Схема привода станка

Размещено на http://www.allbest.ru/

10

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Технологическая часть

2. Условия работы установки: датчики, режимы работы, требования к защите и сигнализации, виды управления установкой

3. Анализ исходной РКС и разделение ее на функциональные узлы

4. Синтез структурных формул

5. Синтез промежуточной функциональной схемы

6. Обоснование выбора элементной базы

7. Разработка принципиальной схемы на бесконтактных логических элементах

8. Таблица перечня элементов разработанной схемы

9. Разработка программы для ПК на языке РКС

Заключение

Список использованных источников

ВВЕДЕНИЕ

Обширную группу промышленных установок на производственных предприятиях составляют металлорежущие станки, среди которых распространены и тяжелые токарные станки, как, например, 1А675. Оптимальное протекание процесса резания, а также обеспечение плавного пуска электропривода, требовало от системы управления возможности регулирования скорости. Ответом на данную проблему стала комбинированная система, которая включает как статические преобразователи переменного тока в постоянный ток, так и элементы релейно-контакторного управления.

Развитие электроники привело к появлению бесконтактных логических элементов, которые можно применять в промышленности для построения систем управления. Бесконтактные логические схемы имеют ряд преимуществ по сравнению с релейно-контакторными схемами. К этим достоинствам можно отнести: малые габариты, меньше потребляемая мощность и как следствие меньшая стоимость. Однако вследствие малых напряжений управления бесконтактные логические схемы имеют слабую помехозащищенность.

Дальнейшее развитие электроники позволило использовать в промышленности логические микропроцессорные системы управления - программируемый логический контроллер. Программируемые логические контроллеры имеют наилучшие технико-экономические показатели по сравнению со всеми остальными вариантами реализации управляющего устройства при числе релейно-контактных аппаратов эквивалентной схемы более 60 - 80 и при напряженных циклах работы. Программирование таких контроллеров осуществляется на специальном языке релейно-контактных символов.

В связи с вышеописанным, основной задачей данной курсовой работы является преобразование исходной релейно-контакторной схемы с целью получения эквивалентной бесконтактной логической схемы, а также для написания программы на языке РКС для программируемого логического контроллера.

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Станки токарной группы относятся к наиболее распространенным металлорежущим станкам и широко применяются на промышленных предприятиях, в ремонтных мастерских и т.д. В эту группу входят: универсальные токарные и токарно-винторезные, револьверные, токарно-лобовые, карусельные, токарно-копировальные станки, токарные автоматы и полуавтоматы.

На токарных станках производится обработка наружных, внутренних и торцовых поверхностей тел вращения цилиндрической, конической и фасонной формы, а также прорезка канавок, нарезка наружной и внутренней резьбы и т.д. Режущими инструментами на токарных станках служат в основном резцы, но применяются также и сверла, развертки, метчики, плашки.

Характерной особенностью станков токарной группы является осуществление главного движения за счет вращения обрабатываемой детали. Подача режущего инструмента производится путем поступательного перемещения суппортов.

Токарный станок типа 1А675 предназначен для многооперационной обработки чугунных и стальных предметов инструментами, имеющими острия из быстрорежущей стали.

Процесс обработки деталей проходит в несколько этапов. В начале включается привод главного движения (шпинделя), что требуется по условиям безопасной работы. После этого осуществляется ускоренный подвод суппорта с режущим инструментом к обрабатываемой детали. Далее происходит переход к рабочей подаче. При врезании инструмента в обрабатываемую деталь начинается процесс резание металла, сопровождаемый съемом определенного слоя стружки. По окончании процесса резания суппорт отводится от детали в исходное положение на быстром ходу. После этого происходит остановка привода главного движения. По завершению обработки можно производить смену детали.

Основной несущей конструкцией токарного станка является станина, на которой расположена горизонтальная планшайба. На планшайбе закрепляется деталь. Обтачивание детали производится резцом, расположенным на суппорте, который перемещается вдоль стойки. Суппорт состоит из корпуса, к которому крепится коробка подач, и ползуна с четырех - резцовым поворотным резцедержателем. Внутри корпуса размещаются червячные передачи и зубчатые колеса взаимодействующие с зубчатыми рейками, при помощи которых получаются рабочие подачи в горизонтальном и вертикальном направлениях. Быстрое перемещение в обоих направлениях получается при помощи двух электродвигателей прикрепленных к коробке подач. Для ручного перемещения служат два ручных колеса с кольцами со шкалой, прикрепленные к передней крышке корпуса суппорта.

