Файл: Добролюбов, А. И. Автоматизация проектирования систем управления технологическими машинами.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.10.2024
Просмотров: 79
Скачиваний: 0
ство электроаппаратов управления являются двухпози ционными (двоичными) — кнопки, путевые выключатели, реле, контакторы, электромагниты. Такой аппарат может находиться в двух состояниях: свободном и вынужден ном. Вынужденное состояние соответствует наличию входного воздействия (кнопка нажата, реле под током, путевой золотник нажат и т. п.). При снятии входного воздействия аппарат переходит в свободное состояние.
|
|
Гидравлическим |
эквива |
|||
|
|
лентом двухпозиционного |
||||
|
|
электрического |
аппарата |
|||
|
|
является |
двухпозицион |
|||
|
|
ный гидроаппарат (золот |
||||
|
|
ник) с самовозвратом под |
||||
|
|
действием пружины. |
|
|||
|
|
На рис. 28 даны схемы |
||||
|
|
двухпозиционных |
|
элект |
||
|
|
ро- и гидроаппаратов. |
||||
|
|
Каждый |
аппарат |
имеет |
||
а) |
6) |
входное |
устройство |
/ |
(ре |
|
Рис. 28. Двухпозиционные аппа |
агирующую часть), |
|
под |
|||
вижную часть II и выход |
||||||
|
раты: |
ное устройство III |
(кон |
|||
а — с х е м а |
э л е к т р о а п п а р а т а ; б — с х е м а |
тактная |
система). |
Вход |
||
|
г и д р о а п п а р а т а |
|||||
|
|
ным воздействием |
элект |
|||
|
|
роаппарата является |
на |
пряжение на катушке, гидроаппарата — давление жид кости, подведенной к торцу золотника. Подвижная часть II в первом случае представляет собой сердечник, во втором золотниковый стержень. Подвижная часть аппарата связана с контактной системой III, которая со стоит из размыкающих и замыкающих контактов. В сво бодном состоянии размыкающий контакт проводит поток энергоносителя, замыкающий контакт разобщает этот поток. Оба аппарата, изображенных на рис. 28, имеют пс
одному размыкающему (1—2) и по два замыкающих (о—4, 5—6) контакта.
Оба аппарата работают по одинаковой схеме:, при получении входного воздействия, воспринимаемого реа гирующей частью, смещается подвижная часть II, в ре зультате чего контактная система III коммутирует элект рические либо ^гидравлические цепи. При снятии входного воздействия сердечник электроаппарата или золотниковый стержень гидроаппарата возвраща138
ется в исходное положение под действием воз вратных пружин.
Таким образом; электрические и гидравлические аппараты управления имеют полную аналогию как в структурном, так и в функциональном отношениях. с)то является первой отправной позицией в излагаемом ниже методе синтеза гидросхем.
Обозначим составные части электроаппарата (рис. 28, а) так:
А— входное устройство (I);
В— подвижная часть (II);
С— выходное устройство (III);
Аналогично для гидроаппарата (рис. 28, |
б): |
|||
А' — входное устройство (1); |
|
|||
В' — подвижная часть (II); |
|
|
||
С' — выходное устройство |
(III). |
|
||
При синтезе гидросхем методом отображения множе |
||||
ство JJ={A, В, С} является |
прообразом, |
а В —{А', В', |
||
С'} — образом. |
|
|
|
|
Воспользовавшись матричным представлением отоб |
||||
ражения X, получим матрицу |
|
|
|
|
-------- |
А------- |
В------- |
С — |
|
А' |
1 |
0 |
0 |
|
В' |
0 |
1 |
0 |
|
С ' |
0 |
0 |
1 |
|
Физическим содержанием отображения X является наличие для всех электрических аппаратов управления их гидравлических образов (эквивалентов). Гидравличе ским эквивалентом двухпозициоиного электрического ап парата является двухпозиционный гидроаппарат: кноп ка управления — пусковой золотник с самовозвратом; переключатель — кран управления; путевой переключа тель — путевой гидрозолотник; промежуточное реле и пускатель — двухпозиционный гидрозолотник с само возвратом; силовой электромагнит ■— силовой гидроци линдр и т. д. Если электромагнит служит для управления золотником гидравлической системы, то, как будет пока зано далее, этот электромагнит заменяется отводом тру бопровода, подающего жидкость на управляемый гидро золотник.
Между электрическими и гидравлическими система ми, как и между аппаратами управления, есть аналогии.
