Intuityvus valdymo schemų kūrimo metodas

Intuityvus metodas – valdymo schemų kūrimo metodas, pagrįstas įvairiose projektavimo organizacijose įgyta patirtimi automatizuojant įvairius mechanizmus. Jis pagrįstas dizainerio inžinerine intuicija.

Puikiai įvaldyti šį metodą gali tik tas, kuris perėmė visą ankstesnę patirtį ir turi tam tikrų gebėjimų sudaryti schemas, galintis abstrakčiai mąstyti ir logiškai mąstyti. Nepaisant sudėtingumo, dauguma elektros dizainerių plačiai naudoja intuityvų metodą.

Pavyzdžiui, apsvarstykite supaprastintą stūmimo svirties kinematinę diagramą (1 pav.). Kai ratas 5 sukasi pagal laikrodžio rodyklę, svirtis 4 sukasi svirtį 1 apie ašį O, taip priversdama batą 3 su svirtimi 2 pasisukti. Toliau sukant ratą 5, svirties 1 judėjimo kryptis pasikeičia ir batas grįžta į pradinę padėtį, po to variklis turi sustoti.

Ryžiai. 1. Svirties stūmiklio valdymo schema

Nagrinėjamas mechanizmas yra tipiškas stūmimo įtaiso atstovas.Pirmajame cikle mechanizmas įjungtas ir veikia. Antroje priemonėje tai neveikia. Ciklas, kurio metu mechanizmas neveikia, vadinamas nuliu. Nors batas visiškai juda atgal (pirmyn ir atgal), varymui gali būti naudojamas nereversinis elektros variklis.

Svirties-stūmoklinio elektros variklio valdymo grandinė susideda iš dviejų dalių (1 pav. jos atskirtos punktyrine linija): maitinimo grandinės ir valdymo grandinės.

Apsvarstykite maitinimo grandinės elementų paskirtį. Trifazė srovė tiekiama į QS jungiklį, kuris remonto ar magnetinio starterio sugadinimo atveju nutraukia elektros variklio maitinimą. Tada srovė teka per grandinės pertraukiklį, kurio QF atleidimas parodytas diagramoje. Jis skirtas apsaugoti ir atjungti pavaros maitinimą trumpojo jungimo srovių atveju. Pagrindiniai magnetinio starterio KM kontaktai įjungia arba išjungia elektros variklio M apviją.

Šiluminės relės KK1 ir KK2, kurių šildymo elementai parodyti maitinimo grandinėse, yra skirtos apsaugoti elektros variklį nuo ilgalaikių perkrovų:

Valdymo schema veikia taip. Paspaudus paleidimo mygtuką SB1, įjungiama magnetinio starterio KM ritė, todėl KM maitinimo grandinės kontaktai užsidaro ir elektros srovė patenka į variklio apviją. Variklio rotorius pasukamas ir būgnas pradeda judėti į priekį. Tuo pačiu metu jis nutolsta nuo ribinio jungiklio SQ svirties ir jo kontaktai yra uždaryti.

Atleidus paleidimo mygtuką SB1 ir atsidarius jo kontaktus, magnetinio starterio KM ritė gaus maitinimą per eigos jungiklio SQ kontaktus.Pajudėjus pirmyn, o paskui atgal, stūmoklis paspaus ribinio jungiklio SQ svirtį, atsidarys jo kontaktai ir išsijungs KM ritė. Dėl to atsidarys KM kontaktai maitinimo grandinėje ir sustos elektros variklis.

Nagrinėjamoje grandinėje yra maitinimo ir valdymo grandinės. Ateityje bus svarstomos tik kontrolės schemos.

Pagal funkciją, t.y. pagal paskirtį visus grandinės veikime dalyvaujančius elementus galima suskirstyti į tris grupes: valdymo kontaktus, tarpinius elementus ir vykdomuosius elementus.

Valdymo kontaktai yra elementai, su kuriais išduodamos komandos (valdymo mygtukai, jungikliai, ribiniai jungikliai, pirminiai keitikliai, relės kontaktai ir kt.).

Jau pats tarpinių elementų pavadinimas rodo, kad jie užima tarpinę padėtį tarp valdymo ir vykdomųjų elementų. Relių kontaktinėse grandinėse jie apima laiko reles ir tarpines reles, o nekontaktinėse grandinėse - logikos vartai.

Vykdomieji elementai yra vykdomieji mechanizmai. Tačiau kuriant valdymo grandines naudojami ne patys pavaros mechanizmai (elektriniai varikliai ar šildymo elementai), o juos apimantys įrenginiai, t.y. magnetiniai starteriai, kontaktoriai ir kt.

