Входными сигналами в пневмосистемах могут быть сигналы от конечных выключателей, датчиков, органов ручного управления и т.д. Входные сигналы вызывают появление выходных сигналов, которые поступают на следующие элементы и являются для них входными сигналами. В конечном счете, сигналы поступают на пневмораспределители, которые приводят в действие пневматические исполнительные устройства (ИУ).
Под шагом понимают процесс смены одного контролируемого датчиком положения исполнительного механизма на другое. Число шагов, необходимых для выполнения единичного замкнутого цикла технологических операций, может различаться в зависимости от сложности оборудования. Под замкнутым циклом будем понимать такую последовательность шагов, после выполнения которой система возвращается в исходное (предпусковое) состояние.
По конвейеру в произвольной последовательности и с переменным интервалом движутся коробки двух конфигураций — кубические и овальные. Кубические коробки необходимо перемещать на параллельную ветвь конвейера. Операция перемещения осуществляется посредством двух пневмоцилиндров А и В.
Когда кубическая коробка оказывается на транспортере (смещаемой секции конвейера), оператор кратковременно нажимает на пусковую пневмокнопку. При этом шток первого цилиндра А перемещает секцию с коробкой на уровень параллельной ветви конвейера. Далее цикл выполняется автоматически: шток второго цилиндра В сталкивает коробку с транспортера, после чего штоки обоих пневмоцилиндров возвращаются в исходные позиции — сначала шток первого, а затем и второго цилиндра.
Функциональная диаграмма установки для перемещения коробок
Для наглядного описания хода технологического процесса будем использовать следующую буквенно-цифровую индексацию (табл.).
1-й шаг Выдвижение штока цилиндра А 2-й шаг Выдвижение штока цилиндра В 3-й шаг Втягивание штока цилиндра А 4-й шаг Втягивание штока цилиндра В
А + В + А - В - А + В + А - В - Поочередное выдвижение штоков цилиндров А и В (сначала А, затем В ) с последующим их одновременным втягиванием. Последовательное выдвижение штоков цилиндров А и В с последующим их поочередным втягиванием.
Номер шага А В С D 1 + * * * 2 * + * * 3 - * + * 4 * - * + 5 + * * * 6 - * - -
Обозначения сигнальных устройств и логических взаимосвязей между сигналами
Полная диаграмма «перемещение — шаг» установки для перемещения коробок
Диаграмма «перемещение — время» установки для перемещения коробок
Проектирование циклических пневматических систем представляет собой комплекс работ, связанных с переходом от словесного описания технологического процесса к построению принципиальной пневматической схемы. Эти работы подразделяются на этапы алгоритмического, логического и технического проектирования.
На этапе алгоритмического проектирования п ереводят словесное описание технологического процесса в формализованные формы представления хода процесса. Этап логического проектирования заключается в составлении функциональной структуры системы на основе разработанного алгоритма ее функционирования. Выбор элементной базы, расчет силовых и скоростных характеристик исполнительных механизмов, расчет проходных сечений устройств и построение принципиальной схемы пневматической системы — все это осуществляется на этапе технического проектирования.
Пользуясь диаграммой «перемещение — шаг», можно описать состояния системы управления перед выполнением каждого шага в виде логических уравнений. В левой части этих уравнений записывают символ действия, которое должно произойти на предстоящем шаге, а в правой — логические связи между сигналами от кнопок оператора и путевых выключателей, дающих команду на выполнение этого действия.
В состоянии 0 (исходном), когда штоки обоих цилиндров втянуты, активны путевые выключатели а 0 и b 0. Следовательно, команда на выполнение 1-го шага А + должна подаваться при наличии сигналов от двух названных устройств и кнопки « Пуск ». Таким образом, можно записать следующее логическое уравнение: А + = Пуск • а 0 • b 0.
В + = а 1 • b 0
A + = Пуск • а 0 • b 0 ; В + = а 1 • b 0 ; А- = а 1 • b 1 ; В- = а 0 • b 1.
Принципиальная пневматическая схема установки для перемещения коробок
A + = Пуск • а 0 • b 0 ; В + = а 1 • b 0 ; А- = а 1 • b 1 ; В- = а 0 • b 1.
С учетом вышесказанного система логических уравнений, описывающих работу установки для перемещения коробок, принимает следующий вид: А + = Пуск • b 0 ; В + = а 1 ; А- = b 1 ; В- = а 0.
Окончательный вариант принципиальной пневматической схемы установки для перемещения коробок
Следует иметь в виду, что рассмотренный выше способ упрощения системы логических уравнений далеко не всегда применим, поскольку некорректное его использование приводит к неправильной трактовке уравнений, особенно в случае наличия так называемых совпадающих шагов. Под совпадающими шагами будем понимать такие шаги, уравнения, описания которых имеют одинаковые или эквивалентные правые части. Это означает, что отличающиеся друг от друга шаги (совпадающие) начинают выполняться при возникновении одной и той же комбинации сигналов от путевых выключателей.
Сверлильный полуавтомат и его диаграмма «перемещение — шаг» При кратковременном нажатии на пусковую кнопку первый цилиндр А фиксирует заготовку в позиции для обработки путем ее зажатия. Далее автоматически начинает выдвигаться шток второго цилиндра В, т. е. выполняется рабочий ход инструмента. После достижения крайнего положения шток цилиндра В возвращается в исходную позицию, а затем втягивается и шток цилиндра А.
Уравнения, описывающие работу станка-полуавтомата, будут иметь вид (без упрощения) A + = Пуск • а 0 • b 0 ; B + = а 1 • b 0 ; B - = а 1 • b 1 ; А- = a 1 • b 0.
Вводят дополнительные сигналы Х 1 и Х 2, в результате чего эти уравнения запишутся следующим образом: В + = а 1 • b 0 • Х 1 ; A- = а 1 • b 0 • Х 2. Два дополнительных сигнала Х 1 и Х 2 можно реализовать путем применения пневматического триггера, выполнение функций которого обеспечивается, к примеру, бистабильным 4/2-распределителем с пневматическим управлением. Если триггер включен, то на его выход подается сигнал X 1, если выключен — сигнал Х 2.
Упрощение системы уравнений, содержащей совпадающие шаги, следует проводить только после дополнения правых частей соответствующих уравнений
Составление и чтение схемы можно значительно упростить путем использования шин при ее изображении. Шинами называют горизонтальные линии, соединенные на схеме с выходами определенных устройств.
Ссылка видео построения циклограмм с разными типами шагов и построения пневматической системы. https :// youtu.be/1-y5p3nVRoY
