Файл: Дмитриев, В. Н. Основы пневмоавтоматики.pdf

щие в соответствующих диапазонах давлении. Благодаря тому, что сопротивление управляемое, номенклатура вычислительных устройств может быть значительно расширена.

К контактам сопротивления, работающим в дискретном режи­ ме, предъявляют высокие требования: они должны обеспечи­ вать герметичность и большое число безотказных срабатывании.

Конструктивная схема пульсирующего сопротивления пред­ ставлена на рис. 119, б. Сопротивление содержит четыре мем­

(контакты 1 и 2). Мембраны делят корпус пульсирующего сопро­ тивления на шесть камер. В камеры 4 и 9 заводится давление подпора, в камеру 6 — давление ри из камеры 7 воздух поступа­ ет в выходную линию. Управляющие импульсы давления посту­ пают с выхода генератора прямоугольных импульсов в камеры 3 и 8. При отсутствии управляющего давления в камерах 3 и 8 нижнее сопло оказывается закрытым, а верхнее открытым, и происходит заполнение камеры 5 (емкости К,) до давления р\. При подаче управляющего импульса состояние пар сопло — за­ слонка изменится на обратное и произойдет опорожнение каме­ ры 5 (объема 1Л) в выходную линию до давления рі-

Одним пз наиболее важных вычислительных устройств не­ прерывного действия, которое может быть построено с примене­ нием пульсирующего сопротивления, является множительноделительное устройство. Однако, прежде чем рассмотреть прин­

гаем. С другой стороны, из уравнения для пульсирующего дрос­ селя (118) следует, что

218

двух апериодических звеньев с пульсирующими сопротивлениями, (рис. 120). Условимся для простоты отсчитывать все давления от уровня атмосферного давления и записывать эти давления без черточек. Заполним емкости Еа и Vб через соответствующие контакты до значения входных давлений р\ и рг, а затем с по­ мощью этих же контактов их загерметизируем. Включив пуль­ сирующие сопротивления, будем опорожнять камеры Ѵл и и, когда давление рс достигнет значения давления р3, остановим пульсирующие дроссели и измерим давление ра = Рь которое примем за выходное давление (рис. 120, б).

Установлено,что

Л=й(7 гГ -

Другими словами, устройство, работающее по такому алго­ ритму, будет осуществлять множительно-делительную операцию

/ЛГ,

свозведением отношения рз/рг в степень —

Ы2

219

Покажем это. Уравнения апериодических звеньев (рис. 120, а) имеют вид

П

Рб = Р2^ N';

п

Р а = Рі е

Рис. 120. Множительно-делительное устройство:

а — схема поясняющая работу устройства; б — кривые изменения давлений в камерах Ѵа и

По условию алгоритма работы

Рг —Рге

Р4 = Рі е

Исключая и, получим

Р4 —Р1 !±Л Л'=

и в частном случае может быть равен единице.

Схема множительно-делительного устройства построена в со­ ответствии с описанным алгоритмом работы и представлена на рис. 121. Устройство состоит из двух апериодических звеньев, причем первое звено включает пульсирующее сопротивление 3 и емкость Ѵб, а второе — пульсирующее сопротивление 1 и ем­ кость Ѵа. Управляющие тактовые импульсы к сопротивлениям 1 и 3 поступают от генератора прямоугольных импульсов 5. Такто­ вые импульсы предварительно проходят через клапан 2, который прекращает подачу импульсов на сопротивления 1 и 3, когда на

2 2 0

его входе есть сигнал, соответствующий условной единице. В этом случае оба сопротивления окажутся запертыми и в емкостях апериодических звеньев Ѵя и VQ окажутся запомненными значе­ ния давлении, которые там существовали в момент подачи иа вход клапана 2 условной единицы. Причем совершенно безраз­ лично, оказалась в этот момент на выходе клапана 2 единица

3

Рис. 121. Схема множитель­ но-делительного устройства

нлп ноль. Клапаном 2 управляет элемент сравнения 6, на кото­ ром осуществляется сравнение давлений p<j и р3.

Выходное давление формируется в емкости апериодического звена Ѵа и через повторитель 12 заводится на элемент памяти 11, управляемый так же, как и клапан 2, сигналом, поступающим с элемента сравнения 6. После элемента памяти 11 выходной сигнал повторяется и усиливается мощным и точным повторите­ лем 10.

Для создания сигналов, управляющих клапанами 4 и 13, предназначен трехмембранный элемент 8, выходной сигнал ко­ торого заводится на верхнее сопло элемента сравнения 6. Эле­ менты 6 и 8 образуют пмпульсатор. Дроссели 7 и 9 обеспечива­ ют опережение импульса на выходе элемента сравнения 6 по сравнению с сигналом на выходе пмпульсатора (элемент 5), а также настройку времени продолжительности импульсов.

Рассмотрим работу схемы в целом. Допустим, что давление Рб больше входного давления р3. Тогда на выходе элемента сравнения 6 будет ноль, а па выходе пмпульсатора 8 единица. В этом случае сопло элемента памяти И окажется закрытым, и на выходе устройства будет сигнал давления, соответствующий предыдущему периоду измерения. Клапан 2 будет открыт, и

2 2 1

Глава VI

СПОСОБЫ ПОСТРОЕНИЯ ДИСКРЕТНЫХ СИСТЕМ СТРУЙНОЙ ПНЕВМОАВТОМАТИКИ

I. РАСЧЕТ ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ СТРУЙНОЙ ЦЕПИ

Виды соединений элементов пневматических струйных схем. Построение систем управления с применением элементов струй­ ной пневмоавтоматики связано с выбором функциональной схе­ мы и пневматическим расчетом соединения элементов в этой схеме. Функциональная схема определяется алгоритмом управ­ ления. Общие методы синтеза логических и цифровых схем при заданных полных наборах элементов рассмотрены в специальных монографиях [2, 36] и могут быть рекомендованы для составле­ ния дискретных схем на струйных, струйно-мембранных или иных пневматических элементах.

Если логическая схема струйной системы управления состав­ лена, то возникает задача расчета рабочих режимов элементов п составление на базе этого расчета принципиальной схемы.

Любая струйная система управления, кроме источника энер­ гии сжатого воздуха, включает пневматические элементы, пре­ образующие устройства и коммуникационные каналы связи.

В настоящее время широкое распространение в пневмоавто­ матике получили элементы и системы, работающие при постоян­ ных уровнях расходов и давлений, необходимых для питания и управления. По аналогии с электрическими цепями постоянного тока такое направление в пневмоавтоматике можно назвать техникой постоянных токов. При этом расходы и давления имеют фиксированные значения, а течение после окончания переходного процесса переключения элементов обычно является установив­ шимся. Установившийся режим характеризуется тем, что расхо­ ды и давления не изменяются в течение сколь угодно длительного промежутка времени п производные давления п расхода по вре­ мени равны нулю, т. е.

влияние на протекание процессов в цепи. Расчеты, связанные с определением параметров цепи, можно выполнять, применяя методы электротехники [60, 62].

223