En intuitiv metode for å designe kontrollskjemaer
Intuitiv metode - en metode for å utvikle kontrollordninger basert på erfaringen fra ulike designorganisasjoner innen automatisering av ulike mekanismer. Den er basert på designerens ingeniørintuisjon.
Bare en som har absorbert all tidligere erfaring og har visse evner når det gjelder å utarbeide skjemaer, som kan tenke abstrakt og resonnere logisk, kan perfekt mestre denne metoden. Til tross for kompleksiteten, bruker de fleste elektriske designere den intuitive metoden mye.
Tenk for eksempel på et forenklet kinematisk diagram av en skyvearm (fig. 1). Når hjulet 5 roterer med klokken, roterer spaken 4 spaken 1 om aksen O, og tvinger derved skoen 3 med spaken 2 til å forskyve seg. Ved ytterligere rotasjon av hjulet 5 endres bevegelsesretningen til spaken 1 og skoen går tilbake til sin opprinnelige posisjon, hvoretter motoren må stoppe.
Ris. 1. Skjematisk diagram av spakskyverkontrollen
Den betraktede mekanismen er en typisk representant for en skyveanordning.I den første syklusen er mekanismen på og går. I det andre tiltaket fungerer det ikke. Syklusen der mekanismen ikke fungerer kalles null. Selv om skoen er fullt frem- og tilbakegående (forover og bakover), kan en ikke-reversibel elektrisk motor brukes til fremdrift.
Styrekretsen til spakstempelelektromotoren består av to deler (i fig. 1 er de atskilt med en stiplet linje): kraftkretsen og kontrollkretsen.
Vurder formålet med elementene i strømkretsen. Trefasestrøm tilføres QS-bryteren, som bryter strømtilførselen til elmotoren ved reparasjon eller skade på magnetstarteren. Deretter flyter strømmen gjennom effektbryteren hvis QF-utløser er vist i diagrammet. Den er designet for å beskytte og koble fra strømforsyningen til frekvensomformeren i tilfelle kortslutningsstrømmer. Hovedkontaktene til den magnetiske starteren KM slår på eller av viklingen til den elektriske motoren M.
Termiske reléer KK1 og KK2, hvis varmeelementer er vist i strømkretsene, er designet for å beskytte den elektriske motoren mot langvarig overbelastning:
Kontrollordningen fungerer som følger. Når du trykker på startknappen SB1, aktiveres spolen til den magnetiske starteren KM, og derfor er kontaktene til forsyningskretsen til KM lukket og elektrisk strøm kommer inn i motorviklingen. Motorrotoren roteres og trommelen begynner å bevege seg fremover. Samtidig beveger den seg bort fra spaken til grensebryteren SQ og kontaktene er lukket.
Når startknappen SB1 slippes og kontaktene åpnes, vil KM-spolen til magnetstarteren motta strøm gjennom kontaktene til endebryteren SQ.Etter å ha beveget seg fremover, og deretter bakover, vil stempelet trykke på spaken til grensebryteren SQ, kontaktene åpnes og spolen til KM slås av. Dette vil føre til at KM-kontaktene i strømkretsen åpner og stopper den elektriske motoren.
Den betraktede kretsen inneholder strøm- og kontrollkretser. I fremtiden vil kun kontrollordninger bli vurdert.
Etter funksjon, dvs. etter formål kan alle elementer som er involvert i driften av kretsen deles inn i tre grupper: kontrollkontakter, mellomelementer og utøvende elementer.
Kontrollkontakter er elementene som kommandoer utstedes med (kontrollknapper, brytere, grensebrytere, primære omformere, relékontakter, etc.).
Selve navnet på de mellomliggende elementene indikerer at de inntar en mellomposisjon mellom kontroll- og utøvende elementer. I relékontaktkretser inkluderer de tidsreleer og mellomreleer, og i kontaktfrie kretser - logiske porter.
Utøvende elementer er utøvende mekanismer. Men når man utvikler styrekretser, brukes ikke selve drivmekanismene (elektriske motorer eller varmeelementer), men enhetene som inkluderer dem, dvs. magnetiske startere, kontaktorer, etc.