Упрощенная принципиальная электрическая схема системы главного электропривода станка 1А675, разработанная Краматорским заводом тяжелого станкостроения, приведена на рисунке 1.1.

Для питания якорной цепи главного двигателя используется неуправляемый статический преобразователь, включенный по трехфазной мостовой схеме и присоединенный к сети переменного тока через понижающий автотрансформатор и реакторы, а для регулирования тока возбуждения - управляемый статический преобразователь.

2. УСЛОВИЯ РАБОТЫ УСТАНОВКИ: ДАТЧИКИ, РЕЖИМЫ РАБОТЫ, ТРЕБОВАНИЯ К ЗАЩИТЕ И СИГНАЛИЗАЦИИ, ВИДЫ УПРАВЛЕНИЯ УСТАНОВКОЙ

Пуск двигателя производится в функции времени контакторами ускорения 1У и 2У, шунтирующими пусковое сопротивление. Реверсирование двигателя выполняется при помощи контакторов 1В, 2В и 1Н, 2Н.

Пуск двигателя шпинделя возможен, как и в случае использования системы генератор - двигатель, если соблюдается выполнение следующих условий: а) цепь возбуждения замкнута (контакт реле РОП замкнут); б) выполнено переключение механических ступеней скорости (контакт 6Б замкнут); в) включен двигатель вентилятора главного привода (замкнут контакт ЛВ); г) обеспечена нормальная циркуляция масла для смазки передней бабки станка (контакт реле давления РДС замкнут); д) включен автомат вентилятора для охлаждения статического преобразователя (замкнут контакт реле давления РДВ); е) замкнуты контакты реле максимальной защиты 1РМ и 2РМ; ж) включение двигателя маслонасоса (замкнут ЛМ); з) замкнуты контакты 1ОВМ.

При нажатии, например, кнопки «Вп. быстрее» включается реле РПВ, которое своим замыкающим контактом включит контактор З и контакторы 1В, 2B. Дальнейшего нажатия кнопки «Вп. быстрее» не требуется, так как цепь катушки контакторов блокируется контактами З и 1В. Блок-контакт 2В включает промежуточное реле РВН, а размыкающий контакт 1В отключает реле времени 1РУ. Якорь двигателя через контакты 1В и 2В присоединяется к полупроводниковому преобразователю через пусковое сопротивление. С выдержкой времени срабатывает реле 1РУ, включается контактор 1У, шунтирующий первую ступень пускового сопротивления. Блок-контакт 1У, размыкаясь, выключает реле 2РУ, контакт которого по истечении выдержки времени замкнет цепь катушки контактора 2У и зашунтируется вторая ступень пускового реостата: двигатель будет работать на естественной характеристике. Разгон двигателя выше номинальной скорости осуществляется повторным нажатием кнопки «Вп. быстрее»; при этом включится контактор КВ и начнет действовать серводвигатель СД -- увеличивается сопротивление в цепи обмотки управления магнитного усилителя 4МУ, реализующей отрицательную обратную связь по скорости. В результате изменяется фаза сигнала тиристоров 1ВК, 2ВК, уменьшается ток возбуждения, и двигатель разгоняется до скорости, соответствующей установке траверсы регулятора PC. Ограничение тока якорной цепи осуществляется узлом токоограничения, в котором разность падения напряжения на обмотке дополнительных полюсов и задающего напряжения подается на обмотку управления 5МУ суммирующего магнитного усилителя, управляющего тиристорами 1ВК и 2ВК. Очевидно с увеличением тока якорной цепи двигателя сверх установленного значения угол открывания тиристоров уменьшается: возрастает ток возбуждения и затем снижается ток якоря. Для снижения скорости двигателя нажимается кнопка «Медленнее», и серводвигатель перемещает траверсу регулятора в сторону, при которой ток, проходящий через обмотку управления 4МУ магнитного усилителя, увеличится. Выходное напряжение его уменьшится и фаза управляющего импульса, подаваемого на тиристоры 1ВК, 2ВК, уменьшится и ток возбуждения двигателя возрастает -- скорость его снизится.

