8. Пневматические приводы технологического оборудования

димо включать перед 1-ым шагом (А +) по сигналу от путевого выключателя а₀, т. е. после выполнения 4-го шага А -), а выключать — по окончании 2-го шага (6 +) по сигналу от выключателя Ь₁.

Упрощение системы уравнений, содержащей совпадающие шаги, следует проводить только после до--олнения правых частей соответствующих уравнений.

Рассмотренный способ хотя и решает поставленную задачу, но требует внимательности и владения навыка­ми составления логических уравнений. Схемное же решение (рис. 8.15), к которому в итоге приходят путем применения данного способа, является, как правило, довольно громоздким. В особенности это относится к задачам с несколькими совпадающими шагами, решая которые, приходится вводить в схему уже не один, а несколько триггеров.

Рис. 8.15. Принципиальная пневматическая схема сверлильного полуавтомата

Составление и чтение схемы можно значительно упростить путем использования шин при ее изображении. Шинами называют горизонтальные линии, соединенные на схеме с выходами определенных устройств. В на­шем случае каждый из четырех путевых выключателей «питает» «свою» шину, а логические взаимосвязи реа­лизуются между сигналами в соответствующих шинах.

Метод отключения сигнала

Этот метод, используемый при проектировании систем, содержащих совпадающие шаги, заключается в применении устройств, позволяющих формировать импульсный сигнал в момент достижения штоками пнев-моцилиндров конечных положений.

Вернемся к системе уравнений, описывающих работу сверлильного полуавтомата, и упростим ее путем исключения избыточных сигналов:

А + = Пуск ■ а₀;

В полученной системе совпадающие уравнения отсутствуют. Однако следует обратить внимание на следу­ющее: 2-ой шаг (В +) осуществляется по команде от путевого выключателя а_я который остается активным и на очередном, 3-ем, шаге (В -), выполняемом по команде от путевого выключателя Ь_у Это означает, что на рас­пределитель, управляющий цилиндром В, одновременно будут поданы два противоположных сигнала управ­ления — от путев ых выключателей а₁ и Ь_г В таком случае, как известно, пневмораспределитель остается в

8. Пневматические приводы технологического оборудования

позиции, определяемой первым из поступивших управляющих сигналов, следовательно, 3-й шаг (действие Б -) выполняться не будет.

Аналогичная ситуация имеет место и при выполнении 1-го шага: в исходном состоянии путевой выключа­тель Ь_о активен и не позволяет выполнить действие А +.

Схема станет работоспособной, если «проблемные» путевые выключатели в момент включения будут фор­мировать не постоянный сигнал, а импульсный. Существуют различные методы получения импульсного сигна­ла: путем использования пневмоклапанов выдержки времени (рис. 8.16), посредством путевых выключателей с «ломающимся» рычагом (рис. 8.17) и др.

Рис. 8.16. Принципиальная пневматическая схема сверлильного полуавтомата с применением пневмоклапанов выдержки времени (формирователей импульса)

В случае использования путевых выключателей с «ломающимся» рычагом устанавливать их нужно со сме­щением в 2 — 4 мм от точки, соответствующей конечному положению штока. Такая позиция обусловливает формирование путевым выключателем импульса при подходе штока к конечному положению и игнорирование прохождения штока через выключатель при обратном ходе.

Рис. 8.17. Принципиальная пневматическая схема сверлильного полуавтомата с применением путевых выключателей с «ломающимся» рычагом

138

па пнеьматческих схемах MtJuia уыанивки nyietsbix выключи!слеш ^ «нимсиищимии» рычеиим вертикальным штрихом, перпендикулярно которому ставят стрелку, указывающую направление, в котором сра­батывает выключатель при движении штока пневмоцилиндра.

Метод отключения сигнала формально сводится к следующей последовательности действий:

• составляют систему логических уравнений, описывающих работу установки;

• выделяют уравнения с совпадающими правыми частями;

• упрощают систему логических уравнений путем сокращения избыточных сигналов;

• заменяют путевые выключатели, сигналы от которых входят в выделенные уравнения, на устройства, фор­мирующие импульсный сигнал в момент своего срабатывания.

Метод разбиения на группы

Методы проектирования пневматических систем циклического действия, рассмотренные выше, требуют в -екоторой степени творческого подхода к решению поставленной задачи. В такой ситуации всегда существует зероятность совершения той или иной ошибки, свести к минимуму которую позволяют методы, характеризуе­мые значительной или полной формализацией процесса проектирования. К одним из них относится метод эазбиения на группы.

Под группой понимают некоторую часть единичного цикла работы системы, объединяющую максимальное ■(исло шагов, не содержащих противоположных действий одного и того же исполнительного механизма (выдви-чение штока — втягивание штока).

