапан Э130 и выходит в атмосферу.
Если на штуцере б давление возрастет до 1 тогда смещение поршеньков индикаторов будет проходить в обратном направлении.
1.5Модуль формирования задержки сигнала по времени (пневматический таймер)
В системах управления имеются такты длительность которых строго определена или имеются такты когда никакие технологические операции не производятся а происходит обычная задержка по времени. Для этой цели используется в пневматических системах управления пневматический таймер.
Т – штуцер таймера который выводится на ПНП и может быть соединен с одним или несколькими штуцерами тактов БТУ.
Е – это пневматическая ёмкость которая в данном таймере используется для накопления сжатого воздуха при постоянном расходе воздуха в эту ёмкость от давления Р= до Р=08. Принимается что изменение давления на этом интервале линейно зависит от расхода сжатого воздуха то есть зависит от времени.
Дроссель ДР33 совместно с Э116 представляет собой регулятор потока среды (регулятор расхода).
ТИ – индикатор таймера.
Исходное состояние таймера.
На штуцере Т давление равно0. Клапан Э113 Э117 пружиной открыт а Э114 – закрыт. Так как клапан Э113 открыт тогда сжатый воздух из ёмкости Е а также воздух который проходит от ИВ25 через ДР33 уходит в атмосферу и давление в ёмкости Е и нижней камере Э118 равно0.
Если давление в нижней камере Э118 равно0 тогда клапан Э118 пружиной открыт и давление в верхней камере Э114 равно0.
Так как в верхней камере Э117 давление равно тогда сжатый воздух проходит от ИВ28 черезДР36 на индикатор ТИ и в нижнюю камеру Э115. После Д36 устанавливается давление равное 032 и сжатый воздух поэтому проходит через ТИ смещает поршень влево (в невидимую злну) и проходит через Э117 в атмосферу.
Если система управления переходит на следующий такт на котором подключён таймер тогда давление на штуцере Т возрастает до Р=032. До давления Р=032 снижает модуль ограничения какого-то ИМ который подключен на данный такт.
Если на текущем такте не производится никакие перемещения подвижных частей ИМ а БТУ выдаёт сигнал Р=1 тогда в таймере срабатывает элемент Э114 и понижает давление на штуцере Т до 032.
Если на штуцере Т Р=032 тогда клапан Э113 закрывается и начинается отсчет времени (по времени заполнения ёмкости). Когда давление в ёмкости Е достигает Р=08 тогда клапан Э118 закрывается. В верхней камере Э114 создается давление равное1. Клапан Э114 закрывается и на штуцере Т формируется сигнал Р=1. Он поступает на штуцер БТУ и является для БТУ сигналом перехода на следующий такт.
Когда давление на штуцере Т равно 032 ил 1 тогда в верхней камере Э117 будет это давление и клапан Э117 закрывается. Сжатый воздух через индикатор ТМ проходит по следующей цепи: ИВ28 – ДР36 – ТИ (поршень смещается вправо) – Э118 – в атмосферу.
1.6 Модуль ввода сигналов ДУ и ЗИП
В каждое движение ИМ БФК:
В проектируемой системе управления в блоке режима работы системы управления (БРР СУ) имеется модуль АУ-ДУ который формирует сигналы для АУ – автоматического режима управления и ДУ – дистанционного режима управления. Эти сигналы являются подготовленными для СУ и ИМ никаких движений по этим сигналам не проводит.
В блоке БРР СУ имеется также модуль ввода сигналов ЗИП (задание исходного положения для ИМ). Этот модуль при воздействии на кнопку ЗИП формирует сигнал Р=1 на штуцере ЗИП0 который выводится на ПНП. Сигнал ЗИП снимается то есть Р=0 автоматически специальным модулем – модуль «программируемойИ» после того как ИМ занимают исходное положение(ИП).
В блоке БФК ИМ в схемах всех движений всех ИМ имеются свои модули ДУ и ЗИП. Эти модули непосредственно обеспечивают перемещение подвижных частей.
Каждый ИМ в СУ (кроме общей кнопки ДУ модуля ДУ-АУ БРР СУ) также по две кнопки (на каждое движение) а именно: ДУ-А1 (вперёд); ДУ-А2 (назад) и т.д.
Опишем модуль ДУ-ЗИП одного из ИМ.
Сигнал ДУ который поступает в верхнюю камеру Э9 приходит из БРР при воздействии на кнопку ДУ. Заметим что этот сигнал поступает также на аналогичные элементы всех ИМ и всех движений.
ДУ-А1 – это кнопка непосредственно ДУ конкретным ИМ какого-либо движения (например первого ИМ вперёд).
ВходХ1 – это штуцер который расположен внутри СУ и на который поступает сигнал Р=1 если этот ИМ совершил движение и его подвижные части доходят до КВ.
Выход ЗИП Х1 и Выход ЗИП Х2 – штуцера которые выведены на ПНП и программируются они согласно заданному исходному положению ИМ.
а)Исходное состояние. Сигнал ДУ равен0 и на кнопку ДУ-А1 не воздействуеют тогда сжатый воздух от ИВ2 свободно проходит в атмосферу через Э8 и Э9 или через Э8 и кнопку ДУ-А1 а поэтому сигнал к модулю ИЛИ равен0.
б)Работа модулю при подаче сигнала ДУ равному1.
В этом случае клапан Э9 закрывается однако сигнал к модулю ИЛИ равен0 так как сжатый воздух от ИВ2 уходит в атмосферу через Э8 и кнопкуДУ-А1.
