En intuitiv metod för att utforma kontrollscheman

Intuitiv metod — en metod för att utveckla kontrollscheman baserade på erfarenheterna från olika designorganisationer inom automatisering av olika mekanismer. Den bygger på designerns ingenjörsintuition.

Endast en som har absorberat all tidigare erfarenhet och har vissa förmågor när det gäller att upprätta scheman, som kan tänka abstrakt och logiskt resonera, kan perfekt bemästra denna metod. Trots dess komplexitet använder de flesta elektriska designers den intuitiva metoden i stor utsträckning.

Tänk till exempel på ett förenklat kinematiskt diagram av en tryckspak (Fig. 1). När hjulet 5 roterar medurs, roterar spaken 4 spaken 1 kring axeln O, varigenom skon 3 med spaken 2 tvingas att förskjutas. Med ytterligare rotation av hjulet 5 ändras rörelseriktningen för spaken 1 och skon återgår till sitt ursprungliga läge, varefter motorn måste stanna.

Ris. 1. Schematisk bild av spakpåskjutningsreglaget

Den betraktade mekanismen är en typisk representant för en tryckanordning.I den första cykeln är mekanismen på och igång. I den andra åtgärden fungerar det inte. Cykeln där mekanismen inte fungerar kallas noll. Även om skon är helt fram och tillbaka (fram och bak), kan en icke-reversibel elmotor användas för framdrivning.

Styrkretsen för den elektriska motorn med spakkolv består av två delar (i fig. 1 är de åtskilda av en prickad linje): kraftkretsen och styrkretsen.

Tänk på syftet med elementen i strömkretsen. Trefasström tillförs QS-omkopplaren som bryter strömförsörjningen till elmotorn vid reparation eller skada på magnetstartaren. Sedan går strömmen genom brytaren vars QF-utlösning visas i diagrammet. Den är utformad för att skydda och koppla från strömförsörjningen till frekvensomriktaren i händelse av kortslutningsströmmar. Huvudkontakterna på den magnetiska startmotorn KM slår på eller av lindningen på elmotorn M.

Termiska reläer KK1 och KK2, vars värmeelement visas i kraftkretsarna, är utformade för att skydda elmotorn från långvariga överbelastningar:

Kontrollschemat fungerar enligt följande. När du trycker på startknappen SB1 aktiveras spolen på den magnetiska startmotorn KM och därför är kontakterna på matningskretsen till KM stängda och elektrisk ström kommer in i motorlindningen. Motorrotorn roteras och trumman börjar röra sig framåt. Samtidigt rör den sig bort från spaken på gränslägesbrytaren SQ och dess kontakter är stängda.

När startknappen SB1 släpps och dess kontakter öppnar, kommer KM-spolen på magnetstartaren att få ström genom kontakterna på gränslägesbrytaren SQ.Efter att ha rört sig framåt och sedan bakåt kommer kolven att trycka på spaken på gränslägesbrytaren SQ, dess kontakter öppnas och KM-spolen stängs av. Detta gör att KM-kontakterna i strömkretsen öppnar och stoppar elmotorn.

Den aktuella kretsen innehåller kraft- och styrkretsar. I framtiden kommer endast kontrollsystem att övervägas.

Genom funktion, d.v.s. efter syfte kan alla element som är involverade i driften av kretsen delas in i tre grupper: styrkontakter, mellanliggande element och verkställande element.

Styrkontakter är de element med vilka kommandon utfärdas (kontrollknappar, brytare, gränslägesbrytare, primära omvandlare, reläkontakter, etc.).

Själva namnet på de mellanliggande elementen indikerar att de intar en mellanposition mellan kontroll- och exekutiva element. I reläkontaktkretsar inkluderar de tidsreläer och mellanreläer, och i beröringsfria kretsar — logiska grindar.

Exekutiva element är verkställande mekanismer. Vid utveckling av styrkretsar används dock inte själva drivmekanismerna (elektriska motorer eller värmeelement), utan de enheter som inkluderar dem, d.v.s. magnetstartare, kontaktorer etc.