Чтобы разбить последовательность действий на группы, следует воспользоваться арифметической фор­мой записи хода технологического процесса, например:

А+С+В-В+С+С-А-

c-. Группы будем в дальнейшем отделять друг от друга наклонной чертой (/).

1-ая группа 2-ая группа 3-я группа 4-ая группа А + С + В-/ В + 1 С + 1 С-А-1

C-

1-ая группа заканчивается шагом В-, поскольку на следующем шаге должно выполняться противоположное действие В +; во 2-ую группу входит только один шаг — одновременное выдвижение цилиндра В (В +) и втяги-зание цилиндра С (С-), т. к. последующий шаг С + — выдвижение цилиндра С; 3-я группа содержит шаг С +, тогда как в 4-ую входят шаги С - и А -.

Для иллюстрации метода разбиения на группы рассмотрим пневмопривод сверлильного полуавтомата (см. эис. 8.14). Последовательность шагов в этом случае разбивают на группы следующим образом:

А + В +/ В - А -.

Поскольку входящие в группу шаги не содержат противоположных действий по определению, они могут "оследовательно выполняться по сигналам от соответствующих путевых выключателей, без применения логи­ческих пневмоклапанов. 1-ый шаг (А +) выполняется по сигналу от пусковой кнопки, 2-ой (В +) — по сигналу от путевого выключателя а₁ (окончание предыдущего шага), 3-ий шаг (В -, первый в следующей группе) — от выключателя Ь_г а 4-ый (А -) — от Ь_о.

Если каждую группу шагов выполнять по сигналам из отдельных шин (последовательно переключающихся), то первый шаг во 2-ой группе В - (3-ий в общей последовательности) не наложится на предшествующее ему действие В +, поскольку невозможно одновременное включение двух шин.

Очевидно, что питание на очередную шину должно подаваться по сигналу от путевого выключателя, фикси-эующего окончание последнего шага в предыдущей группе. В нашем примере шина 2, обеспечивающая выпол­нение шагов 2-ой группы, включается по сигналу от путевого выключателя b_v а шина 1, обеспечивающая шаги '-ой группы, — от путевого выключателя а₀:

далеки не виеща для включения ичереднии шины дишсиични лишь идниил i^ni нала ui ну icbuiu выклгича1е-

ля. Для примера рассмотрим следующую последовательность шагов некоторого технологического процесса:

А + В + С + /С-А-/С + /С-В-.

Шины 2-ой и 4-ой группы должны включаться по сигналу от путевого выключателя c_v поскольку шаг С+ является последним в 1-ой и 3-ей группах.

Однако одновременная подача питания на две шины недопустима, т. к. это приводит к невыполнению задан­ной последовательности шагов. Следовательно, переключение на шину очередной группы должно осуществ­ляться по логическому произведению двух сигналов (т. е. связанных логической функцией И): сигнала об окон­чании заключительного шага предшествующей группы и сигнала от активной шины, обеспечивающей выполне­ние шагов этой же группы. Очевидно, что при включении очередной шины предыдущая шина должна отклю­чаться.

Описанная последовательность переключения шин реализуется на базе пневматических триггеров (биста-бильных пневмораспределителей) и не является предметом разработки для проектировщика системы управ­ления в связи с наличием уже наработанных схемных решений.

Возможные схемы переключения шин представлены на рис. 8.18.

В исходном положении активна шина 2.

При поступлении сигнала © на пневмоклапан «И», подключен­ный к шине 2, триггер переключается. Акивной становится шина 1, шина 2 отключается.

При поступлении сигнала © на пневмоклапан «И», подключен­ный к шине 1, триггер переключается на шину 2. Шина 1 отключа­ется.

В исходном положении активна шина 3.

При поступлении сигнала © на пневмоклапан «И», подключен­ный к шине 3, нижний триггер переключается и питание подается на шину 1 через верхний триггер. Шина 3 отключается.

При поступлении сигнала © на пневмоклапан «И», подключен­ный к шине 1, верхний триггер переключается на шину 2. Шина 1 отключается.

При поступлении сигнала ® на пневмоклапан «И», подключен­ный к шине 2, нижний триггер переключается на шину 3. Шина 2 отключается.

В исходном положении активна шина 4.

При поступлении сигнала © на пневмоклапан «И», подключен­ный к шине 4, нижний триггер переключается и питание подается на шину 1 через средний и верхний триггеры. Шина 4 отключается.

При поступлении сигнала ® на пневмоклапан «И», подключен­ный к шине 1, верхний триггер переключается на шину 2. Шина 1 отключается.

При поступлении сигнала ® на пневмоклапан «И», подключен­ный к шине 2, средний триггер переключается на шину 3. Шина 2 отключается.

При поступлении сигнала ® на пневмоклапан «И», подключен­ный к шине 3, нижний триггер переключается на шину 4. Шина 3 отключается.

Рис. 8.18. Схемы последовательного переключения шин

140