в)Если воздействуют на кнопку ДУ-А1 тогда к модулю ИЛИ поступает сигнал Р=1.
Как известно при поступлении сигнала на модуль ИЛИ Р=1 модуль ИЛИ срабатывает и подает сигнал на модуль памяти ИМ. Модуль памяти ИМ срабатывает запоминает входной сигнал (а поэтому входной сигнал с кнопки ДУ-А1 может быть снят) и обеспечивает перемещение подвижных частей до КВ. В результате этого формируется сигнал Р=1 на штуцере ВходХ1.
Штуцера ВходЗИПХ1 и ВыходЗИПХ1 как отмечалось вынесены на ПНП и расположены следующим образом:
Рисунок2–Соединение штуцеров Вход ЗИП и Выход ЗИП на ПНП согласно циклограмме
В этих обозначениях слово вход обозначает что сигнал в этот штуцер входит от штуцера ЗИП0 или какого-либо штуцера Выход ЗИП.
Х1 – Х8 – в обозначении штуцеров ЗИП и везде в СУ означает номер сигнала от КВ.
В данном курсовом проекте имеется 4ИМ тогда на ПНП будет 16 штуцеров: два вертикальных ряда по 8 штуцеров.
На рисунке2 представлено программирование (соединение) штуцеров ЗИП на ПНП согласно ИП – 4В2В3Н1Н.
Вначале штуцер ЗИП0 соединяем со штуцером ВходЗИПХ7 (так как согласно заданному ИП – четвертый ИМ вначале должен занимать ИП причем движение вперёд).
Поступление сигнала на штуцер ВходЗИПХ7 на ПНП – это равноначно поступлению сигнала на модуль ДУ – ЗИП на штуцер ВходЗИПХ1. В результате этого когда Р=1 клапан Э8 закрывается и к модулю ИЛИ поступает сигнал равный1. Срабатывает модуль ИЛИ а потом модуль памяти ИМ и подвижные части перемещаются до КВ. Когда срабатывает КВ сигнал Р=1 поступает на штуцер ВходХ1 и клапан Э4 закрывается. В результате этого на штуцере ВыходЗИПХ1 (а для панели штуцеров на штуцере ВыходЗИПХ7) формирует сигнал Р=1.
Дальнейшее соединение штуцеров. Штуцер ВыходЗИПХ7 должен быть соединён со штуцером ВыходЗИПХ3. ВыходЗИПХ3 – с ВходЗИПХ6 ВыходЗИПХ6 – с ВходЗИПХ2.
2Блок тактового управления (БТУ)
2.1Промежуточные модули БТУ
БТУ предназначен в основном для перевода СУ от одного такта на другой а также от одного цикла на другой при автоматической работе.
Рассмотрим модули для второго и первого тактов.
Штуцера Такт2 и Такт3 выводятся на ПНП совместно со штуцерами для остальных тактов схемы.
бв–штуцера которые имеются внутри СУ и передают сигналы на модуль индикации тактов.
Э144 Э148-Э151 и другие в следующих модулях срабатывают от сигнала поступающего из СУ в линию1. Если этот сигнал равен0 тогда клапаны Э144 Э148-Э151 открыты и сжатый воздух со штуцеров Такт2 и Такт3 мгновенно отводятся в атмосферу и Р=0 то есть эти элементы фактически выключают модули тактов БТУ.
Э147 Э151 – эти элементы представляют собой пневмодиоды то есть элементы которые пропускают сигнал в одну сторону не пропуская затем егообратно.
Сигнал в линии1 равен0 поэтому клапаны Э144 Э148-Э151 открыты и сжатый воздух со штуцеров Такт1 и Такт2 мгновенно отводятся в атмосферуиР=0.
Рассматриваем два промежуточных модуля БТУ – второй и третий. Поэтому допустим что второй такт завершается в СУ и она переходит на третий такт.
Завершение СУ на втором такте означает что подвижные части всех ИМ которые должны совершить движения на этом такте доходят до КВ формируют сигнал например ВходХ1 который поступает на модуль ограничения этих ИМ. Клапаны этого модуля ограничения закрываются и формируют например на штуцере А1.1 Р=1 а этот штуцер согласно циклограмме соединён например со штуцером Такт2 то есть на штуцере Такт2 возникает сигнал Р=1. До этого момента когда подвижные части этих ИМ перемещались на штуцере Такт2 был сигнал Р=032 (так как срабатывает модуль ограничения).
Если на штуцере Такт2 Р=032 тогда этот сигнал проходит через диод Э151 и на выходе формирует сигнал Р=016 который поступает в нижние камеры Э149 Э150. Однако они при этом давлении не могут открываться так как в их верхних камерах установлены пружины 032. Если на штуцер Такт2 поступает сигнал Р=1 тогда этот сигнал проходит диод Э151 и на выходе формирует Р=084.
