設計控制方案的直觀方法
直觀方法——一種基於在各種設計組織中獲得的各種機制自動化的經驗來開發控制方案的方法。它基於設計者的工程直覺。
只有博採眾長,具備一定的方案製定能力,能夠抽象思考,邏輯推理的人,才能完美掌握這一方法。儘管它很複雜,但大多數電氣設計師都廣泛使用直觀方法。
例如,考慮推桿的簡化運動圖(圖 1)。當輪子5順時針轉動時,槓桿4使槓桿1繞軸線O轉動,從而迫使履帶板3與槓桿2一起平移。隨著輪子5的進一步旋轉,槓桿1的運動方向改變並且蹄返回到其初始位置,之後發動機必須停止。
米。 1.槓桿推桿控制示意圖
所考慮的機構是推動裝置的典型代表。在第一個週期中,該機制開啟並運行。在第二項措施中,它不起作用。該機制不起作用的循環稱為零。雖然鞋子是完全往復運動的(向前和向後),但不可逆電動機可用於推進。
槓桿活塞電動機的控制電路由電源電路和控制電路兩部分組成(圖1中用虛線分隔)。
考慮電源電路元件的用途。三相電流提供給 QS 開關,當磁力啟動器維修或損壞時,QS 開關會切斷電動機的電源。然後電流流過斷路器,其 QF 釋放如圖所示。它設計用於在出現短路電流時保護和斷開驅動器的電源。磁力啟動器 KM 的主觸點接通或斷開電動機 M 的繞組。
熱繼電器 KK1 和 KK2(其加熱元件顯示在電源電路中)旨在保護電動機免受長時間過載的影響:
控制方案的工作原理如下。當您按下啟動按鈕 SB1 時,磁力啟動器 KM 的線圈通電,因此 KM 供電電路的觸點閉合,電流進入電機繞組。電機轉子旋轉,滾筒開始向前移動。同時,它遠離限位開關 SQ 的槓桿,其觸點閉合。
當鬆開啟動按鈕SB1,其觸點打開時,磁力啟動器的KM線圈將通過限位開關SQ的觸點供電。前後運動後,活塞壓住限位開關SQ的槓桿,其觸點打開,KM的線圈斷開。這將導致電源電路中的 KM 觸點打開並停止電動機。
所考慮的電路包含電源和控制電路。將來只會考慮控制方案。
按功能,即按用途,電路運行中涉及的所有元件可分為三組:控制觸點、中間元件和執行元件。
控制觸點是發出命令的元素(控制按鈕、開關、限位開關、初級轉換器、繼電器觸點等)。
中間元素的名稱表明它們佔據控制元素和執行元素之間的中間位置。在繼電器接觸電路中,它們包括時間繼電器和中間繼電器,在非接觸電路中 - 邏輯門.
執行要素是執行機制。然而,在開發控制電路時,並不使用驅動機構本身(電動機或加熱元件),而是使用包含它們的設備,即磁力啟動器、接觸器等
所有控制接點按其作用原理分為五種類型:短動啟動接點(PC)、長動啟動接點(PD)、短動停止接點(OK)、長動停止接點(OD) ),啟停觸點(軟件)。這些聯繫人稱為主要聯繫人。
循環機構控制中所有典型觸點的操作循環圖如圖 1 所示。 2.