При резком увеличении тока возбуждения двигателя( тип двигателя 2ПН180МУХЛ4 Uн=440 В, Pн=5,6 кВт) и значительном моменте инерции привода может увеличиться э.д.с. до величины, недопустимой для вентилей. Для защиты вентилей используется реле 1РН, срабатывающее при напряжении около 520 В (номинальное напряжение двигателя 440 В). В этом случае включается 1T и происходит более интенсивное подтормаживание двигателя до скорости, установленной регулятором. Когда э. д. с. двигателя достигнет э.д.с., равной приблизительно 460 В, реле 1РН отключается и выключается 1Т, Если, однако, при подтормаживании и торможении двигателя э.д.с. превысит 570 В, то сработает вибрационное реле 2РН, в цепь обратной связи будет введено дополнительное сопротивление, в результате чего будет дан импульс на снижение тока возбуждения и э.д.с. двигателя снизится.

Остановка главного двигателя производится нажатием кнопки «Стоп»: отключается контактор З, затем 1В, 2В (или 1Н, 2Н) включается реле 1РУ, в результате чего выключаются контакторы 1У, 2У и через контакт включившегося реле РТ подключается контактор Т; таким образом, осуществляется динамическое торможение двигателя. Ограничение тока при торможении выполняется так же, как и при пуске двигателя, ограничение роста э.д.с выполняется с помощью вибрационного реле 2РН.

Наладочный режим работы главного привода осуществляется нажатием кнопки «Толч. вперед» (или «Толч. назад»). Через промежуточное реле 1РП (2РП) включается 1B, 2B (1Н, 2H) (контактор З выключен). Так как задающая обмотка управления 1МУ магнитного усилителя включается через дополнительное сопротивление, двигатель разгонится до номинальной скорости независимо от положения траверсы регулятора скорости PC.

Релейно-контактная схема питается от постоянного напряжения 220 В.

Для данной схемы применяется пусковой реостат типа РПОМ-200.

Учитывая то, что контактор У1 имеет 1 замыкающий и 2 размыкающих, У2 - 2 замыкающих и 2 размыкающих, З - 3 замыкающих и 1 размыкающий, КВ, КН, 2В, 2Н - 2 замыкающих и 1 размыкающий, 1В, 1Н - 2 замыкающих и 2 размыкающих, Т - 1 замыкающий и 1 размыкающий, 1Т - 1 замыкающий контакт, выбираем из справочника контакторы постоянного тока на 220В серии КПВ600, предназначенные для дистанционного включения и отключения электрических цепей с номинальным напряжением 220В в общепромышленных электроприводах с тяжелым режимом работы.

Контакторы У1, КВ, КН, 2В, 2Н: КПВ-613, где 1 - исполнение, 3 - число полюсов. Контакторы Т и 1Т: КПВ-612. Контакторы У2, З, 1В, 1Н: КПВ-614.

Контакторы могут комплектоваться различными вариантами замыкающих и размыкающих контактов в зависимости от необходимости.

Контактор может комплектоваться на следующие номинальные токи: 63А, 100А, 160А, 250А, 630А.

Реле постоянного напряжения силовой схемы выбираем серии РЭ. Реле максимальной защиты 1РМ и 2РМ серии РЭ-5400. Реле напряжения РТ, РЗ, 1РН и 2РН серии РЭ-5100. Реле рассчитаны на токи 100А.

Промежуточные реле времени контакторной схемы управления РВ (1 замыкающий контакт), 1РУ (1 размыкающий контакт), 2РУ (1 размыкающий контакт) выбираем серии РЭВ. РВ, 1РУ, 2РУ - РЭВ812 с 1 размыкающим и 1 замыкающим контактами, выдержкой времени 0,8 - 2,5 секунды.

Реле постоянного напряжения контактной схемы РПВ (3 замыкающих и 1 размыкающий), РБ (1 замыкающий и 1 размыкающий), 1Р (1 замыкающий), 2Р (1 замыкающий), РПН (3 замыкающих и 1 размыкающий), 3Рез (1 размыкающий) выбираем серии РПУ-2. Реле может комплектоваться различными вариантами замыкающих и размыкающих контактов (число замыкающих не превышает 6). Реле рассчитаны на токи 0,5А.