139
Однако наряду с аналогиями есть и некоторые различии, обусловленные свойствами энергоносителя. В электриче ских системах сигналы передаются потоком движущихся электронов, а в гидросистемах — давлением (напором) жидкости.
|
м |
■ |
2 |
Г \Р |
|
|
----- -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -1- - |
||
|
? |
|
й) |
I |
/ |
|
|
2 |
t |
|
|
|
— |
|
|
|
|
S) |
|
I |
ь |
|
2 |
I |
|
|
Cl |
||
I |
I I J |
i l l |
|
У |
|
|
|||
0 |
|
|
8) |
|
Рис. 29. Эквивалентные схемы управления: |
||||
а — э л е к т р и ч е с к а я |
с х е м а ; 6 — г и д р а в л и ч е с к а я |
с х е м а ; в — |
||
г и д р а в л и ч е с к а я с х е м а с д о п о л н и т е л ь н ы м к о н т а к т о м |
||||
Пример. На рис. 29 |
(а, |
б) приведены эквивалентные электри |
ческая и гидравлическая схемы СУ. Реле Р и золотник / изображе ны в вынужденном состоянии. При воздействии на путевой выклю чатель ВП входная цепь реле Р размыкается и последнее переходит в свободное состояние. Нажим на путевой золотник II (рис. 29,6) также вызывает размыкание входной цепи гидрозолотника I, но это не вызывает отключения последнего, так как жидкость, находящаяся
под левым торцом золотника / и в трубопроводе 2 |
препятствует сме |
щению подвижной части (гидравлический замок). |
Для перехода в |
свободное состояние золотника I необходимо дополнительное сооб щение его со сливом трубопровод 2 (рис. 29,е).
На рис. 29,8 путевой золотник II имеет дополнительный замы кающий контакт 2—0. При нажиме золотника II размыкается раз мыкающий контакт 1—2 (левый торец золотника I разобщается с напором) и замыкается контакт 2—0 (левый торец золотника / сооб щается со сливом), в результате чего золотник / под действием пру жины переходит в свободное состояние.
Явление, подобное гидравлическому замку, имеет ме сто в тех случаях, когда энергоноситель способен накап ливаться в замкнутых каналах связи. Такой эффект на копления характерен для СУ, в которых энергоносителем является жидкость, воздух и т. д. С этой точки зрения системы управления можно разделить на два класса: СУ, обладающие эффектом накопления энергоносителя, и СУ, не имеющие эффекта накопления.
14»
Установление различия в функционировании электри ческих и гидравлических СУ, заключающегося в появле нии эффекта накопления в последних, является вторым ключевым моментом в создании метода синтеза гидрав лических схем путем отображения. Весьма существен ным является то, что эффект накопления проявляется лишь в моменты отключения двухпозиционных (с самовозвратом) гидроаппаратов.
Наличие эффекта накопления требует введения в гид равлическую схему (рис. 29, б), эквивалентную данной электросхеме (рис. 29, а), дополнительных контактов, обеспечивающих отключение гидроаппаратов (рис. 29, в). Электрическая цепь, состоящая из реагирующего органа
АУ и его входной контактной |
структуры, |
описывается |
|
структурной формулой. Выражения (6) |
и (8) |
можно |
|
представить в виде |
|
|
|
!а = Ра/\На/\А , |
|
(22) |
|
где Ра —-условия включения |
АУ и удержания |
его во |
|
включенном состоянии; |
|
|
|
На — условия отключения; |
(входное устройство) АУ. |
||
А — реагирующая часть |
Структурная формула гидравлической цепи, эквива лентной электрической, описанной выражением (22), бу дет иметь вид
|
|
|
|
|
|
|
(23) |
|
где |
А' — входное устройство |
гидроаппарата; |
||||||
|
Р а----условия включения и удержания; |
|
||||||
Лд' |
и Ла' — условия отключения, |
причем |
hk, |
обеспе |
||||
|
|
чивает |
раз |
|
|
|
|
|
|
|
общение |
на |
|
|
ЛА |
А |
|
|
|
порной |
це |
|
Р а |
|||
|
|
пи, а /га- — |
|
|
|
|
||
|
|
замыкание |
Р А' |
1 |
0 |
0 |
||
|
|
сливной |
це |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
пи. |
|
|
|
|
|
|
На |
уровне |
структурных |
К ’ |
0 |
1 |
0 |
||
формул |
отображение i |
вы |
|
|
|
|
||
ражается матрицей |
|
h K, |
0 |
1 |
0 |
|||
Реализация |
процедуры |
|||||||
|
|
|
|
|||||
отображения с целью полу |
|
|
|
|
||||
чения |
гидравлической |
схе |
А ' |
0 |
0 |
1 |
||
мы, эквивалентной заданной |
|
|
|
|
141