Файл: Шматков, Н. А. Пневматические средства автоматизации и механизации в угольной промышленности ЧССР (обзор).pdf

более высокую надежность й срок службы основных элементов, позволяет снизить накладные и эксплуатационные расходы.

Система ПНЕУЛОГ состоит из входных элементов, входных уси­ лителей и преобразователей, логических элементов, выходных уси­ лителей и преобразователей, выходных специальных и дополни­ тельных элементов, вспомогательного оборудования, а также ком­ мутационных и монтажных приспособлений.

Выходными элементами являются механические переключате­ ли низкого давления (три конечных выключателя и бесконтактный восьмиканальный датчик) и высокого (три конечных выключате­ ля) ; элементы ручного управления низким давлением (тумблер, кнопка, клавишный выключатель и блок машинных выключате­ лей) и высоким (кнопка и поворотный выключатель); аналого-циф­ ровые элементы (преобразователь и сигнализатор уровня давле­ ния с ручным управлением); дискретное программное устройство

6,0 кгс/см2, и затем это давление с помощью пневмоэлектропреоб­ разователя преобразуется в электрический сигнал. Выходными до­ полнительными элементами являются четыре управляющих эле­ мента.

Выходными элементами являются: механические (шаговый дви­ гатель, четыре двигателя с поршнем двустороннего действия и че­ тыре двигателя с поршнем одностороннего действия) и цифровые (контрольно-цифровой и выходной многопозиционный индикато­ ры) элементы. В качестве специальных и дополнительных элемен­ тов применяются реле времени, пневматический шаговый и вось­ миканальный переключатель для аналогового сигнала.

Регулятор давления является вспомогательным оборудованием.

сигнала; в бесконтактных датчиках за нижний уровень принимает­ ся значение сигнала 0,03 -*-0,05 кгс/см2.

В элементах низкого давления и логических элементах за уро­ вень питания принято давление 0,5-*- 0,6 кгс/см2. В элементах вы­ сокого давления за уровень питания принято давление 6 кгс/см2.

На рис. 18 в качестве примера показаны схемы и габаритные размеры конечных выключателей. Они могут работать как трех­ ходовые или двухходовые переключающие клапаны. Конечные выключатели применяются и для коммутации аналоговых сигна­ лов. В зависимости от требований могут использоваться выключа­

36

тели с нормальным или тангенциальным воздействием на рычаг. Рабочий ход выключателя с нормальным воздействием составляет 2 мм, усилие переключения около 2 кгс, а для выключателя с тан­ генциальным воздействием соответственно 4 мм и 1 кг.

Рис. 18. Пневматические конечные выключатели системы ПНЕУЛОГ:

а — нажимный; б — тангенциальный; в — с защелкой; 1 н 2 — входные и 3 — выходной каналы

На рис. 19 показаны схема и габаритные размеры логических элементов. На рис. 19,о показано устройство, реализующее логи­ ческую операцию «И». Когда отверстия сброса сжатого воздуха в атмосферу перекрываются мембранами элементов при одновре­ менной подаче входных (каналы 1 и 2) сигналов, давление на

37

выходе (канал 3) устройства будет равно давлению питания. На рис. 19,6 показано устройство, реализующее логическую опера­ цию «ИЛИ». В этой схеме в отличие от предыдущей отвер­ стия сброса воздуха в атмосферу включены последовательно, а не параллельно, как в элементе «И», поэтому достаточно подать только один из входных сигналов 1 или 2, чтобы на выходе эле-

Рис. 19. Логические элементы системы ПНЕУЛОГ

38

мента значение сигнала равнялось бы давлению питания. Собст­ венный расход воздуха такими элементами составляет 0,3 нл/мин,

ный без дросселирующих элементов, реализует логическую функ­ цию «НЕ». Давление питания подано на сопло и при отсутствии входного сигнала 1 прижимает подвижную заслонку (на чертеже заштрихована) к атмосферному соплу, изолируя выходной канал 3 от атмосферы. Таким образом, при отсутствии сигнала 1 на выхо­ де 3 давление равно давлению питания. При подаче управляюще­ го сигнала 1 закрепленный на мембране шток прижимает заслон­ ку к питающему соплу, изолируя канал 3 источника питания. Од­ новременно открывается атмосферное сопло, и давление на выхо­ де 3 принимает значение, равное нулю. Второй элемент работает аналогично.