программа контроллер релейный

3. АНАЛИЗ ИСХОДНОЙ РКС И РАЗДЕЛЕНИЕ ЕЕ НА ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ УЗЛЫ

Релейно-контактная принципиальная электрическая схема управления содержит контакты и катушки электрических аппаратов, обмотки электрических машин, магнитных усилителей и т. п. На схеме можно выделить входные элементы А, В, С, D с контактами а, b, с, d, выходные исполнительные элементы Z, Y, X с контактами z, у, х и промежуточные элементы P1, P2, с контактами р1, p2. Через входные элементы в функциональную часть схемы управления подаются входные сигналы. Выходные сигналы поступают в исполнительные элементы непосредственно от выходных элементов или через промежуточные аппараты. Входные, промежуточные и выходные сигналы обозначаются так же, как контакты соответствующих элементов. Сигналы замыкающих контактов обозначаются в структурных формулах буквами, а размыкающие - буквами с инверсией. Работа по составлению структурных формул производится в два этапа.

Первый этап. В результате анализа релейно-контактной схемы и разделения ее на функциональные узлы производится подразделение всех действующих в схеме сигналов на входные, выходные и промежуточные. Каждому сигналу присваивается буквенное обозначение. При группировке сигналов каждому из них даются необходимые пояснения и для каждого указываются соответствующие буквенные обозначения, принятые в релейно-контактной схеме. Группировку и обозначение сигналов по релейно-контактной схеме рекомендуется производить в следующем порядке.

1.Выявить и обозначить все входные сигналы, к которым относятся сигналы от кнопок управления, дверных контактов, концевых и промежуточных выключателей, датчиков, контролирующих процесс, и т. п.

2. Произвести сокращение числа входных сигналов путем объединения ряда простых сигналов одним эквивалентным им сигналом. Так, например, при последовательном соединении нескольких контактов в блокировочной цепи их сигналы могут быть заменены одним эквивалентным сигналом, обозначающим конъюнкцию объединяемых сигналов, и т. п.

3. Выявить и сгруппировать все выходные сигналы, управляющие исполнительными элементами: контакторами, электромагнитами, соленоидами и т. п.

4. Выделить и сгруппировать все промежуточные сигналы, появляющиеся в результате срабатывания промежуточных элементов схемы. В большинстве случаев к промежуточным элементам относятся реле, размножающие сигналы, контакты которых включаются в цепи выходных элементов или других промежуточных элементов.

Промежуточные сигналы, в свою очередь, подразделить на сигналы без обратных связей и сигналы с обратными связями. Цепи сигналов без обратных связей содержат контакты только входных элементов. В цепях сигналов с обратными связями включены контакты элементов, управляемых этими сигналами, или других промежуточных или выходных элементов с обратными связями.

Второй этап. На втором этапе составления структурных формул производится запись алгебраических выражений, соответствующих цепям выходных и промежуточных переменных релейно-контактной схемы. Релейно-контактные схемы имеют в большинстве случаев последовательно-параллельную структуру функциональных узлов (схемы класса П). Алгебраические выражения для схем класса П записываются в нормальных формах (ДНФ и КНФ) или в скобочных формах. При наличии узлов с мостиковыми структурами соединения контактов, (схемы класса Н) для получения алгебраических выражений сигнала, идущего к определенному элементу, необходимо записывать структурные формулы для всех возможных цепей включения этого элемента. При этом в алгебраических выражениях могут появиться равносильные выражения, соответствующие так называемым «лишним цепям». При наличии в схеме функциональных узлов с мостиковыми соединениями контактов алгебраические - выражения также записываются в нормальных или скобочных формах.

По полученным структурным формулам может быть построена логическая схема из элементов И, ИЛИ, НЕ. Схемы этого типа не учитывают особенностей включения элементов конкретной унифицированной серии, однако, составление этих схем в процессе разработки проекта желательно для облегчения уяснения их работы.

После выбора серии бесконтактных логических элементов должны быть выполнены, преобразования, структурных формул с учетом выполняемых элементами логических функций и условий их включения.

По преобразованным структурным формулам производится построение принципиальной схемы из элементов выбранной серии. Структурные формулы предварительно группируются в соответствии с отдельными функциональными узлами релейно-контактной схемы. При проектировании бесконтактных управляющих логических устройств разделение схем на функциональные узлы является обязательным. Это необходимо для облегчения конструктивной разработки бесконтактных станций управления и их технического обслуживания в процессе эксплуатации.