Alle kontrollkontakter, i henhold til deres funksjonsprinsipp, er delt inn i fem typer: start kontakt med kort handling (PC), start kontakt med lang handling (PD), stopp kontakt med kort handling (OK), stopp kontakt med lang handling (OD) ), start-stopp-kontakt (programvare). Disse kontaktene kalles de viktigste.
Syklogrammer for driften av alle typiske kontakter i kontrollen av sykliske mekanismer er vist i fig. 2.
Ris. 2.Syklogram over kontrollkontakter
Hver av de fem kontaktene begynner å fungere (lukkes) og slutter (åpnes) på bestemte tidspunkter. Så startkontaktene starter arbeidet sammen med begynnelsen av arbeidsslaget, men YAK-kontakten slutter å fungere under arbeidsslaget, OD - under pausen, det vil si at de skiller seg fra hverandre bare i øyeblikkene for avslåing ( åpning).
Stoppekontakter, som, i motsetning til startkontakter, slutter å virke samtidig som slutten av arbeidsslaget, er forskjellige i øyeblikkene for inkludering (lukking). Stoppkontakten OK starter sin drift under arbeidsslaget, og kontakten OD - under pausen. Bare kontakten til programvaren starter arbeidet sammen med begynnelsen av arbeidskurset og slutter med slutten.
Ved hjelp av de betraktede fem hovedkontaktene er det mulig å oppnå fire ordninger for å kontrollere utøvende og mellomliggende elementer, som kalles typiske ordninger (fig. 3).
Ris. 3. Typiske kontrollskjemaer for utøvende og mellomliggende kretser
Den første typiske kretsen (fig. 3, a) har bare én programvarekontrollkontakt. Hvis den er lukket, flyter elektrisk strøm gjennom aktuator X, og hvis den er åpen, flyter ingen strøm. PO-kontakten har sin egen betydning og alle andre kontakter må brukes i par (start og stopp).
Den andre typiske kretsen har to kontrollkontakter med kontinuerlig handling: PD og OD (fig. 3, b).
Den tredje typiske kretsen består av startkontakten til datamaskinen og stoppkontakten OD, i tillegg til kontrollkontaktene, bør denne kretsen inkludere en blokkeringskontakt x, gjennom hvilken aktuatoren X vil fortsette å motta strøm etter startkontakten til datamaskinen er åpnet (fig. 3, c).
Den fjerde typiske ordningen er basert på to kortsiktige kontakter: start en datamaskin og stopp OK, koblet parallelt (fig. 3, d).
De gitte fire typiske skjemaene tillater (som fra kuber) å komponere komplekse parallell-serielle skjemaer for å kontrollere kontakter. Så for eksempel er spakkontrollskjemaet som vurderes (se fig. 1) basert på det fjerde typiske skjemaet. Den bruker trykknapper SB1 som korttidsstartkontakt og SQ endebryter som korttidsstoppkontakt.
Når du utarbeider et kontrollskjema ved hjelp av en intuitiv metode, er det nødvendig å riktig bestemme typen kontrollkontakt, det vil si varigheten av dens handling.
Tenk på et eksempel på utvikling av et kontrollskjema ved hjelp av en intuitiv metode ved bruk av typiske skjemaer.
La det være nødvendig å utvikle en halvautomatisk enhet for å kontrollere en induktor og en enhet for sprøyting av en installasjon designet for oppvarming av et produkt med høyfrekvente strømmer og deretter avkjøling med vannstråler. Produktoppvarmingstiden i induktoren er 12 s og kjøletiden er 8 t. Produktet er manuelt installert i induktoren.
Først vil vi analysere driften av den halvautomatiske enheten og bestemme alle utøvende og mellomliggende elementer. Arbeideren installerer produktet manuelt i induktoren og trykker på startknappen.På dette tidspunktet slås induktoren på og oppvarmingen av produktet begynner. Samtidig skal også tidsreléet slås på, tatt i betraktning oppvarmingstiden (12 s).