Alla styrkontakter, enligt deras funktionsprincip, är indelade i fem typer: startkontakt med kort verkan (PC), start kontakt med lång verkan (PD), stopp kontakt med kort verkan (OK), stopp kontakt med lång verkan (OD) ), start-stopp-kontakt (mjukvara). Dessa kontakter kallas de viktigaste.

Cyklogram över driften av alla typiska kontakter vid styrning av cykliska mekanismer visas i fig. 2.

Ris. 2.Cyklogram över styrkontakter

Var och en av de fem kontakterna börjar fungera (stänger) och slutar (öppnar) vid specifika tidpunkter. Så startkontakterna börjar sitt arbete tillsammans med början av arbetsslaget, men YAK-kontakten slutar fungera under arbetsslaget, OD - under pausen, det vill säga de skiljer sig från varandra endast vid avstängningsögonblicken ( öppning).

Stoppkontakter, som, till skillnad från startkontakter, slutar fungera samtidigt som arbetsslagets slut, skiljer sig åt i momenten för inkludering (stängning). Stoppkontakten OK startar sin funktion under arbetsslaget och kontakten OD - under paus. Endast kontakten med programvaran börjar sitt arbete tillsammans med början av arbetskursen och slutar med dess slut.

Med hjälp av de övervägda fem huvudkontakterna är det möjligt att erhålla fyra scheman för kontroll av exekutiva och mellanliggande element, som kallas typiska scheman (fig. 3).

Ris. 3. Typiska styrscheman för exekutiva och mellanliggande kretsar

Den första typiska kretsen (fig. 3, a) har endast en mjukvarustyrkontakt. Om den är stängd flyter elektrisk ström genom ställdon X, och om den är öppen flyter ingen ström. PO-kontakten har sin egen betydelse och alla andra kontakter måste användas i par (start och stopp).

Den andra typiska kretsen har två styrkontakter med kontinuerlig verkan: PD och OD (Fig. 3, b).

Den tredje typiska kretsen består av datorns startkontakt och stoppkontakten OD, förutom styrkontakterna bör denna krets inkludera en spärrkontakt x, genom vilken ställdonet X kommer att fortsätta att ta emot ström efter startkontakten för datorn öppnas (fig. 3, c).

Det fjärde typiska schemat är baserat på två kortvariga kontakter: starta en dator och stoppa OK, parallellkopplad (Fig. 3, d).

De givna fyra typiska scheman tillåter (som från kuber) att komponera komplexa parallell-seriella scheman för att styra kontakter. Så till exempel är spakkontrollschemat som övervägs (se fig. 1) baserat på det fjärde typiska schemat. Den använder tryckknappar SB1 som korttidsstartkontakt och SQ-gränslägesbrytare som korttidsstoppkontakt.

När du skapar ett kontrollschema med en intuitiv metod är det nödvändigt att korrekt bestämma typen av kontrollkontakt, det vill säga varaktigheten av dess åtgärd.

Betrakta ett exempel på att utveckla ett kontrollschema med en intuitiv metod med typiska scheman.

Låt det vara nödvändigt att utveckla en halvautomatisk anordning för styrning av en induktor och en anordning för sprutning av en installation utformad för att värma en produkt med högfrekventa strömmar och sedan kyla den med vattenstrålar. Produktuppvärmningstiden i induktorn är 12 s och kyltiden är 8 h. Produkten installeras manuellt i induktorn.

Först kommer vi att analysera driften av den halvautomatiska enheten och bestämma alla verkställande och mellanliggande element. Arbetaren installerar produkten manuellt i induktorn och trycker på startknappen.Vid denna tidpunkt slås induktorn på och uppvärmningen av produkten börjar. Samtidigt bör även tidsreläet slås på, med hänsyn till uppvärmningstiden (12 s).