Таким образом, рекомендуется следующий порядок составления алгебраических выражений:

составить алгебраические выражения для выходных сигналов;

составить алгебраические выражения для промежуточных сигналов без обратных связей;

составить алгебраические выражения для промежуточных сигналов с обратными связями;

в выражениях выходных сигналов и промежуточных сигналов с обратными связями заменить значения встречающихся промежуточных сигналов без обратных связей их выражениями через входные сигналы;

упростить полученные выражения, если это окажется возможным, на основе законов алгебры логики;

составить логическую схему управления из элементов, И, ИЛИ, НЕ, реализующих полученные выражения (не обязательно);

произвести преобразование структурных формул с учетом особенностей выбранной серии логических элементов;

произвести группировку преобразованных структурных формул по функциональным узлам схемы.

Входные сигналы схемы:

a1 - сигнал от реле максимальной токовой защиты 1РМ;

a2 - сигнал от реле максимальной токовой защиты 2РМ;

b - сигнал от реле торможения РТ;

c1 - сигнал о состоянии контакта ЛВ включения двигателя вентилятора главного привода;

c2 - сигнал о состоянии контакта ЛМ включения двигателя маслонасоса;

d1 - сигнал от реле давления РДС масла для смазки передней бабки станка;

d2 - сигнал от реле давления РДВ воздуха для охлаждения статического преобразователя;

e - сигнал о состоянии контакта реле РОП в цепи возбуждения;

f6 - сигнал о состоянии контакта 6Б переключения механических ступеней скорости;

g1-g7 - сигналы соответственно от кнопок «Пуск», «Стоп», «Вп.быстрее», «Нз.быстрее», «Толч.вперед», «Толч.назад» и «Медленнее»;

h - сигнал от реле напряжения 1РН;

ki - сигнал о состоянии контакта iВК.

Выходные сигналы схемы:

R - сигнал на включение контактора З;

S - сигнал на включение контактора КВ;

T - сигнал на включение контактора КН;

U - сигнал на включение контактора направления вперед 1В и 2В;

V - сигнал на включение контактора направления назад 1Н и 2Н;

W - сигнал на включение контактора ускорения 1У;

X - сигнал на включение контактора ускорения 2У;

Y - сигнал на включение контактора торможения Т;

Z - сигнал на включение контактора торможения 1Т.

Промежуточные сигналы схемы:

P1 - сигнал от реле ускорения 1РУ;

P2 - сигнал от реле ускорения 2РУ;

P3 - сигнал от реле времени 1РВ;

P4 - сигнал от промежуточного реле 1РП;

P5 - сигнал от промежуточного реле 2РП;

P6 - сигнал от промежуточного реле РПВ;

P7 - сигнал от промежуточного реле РПН;

P8 - сигнал от промежуточного реле РБ;

P9 - сигнал от промежуточного реле 1Р;

P10 - сигнал от промежуточного реле 2Р;

P11 - сигнал от промежуточного реле 3РП;

P12 - сигнал от промежуточного реле РВН;

P15 - сигнал от промежуточного реле 3Рез.

4. СИНТЕЗ СТРУКТУРНЫХ ФОРМУЛ

Сигналы, появляющиеся с выдержкой времени согласно релейно-контакторной схеме, записываются в алгебраические выражения с индексом t. Перед составлением структурных формул преобразуем исходную релейно-контактную схему для каждой из цепей прохождения сигналов, нанеся на них принятые обозначения входных, выходных и промежуточных сигналов.

Структурные формулы для выходных сигналов:

Структурные формулы для промежуточных сигналов:

5. СИНТЕЗ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ

Приведем функции в один базис. Используем в качестве базиса операцию Шеффера. Необходимо все конъюнкции в ДНФ заключить в скобки. Заменить все операции конъюнкции и дизъюнкции на символ операции Шеффера. Формулы группируются по их функциональному назначению, что служит для разделения на функциональные узлы.

Узел направления вращения:

Узел торможения:

Узел контакторов ускорения:

Узел вспомогательных контакторов:

Узел реле времени:

Узел промежуточных реле:



Приведенные выше формула (5.1-5.22) используем для построения промежуточной функциональной схемы. Данная схема представлена на рисунке 5.1.

6. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ

В качестве элементной базы выбираем серию К561. Это комплекты цифровых интегральных микросхем 2 и 3 степени интеграции для применения в аппаратуре автоматики и вычислительной техники с жесткими требованиями к быстродействию, потребляемой мощности, габаритам, помехоустойчивости. Используются в широком диапазоне напряжений питания. Для разрабатываемой схемы примем напряжение питания +10В.

В качестве выходного усилителя выберем оптопары серии ТО125-10, которые являются силовыми и применяются в схемах с достаточно большими токами и напряжениями.

В качестве кнопок используем серию КУ-120.

В качестве элементов временных задержек используем мультивибратор с наличием режима одновибратора КР1006ВИ1.

7. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ НА БЕСКОНТАКТНЫХ ЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТАХ

Для построения принципиальной схемы используем микросхемы К561ЛА7 (2И-НЕ), К561ЛА8 (4И-НЕ), К561ЛА9 (3И-НЕ), К561ЛН2 (НЕ), которые являются элементами логики, построенными на основе базиса Шеффера И-НЕ и имеют следующие параметры:

К561ЛА7		К561ЛА8
К561ЛА9		К561ЛН2

Одной из наиболее широко применяемых простых аналого-цифровых интегральных схем является интегральный таймер типа КР1006ВИ1 (зарубежные аналоги SE555, NE555). Функциональная схема этого таймера показана на рис. 7.1. В нее входят два компаратора. RS-триггер, резистивный делитель, выходные транзисторные каскады. Напряжение питания U таймера может изменяться в пределах 5--15 В. Резистивный делитель подает на нижний по схеме компаратор напряжение Uн=Uп/3, а на верхний -- напряжение Uв=2Uп/3. Таким образом, если на выводе 2 таймера напряжение станет меньше, чем Uн, то на триггер пойдет сигнал установки в единицу; если же напряжение на выводе 6 станет больше, чем Uв, то с верхнего компаратора на триггер придет сигнал установки в нуль. Триггер имеет и дополнительный вход установки в нуль--вывод 4.

Если на входы триггера поступают одновременно сигналы установки в различные состояния, то триггер срабатывает в соответствии со следующими приоритетами сигналов. Наивысший приоритет имеет сигнал, подаваемый на вывод 4. Поэтому этот сигнал является сигналом разрешения Е: если E=1, то работа таймера разрешена, если E=0, то триггер таймера находится в состоянии «нуль». Вторым по старшинству является непрерывный сигнал U2, подаваемый на вывод 2. Этот сигнал соответствует инверсному входу установки триггера в единицу: если E=1 и U2<Uн, то с выхода триггера будет сниматься сигнал «единица» (вне зависимости от напряжения на выводе 6). И, наконец, самый младший приоритет принадлежит непрерывному сигналу U6, подаваемому на вывод 6. Этот сигнал при U6>Uв, U2>Uн и E=1 обеспечивает установку триггера в нуль.

Выходной каскад триггера, построенный на транзисторах T1 и Т2, обеспечивает выходной ток до 100 мА, т. е. непосредственное управление электромагнитным реле.

Основная схема включения таймера показана на рисунке 7.1, и соответствует режиму одновибратора. Вход R таймера (вывод 6) присоединен к выходу интегрирующей RС-цепи, которая в свою очередь подключена к источнику питающего напряжения. К выходу этой RС-цепи присоединен также вывод 7 таймера -- коллектор транзистора ТЗ, Исходно на входе S (вывод 3) таймера поддерживается напряжение U2>Uн триггер находится в нуле, транзистор ТЗ открыт и на выходе RС-цепи поддерживается нулевое напряжение. Если теперь на вход S подать отрицательный импульс Uвx (так что в течение некоторого времени будет обеспечено U2<Uн), то триггер таймера перейдет в единичное состояние, транзистор ТЗ закроется и конденсатор С1 начнет заряжаться током, проходящим от источника Uп через резистор R4. Когда конденсатор зарядится до напряжения Uв, триггер возвратится в нулевое состояние и таким образом таймер окажется снова в исходном положении. Для одновибратора длительность положительного импульса, снимаемого с выхода таймера Q (вывод 3), равна R4C1 In 3= 1,1R4C1.