На рис. 19,г показан элемент, реализующий логическую функ­ цию «НЕ— ИЛИ». Сигнал на выходе 3 устройства будет иметь зна­ чение сигнала, равное единице (т. е. равное давлению питания) только при отсутствии управляющих сигналов / и 2. Расход сжа­ того воздуха элементами составляет 2 нл/мин, рабочая частота пе­ реключений контактов составляет 50 гц, допускаемый разброс

Соединение элементов в схему производится с помощью мон­ тажной трубки. Если система требует большого количества мон­ тажных плат, они помещаются в специальные рамки типа УРС, которые устанавливаются в соответствующие шкафы.

На рис. 20 показаны в качестве примера конструкция и габа­ ритные размеры выходных усилителей и пневмоэлектропреобразо­ вателей. Пневмоэлектропреобразователи могут коммутировать ток до 2,5 а при напряжении 250 в. Гарантированное число срабаты­ ваний 106.

Аналогово-цифровой преобразователь (ДЛ-16) предназначен для преобразования аналогового пневматического сигнала в циф­ ровой сигнал в двоично-десятичном коде в приборах централизо­ ванного измерения. Входной сигнал — пневматический аналого­ вый, давлением 0,2 -ч- 1,0 кгс/см2, выход в коде Грея второй се­ рии 0— 100%, основная погрешность ±0,8% .

Сигнализатор уровня давления (ДЛ-118 «S») предназначен для сигнализации о достижении заданного давления в диапазоне 0,2— 1,0 кгс/см2 и применяется в устройствах централизованного изме­ рения. Давление питания и выходное давление составляют О Д - ОД кгс/см2, основная погрешность 1%, гистерезис 1%.

Шаговый двигатель (ДЛ-126) — двухходовой мембранный хра­

39

повой двигатель для входного сигнала 0,5— 1,0 кгс/см2. Шаговая частота 100 гц, переменное число шагов (путем перестановки храповика) 48/60/64/96/120/128. Двигатель используется в качест­ ве привода программных устройств, механических счетчиков им­ пульсов и т. д.

Рис. 20. Схемы выходного усилителя а и пневмоэлек­ тропреобразователей (б, в) системы ПНЕУЛОГ

Пневматический шаговый искатель (ДЛ-107) предназначен для управления переключателями аналоговых сигналов в специальных цепях. Управление двигателем производится посредством входных импульсов давлением 0,5 кгс/см2. Давление питания и единичный уровень входа 0,5 н- 0,6 кгс/см2, количество выходных каналов 40.

40

Из вспомогательных устройств интерес представляет электрбпневматический переключатель (рис. 21) аналоговых сигналов. Электропневматический переключатель предназначен для пооче­ редного подключения восьми пневматических измерительных точек к одному выходному каналу. Его выходной пневматический сигнал заводится на тензометрический пневмоэлектрический преобразова-

Рис. 21. Общий вид электоопневматического переключателя

41

тель, который преобразует поступающий сигнал в электрический на уровне нескольких милливольт, и затем с помощью усилителя усиливается до унифицированного значения 10 в, пригодного для подачи на электрическое регистрирующее устройство.

Электропневматический переключатель может также использо­ ваться для электрического дистанционного переключателя пнев­ матических сигналов на общее пневматическое показывающее устройство.

Электропневматический переключатель измерительных точек представляет собой восемь соленоидных вентилей, работающих на один выходной канал. Восемь вентилей выполнены в виде едино­ го блока. Все седла соленоидных вентилей подключены к одному выходному каналу.

