Интуитиван метод за пројектовање контролних шема

Интуитивна метода — метода развоја управљачких шема заснована на искуству стеченом у различитим пројектантским организацијама у аутоматизацији различитих механизама. Заснован је на инжењерској интуицији дизајнера.

Само онај ко је апсорбовао сво досадашње искуство и има одређене способности у смислу састављања шема, ко може да размишља апстрактно и логично расуђује, може савршено да савлада ову методу. Упркос његовој сложености, већина електричних дизајнера увелико користи интуитиван метод.

На пример, размотрите поједностављени кинематички дијаграм потисне полуге (слика 1). Када се точак 5 окреће у смеру казаљке на сату, полуга 4 ротира полугу 1 око осе О, приморавајући ципелу 3 са полугом 2 да се помери. Даљом ротацијом точка 5, смер кретања полуге 1 се мења и ципела се враћа у првобитни положај, након чега се мотор мора зауставити.

Пиринач. 1. Шематски дијаграм управљања гурачем полуге

Разматрани механизам је типичан представник потисног уређаја.У првом циклусу, механизам је укључен и ради. У другој мери не иде. Циклус у којем механизам не ради назива се нула. Иако је ципела потпуно повратна (напред и назад), за погон се може користити нереверзибилни електромотор.

Управљачко коло полужно-клипног електромотора састоји се из два дела (на сл. 1. су одвојени испрекиданом линијом): струјног кола и управљачког кола.

Размотрите сврху елемената струјног кола. Трофазна струја се доводи до КС прекидача, који прекида напајање електричног мотора у случају поправке или оштећења магнетног стартера. Тада струја тече кроз прекидач чије је отпуштање КФ приказано на дијаграму. Дизајниран је да заштити и искључи напајање погона у случају струја кратког споја. Главни контакти магнетног стартера КМ укључују или искључују намотај електромотора М.

Термални релеји КК1 и КК2, чији су грејни елементи приказани у струјним круговима, дизајнирани су да заштите електромотор од продужених преоптерећења:

Контролна шема функционише на следећи начин. Када притиснете дугме за покретање СБ1, калем магнетног стартера КМ се напаја и стога су контакти круга напајања КМ затворени и електрична струја улази у намотај мотора. Ротор мотора се ротира и бубањ почиње да се креће напред. Истовремено се удаљава од полуге граничног прекидача СК и његови контакти су затворени.

Када се отпусти дугме за покретање СБ1 и његови контакти се отворе, КМ калем магнетног стартера ће добити напајање преко контаката крајњег прекидача СК.Након померања напред, а затим назад, клип ће притиснути полугу граничног прекидача СК, његови контакти ће се отворити и калем КМ ће се искључити. Ово ће узроковати отварање КМ контаката у струјном колу и заустављање електромотора.

Разматрано коло садржи струјна и управљачка кола. У будућности ће се разматрати само шеме контроле.

По функцији, тј. по намени, сви елементи укључени у рад кола могу се поделити у три групе: контролни контакти, међуелементи и извршни елементи.

Контролни контакти су елементи са којима се издају команде (контролна дугмад, прекидачи, крајњи прекидачи, примарни претварачи, релејни контакти итд.).

Сам назив међуелемената указује на то да они заузимају међупозицију између контролних и извршних елемената. У релејно-контактним колима они укључују временске релеје и међурелеје, ау бесконтактним колима — логичке капије.

Извршни елементи су извршни механизми. Међутим, при развоју управљачких кола не користе се сами погонски механизми (електромотори или грејни елементи), већ уређаји који их укључују, тј. магнетни стартери, контактори итд.

Сви контролни контакти, према свом функционалном принципу, подељени су у пет типова: стартни контакт са кратким дејством (ПЦ), стартни контакт са дугим дејством (ПД), прекид контакта са кратким дејством (ОК), прекид контакта са дугим дејством (ОД ), старт-стоп контакт (софтвер). Ови контакти се називају главним.

Циклограми рада свих типичних контаката у управљању цикличним механизмима приказани су на сл. 2.

Пиринач. 2.Циклограм контролних контаката

Сваки од пет контаката почиње да ради (затвара се) и завршава (отвара се) у одређеним тренуцима. Дакле, стартни контакти почињу свој рад заједно са почетком радног хода, али контакт ИАК престаје да ради током радног хода, ОД — током паузе, односно разликују се једни од других само у моментима искључења ( отварање).

Зауставни контакти, који за разлику од стартних, престају да раде истовремено са завршетком радног хода, разликују се по моментима укључивања (затварања). Зауставни контакт ОК почиње свој рад током радног хода, а контакт ОД - током паузе. Само контакт софтвера почиње свој рад заједно са почетком радног курса и завршава се његовим завршетком.

Уз помоћ разматраних пет главних контаката могуће је добити четири шеме за управљање извршним и међуелементима, које се називају типске шеме (сл. 3).

Пиринач. 3. Типичне управљачке шеме за извршна и средња кола

Прво типично коло (слика 3, а) има само један софтверски контролни контакт. Ако је затворен, онда струја тече кроз актуатор Кс, а ако је отворен, струја не тече. ПО контакт има своје значење и сви остали контакти се морају користити у пару (старт и стоп).

Друго типично коло има два контролна контакта са континуираним дејством: ПД и ОД (слика 3, б).