Запуск одновибратора может осуществляться как дискретным сигналом «нуль», непосредственно подаваемым на вход 5, так и перепадом 1/0, воздействующим на вход дифференцирующей цепи С2, R5, D1. Вход «разрешение таймерам (вывод 4) может использоваться для прерывания процесса формирования импульса. Если это не требуется, то на этот выход подается напряжение питания.

Рис. 7.1. Схема таймера КР1006ВИ1 и одновибратора на его основе.

Вывод 5 таймера рекомендуется соединять конденсатором емкостью порядка 0,01 мкФ с общим проводом. Это снижает влияние помех на длительность формируемых импульсов. В принципе на вход 5 может быть подано внешнее управляющее напряжение Uy от источника с малым выходным сопротивлением, например с выхода операционного усилителя. Таким образом, можно управлять длительностью формируемого импульса, которая в этом случае будет равна R4C1 ln[Un/(Uп-Uу)].

Входной ток верхнего компаратора составляет примерно 0.1 мкА, ток закрытого транзистора ТЗ--около 0,5 мкА. Этими токами определяется наибольшее допустимое сопротивление времязадающего резистора R4. Рекомендуется это сопротивление выбирать из диапазона 1кОм--10МОм. Наименьшая возможная длительность формируемого импульса ограничена быстродействием, таймера и равна приблизительно 10мкс. Наибольшая длительность практически ограничена только допустимыми габаритами времязадающего конденсатора С1.

Произведем расчет параметров резисторов и конденсаторов для временных задержек.

Для реле 1РВ: ,

.

Для реле 1РУ: ,

.

Аналогично с 1РУ выбираем параметры для 2РУ.

На основании параметров микросхем и того, что пусковой ток катушек втягивания контакторов Iпуск=10*0,14=1,4А и контакторы работают в цепи постоянного напряжения 220В выбираем оптопару усилителя ТО125-10 с параметрами:

· Повторяющееся напряжение в закрытом состоянии и повторяющееся импульсное в обратном направлении напряжение: 100-1400В;

· Максимальный допустимый ток в открытом состоянии: 10 А;

· Отпирающее напряжение управления 3,0 В;

· Отпирающий ток управления, не более 100 мА.

Кнопки серии КУ-120 на ток 4А.

На основании уравнений (5.1) - (5.22) составим принципиальную схему, которая представлена на рисунке 7.2. При этом выражения содержащие функцию mИ-НЕ, где m > 4, преобразуем к виду содержащему функции nИ-НЕ, где n 4.

8. ТАБЛИЦА ПЕРЕЧНЯ ЭЛЕМЕНТОВ РАЗРАБОТАННОЙ СХЕМЫ

Таблица 8.1.

Поз. обознач.	НАИМЕНОВАНИЕ	Кол.	Примечание
	Конденсаторы:
С2, С5, С8	К73-9-100В-0,01мкФ10%	3
С3, С6, С9	К73-17-63В-1мкФ10%	3
C1, C4, C7	К73-19-20В-0,33мкФ10%	3
	Микросхемы:
DD1, DD3, DD10, DD22, DD24 - DD30	К561ЛА8	11
DD2, DD4, DD5, DD7, DD9, DD11	К561ЛА9	6
DD6, DD15, DD17, DD23	К561ЛН2	4
DD7, DD34	К561ЛА7	2
DD12 - DD14	КР1006ВИ1	3
DD16, DD18 - DD21, DD31, DD32, DD35	К561ЛА9	8
DD33, DD36	К561ЛН2	2
М	Двигатель: 2ПН180МУХЛ4	1
	Контакторы:
У1, КВ, КН, 2В, 2Н	КПВ-613	5
Т, 1Т	КПВ-612	2
У2, З, 1В, 1Н	КПВ-614	4
	Реле:
1РМ, 2РМ	РЭ-5400	2
РТ, РЗ, 1РН, 2РН	РЭ-5100	4
РВ, 1РУ, 2РУ	РЭВ812	3	реле времени
РПВ, РБ, 1Р, 2Р, РПН, 3Рез	РПУ-2	6
РВН, 3РП, 1РП, 2РП	РПУ-2	4
SB1-SB7	Кнопки: КУ-120	7
	Резисторы
RP1	РПОМ-200	1	пусковой реостат
R1,R3,R5,	МЛТ-0,125-220кОм	3
R2	МЛТ-0,125-1МОм	1
R4,R6	МЛТ-0,125-1,3МОм	2
VD1-VD3	Диоды: КД522Б	3
VD5-VD14	Оптопары: ТО125-10	9
	Программируемый контроллер РС3/2	1

9. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЫ ДЛЯ ПК НА ЯЗЫКЕ РКС

В настоящее время в качестве управляющих систем используют программируемые логические контроллеры. Для управления приводом главного движения токарного станка выбираем программируемый контроллер РС3/2. Для написания программы на языке РКС необходимо предварительно определить входные и выходные переменные, а также накопители (промежуточные) и накопители с памятью (реле времени).