Соленоидный вентиль состоит из сердечника 1 с уплотнитель­ ной прокладкой 2, прижимаемого пружиной 3 и свободно лежаще­ го в направляющей трубке 4. На трубке расположена катушка 5, концы которой подсоединены к клеммам 6. Давление питания по­ дается через штуцер 7 с накидной гайкой 8. Пока к клеммам 6 не подведено напряжение, седло вентиля надежно закрыто под действием усилия пружины 3. При подаче на клеммы 6 напряже­ ния сердечник 1 втягивается в катушку 5 под действием электро­ магнитного поля и соединяет выходной канал с соответствующим входным каналом.

Отдельные платы переключателя могут собираться в общий блок в зависимости от необходимого числа коммутируемых каналов.

Электропневматический переключатель точек измерения может работать при температуре окружающей среды + 5 -г-45° и относи­ тельной влажности воздуха 45—75%.

Прибор работает только в вертикальном положении (соленои­ ды должны быть расположены горизонтально) с максимальным отклонением ±5°. Сжатый воздух должен быть очищен (глубина

Следует отметить, что система ПНЕУЛОГ непрерывно совер­ шенствуется и пополняется новыми элементами.

42

Система элементов струйной техники серии I.G. Наряду с раз­ работкой мебранкых средств пневмоавтоматики в ЧССР велись исследования в области создания элементов струйной техники. В. настоящее время заводом средств автоматизации производствен­ ных процессов ИНОВА освоен выпуск экспериментального ком­ плекта аппаратуры струйной техники, разработанной в Праж­ ском технологическом университете.

Струйные элементы (главным образом пневматические) пред­ назначены для построения измерительных, управляющих, логиче­ ских и других цепей управления и вычислительных устройств.

Быстрое развитие теории создания и технологии изготовления струйной техники и ее практическое применение было обусловле­ но следующими причинами:

системы, построенные на струйных элементах, надежны. Это объясняется тем, что они не содержат никаких подвижных меха­ нических частей. Характеристики струйных элементов не изменя­ ются ни во времени, ни с увеличением количества рабочих опера­ ций. Элементы выдерживают без повреждения многократные пе­ регрузки давления по сравнению с номинальными значениями;

струйные системы могут работать в крайне неблагоприятных условиях. Они взрывобезопасны, устойчивы против вибраций и больших перепадов температуры. На их рабочие характеристи­ ки не влияют ни электромагнитное поле, ни ядерное излучение, ни иные подобные обстоятельства;

струйные системы отличаются высокой адаптивностью. Элемен­ ты и целые цепи можно питать давлениями в широком диапазоне (обычно 1:5 и более) без ущерба для относительных рабочих ха­ рактеристик. Струйные усилители могут линейно усиливать сигна­ лы давления;

струйные элементы отличаются малыми габаритными размера­ ми, весом и высокой операционной скоростью. Логические элемен­ ты обычного типа имеют время переключения менее 1 мсек;

струйные элементы работают с низким длительным расходом энергии. При выдерживании значений питающего давления в пре­ делах, указываемых изготовителем, длительный расход для одного усилителя равен десятым долям ватта. Требования к качеству воз­ духа такие же, как и для других пневматических систем управле­ ния.

Струйные элементы серии I.G образуют единую систему, кото­ рая позволяет реализовать автоматические управляющие устрой­ ства, работающие как в аналоговом, так и в дискретном режиме. Конструкция элементов позволяет комбинировать их один с дру­ гим и питать от одного источника. Большинство цепей автомати­ ческого управления можно строить непосредственно из элементов серии I.G без каких-либо других связующих частей (сопротивле­ ний, емкостей и т. п.). Все элементы (за исключением сопротивле­ ния) представляют собой элементарные интегральные цепи, импедансно приспособленные друг к другу.

43