При давлении Р=032 в нижней камере Э150 клапан открывается и сжатый воздух поступает в нижние камеры Э149 Э150 и в верхнюю Э151 с линии5. Диод Э151 закрывается и не пропускает сигнал в обратном направлении. Клапан Э149 (после открытия клапана Э150) не может открыться так как в верхней камере Э149 Р=1 от штуцера Такт2. Одновременно с этим сжатый воздух из линии5 через клапан Э150 поступает в верхнюю камеру Э146. При Р=068 в этой камере клапан Э146 закрывается и прекращается п прекращает поступление сжатого воздуха из линии5 в линию штуцера Такт2 через Э145. Остатки сжатого воздуха из линии 5 в линию штуцера Такт2 через Э145. Остатки сжатого воздуха из линии штуцера Такт2 и нижних камер Э145 Э146 уходят в атмосферу через ДР59 и ДР61. В результате этого понижения давления клапан Э149 открывается и сжатый воздух из линии5 поступает в линию штуцера Такт3 через клапан Э149 Э150. На этом заканчивается переход БТУ и СУ со второго на третий такт.
2.2 Первый модуль тактов и модуль запуска БТУ
Исходное состояние этих модулей.
Сигнал в линии1 равен0. Клапан Э140 открыт и остатки сжатого воздуха из линии штуцера Такт1 уходят в атмосферу через ДР56 и ДР60. Сжатый воздух в этом состоянии от ИВ также отключается усилием Р1.
При подаче в СУ сигнала Р=1 в линию1 подается сжатый воздух также в линию ИВ через Р1 а сигналом Р=1 в линии1 клапан Э140 закрывается.
При подачи давления в линию ИВ клапан Э139 открывается и сигнал проходит через диод Э143 в нижнюю камеру Э142. Клапан Э142 открывается вслед за ним также открывается клапан Э141 и сжатый воздух от ИВ поступает в линию штуцера Такт1. Су начинает отрабатывать первый такт. Сигнал Р=1 с нижних камер Э141 Э142 проходит также через диод Э137 в нижнюю камеру Э138. Клапан Э138 при этом открывается сжатый воздух в его нижнюю камеру и верхние камеры Э139 и Э137 поступает от ИВ через камеру Э139. Клапаны Э137 Э139 закрываются. Входной сигнал на диод Э143 отключается. На этом заканчивается работа модуля запуска БТУ. В таком состоянии модуль запуска остаётся до тех пор пока не отработают все модули БТУ от первого до конечного а затем срабатывает конечный модуль БТУ который своим сигналом через усилитель Р1 снимает питание на ИВ на небольшой промежуток времени. При съёме питания с ИВ модуль запуска и первый модуль БТУ возвращаются в исходное состояние.
2.3 Конечный модуль тактов и модуль конца цикла БТУ
Работа конечного модуля.
Когда заканчивается работа на предыдущем 0 такте и все ИМ на этом такте занимают необходимое положение тогда формируется сигнал Р=1 на штуцере Такт10 и проходит через диод Э195 в нижние камеры Э193 Э194. Клапан Э194 открывается и дальнейшая работа происходит по выше изложенной схеме при переходе СУ со второго такта на третий.
Система приходит на 10такт отрабатывает его и после окончания этого такта на штуцере Такт10 формируется сигнал Р=1. Этот сигнал поступает в верхнюю камеру Э198 клапан закрывается и формируется выходной сигнал Р=1. Этот сигнал поступает на модуль СТОП с одной стороны а также в нижнюю камеру усилителя Р1. Р1 снимет питание с ИВ и БТУ переходит в исходное состояние. Через некоторое время Р1 подаёт питание на ИВ и БТУ переходит на новый цикл.
После съёма питания с ИВ фактически все модули БТУ оказываются отключенными от сжатого воздуха и все сигналы в том числе и на штуцере Такт14 снижается до 0. В результате снижения давления до 0 на штуцере Такт14 и в верхней камере Э198 клапан Э198 открывается и выходной сигналР=0.
КЦ – штуцер конец цикла который выводится на ПНП и предназначен для перепрограммирования СУ на число тактов меньше чем в БТУ.
Например если БТУ на 10 тактов а цикл по циклограмме должен состоять из 8 тактов тогда штуцер Такт12 необходимо соединить со штуцером КЦ. В этом случае система завершит полностью 11 тактов и после перехода на 12 такт сигнал Р=1 будет подан в верхнюю камеру Э197. Клапан Э197 закрывается и формируется выходной сигнал Р=1. СУ переходит на следующий цикл. Элемент Э196 выполняет роль ограничителя сигнал на штуцере КЦ.
2.4 Модуль индикации тактов
На чертеже (см.лист№2) представлен модуль индикации тактов рассчитанный на 10 тактов в цикле. Штуцера а-о – это штуцера которые имеются внутри СУ. Они присоединены параллельно штуцерам Такт1 - Такт10 поэтому сигналы них появляются в то время когда появляется сигнал на штуцерах тактов.
Давление например на штуцере а равно0. Это означает что на штуцере Такт1 сигнал Р=0 то есть первый такт еще не начался. В этом случае клапан Э237 пружиной открыт и сжатый воздух поступает от источника в нижнюю камеру элемента Э237 затем поступает на индикатор смещает его поршень влево и частично дросселируется в атмосферу.
Когда такт был отработан например первый то на штуцере Такт1 а соответственно на штуцере а появляется сигнал Р=1. В этом случае сигнал Р=1 поступает в верхнюю камеру элемента Э237. Клапан Э237 закрывается. Теперь воздух поступает на индикатор слева смещает поршень вправо и частично дросселируется в атмосферу.
3Блок задания режимов работы системы управления (БРР СУ)
БРР СУ обеспечивает следующие режимы работы СУ;
АУ – автоматическое управление когда непрерывно обрабатывается n циклов;
ПАУ ШАГ – полуавтоматическое пошаговое управление ИМ;
ЦИКЛ1 – ЦИКЛ0 – работа СУ соответственно при обработке одного цикла (при воздействии на кнопку ЦИКЛ1) ил множества циклов (при воздействии на кнопку ЦИКЛ0).