Треће типично коло се састоји од стартног контакта рачунара и контакта за заустављање ОД, поред контролних контаката ово коло треба да садржи контакт за блокирање к, преко којег ће актуатор Кс наставити да добија напајање након стартног контакта уређаја. рачунар је отворен (слика 3, ц).

Четврта типична шема заснована је на два краткотрајна контакта: покрените рачунар и зауставите ОК, паралелно повезани (слика 3, д).

Дате четири типичне шеме омогућавају (као из коцке) да се компонују сложене паралелно-серијске шеме за контролу контаката. Тако, на пример, шема управљања полугом која се разматра (погледајте слику 1) заснива се на четвртој типичној шеми. Користи тастере СБ1 као краткотрајни контакт за покретање и СК гранични прекидач као контакт за краткотрајно заустављање.

Приликом израде контролне шеме помоћу интуитивне методе, потребно је правилно одредити врсту контролног контакта, односно трајање његовог деловања.

Размотрите пример развоја контролне шеме коришћењем интуитивне методе користећи типичне шеме.

Нека буде потребно развити полуаутоматски уређај за управљање индуктором и уређај за прскање инсталацију намењену загревању производа високофреквентним струјама и потом хлађењу воденим млазом. Време загревања производа у индуктору је 12 с, а време хлађења је 8 х. Производ се ручно уграђује у индуктор.

Прво ћемо анализирати рад полуаутоматског уређаја и одредити све извршне и међуелементе. Радник ручно инсталира производ у индуктор и притисне дугме за покретање.У овом тренутку, индуктор се укључује и почиње загревање производа. Истовремено, временски релеј такође треба да се укључи, узимајући у обзир време загревања (12 с).

Овај временски релеј (тачније, његови контакти) искључује индуктор и укључује прскалицу, која снабдева водом за хлађење. Истовремено, мора се укључити други релеј за одбројавање времена хлађења, односно за искључивање прскалице. На овај начин је потребно контролисати четири елемента: индуктор, уређај за прскање и два временска релеја.

Индуктор се укључује и искључује преко контактора, због чега је потребно контролисати овај други. Прскалица се контролише помоћу соленоидног вентила.

Означимо завојницу (калем) контактора КМ1, завојницу електромагнетног вентила КМ2 и завојнице временског релеја КТ1 и К.Т2, респективно. Дакле, имамо два актуатора: КМ1 и КМ2 и два међуелемента: КТ1 и КТ2.

Из извршене анализе произилази да прво треба да почне загревање, односно да се калем КМ1 побуђује. Дугме окидача СБ (кратка акција) се користи као стартни контакт. Дакле, примењива је или трећа или четврта типична шема.

Нека се индуктор одвоји од контаката временског релеја КТ1.1, који су у овом случају контакти дугог дејства. Стога бирамо трећу типичну шему. Истовремено са намотајем магнетног стартера КМ1, потребно је укључити временски релеј КТ1, што је врло лако учинити паралелним повезивањем.

Размотрите рад резултујућег кола (слика 4, а).

Пиринач. 4.Контролна кола: а — индуктор и релеј за време грејања, б — уређај за прскање и време хлађења релеја, ц — инсталација у целини

Када притиснете дугме за покретање СБ, намотај контактора КМ1 се напаја, односно почиње загревање производа. Истовремено, намотај временског релеја КТ1 је под напоном и почиње да одбројава време загревања. Уз помоћ контакта за блокирање КМ1.1, напон намотаја КМ1 ће се одржавати и након отпуштања дугмета окидача СБ, тј. након отварања својих контаката.

Након истека времена загревања, временски релеј КТ1 ће радити, његов контакт КТ1.1 ће се отворити. Ово ће довести до искључивања намотаја КМ1 (загревање производа ће се завршити). Сада треба укључити прскалицу. Може се укључити временским релејем КТ1 затварањем контакта. Када је прскалица укључена, временски релеј КТ1 је искључен. Стога ће контакт за затварање КТ1.1 бити краткотрајни контакт. Стога ћемо поново користити трећу типичну шему.

Истовремено са прскалицом потребно је укључити временски релеј КТ2, који одбројава време хлађења. У ту сврху користићемо примењену технику и спојити калем временског релеја КТ2 паралелно са калемом КМ2. Тако добијамо другу контролну шему (слика 4, б). Комбинујући два кола (слика 4, а и б), добијамо општу шему управљања (слика 4, ц).

Размотримо сада рад кола у целини (слика 4, ц). Када притиснете дугме за покретање СБ, намотаји контактора КМ1 и временског релеја КТ1 се активирају и производ почиње да се загрева.Након 12 с, временски релеј КТ1 ће радити и његови контакти у колу 1 ће се отворити и у колу 2 ће се затворити. Производ ће почети да се хлади. Истовремено са калемом КМ2 електромагнетног вентила, временски релеј К ће бити под напоном Т2, одбројавајући време хлађења.Када се отвори контакт КТ2.1 (коло 3), вентил КМ2 и временски релеј КТ2 се искључују, а коло се враћа у првобитни положај .

Резултујућа шема управљања индуктором и прскалицама развијена је коришћењем интуитивне методе. Међутим, нема доказа да ће ова шема бити исправна и оптимална. Питање оперативности кола може се решити тек након његове производње и пажљиве експерименталне провере. Управо је то највећи недостатак интуитивне методе. Уочени недостатак је одсутан у аналитичком методу. О аналитичкој методи за развој контролних шема биће речи у следећем чланку.