米。 2.控制觸點循環圖
五個觸點中的每一個都在特定時刻開始工作(關閉)和結束(打開)。因此,啟動觸點在工作行程開始時一起開始工作,但 YAK 觸點在工作行程 OD 期間停止工作 - 在暫停期間,也就是說,它們僅在關閉時彼此不同(開)。
與啟動觸點不同,停止觸點在工作行程結束時同時停止工作,其不同之處在於包含(閉合)時刻。停止觸點 OK 在工作行程期間開始運行,而觸點 OD - 在暫停期間開始運行。只有軟件的接觸才能隨著工作過程的開始而開始工作,並隨著工作過程的結束而結束。
在所考慮的五個主要聯繫人的幫助下,可以獲得四種控制執行和中間元素的方案,稱為典型方案(圖 3)。
米。 3. 執行電路和中間電路的典型控制方案
第一個典型電路(圖 3,a)只有一個軟件控制觸點。如果關閉,則電流流過執行器 X,如果打開,則沒有電流流過。 PO 觸點有其自身的含義,所有其他觸點必須成對使用(啟動和停止)。
第二個典型電路有兩個連續動作的控制觸點:PD 和 OD(圖 3,b)。
第三種典型電路由電腦的啟動觸點和停止觸點OD組成,除了控制觸點外,該電路還應包括一個閉鎖觸點x,執行器X通過它在電腦啟動觸點後繼續通電打開電腦(圖 3,c)。
第四種典型方案基於兩個短時接觸:啟動計算機和停止 OK,並聯(圖 3,d)。
給定的四種典型方案允許(好像來自立方體)組成複雜的並行-串行方案來控制觸點。因此,例如,正在考慮的槓桿控制方案(見圖 1)基於第四種典型方案。它採用按鈕SB1作為短時啟動觸點,SQ限位開關作為短時停止觸點。
在使用直觀方法制定控制方案時,必須正確確定控制觸點的類型,即其動作持續時間。
考慮使用典型方案使用直觀方法開發控制方案的示例。
有必要開發一種用於控制感應器的半自動裝置和一種用於噴塗裝置的裝置,該裝置設計用於用高頻電流加熱產品,然後用水射流冷卻。產品在感應器內加熱時間為12 s,冷卻時間為8 h,產品在感應器內由人工安裝。
首先,我們將分析半自動設備的操作並確定所有執行和中間元素。工人手動將產品安裝到感應器中並按下啟動按鈕。此時,電感導通,產品開始加熱。同時,考慮到加熱時間(12 秒),時間繼電器也應打開。
這個時間繼電器(更準確地說,它的觸點)關閉電感器並打開灑水器,灑水器提供冷卻水。同時,必須打開第二個繼電器來倒計時冷卻時間,即關閉噴霧器。這樣,需要控制四個元件:一個感應器、一個噴霧裝置和兩個時間繼電器。
電感器通過接觸器打開和關閉,這就是為什麼需要控制後者的原因。噴霧器由電磁閥控制。
讓我們分別指定接觸器KM1的線圈(線圈),電磁閥KM2的線圈和時間繼電器KT1和K.T2的線圈。因此,我們有兩個執行器:KM1 和 KM2 以及兩個中間元件:KT1 和 KT2。
從所進行的分析可以看出,加熱應該首先開始,即線圈KM1將被激勵。 SB 觸發按鈕(短動作)用作啟動觸點。因此,第三種或第四種典型方案都適用。
讓電感器與時間繼電器 KT1.1 的觸點斷開,在本例中為長效觸點。因此,我們選擇第三種典型方案。在磁力啟動器 KM1 繞組的同時,需要打開時間繼電器 KT1,將它們並聯起來很容易做到。
考慮由此產生的電路的操作(圖 4,a)。
米。 4.控制電路:a——加熱時間感應器和繼電器,b——噴淋裝置和繼電器冷卻時間,c——整體安裝
當按下啟動按鈕SB時,接觸器KM1的線圈得電,即產品開始加熱。同時,時間繼電器KT1的線圈得電,開始倒計時加熱時間。在閉鎖觸點 KM1.1 的幫助下,線圈 KM1 的電壓即使在鬆開觸發按鈕 SB 後仍將保持不變,即釋放。打開其聯繫人後。
加熱時間到後,時間繼電器KT1動作,其觸點KT1.1斷開。這將導致 KM1 線圈關閉(產品加熱將結束)。現在應該打開噴霧器。它可以通過閉合觸點由時間繼電器 KT1 打開。噴霧機開啟時,時間繼電器KT1斷開。因此,閉合觸點 KT1.1 將是一個短時觸點。因此,我們將再次使用第三種典型方案。
與噴霧器同時,有必要打開時間繼電器 KT2,它對冷卻時間進行倒計時。為此,我們將使用應用技術並將時間繼電器 KT2 的線圈與線圈 KM2 並聯。這樣我們就得到了第二種控制方案(圖 4,b)。結合這兩個電路(圖 4,a 和 b),我們得到一個通用的控制方案(圖 4,c)。
現在讓我們考慮整個電路的操作(圖 4,c)。當按下SB啟動按鈕時,接觸器KM1和時間繼電器KT1的線圈得電,產品開始升溫。12 秒後,時間繼電器 KT1 將動作,其在電路 1 中的觸點將打開,在電路 2 中的觸點將閉合。產品將開始冷卻。與電磁閥的線圈KM2同時,時間繼電器K將T2得電,冷卻時間倒計時。當觸點KT2.1(電路3)打開時,閥KM2和時間繼電器KT2斷開,並且電路回到原來的位置。
最終的感應器和灑水器控制方案是使用直觀的方法開發的。然而,沒有證據表明該方案將是正確和最優的。電路的可操作性問題只有在其製作完成並經過仔細的實驗驗證後才能解決。這恰恰是直覺法的最大弊端。分析方法中沒有指出的缺點。開發控制方案的分析方法將在下一篇文章中討論。