ЗИП – режим при котором подвижные части ИМ занимают исходное положение;
ДУ – дистанционное управление каждым ИМ.
3.1 Модуль ввода сигналов «Пуск - Стоп» БРР СУ
Этот модуль содержит стандартный модуль «Пуск - Стоп» на элементах Э204 – Э206 с элементами инвертирования выходного сигнала на Э208 и Э209. Элемент Э207 предназначен для расширения ввода сигнала Пуск т.е. ввода с двух кнопок Пуск1 и Пуск2 расположенных в разных местах системы.
Работа элементов Э204 – Э209 будет происходить только тогда когда СУ переводится в режим АУ модулем «АУ-ДУ». Элемент Э201 предназначен для расширения ввода сигнала Стоп от двух кнопок Стоп1 и Стоп2. Элементы Э199 и Э200 вводят в модуль «Пуск - Стоп» сигнал Стоп когда от модуля «Ввод цикла» сигнал Р=1 и сигнал от модуля «Конец цикла» также равен1.
Сигнал с модуля АУ-ДУ отсутствует т.е. СУ не переведена в режим АУ. Давление в нижних камерах Э207 Э206 и в верхней камере Э205 равно и сжатый воздух из линии Пуск свободно уходит через клапан Э205 в атмосферу.
При переводе СУ в режим АУ сжатый воздух от модуля «АУ-ДУ» проходит клапан Э207 и через кнопку Пуск1 уходит в атмосферу и система остается в исходном состоянии.
При воздействии на кнопку Пуск2 клапан Э207 закрывается и прекращает выход сжатого воздуха через кнопку Пуск1 в атмосферу. Давление в нижних камерах Э207 Э206 и верхней камере Э205 возрастает до1. Клапан Э205 закрывается и прекращает выход воздуха в атмосферу из линий Пуск. Клапан Э206 открывается и давление в верхней камере Э204 также равно1 т.е. клапан Э204 продолжает оставаться закрытым и только после снятия с кнопки Пуск воздействия сжатый воздух 4 частично уходит в атмосферу через клапан Э206 и кнопку Пуск1 поэтому в линии4 и в верхней камере Э204 давление примерно 08. Клапан Э204 открывается и сигнал Пуск формируется равным1. Клапан Э208 при этом закрывается а Э209 открывается поэтому сигнал Стоп равен0. Так схема работает до тех пор пока сигнал Р=1 не поступит в верхнюю камеру элемента Э206.
Сигнал Р=1 может поступить в верхнюю камеру Э206 если воздействуют на кнопку Стоп1 или Стоп2. В этом случае воздух не будет проходить в атмосферу от ИВ51 через Э200 Э199 и кнопку Стоп1.
Сигнал Р=1 в верхней камере Э206 будет также когда закрывается клапанЭ200.
Рассмотрим варианты когда закрывается клапан Э200. В линии от модуля «Ввод цикла» сигнал будет равен0 если воздействуют на кнопку ЦИКЛ0 т.е. когда переводят систему для отработки множества циклов. Если систему переводят для обработки одного цикла тогда воздействуют на кнопку ЦИКЛ1 и в линии от модуля «Ввод цикла» Р=1.
Допустим что система начала отработку n циклов. После включения системы в работу она поочередно отрабатывает все такты а затем срабатывает модуль «Конец цикла» и в линии от модуля и в верхней камере Э199 Р=1. Клапан Э199 закрывается но в линии от модуля «Ввод цикла» и в верхней камере Э200 Р=0 поэтому сигнала Стоп в систему не поступает и СУ переходит на следующий цикл.
Если в линии от модуля «Ввод цикла» Р=1 и при поступлении сигнала Р=1 в линию от модуля «Конец цикла» клапан Э199 закрывается а потом закрывается и клапан Э200. При этом сигнал Р=1 поступает в верхнюю камеру Э206 и система переходит в режим Стоп.
3.2 Модуль «Цикл0 - Цикл1»
Зд – задатчик давления который представляет собой регулятор давления настроенный а Р=05.
Если воздействуем на кнопку ЦИКЛ1 тогда давление в линии выхода сигнала с модуля «ЦИКЛ0 - ЦИКЛ0» поднимается до1. Сжатый воздух при этом проходит путь: ИВ74 – клапан Э234 – индикатор ЦИКЛ1 (поршень смещается влево) – индикатор ЦИКЛ0 (поршень смещается вправо) – Зд – в атмосферу.
Если воздействуем на кнопку ЦИКЛ0 тогда давление в линии выхода сигнала с модуля «ЦИКЛ0 - ЦИКЛ1» равно0 и сжатый воздух проходит путь: ИВ77 – Зд – индикатор ЦИКЛ0 (поршень смещается влево) – индикатор ЦИКЛ1 (поршень смещается вправо) – клапан Э235 – в атмосферу.
