Построение релейных схем на бесконтактных элементах

«Построение релейных схем на бесконтактных элементах»

Построение систем автоматизации с применением бесконтактных логических элементов можно вести путем перевода релейных схем на бесконтактные и путем непосредственной разработки бесконтактных схем на основании заданных условий технологического процесса.

Первый путь предлагает наличие релейно-контактного варианта схемы, проверенного и пригодного для практического изучения. Если такого варианта нет, то вначале составляют релейно-контактную схему, а затем переводят ее на бесконтактные элементы. Этот путь целесообразен при построении несложных схем, особенно когда уже есть навыки создания таких схем. При имеющейся релейно-контактной схеме составляют структурные формулы, причем в этой работе можно выделить два этапа.

На первом этапе выявляют входные элементы с контактами А, В, С, D, …., исполнительные и промежуточные элементы Z, Y,X,….., P с контактными Z, Y,X,….., P. Через входные элементы в функциональную часть схемы управления подают входные сигналы. Выходные сигналы поступают в исполнительные элементы непосредственно от входных элементов или через промежуточные. Входные промежуточные и выходные сигналы обозначают также, как и контакты соответствующих элементов.

К входным относят, сигналы о состоянии концевых и промежуточных выключателей, кнопок управления, датчиков, контролирующих процесс, и тп. Если есть возможность, число входных сигналов сокращают, объединяя ряд простых сигналов в один эквивалентный или сложный сигнал. Так, при последовательном соединении нескольких контактов в блокировочной цепи их сигналы можно заменить одним, значение, которого равно конъюнкции элементарных сигналов. К выходным причисляют сигналы, управляющие работой исполнительных элементов контакторов, электромагнитов и тп. При возможности выполняют группировку выходных и промежуточных сигналов.

На втором этапе ведут запись алгебраических выражений, соответствующих цепям выходных и промежуточных переменных релейно-контактной схемы. Порядок составления алгебраических выражений заключается в следующем. Составляют структурные формулы для выходных сигналов и отдельно для промежуточных сигналов без обратных связей и с обратными связями. Полученные управления, если это возможно, преобразуют, используя алгебраические равносильности. Группируют преобразованные структурные формулы по функциональным узлам. Составляют бесконтактную схему с учетом особенностей выбранного типа логических элементов.

Второй путь, который предусматривает составление структурной формулы на основе заданных условий технологического процесса, в принципе более правилен, так как позволяет находить самые целесообразные схемы решения с простейшими узлами и с наименьшим числом аппаратуры. Следует отметить, что логический элемент не является эквивалентом реле. У реле один вход (обмотка) и может быть несколько не связанных выходов цепей, замыкаемых контактами, в то время как у логического элемента зачастую несколько входов и несколько выходов. При изображении бесконтактных схем в отличие от контактных, показывают только логические схемы между отдельными элементами и опускают цепи их питания и другие соединения, не имеющие принципиального значения.

Применение указанных способов для построения бесконтактных схем можно рассматривать на конкретных примерах.

«Исполнительные механизмы и регулировочные схемы»

Вопрос: Определение основных свойств объекта.

Кривая разгона, характеризующая динамические свойства объекта, после соответствующей обработки и анализа позволяет определить время запаздывания объекта, коэффициент самовыравнивания, измерения управляемой величины, скорость этого измерения, постоянную времени объекта и время регулирования. Время передаточного запаздывания ф0 на кривой разгона представляется отрезком й между моментами начала изменения внешнего воздействия F и начала изменения управляемой величины. Время прохождения запаздывания ф0 находят так: проводят линию ab, находят точку О максимальной скорости изменения и проводят к ней касательную до пересечения с линией ab, отрезок L2 и характеризует переходное запаздывание.

