Wykład 9. Metody budowy schematu funkcjonalnego pneumatycznego układu przełączającego:

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Wykład 9. Metody budowy schematu funkcjonalnego pneumatycznego układu przełączającego:"

Natalia Szczepańska
7 lat temu
Przeglądów:

1 Serwonapędy w automatyce i robotyce Wykład 9 Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów przełączających Metody budowy schematu funkcjonalnego pneumatycznego układu przełączającego: intuicyjna projektant wykorzystuje znajomość działania elementów przełączających (brak układu optymalnego). algorytmiczna projektant ma podany nie tylko asortyment elementów przełączających ale i tok postępowania. analityczna projektant zna teorię układów przełączających (algebra Boole a), określa analitycznie funkcje logiczne realizujące dane zadanie, dobiera elementy realizujące zadanie (stosowana przy syntezie skomplikowanych układów). Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 2

Intuicyjna metoda syntezy wykorzystuje się zestaw układów elementarnych w celu budowy

Zakłada się: elementy wykonawcze siłowniki jednostronnego i dwustronnego działania.

elementów sterujących i wykonawczych w funkcji czasu.

2 Intuicyjna metoda syntezy wykorzystuje się zestaw układów elementarnych w celu budowy układów złoŝonych. Zakłada się: elementy wykonawcze siłowniki jednostronnego i dwustronnego działania. Zapis cyklów pracy układów cyklogramy (wykresy czasowe) umoŝliwiają opisanie działania elementów sterujących i wykonawczych w funkcji czasu. Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 3 Zasilanie sprężonym powietrzem Oddziaływanie mechaniczne Przepływ sygnału pneumatycznego Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 4

3 Tok projektowania: Dobór elementów wykonawczych w zaleŝności od charakteru pracy i występujących obciąŝeń Dobór elementów wejściowych i przetwarzających informacje oraz ich wzajemnego połączenia i połączenia z elementami wykonawczymi. Dobór zestawu przygotowania spręŝonego powietrza. ZaleŜnie od sposobu pracy elementów układy dzielimy: Układy kombinacyjne praca elementów wyjściowych odbywa się w jednym takcie bez zachowania określonej kolejności. Układy sekwencyjne praca elementów w określonej kolejności Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 5 W układach kombinacyjnych stan elementów wyjściowych w kaŝdej chwili pracy jest funkcją jedynie stanu elementów wejściowych W układach sekwencyjnych stan elementów wyjściowych jest funkcją: stanu elementów wejściowych, poprzednich stanów układu (układ sekwencyjny układ z pamięcią). Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 6

4 Metoda intuicyjna (kroki): Na podstawie cyklogramu projektant łączy wyjścia wyłączników krańcowych i innych elementów wejściowych z wejściami zaworów rozdzielających sterujących pracą siłowników. analiza pracy zaprojektowanego układu połączeń. Nieprawidłowość działania pojawienie się w czasie działania układu dwóch sygnałów przełączających zawór rozdzielający Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 7 W przypadku wielokrotnego działania siłownika na wejście zaworu rozdzielającego (sterującego siłownikiem) wprowadza się elementy alternatywy lub wyjścia elementów wejściowych łączy się ze sobą za pomocą elementów koniunkcji wybór odpowiedniej kombinacji sygnałów przełączających zawór rozdzielający. uwzględnia się dodatkowe warunki pracy jak stop awaryjny, szybki powrót, zatrzymanie projektowanie dodatkowych obwodów (dodatkowe elementy przełączające). Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 8

5 Przykład: Sterowanie manipulatorem pneumatycznym Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 9 Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 10

6 Zaleta metody algorytmicznej w stosunku do metody intuicyjnej: Dość ścisłe określenie algorytmu projektowania, jaki trzeba zastosować aby uzyskać prawidłowo działający układ, ale nie zawsze optymalne rozwiązanie Metody algorytmiczne projektowanie układów sekwencyjnych: siłowniki współpracują z dwustanowymi zaworami rozdzielającymi, sterowanymi obustronnie spręŝonym powietrzem lub elektrycznie, kontrola połoŝeń tłoczysk siłowników wyłączniki drogowe i krańcowe. Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 11 Stosowane układy wykonawcze: Inne elementy: elementy wejściowe (zawory rozdzielające sterowane ręcznie lub mechanicznie), elementy przetwarzające informacje (zawory rozdzielające jedno i dwustabilne, zawory alternatywy, koniunkcji) Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 12