Усилитель Р1 – трёх мембранный элемент который имеет мембранный блок центральный стержень которого полый т.е. имеются отверстия по торцу и на боковой поверхности. Торцевая часть этого полого стержня в верхней части образует внутренний клапан совместно с плоским затвором. Плоский затвор с седлом закреплённым в корпусе элемента образует внешний клапан. На плоский затвор сверху действует пружина а на весь мембранный блок снизу действует другая пружина которая имеет большую жесткость. Усилитель Р1 содержит камеры А Б В Г и Д. Допустим что сигнал Пуск поступающий в камеруГ равен0 и сигнал от модуля конца цикла БТУ поступающий в камеру Д также равен тогда мембранный блок смещается в верхнее положение от действия пружины. В этом случае внутренний клапан закрыт а внешний открыт поэтому сжатый воздух от ИВ 55 на БТУ свободно выходят в атмосферу через внешний клапан.
При включении СУ в работу в режимах АУ или ПАУ ШАГ воздействуют на кнопку Пуск и на выходе модуля Пуск формируется сигнал равный1 который поступает в камеруГ усилителя Р1. Мембранный блок Р1 смещается вниз. Внутренний клапан открывается и сжатый воздух от ИВ55 свободно поступает в линию ИВ55 на БТУ. Внешний клапан при этом закрыт и воздух в атмосферу через камеру А не выходит. Система при поступлении сигнала Пуск равным1 работает например в режиме АУ отрабатывает поочередно все такты доходит до модуля «Конец цикла» БТУ и он формирует сигнал Р=1 который поступает в камеруД усилителя Р1. Мембранный блок при этом смещается вверх. ИВ55 отключается от линии ИВ55 на БТУ а остатки сжатого воздуха из линии ИВ 55 на БТУ уходят в атмосферу т.е. БТУ полностью отключается от сжатого воздуха а поэтому сигнал с модуля «Коней цикла» БТУ также снижается до0. Но при снижении этого сигнала до0 мембранны1й юлок смещается вниз и БТУ запускается на новый цикл автоматически.
Усилитель Р2 – это трех мембранный элемент. Он называется элементом сравнения и может выполнять различные функции в частности: сравнение усиление и т.д. Р2 состоит из трех мембран. Средняя мембрана имеет наиболее эффективную площадь а две крайние – малую они равные. Все три мембраны жёстко соединены между собой центральным стержнем и образуют мембранный блок. Сверху и снизу мембранного блока имеются клапаны. Элемент содержит камеры А Б В Г. В камеры Б и В обычно подводят управляющие сигналы которые сравниваются между собой по значению и результирующий сигнал усиливается.
В верхней камере усилителя Р2 в данной схеме установлена пружина в этом случае при равенстве входных сигналов в камеру Б и В мембранный блок будет полностью смещён в нижнее положение т.е. нижний клапан закрыт а верхний открыт. Поэтому сигнал Пуск от модуля ввода Пуск свободно проходит через верхний клапан Р2 в линию Пуск на БТУ.
Из описанной работы Р2 видно что если не поступают сигналы ПАУ и ШАГ в камеры В усилителя Р2 сигнал ПАУ равен 0. Инверсный сигнал ПАУ в этом случае равен1. Он подаётся в верхнюю камеру Э202 клапан Э202 закрывается и сигнал Р=1 не может поступить в камеру Б от воздействия на кнопку ШАГ.
Если воздействуем на кнопку ПАУ тогда на прямом выходе модуля ПАУ и в камере В усилителя Р2 сигнал ПАУ равен1. Инверсный сигнал равен0 но клапан Э202 пружиной закрыт. Когда поступил сигнал ПАУ равный1 в камеруВР2 то мембранный блок Р2 смещается вверх и верхний клапан закрывается. Сигнал Пуск не проходит в линию Пуск на БТУ БТУ выключается т.е. при воздействии на кнопку ПАУ если система не работала то БТУ остается в неработающем состоянии. Если система работала в автоматическом режиме тогда БТУ также выключается и система останавливается. Если оператор после этого будет воздействовать на кнопку ШАГ то система будет отрабатывать такты до тех пор пока оператор не снимет с неё воздействие.
Когда оператор воздействует на кнопку ШАГ то выход воздуха в атмосферу от ИВ58 прекращается. В нижней камере Э202 давление возрастает до1. Клапан Э202 открывается и сигнал Р=1 поступает в камеру Б усилителя Р2. Мембранный блок смещается вниз и пропускает сигнал Пуск равным1 в линию Пуск на БТУ и БТУ отрабатывает такты.
В это время сигнал от Э202 поступает в верхнюю камеру Э203. Клапан Э203 закрывается. Воздух от ИВ52 не уходит в атмосферу а поступает на индикатор к ИП ШАГ который показывает что СУ работает в пошаговом режиме.
Если оператор снимает воздействие с кнопки ШАГ тогда клапан Э202 закрывается давление в камере Б усилителя Р2 равно0 и мембранный блок смещается вверх.
3.5 Взаимосвязь модулей АУ-ДУ ЗИП ПАУ
СУ и БРР находятся в отключенном состоянии когда на них не подается питание.
СУ и БРР находятся в исходном состоянии если на них подается питание.
Если СУ работала в режиме АУ или ПАУ и воздействует на кнопку СТОП тогда БРР переводится в режим СТОП который аналогичен исходному состоянию в этом случае в линии на модуль СТОП сигнал Р=1.
1По линии Э210-Э220 сигнал СТОП равный1 поступает в верхнюю камеру Э220 и далее в линию кнопки ДУ. Клапан элемента Э220 включён в линию съёма сигнала ЗИП т.е. при воздействии на кнопку ДУ сигнал ЗИП снимается элементом Э220. Другими словами переход в режим ДУ отключается режим ЗИП и позволяет управлять дистанционно всеми ИМ. Элемент Э220 нижней камерой включён последовательно с элементом Э219. В верхнюю камеру Э219 поступает сигнал от штуцера ИП с модуля «программируемой И» (лист№1). Если все ИМ занимают исходное положение тогда на штуцере ИП Р=1 клапан Э219 закрывается и снимает сигнал ЗИПизСУ.