Visi valdymo kontaktai pagal savo funkcinį principą skirstomi į penkis tipus: kontakto paleidimas trumpuoju veiksmu (PC), kontakto paleidimas nuo ilgo veikimo (PD), kontakto stabdymo trumpuoju veiksmu (OK), kontakto sustabdymo ilgo veikimo metu (OD). ), start-stop kontaktas (programinė įranga). Šie kontaktai vadinami pagrindiniais.

Visų tipinių kontaktų veikimo ciklogramos valdant ciklinius mechanizmus parodytos fig. 2.

Ryžiai. 2.Valdymo kontaktų ciklograma

Kiekvienas iš penkių kontaktų pradeda veikti (užsidaro) ir baigiasi (atsidaro) tam tikru momentu. Taigi paleidimo kontaktai pradeda veikti kartu su darbinio takto pradžia, o YAK kontaktas nustoja veikti darbinio takto metu, OD — pauzės metu, tai yra, skiriasi vienas nuo kito tik išjungimo momentais ( atidarymas).

Stabdomieji kontaktai, kurie, skirtingai nei paleidimo kontaktai, nustoja veikti tuo pačiu metu, kai baigiasi darbinis taktas, skiriasi įtraukimo (uždarymo) momentais. Stabdymo kontaktas OK pradeda veikti darbo eigos metu, o kontaktas OD - pauzės metu. Tik programinės įrangos kontaktas pradeda savo darbą kartu su darbo kurso pradžia ir baigiasi jo pabaiga.

Nagrinėjamų penkių pagrindinių kontaktų pagalba galima gauti keturias vykdomųjų ir tarpinių elementų valdymo schemas, kurios vadinamos tipinėmis schemomis (3 pav.).

Ryžiai. 3. Tipinės vykdomųjų ir tarpinių grandinių valdymo schemos

Pirmoji tipinė grandinė (3 pav., a) turi tik vieną programinės įrangos valdymo kontaktą. Jei jis uždarytas, tai elektros srovė teka per pavarą X, o jei ji atidaryta, srovė neteka. PO kontaktas turi savo reikšmę ir visi kiti kontaktai turi būti naudojami poromis (start ir stop).

Antroji tipinė grandinė turi du nuolatinio veikimo valdymo kontaktus: PD ir OD (3 pav., b).

Trečią tipinę grandinę sudaro kompiuterio paleidimo kontaktas ir stabdymo kontaktas OD, be valdymo kontaktų, šioje grandinėje turėtų būti blokavimo kontaktas x, per kurį pavara X ir toliau gaus maitinimą po to, kai paleidžiamas kontaktas. atidaromas kompiuteris (3 pav., c).

Ketvirtoji tipinė schema paremta dviem trumpalaikiais kontaktais: paleisti kompiuterį ir sustabdyti OK, sujungtą lygiagrečiai (3 pav., d).

Pateiktos keturios tipinės schemos leidžia (tarsi iš kubų) sudaryti sudėtingas lygiagrečios serijos schemas kontaktams valdyti. Taigi, pavyzdžiui, nagrinėjama svirties valdymo schema (žr. 1 pav.) yra pagrįsta ketvirtąja tipine schema. Jis naudoja mygtukus SB1 kaip trumpalaikį paleidimo kontaktą ir SQ ribinį jungiklį kaip trumpalaikį sustabdymo kontaktą.

Sudarant valdymo schemą intuityviu metodu, būtina teisingai nustatyti valdymo kontakto tipą, tai yra jo veikimo trukmę.

Apsvarstykite pavyzdį, kaip sukurti valdymo schemą naudojant intuityvų metodą naudojant tipines schemas.

Tegul reikia sukurti pusiau automatinį induktoriaus valdymo įrenginį ir įrenginio purškimo įrenginį, skirtą gaminiui šildyti aukšto dažnio srovėmis, o po to vėsinti vandens srove. Gaminio kaitinimo laikas induktoryje yra 12 s, o aušinimo laikas – 8 h. Gaminys į induktorių montuojamas rankiniu būdu.

Pirmiausia išanalizuosime pusiau automatinio įrenginio veikimą ir nustatysime visus vykdomuosius ir tarpinius elementus. Darbuotojas rankiniu būdu įdeda gaminį į induktorių ir paspaudžia paleidimo mygtuką.Šiuo metu induktorius įsijungia ir prasideda gaminio šildymas. Tuo pačiu metu laiko relė taip pat turėtų įsijungti, atsižvelgiant į šildymo laiką (12 s).