Dette tidsreléet (mer presist, kontaktene) slår av induktoren og slår på sprinkleren, som leverer vann til kjøling. Samtidig må et andre relé slås på for å telle ned kjøletiden, det vil si for å slå av sprøyten. På denne måten er det nødvendig å kontrollere fire elementer: en induktor, en sprayenhet og to tidsreléer.
Induktoren slås av og på via en kontaktor, derfor er det nødvendig å kontrollere sistnevnte. Sprøyten styres av en magnetventil.
La oss betegne spolen (spolen) til kontaktoren KM1, spolen til magnetventilen KM2 og spolene til henholdsvis tidsreléet KT1 og K.T2. Dermed har vi to aktuatorer: KM1 og KM2 og to mellomelementer: KT1 og KT2.
Fra analysen som er utført, følger det at oppvarmingen skal starte først, det vil si at spolen KM1 vil bli begeistret. SB-utløserknappen (korthandling) brukes som startkontakt. Dermed er enten den tredje eller fjerde typiske ordningen gjeldende.
La induktoren kobles fra kontaktene til tidsreléet KT1.1, som i dette tilfellet er langtidsvirkende kontakter. Derfor velger vi den tredje typiske ordningen. Samtidig med viklingen av den magnetiske starteren KM1, er det nødvendig å slå på tidsreléet KT1, noe som er veldig enkelt å gjøre ved å koble dem parallelt.
Vurder driften av den resulterende kretsen (fig. 4, a).
Ris. 4.Styrekretser: a — induktor og relé for oppvarmingstid, b — sprinkleranordning og relékjøletid, c — installasjon som helhet
Når du trykker på startknappen SB, aktiveres spolen til kontaktoren KM1, det vil si at oppvarmingen av produktet begynner. Samtidig aktiveres spolen til tidsreléet KT1 og begynner å telle ned oppvarmingstiden. Ved hjelp av sperrekontakten KM1.1 vil spenningen til spolen KM1 opprettholdes også etter at utløserknappen SB slippes, dvs. etter å ha åpnet kontaktene.
Etter at oppvarmingstiden er utløpt, vil tidsreléet KT1 fungere, kontakten KT1.1 åpnes. Dette vil føre til at KM1-spolen slås av (oppvarming av produktet avsluttes). Sprøyten skal nå være slått på. Den kan slås på av tidsreléet KT1 ved å lukke kontakten. Når sprøyten slås på, slås tidsreléet KT1 av. Derfor vil sluttkontakten KT1.1 være en korttidskontakt. Derfor vil vi igjen bruke den tredje typiske ordningen.
Samtidig med sprøyten er det nødvendig å slå på tidsreléet KT2, som teller ned kjøletiden. Til dette formålet vil vi bruke den anvendte teknikken og koble spolen til tidsreléet KT2 parallelt med spolen KM2. Dermed får vi det andre kontrollskjemaet (fig. 4, b). Ved å kombinere de to kretsene (fig. 4, a og b), får vi et generelt kontrollskjema (fig. 4, c).
La oss nå vurdere driften av kretsen som helhet (fig. 4, c). Når du trykker på SB-startknappen, aktiveres spolene til kontaktoren KM1 og tidsreléet KT1 og produktet begynner å varmes opp.Etter 12 s vil tidsreléet KT1 fungere og kontaktene i krets 1 åpnes og i krets 2 lukkes. Produktet begynner å avkjøles. Samtidig med spolen KM2 til magnetventilen vil tidsreléet K aktiveres T2, og telle ned kjøletiden. Når kontakten KT2.1 (krets 3) åpner, slås ventilen KM2 og tidsreléet KT2 av, og kretsen går tilbake til sin opprinnelige posisjon.
Det resulterende induktor- og sprinklerkontrollskjemaet ble utviklet ved hjelp av en intuitiv metode. Det er imidlertid ingen holdepunkter for at denne ordningen vil være korrekt og optimal. Spørsmålet om driften av kretsen kan bare løses etter produksjon og nøye eksperimentell verifisering. Dette er nettopp den største ulempen med den intuitive metoden. Den bemerkede mangelen er fraværende i analysemetoden. Den analytiske metoden for å utvikle kontrollopplegg vil bli diskutert i neste artikkel.