2Сигнал СТОП равный1 поступает в нижнюю камеру Э224 и является источником питания для срабатывания кнопок ЗИП1 и ЗИП0.
3По линии «кнопка ДУ-Э220» в линию «модуль АУ ДУ – кнопку ДУ» также поступает сигнал СТОП выполняя роль источника питания.
4Сигнал СТОП поступает также в верхние камеры элементов Э210 и Э211 через дроссели ДР111 иДР112. Из схемы видно что если не воздействуют на кнопку ДУ тогда клапаны Э210 и Э211 остается в исходном состоянии и сигнал СТОП для модуля ПАУ не поступает или другими словами если в СУ воздействуют на кнопку ДУ (переходят в режим ДУ) тогда режим ПАУ выключается т.к. при воздействии на кнопку ДУ в верхней камере Э210 Р=1 – клапан закрывается и в верхней камере Э211 также Р=1. Клапан Э211 закрывается и формируется сигнал СТОП равный1 для модуля ПАУ.
Режим ДУ. При воздействии на кнопку ДУ:
а)закрывается клапан Э220 и снимается сигнал ЗИП;
б)закрывается клапан Э210 затем Э211 и снимается сигнал ПАУ;
в)Сигнализация ДУ. Если сигнал ДУ равен1 тогда сжатый воздух проходит из линии штуцера ДУ через индикатор ДУ (поршень перемещается в видимую зону) индикатор АУ (поршень перемещается в невидимую зону) клапан Э233 (он открыт т.к. сигнал АУ равен0 при ДУ равном1) и в атмосферу.
1Если не воздействуют на кнопки АУ1 и АУ2 тогда кнопка АУ2 открыта и через неё в атмосферу уходит воздух от ИВ59. В этом случае клапан Э219 пружиной открыт и не поступает сигнал СТОП на ПАУ. Отсюда следует что при воздействии на кнопку АУ (АУ1 или АУ2) снимается сигнал ПАУ т.е. режим ПАУ отключается. С другой стороны включить режим ПАУ кнопкой ПАУ возможно тогда когда сигнал АУ в линии Э233-Э207 равен1.
2Воздействуют на кнопку АУ1 или АУ2. В этом случае клапан Э212 закрывается и снимает сигнал ПАУ а через Э230 сигнал от кнопок поступает на модуль АУ-ДУ и переводит его в режим АУ т.е. в линии Э231 – Э233 Р=1. Клапан Э233 закрывается и срабатывает индикатор АУ. Воздух проходит таким образом: в линии ПАУ инверсной Р=1 поэтому этот сигнал проходит через индикатор АУ (смещает поршень в видимую зону) далее индикатор ДУ (смещает поршень в невидимую зону) и далее воздух уходит в атмосферу через элементы инвертирования модуля АУ-ДУ. Часть воздуха после индикатора АУ уходит также в атмосферу через регулятор давленияЗд.
3Сигнал АУ равный1 после элемента Э233 поступает на кнопку ПАУ через ДР120 и через ДР119 в нижнюю камеру Э216 и влиянию на модуль ПУСК выполняя роль источника воздуха.
4Давление в линии на модуль ПУСК будет равное1 только тогда если будет закрыт клапан Э216. Клапан Э216 будет закрыт если на штуцере ИП Р=1 (т.е. все ИМ заняли исходное положение).
Очерёдность воздействия на кнопку для перехода в соответсвующие режимы.
Режим АУ на обработку одного цикла СТОП–ЦИКЛ–ЗИП–АУ–ПУСК.
Режим АУ на многократную отработку цикла: СТОП-ЦИКЛ0-ЗИП-АУ-ПУСК.
Режим ПАУ на одиночный цикл: СТОП-ЦИКЛ1-ЗИП-АУ-ПАУ-ПУСК(ШАГ1).
Режим ПАУ на многократный цикл: СТОП-ЦИКЛ-ЗИП-АУ-ПАУ-ПУСК(ШАГ1 ).
4Панель набора программ системы управления
Панель набора программ (ПНП) предназначена для программирования системы управления с тем чтобы технологический процесс осуществляемый ИМ которые управляются этой системой управления производится в данной последовательности. Система управления программируется согласно заданному ИП ИМ и заданной циклограмме. Циклограммы – это последовательность технологических операций или состояние системы управления которое повторяется многократно с некоторым периодом.
На схеме (см. лист№3) представлена циклограмма для четырёх ИМ каждый цикл системы рассчитан на 10 тактов.
На ПНП выводится штуцеры и индикаторы положения со всех блоков и модулей системы управления.
На ПНП выведены штуцера А1.1 А1.2 А1.3 и так далее модулей «ограничения» всех пяти ИМ соответственно для движения «вперёд» и «назад». Эти штуцера на ПНП программируются то есть соединяются со штуцерами БТУ согласно заданной циклограмме и исходному положениюИМ.
Штуцера ТАКТ1 – ТАКТ10 – это штуцера модулей которые соединяются со штуцерами модулей «ограничения» БФК ИМ. Эти штуцера определённым образом запрограммированные показывают какой ИМ должен совершить движение из заданного положения на определённом такте.
