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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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 4, 56) 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 20 (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