Время полного запаздывания: ф = ф0 + фn значение коэффициента самовыравнивания определяют как отношение воздействия Fk вызванному им максимальному отклонению Ymax управляемой величины: P = F/Ymax. Зная значения коэффициента p самовыравнивание находит коэффициент усиления объекта R0, который показывает, на сколько измениться управляемая величина от изменения положения управляющего органа: R0=1/p. Чтобы определить постоянную времени T0 объекта, проводят горизонтальную uq через новое установившееся значение управляемой величины, затем касательную до пересечения ее с линией uq в точке Ж, потом через точку Г вертикаль до точки М; отрезок МЖ в масштабе и соответствует постоянной времени объекта Т0, которая позволяет судит об общей продолжительности процесса самовыравнивания и характере изменения управляемой величины во времени. Так, для одноемкостного объекта по истечении времени с момента, когда заканчивается переходное запаздывание, или с момента возникновения возмущения управляемая величина достигнет точки О и будет составлять 0,632 установившегося значения Ymax. Через время 2Т0-у=0,865 Ymax, через 3Т0-у=0,956 Ymax, через 4Т0-у=0,99 Ymax, то есть через 4,6Т0 процесс самовыравнивания закончиться. Скорость разгона Е, или максимальная скорость изменения управляемой величины в процессе самовыравнивания определят для одноемкостного объекта, проводят через точку L вертикаль до пересечения с касательной в точке Л и линию, параллельную ab через точку Л; отрезок В и дает в масштабе скорость разгона.

«Исполнительные механизмы»

План

1. Общие сведения

2. Электромагнитные элементы

1. Исполнительными механизмами называются устройства, воздействующие непосредственно или через управляющий орган на объект управления. Различают исполнительные механизмы: электромеханические, гидравлические, пневматические. Электрические исполнители делятся на электромагнитные и электродвигательные. Основные показатели хар-ке регулировочные свойства исполнительных механизмов.

1. усиление по мощности

2. усиление на выходе механизма

3. линейное или угловое перемещение

4. частота вращения, так как исполнительные механизмы измеряют положение управляющего органа в соответствие с поступающим сигналом от датчика, то к ним предъявляются следующие требования: 1 мощность на выходе исполнительного механизма должна быть достаточной для перемещения управляющего органа с заданной скоростью при всех режимах работы 2 перемещение исполнительного механизма на выходе должно быть согласно с соответствующим перемещением управляющего органа 3 выходная величина исполнительного механизма должна быть пропорциональна входному сигналу.

2.Для управления различного рода регулирующими и запорными клапанами, вентилями, золотниками, пользуются электромагнитными исполнителями, механического дискретного действия. По виду движения они подразделяются на прямоходовые электромагниты с прямолинейным движением; электромагнитные муфты с вращательными движениями.

1. Электромагнитный привод. Он имеет два электромагнита, один тяговый который служит для открывания рабочего органа, другой является приводом механической защелки, удерживающий рабочий орган в открытом состоянии и обеспечивающий его закрывания

2. Электромагнитные муфты служат связующим звеном между приводом и рабочим механизмом. Они подразделяются на муфты сухого трения, муфты вязкого трения, и индукционные муфты,

Муфта сухого трения

Состоит из двух полумуфт 5 и 6, насаженных на валы 3 и 9, обмотка 1 питается через кольца 2 и щетки 4. Полумуфта 6 перемещается вдоль вала 9 и отжимается от полумуфты 5 пружиной 7. Силы трения между полумуфтами позволяют передать крутящейся момент с ведущего вала на ведомый.

Муфта вязкого трения

Обычно они ферропорошковые. Ферропорошок образует сцепляющий слой между ведомым 2 и ведущим 4 элементами муфты с увеличением магнитного потока в обмотке намагничивания 3 нарастает.

Индукционная муфта

Состоит из двух основных частей ведущего (вала) массивного якоря 3 жесткосвязанных с валом 2 приводного двигателя 1 и ведомого индуктора 5 жесткосоединенного с валом 6 и рабочего механизма 9. Обмотка возбуждения 4 расположенная между зубьями частями индуктора 5 питается током, возникающим через кольцо 7 и щетки 8 при работе ток протекает в индикатор и создает магнитный поток, который наводит в якоре э.д.с.

Э.д.с. вызывает появление вихревого потока в якоре, который создает электромагнитный момент, увлекающий ведомую часть муфты в туже сторону, что и ведущего через вращение ведомого вала зависит от сопротивления вала.