Штуцер КЦ – это штуцер конца цикла который выводится на ПНП и предназначен для перепрограммирования системы управления на число тактов меньше чем в БТУ.
На ПНП имеется штуцер ЗИП0 сигнал на этот штуцер приходит с модуля ввода сигналов ЗИП в БРР системы управления при нажатии на кнопку ЗИП. То есть этот штуцер играет роль источника питания для штуцеров вход ЗИП и выход ЗИП модулей ЗИП БФК ИМ.
Штуцера вход ЗИПХ1 выход ЗИПХ! И так далее – это штуцера модулей ЗИП БФК ИМ. Эти штуцера программируются согласно заданному ИП ИМ то есть при подаче сигнала со штуцера ЗИП0 ИМ в установленном порядке записывают свой ИП.
Штуцера Х1-Х8 – это штуцера исходного положения ИМ. Эти штуцера принадлежат модулю «программируемыйИ» БФК ИМ и они программируются то есть производится глушение некоторых из них. Также на ПНП имеется штуцер индикатора ИП сигнал на который приходит также с модуля «программируемыйИ» в том случае когда все ИМ займут исходное положение согласно заданному ИП.
Штуцер Т – это штуцер пневматического таймера. Он сможет быть соединен с одним или несколькими штуцерами тактов БТУ в том случае когда имеются такты на которых никакие технологические операции не происходят а происходит обычная задержка по времени.
На ПНП имеются также штуцера индикаторов положения модулей БРР то есть АУ-ДУ ШАГ ПАУ ЦИКЛ1 - ЦИКЛ0 ЗИП ПУСК-СТОП.
5Схема управления гидропневматическими исполнительными механизмами
Проектируемая схема управления ИМ используется в качестве рабочих сред сжатый воздух и рабочую жидкость. Эти системы независимы друг от друга.
Система подготовки рабочей жидкости представляет собой цепь устройств включающую в себя: гидронасос М1 предохранительный клапан КП1 фильтр Ф1 редукционный клапан КР1 вентиль ВН1 и манометры МН1 и МН2 аккумулятор АК1.
Из гидросистемы получают питание три ИМ: стол и два цилиндра причем к ним параллельно присоединены соответственно по одному ИМ. Столы приводятся в движение от гидромоторов М1 и М2.
Рабочая среда на цилиндре и столы подаются через золотниковые распределители Р1 Р2 и Р3 класса 43. Эти распределители имеют двойной привод: для прибора в рабочее положение используется рабочая среда (сжатый воздух из пневмосистемы) а для возврата в исходное состояние используется пружины.
Система подготовки сжатого воздуха включает: компрессор: КМ1 ресивер РС1 предохранительный клапан КП2 редукционные клапаны КР2 и КР3 фильтр-влагоотделитель ФВД1 влагоотделитель ВД1 маслораспылитель МР1 вентиль ВН2 и манометры.
Система управления пневмосистемы получает питание один ИМ-бабка. Она приводится в движение пневмомотором М3. Сжатый воздух на бабку подается через золотниковый распределитель Р1 класса 52. Этот распределитель имеет привод от рабочей среды то есть сжатого воздуха.
Для подготовки сжатого воздуха в СУ и для привода распределителей установлен редукционный клапан КР2 который подключен к пневмосистеме до маслораспределителя.
Для каждого ИМ имеются по два конечных выключателя сигналы с которых поступают на ПНП.
Мембранные элементы используются только в тех ИМ которые подключены параллельно. Они предназначены для суммирования сигналов поступающих с КВ и представляют собой в некотором роде элемент«И» то есть они сработают только в том случае если пришли все сигналы с КВ.
Анализ последствий неисправностей элементов с вистеме управления
1Анализ последствий в системе управления при разрыве мембраны элементов Э7 Э12 Э17 Э22 Э27 Э32
Рассмотрим воздействие неисправностей в системе для каждого из режимов: АУ ДУ ЗИП.
Неисправен элемент Э7 он находится в модуле ограничения первого ИМ движение вперед. Допустим что на каком-то такте ИМ совершает движение вперёд и сигнал Р=1 согласно циклограмме приходит на штуцер А1.3. Затем сигнал поступает на Э7 но у него порвана мембрана значит модуль ограничения не «срежит» сигнал до Р=032 а остатки сжатого воздуха через элемент Э7 выдут в атмосферу. Тогда сигнал Р=032 не будет поступать на модули ИЛИ памяти и ИМ на данном такте не совершит движение.
Неисправен элемент Э12. Он находится в модуле ЗИП. В режиме АУ сигнал будет поступать в модули: ограничения ИЛИ памяти ИМ подвижные части начнут перемещаться и дойдут до КВ. Таким образом эта поломка не влияет на перемещение подвижных частей ИМ.
Неисправен элемент Э17. Работа также как и у вышеописанного неисправного элемента Э7.
Неисправен элемент Э22. Этот элемент находится в модуле ИЛИ. Допустим со штуцера А2.4 поступает сигнал на элемент Э22 он не закроется и не прекратит выход воздуха в атмосферу от ИВ4. Значит сигнал не будет поступать на модуль памяти ИМ и этот ИМ на данном такте не совершит движение.
Неисправен элемент Э27. Элемент находится в модуле памяти ИМ. Сигнал будет поступать на штуцер ВыходА2 но также и на штуцер ВыходА1 значит ИМ при этой поломке начнёт своё движение но при поступлении сигнала на штуцер Выход А1 остановится.