Detta tidsrelä (mer exakt, dess kontakter) stänger av induktorn och slår på sprinklern, som levererar vatten för kylning. Samtidigt måste ett andra relä slås på för att räkna ned kylningstiden, det vill säga för att stänga av sprutan. På detta sätt är det nödvändigt att styra fyra element: en induktor, en sprayanordning och två tidsreläer.

Induktorn slås på och av via en kontaktor, varför det är nödvändigt att styra den senare. Sprutan styrs av en magnetventil.

Låt oss beteckna spolen (spolen) för kontaktorn KM1, spolen för magnetventilen KM2 och spolarna för tidsreläet KT1 respektive K.T2. Således har vi två ställdon: KM1 och KM2 och två mellanliggande element: KT1 och KT2.

Av den genomförda analysen följer att uppvärmningen bör starta först, det vill säga att spolen KM1 kommer att exciteras. SB-triggerknappen (kortverkan) används som startkontakt. Således är antingen det tredje eller fjärde typiska schemat tillämpligt.

Låt induktorn kopplas bort från kontakterna på tidreläet KT1.1, som i detta fall är långverkande kontakter. Därför väljer vi det tredje typiska schemat. Samtidigt med lindningen av magnetstartaren KM1 är det nödvändigt att slå på tidsreläet KT1, vilket är mycket enkelt att göra genom att koppla dem parallellt.

Tänk på hur den resulterande kretsen fungerar (fig. 4, a).

Ris. 4.Styrkretsar: a — induktor och relä för uppvärmningstid, b — sprinkleranordning och reläkylningstid, c — installation som helhet

När du trycker på startknappen SB aktiveras spolen på kontaktorn KM1, det vill säga uppvärmningen av produkten börjar. Samtidigt dras spolen till tidsreläet KT1 och börjar räkna ner uppvärmningstiden. Med hjälp av spärrkontakten KM1.1 kommer spänningen på spolen KM1 att bibehållas även efter att avtryckarknappen SB släppts, d.v.s. efter att ha öppnat dess kontakter.

Efter att uppvärmningstiden har gått ut kommer tidsreläet KT1 att fungera, dess kontakt KT1.1 öppnas. Detta kommer att göra att KM1-spolen stängs av (uppvärmningen av produkten upphör). Sprutan ska nu vara påslagen. Den kan slås på av tidreläet KT1 genom att sluta kontakten. När sprutan är påslagen stängs tidsreläet KT1 av. Därför blir den avslutande kontakten KT1.1 en korttidskontakt. Därför kommer vi återigen att använda det tredje typiska schemat.

Samtidigt med sprutan är det nödvändigt att slå på tidsreläet KT2, som räknar ned kylningstiden. För detta ändamål kommer vi att använda den tillämpade tekniken och koppla spolen till tidsreläet KT2 parallellt med spolen KM2. Sålunda får vi det andra kontrollschemat (fig. 4, b). Genom att kombinera de två kretsarna (fig. 4, a och b), får vi ett allmänt kontrollschema (fig. 4, c).

Låt oss nu betrakta kretsens funktion som helhet (fig. 4, c). När du trycker på SB-startknappen aktiveras kontaktorns KM1-spolar och tidsreläet KT1 och produkten börjar värmas upp.Efter 12 s kommer tidsreläet KT1 att fungera och dess kontakter i krets 1 öppnas och i krets 2 sluts. Produkten börjar svalna. Samtidigt med magnetventilens spole KM2 kommer tidsreläet K att aktiveras T2 och räknar ned kylningstiden. När kontakten KT2.1 (krets 3) öppnas stängs ventilen KM2 och tidsreläet KT2 av, och kretsen återgår till sitt ursprungliga läge.

Det resulterande induktor- och sprinklerkontrollschemat utvecklades med en intuitiv metod. Det finns dock inga bevis för att detta schema kommer att vara korrekt och optimalt. Frågan om kretsens funktion kan lösas först efter dess produktion och noggrann experimentell verifiering. Detta är just den största nackdelen med den intuitiva metoden. Den noterade bristen saknas i analysmetoden. Den analytiska metoden för att utveckla kontrollscheman kommer att diskuteras i nästa artikel.