Цель работы: ознакомится с принципом действия командного прибора КЭП-12у, методами его настройки для управления циклическими процессами и системой программного управления.

Методические указания к построению циклограмм

Циклические процессы характеризуются периодическим повторением технологического цикла, например работа центрифуг, мешалок, прессов, периодических реакторов и т.д.

Циклический процесс состоит из определённого числа операций, последовательность которых задаётся технологической программой. Например, технологическая программа работы центрифуги (рис.1) включает операции загрузки длительностью , фильтрации определённой продолжительности , а также выгрузки в течение времени . Общее время цикла Т складывается из продолжительности всех стадий: .

По окончании времени цикла все операции повторяются в указной последовательности.

Режим работы, т.е. протекающая в данный момент операция определяется состоянием двух- или многопозиционных исполнительных устройств (ИУ). При этом понятие ИУ рассматривается в широком смысле и включает в себя клапаны, задвижки, шиберы, насосы и т.п. Будем считать, что новая операция начинается всякий раз, когда происходит изменение состояния хотя бы одного ИУ (открыт-закрыт, включен-выключен).

Программу проведения таких процессов удобно представить в виде циклограммы. Циклограмма – это графическое представление относительного расположения моментов изменения ИУ во времени в пределах одного цикла. Рассмотрим порядок составления циклограммы работы центрифуги. В соответствии с технологической программой, цикл начинается с загрузки сырья в центрифугу, т.е. с момента перевода шибера ИУ-1 в положении «открыто».

Причём двигатель ИУ-2 привода центрифуги работает непрерывно. Шибер ИУ-1 остаётся открытым все время загрузки , затем закрывается и остаётся в таком положении до конца цикла. По окончании фильтрации и отжима в момент времени включается привод насоса ИУ-3, создающего давление масла, и одновременно открываются клапаны ИУ-4, ИУ-5, за счёт чего осуществляется привод в движении ножа 1 для срезания осадка. В тот же момент времени включается двигатель ИУ-8, приводящий в движение вибратор 2, по которому ссыпается осадок, а также ИУ-9, приводящий в движение транспортёр. В момент времени , клапаны ИУ-4, ИУ-5 закрываются, а клапаны ИУ-6, ИУ-7 открываются, и осуществляется отвод ножа в исходное положение. Цикл заканчивается выключением насоса ИУ-3, вибратора ИУ-8 и транспортёра ИУ-9.

Условное графическое представление относительно расположения моментов включения ИУ в течение цикла представлено циклограммой работы центрифуги (рис.2).

Для автоматического управления циклическими процессами широкое применение нашли командные приборы. Под названием «командные приборы» объединяются приборы, изменяющие состояние ИУ по заданной программе.

Командные приборы различаются между собой в зависимости от числа управляемых ИУ, вида коммутирующих элементов (электрические, пневматические, гидравлические, механические), принципа сочетания отдельных узлов.

Командный прибор содержит узлы задания, выработки команд управления, коммутирующие элементы.

Принцип работы узла задания цикла определяется количеством управляющих ИУ. В простейших командных приборов (с числом управляемых ИУ не более 12) узел задания представляет собой кулачковое устройство. Узел задания служит для настройки прибора в соответствии с циклограммой. Это осуществляется непосредственно путём соответствующего смещения кулачков. Для управления сложными технологическими процессами применяются электронные вычислительные машины с мнемосхемами, отображающими текущее состояние ИУ в технологическом процессе на каждый момент времени в течение цикла. В таком случае число управляющих ИУ значительно повышается и циклограмма может задаваться программой ЭВМ. Так как программа представляется в двоичном коде, то узел задания состоит из считывающего устройства и преобразователя. В простейших приборах эти устройства отсутствуют. Узел выработки команд управления в соответствии с циклограммой, введённой с помощью узла задания, выдаёт сигналы воздействия в нужные моменты времени на коммутирующие элементы.

Коммутирующие элементы в свою очередь служат для включения и выключения электрических и пневматических линий привода в действие ИУ. Коммутирующие элементы для электрических линий представляют собой контактные устройства, а для пневматических - золотниковые.

Назначение и конструкция прибора кэп-12у.

Командный электропневматический прибор (КЭП) предназначен для регулирования во времени последовательности и продолжительности различных операций в технологических процессах по заданному графику (циклограмме)т посредством подачи команд исполнительным механизмам. Прибор типа КЭП-2у командный, электропневматический, 12-канальный, универсальный может быть выполнен в 4 основных вариантах:

Варианты-1и3 – с соленоидом, лающим возможность дистанционного пуска прибора и его автоматического отключения в конце цикла. Для начала нового цикла должна быть подана команда извне от кнопочного или любого другого выключателя. Продолжительность цикла работы прибора определяется временем вращения кулачкового вала (от 3 мин до 18 ч – вариант 1, от 30 с до 18 ч – вариант 3).

Варианты 2 и 4 – без соленоида, для работы в режиме непрерывного повторяющихся циклов продолжительностью от 3 мин до 18 ч (вариант 2) и от 30 с до 18 ч (вариант 4).

Прибор КЭП-12у позволяет осуществить циклическое выполнение операций, начиная с некоторого момента достижения определённого состояния в процессе.

Управляемые ИУ могут быть электрическим или пневматическими, в первом случае в приборе устанавливаются электрические контакты, во втором - пневматические золотники.

Основными элементами прибора являются распределительный валик, синхронный двигатель, храповой расцепляющий механизм и четырёхступенчатая коробка передач, дающая возможность изменять время полного оборота валика, и следовательно, продолжительность цикла.

Прибор КЭП-12у монтируется на панели в вертикальном или горизонтальном положении так, чтобы распределительный вал занимал горизонтальное положение. Внутри корпуса расположена плита, на которой смонтированы узлы прибора (рис.3):электродвигатель с коробкой скоростей 1, нижний колокол 2 (для настройки продолжительности цикла), распределительный валик 3 с кулачками 4, путевые выключатели 5, пневматические золотники 6, клеммный набор 7 с контактами 12, тумблер 8, соленоид 9, верхний колокол 10 (для настройки длительности операций). В работу прибор включается тумблером, электродвигатель 1 осуществляет привод распределительного вала через кондуктор с постоянным передаточного числом, храповой расщепляющий механизм и четырёхступенчатую коробку скоростей. С помощью скользящей шестерни 11 изменяется скорость вращения вала (время цикла).

На распределительном валу имеются два вида кулачков, короткие и длинные. Следует иметь в виду, что для осуществления каждой отдельной операции надо иметь как минимум два кулачка.

Кулачки 4 закреплены в пазах распределительного вала 3 с помощью винтов. Короткий кулачок 4 (рис.4) сбрасывает защёлку 12, при этом пластина 13 под действием пружины 14 поворачивается по часовой стрелке, замыкая с помощью путёвого выключателя 5 электрические контакты 15. Наоборот, длинный кулачок 4 (рис.4 б)взводит защёлку, что вызывает размыкание электрических контактов за счёт отвода путёвого выключателя 5. Кулачки при вращении распределительного вала через путёвые выключатели воздействуют в зависимости от типа прибора (электрический, пневматический или комбинированный) на электрические контакты или на поршни пневматических золотников. Пневматические золотники подают воздух на мембранные исполнительные механизмы, электрические контакты подают напряжение на электромагнитные клапаны, электродвигатели, электрические лампы и т.д. Настройки прибора КЭП-12у заключается в установке продолжительности времени цикла и времени срабатывания для отдельных операций.