Неисправен элемент Э32. Аналогично элементу Э22.
Неисправны элементы Э7 Э17. При поступлении сигнала ДУ подвижные части ИМ начнут движение дойдут до КВ. Сигнал Р=1 поступит на штуцер ВходХ1 или ВходХ2 этот сигнал будет поступать на модуль ограничения и через элемент Э7 (Э17) уходит в атмосферу и тем самым система не перейдет на другой такт.
Неисправны элементы Э22 и Э32. Через эти элементы сигнал Р=1 будет также поступать на штуцера А2.4 (Б1.4) и система перейдёт на следующий такт.
Неисправен элемент Э12. Им будет совершать движение.
Неисправен элемент Э27. ИМ будет вести себя как и в режиме АУ.
Рассмотрим работу системы по заданному в курсовом проекте ИП: 4В2В3Н1Н.
Первый ИМ по заданию занимает исходное положение назад значит порыв мембраны у элементов Э7 Э12 не влияют на ЗИП.
При неисправности элемента Э17 ИМ также займёт исходное положение.
В результате порывы мембраны элемента Э27 ИМ исходное положение не займёт.
2Анализ последствий в системе управления при потере проводимости элементов Э7 Э17 Э27 Э37 Э47 Э57
При потере проводимости у элементов Э7 Э17 сигнал Р=1 приходящий на штуцере из БТУ не будет «срезаться» до 032 и тем самым не будет происходить движение ИМ.
Неисправен элемент Э27. ИМ не будет совершать движение т.к. сжатый воздух не поступит н штуцер Выход А2.
Неисправен элемент Э37. Движение ИМ совершать будет в том случае если оператор не снимет подачу сжатого воздуха на модуль памяти ИМ.
Неисправен элемент Э47. Им начнёт своё движение не дожидаясь сигнала с модуль ограничения.
Неисправен элемент Э57. Аналогично вышеописанному элементу Э47.
При потере проводимости у элементов Э7 Э17 движение ИМ совершать будет.
Неисправен элемент Э27. ИМ не будет совершать движение т.к. сжатый воздух не поступит на штуцер ВыходА2.
Неисправен элемент 47. ИМ начнёт своё движение не дожидаясь сигнала с модуль ДУ-ЗИП.
На занятие исходного положения ИМ неисправность элементов Э7 Э47 Э57 влияния не окажут.
Неисправен элемент Э27. ИМ не займёт исходное положение.
Неисправен элемент Э37. Если оператор не отключит подачу сжатого воздуха на модуль памяти то ИМ займёт исходное положение.
Расчеты по выбору гидроагрегатов и трубопроводов в системе управления
1Расчеты по выбору гидронасосов
Q1=65лмин; Q2=975лмин; Q3=1625лмин; Q4=2275лмин;
P1=65МПа; nопм3=1450обмин.
Определяем фактическую подачу гидронасоса:
где - расход рабочей жидкости к ИМ привода.
Определяем необходимый рабочий объем гидронасоса:
Согласно ГОСТ 13834-80 при выбираем следующие объемы 40; 50; 56см3об.
Определяем максимальное рабочие давление:
Принимаем что МПа тогда
По полученным значениям выбираем пластинчатый Г12-21М по ТУ2-053-1364-78Е см3об; МПа; обмин.
Определяем фактическую подачу выбранного гидронасоса:
где - объемный КПД; .
Проверяем неравенство:
Вычисляем мощность на валу гидронасоса:
гдеP1=65МПа; Pвс=-003МПа; hnлон=085.
2Расчеты по выбору гидроцилиндров
N1=2475Н; N2=660Н; V1=04125мс; V2=05775мс;
Стандартный ход поршня по ГОСТ6540-68(1) Lст=630мм.
Приведенная длина хода поршня:
Определяем эффективную силу действующую на шток гидроцилиндра
; тогда эффективная сила:
Вычисляем диаметр поршня гидроцилиндра:
Согласно ГОСТ12447-80 D=32мм.
Диаметр штока гидроцилиндра:
Расход рабочей жидкости:
Тип гидронасосс Г12-32АМ лмин.
Максимальное значение скоростей:
3Расчеты по выбору трубопроводов
Назначение трубопровода для подачи рабочей среды
Длина трубо-проводов lмин
Расход жидкости Qлмин
От бака рабочей жидкости до гидронасоса
От гидронасоса к гидрораспределя
От гидроносителя к гидроцилиндру
От гидроцилиндра к гид
От гидрораспределителя к баку рабочей жидкости
Определим внутренний диаметр трубопровода:
Определяем фактическую среднюю скорость рабочей жидкости:
Расчет гидравлических потерь по длине трубопровода:
Гидравлический коэффициент трения:
Потери давления на трение по длине круглого трубопровода:
Результаты расчетов:
Разработанная система управления может использоваться для различных пневматических и гидравлических исполнительных механизмов с возвратно-поступательным и вращательным движениями. Эта система является универсальной так как может использоваться в промышленных роботах и в другом автоматизированном оборудовании. Также эта система может использоваться на различных управления.
Разработанная система управления позволяет управлять пятью исполнительными механизмами и осуществлять пять повторных движения подвижных частей исполнительных механизмов в одном цикле.

Лист №3.cdw

Лист №2.cdw

БТУ на 10 тактов и блок режимов работы СУ
Схема принципиальная пневматическая

Лист №1.cdw

БФК для 4-им системы управления.
Схема принципиальная пневматическая