Ši laiko relė (tiksliau, jos kontaktai) išjungia induktorių ir įjungia purkštuvą, kuris tiekia vandenį aušinimui. Tuo pačiu metu reikia įjungti antrąją relę, kad būtų skaičiuojamas aušinimo laikas, tai yra, kad būtų išjungtas purkštuvas. Tokiu būdu reikia valdyti keturis elementus: induktorių, purškimo įrenginį ir dvi laiko reles.

Induktorius įjungiamas ir išjungiamas per kontaktorių, todėl pastarąjį būtina valdyti. Purkštuvas valdomas solenoidiniu vožtuvu.

Pažymime atitinkamai kontaktoriaus KM1 ritę (ritę), solenoidinio vožtuvo KM2 ritę ir laiko relės KT1 ir K.T2 rites. Taigi, turime dvi pavaras: KM1 ir KM2 bei du tarpinius elementus: KT1 ir KT2.

Iš atliktos analizės matyti, kad pirmiausia turėtų prasidėti šildymas, tai yra, ritė KM1 bus sužadinta. SB paleidimo mygtukas (trumpas veiksmas) naudojamas kaip paleidimo kontaktas. Taigi taikoma arba trečia, arba ketvirta tipinė schema.

Tegul induktorių atjungia nuo laiko relės KT1.1 kontaktų, kurie šiuo atveju yra ilgo veikimo kontaktai. Todėl pasirenkame trečią tipinę schemą. Vienu metu su magnetinio starterio KM1 apvija reikia įjungti laiko relę KT1, ką labai lengva padaryti sujungus jas lygiagrečiai.

Apsvarstykite gautos grandinės veikimą (4 pav., a).

Ryžiai. 4.Valdymo grandinės: a — induktorius ir šildymo laiko relė, b — purkštuvų įtaisas ir relės aušinimo laikas, c — visas įrengimas

Paspaudus paleidimo mygtuką SB, įjungiama kontaktoriaus KM1 ritė, tai yra, prasideda gaminio šildymas. Tuo pačiu metu įjungiama laiko relės KT1 ritė ir pradedama skaičiuoti šildymo laiką. Blokuojančio kontakto KM1.1 pagalba ritės KM1 įtampa bus palaikoma net ir atleidus paleidimo mygtuką SB, t.y. atidarius jo kontaktus.

Pasibaigus šildymo laikui, veiks laiko relė KT1, atsidarys jos kontaktas KT1.1. Dėl to KM1 gyvatukas išsijungs (gaminio šildymas baigsis). Dabar purkštuvas turi būti įjungtas. Jį gali įjungti laiko relė KT1, uždarius kontaktą. Įjungus purkštuvą, laiko relė KT1 išsijungia. Todėl uždarymo kontaktas KT1.1 bus trumpalaikis kontaktas. Todėl vėl naudosime trečią tipinę schemą.

Kartu su purkštuvu reikia įjungti laiko relę KT2, kuri skaičiuoja aušinimo laiką. Tam panaudosime taikomą techniką ir lygiagrečiai su rite KM2 sujungsime laiko relės KT2 ritę. Taip gauname antrą valdymo schemą (4 pav., b). Sujungus dvi grandines (4 pav., a ir b), gauname bendrą valdymo schemą (4 pav., c).

Dabar panagrinėkime visos grandinės veikimą (4 pav., c). Paspaudus SB paleidimo mygtuką, įjungiama kontaktoriaus KM1 ritės ir laiko relė KT1 ir gaminys pradeda kaisti.Po 12 s veiks laiko relė KT1 ir jos kontaktai 1 grandinėje atsidarys, o 2 grandinėje užsidarys. Produktas pradės atvėsti. Vienu metu su solenoidinio vožtuvo ritė KM2 bus įjungta laiko relė K, skaičiuojant aušinimo laiką, T2. Atsidarius kontaktui KT2.1 (3 grandinė) išsijungia vožtuvas KM2 ir laiko relė KT2, o grandinė grįžta į pradinę padėtį .

Gauta induktoriaus ir purkštuvų valdymo schema buvo sukurta naudojant intuityvų metodą. Tačiau nėra įrodymų, kad ši schema bus teisinga ir optimali. Grandinės veikimo klausimas gali būti išspręstas tik po jos pagaminimo ir kruopštaus eksperimentinio patikrinimo. Būtent tai yra didžiausias intuityvaus metodo trūkumas. Pastebėto trūkumo analizės metode nėra. Analitinis valdymo schemų kūrimo metodas bus aptartas kitame straipsnyje.