7 elementy nie wpływające na zmianę załoŝonego programu pracy układu, a zmieniające jedynie charakterystyki pracy określonych elementów (zawory zwrotno-dławiące, zawory szybkiego spustu) Metody algorytmiczne bazują na blokach pamięci (jednostki taktujące): przygotowuje kaŝdy następny krok (takt) układu, neutralizuje (przerywa, zamyka) obwody układu, które spowodowały jego poprzedni krok (takt) układu, wypełnia zadanie robocze, którego zakończenie powoduje automatyczną realizację następnego zadania układu. Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 13 Jednostki taktujące zespół zaworów rozdzielających: kaskada pneumatyczna zespół czterodrogowych zaworów rozdzielających dwustanowych połączonych szeregowo Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 14

8 Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 15 Jednostki taktujące zespół zaworów rozdzielających: jednostka krokowa łańcuch taktowo stopniowy Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 16

9 Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 17 Opis działania projektowanego układu prawidłowe wykorzystanie kaskady: opis słowny, za pomocą specjalnie przyjętej symboliki, za pomocą cyklogramu (wykres czasowy), za pomocą grafu. W układach pneumatycznych symbole (obok litery wskazującej element): + wysunięcie tłoczyska siłownika, zadziałanie zaworu, zapalenie lampki kontrolnej, - wsunięcie tłoczyska siłownika, wyłączenie zaworu, zgaszenie lampki kontrolnej, Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 18

niestabilny przejście do następnych stanów jest zaleŝne od podania sygnału z wyłączników krańcowych układu pojedyncze kółko, Stan wewnętrzny układu stabilny wymaga

10 +- krótkotrwałe (impulsowe) zadziałanie i zwolnienie elementu. Przykład: Działanie dwuwrzecionowej wiertarki i związanego z nią przyrządu. S+-, A+, B+, B-, C+, D+, D-, C-, A- Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 19 Graf Wierzchołkom grafu (litery w kółkach): Stan wewnętrzny układu niestabilny przejście do następnych stanów jest zaleŝne od podania sygnału z wyłączników krańcowych układu pojedyncze kółko, Stan wewnętrzny układu stabilny wymaga podania sygnału z zewnętrz (przycisk ręczny) podwójne kółko. Łuki skierowane sygnały wejściowe, które powodują przejście do kolejnych stanów układu Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 20

11 Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 21 Algorytm projektowania układu na podstawie warunków pracy graf, podział grafu na grupy (w grupie występuje jeden raz zmiana stanu danego elementu), stan stabilny występuje na początku grupy, dobór bloku pamięci (kaskady pneumatycznej lub jednostki krokowej) spełniającej warunek liczba wejść e 1 e n (s 1 s n ) = liczbie grup wynikających z podziału grafu, wyjścia s 1,s 2,,s n zasilanie wyłączników krańcowych znajdujących się w danej grupie, Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 22

12 połączyć wejścia do bloku pamięci z wyjściami elementów, które odpowiadają łukom występującym na granicy podziału, połączyć wejścia zaworów rozdzielających (sterujących siłownikami) z wyjściami elementów (np. wyłączników krańcowych), z których sygnały mają powodować określone działanie oznaczone na wierzchołku grafu jeŝeli dany element (wyłącznik) równocześnie powoduje zmianę stanu jednostki taktującej, wtedy bezpośrednio łączyny odpowiednie wejścia zaworu rozdzielającego z odpowiednim wyjściem jednostki taktującej. Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 23 przy równoczesnym działaniu siłowników, ich wejścia łączymy równolegle, jeŝeli róŝne sygnały mają powodować to samo działanie siłownika to naleŝy przed zaworem rozdzielającym zastosować element realizujący alternatywę, przejście do pierwszego stanu w grupie jest powodowane bezpośrednio przez odpowiedni sygnał wyjściowy s i z bloku pamięci, sygnał powodujący przejście do stanu stabilnego wykorzystuje się do zasilania elementu wejściowego (START) powodującego przejście z tego stanu do stanu następnego. Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 24

13 Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 25 Przykład: Zaprojektować układ sterujący przyrządem do obwodowego zawijania obrzeŝy rur przed montaŝem w instalacjach pneumatycznych i hydraulicznych S+-, A+, B+, B-, C+, B+, B-, A- (C-) Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 26

14 Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 27 Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 28

15 Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 29

Podobne dokumenty

1. Wstęp. dr inż. Piotr Pawełko / Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia patrz punkt 4!!!

1. Wstęp. dr inż. Piotr Pawełko / Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia patrz punkt 4!!! Laboratorium nr3 Temat: Sterowanie sekwencyjne półautomatyczne i automatyczne. 1. Wstęp Od maszyn technologicznych wymaga się zapewnienia ściśle określonych kolejności (sekwencji) działania. Dotyczy to