Таблица

Адрес	Поз. обознач.	Функциональное обозначение
ВЫХОДЫ
Y100	З	включение контактора З
Y101	КВ	включение контактора КВ
Y102	КН	включение контактора КН
Y103	1В	включение контактора направления вперед 1В
Y104	1Н	включение контактора направления назад 1Н
Y105	Т	включение контактора торможения Т
Y106	1Т	включение контактора торможения 1Т
Y107	1У	включение контактора ускорения 1У
Y108	2У	включение контактора ускорения 2У
ВХОДЫ
Х040	1РМ	реле максимальной защиты 1РМ
Х041	2РМ	реле максимальной защиты 2РМ
Х042	РТ	реле торможения РТ
Х043	ЛВ	состояние контакта ЛВ включения двигателя вентилятора главного привода
Х044	ЛМ	состояние контакта ЛМ включения двигателя маслонасоса
Х045	РДС	реле давления РДС масла для смазки передней бабки станка
Х046	РДВ	реле давления РДВ воздуха для охлаждения статического преобразователя
Х047	РОП	состояние контакта реле РОП в цепи возбуждения
Х048	6Б	состояние контакта 6Б переключения механических ступеней скорости
Х049	4Б	состояние контакта 4Б
Х04А	5Б	состояние контакта 5Б
Х04B	Пуск	кнопка «Пуск»
X04C	Стоп	кнопка «Стоп»
X04D	Вп.быстрее	кнопка «Вп.быстрее»
X04E	Нз.быстрее	кнопка «Нз.быстрее»
X04F	Толч.вперед	кнопка «Толч.вперед»
X050	Толч.назад	кнопка «Толч.назад»
X051	Медленнее	кнопка «Медленнее»
X052	1РН	реле напряжения 1РН
Х053	9ВК	состояние контакта 9ВК
Х054	10ВК	состояние контакта 10ВК
НАКОПИТЕЛИ
М060	1РП	промежуточного реле 1РП
М061	2РП	промежуточного реле 2РП
М062	РПВ	промежуточного реле РПВ
М063	РПН	промежуточного реле РПН
М064	РБ	промежуточного реле РБ
М065	1Р	промежуточного реле 1Р
М066	2Р	промежуточного реле 2Р
М067	3РП	промежуточного реле 3РП
М068	РВН	промежуточного реле РВН
М069	3Рез	промежуточного реле 3Рез
НАКОПИТЕЛИ С ПАМЯТЬЮ
Т010	1РУ	реле ускорения 1РУ
Т011	2РУ	реле ускорения 2РУ
Т012	1РВ	реле времени 1РВ

На основании исходной релейно-контакторной схемы составим программу на языке РКС, которая представлена на рисунке 9.1.

Заключение

В данной курсовой работе мы преобразовали исходную релейно-контактную схему управления приводом главного движения токарного станка модели 1А675 в схему на бесконтактных логических элементах. Разработанная схема имеет следующие преимущества по сравнению с исходной схемой: повышенная надежность, меньшие масса и габариты. Кроме преобразования схемы в данной работе также представлена программа для программируемого контроллера (РС3/2) на языке РКС.

Список использованных источников

1. Сандлер А.С. Электропривод и автоматизация металлорежущих станков. - М., Энергоатомиздат, 1972.

2. Цифровые интегральные микросхемы: Справочник / М.И. Богданович и др. - Мн., Полымя. 1996.

3. Проектирование бесконтактных логических устройств промышленной автоматики. Гинер А.В. и др. - М., Энергия. 1977.

4. Алиев. Электротехнический справочник. - М., Энергия. 2000.

5. Петренко Ю.Н. Системы программного управления технологическими комплексами. Учебн. пособие. Мн., «ПИОН», 2002. - 300с.

Размещено на Allbest.ru