Автоматические циклы в функции пути и в функции времени

Система обработки и использования производственной информации при управлении циклами автоматических линий или агрегатных станков, а также циклами многопозиционных станков должна обеспечивать выполнение следующих функций:

1. Управление перемещениями обрабатываемых заготовок между рабочими позициями, а также их фиксацией на время обработки в приспособлениях. Эти действия выполняются механизмами транспортных и загрузочных устройств и систем, управляемых различными электрическими аппаратами или электроуправляемыми гидрозолотниками.

Перевод золотников импульсного действия из одного рабочего положения в другое обеспечивается подачей на соответствующий управляющий электромагнит сигнала определенной длительности, как правило, синусоидального напряжения. В отечественном технологическом оборудовании этот сигнал обычно имеет длительность 2…3 с при частоте 50 Гц.

Для переключения и удержания в новом рабочем положении золотников длительного действия используются электромагниты. При отключении их питания даже на непродолжительное время золотник самопроизвольно перемещается в другое положение.

• 2. Управление непосредственной обработкой заготовок, закрепленных на рабочих позициях. Вращение обрабатывающего инструмента (фрезы, сверла, метчика, плашки, центровального сверла и др.) обеспечивается электродвигателем привода главного движения. Поступательное перемещение силовых головок осуществляется с помощью гидроцилиндров, управляемых гидрозолотниками импульсного действия. В ряде случаев для выполнения поступательных движений используется и электромеханический привод подачи.
• 3. Контрольную сигнализацию, блокировку и индикацию состояния исполнительных органов, в том числе сигнализацию об авариях и указание их причин. В начале смены, а также при повторном пуске после оперативного или аварийного снятия напряжения выполнению автоматического цикла должен предшествовать комплекс подготовительных операций, осуществляемых по командам от системы управления. Эти команды реализуют подачу напряжения, подачу звукового предупреждающего сигнала и пуск электродвигателей.

После выполнения подготовительных операций система управления обеспечивает работу в автоматическом и наладочном режимах.

В автоматическом режиме система управления осуществляет последовательную реализацию элементов цикла, а также экстренную (т. е. внеочередную) реализацию отдельных переходов и движений с предварительной отменой некоторых команд из числа ранее выданных. Подобная необходимость может появиться в случае возникновения аварийных ситуаций и нарушения блокировок или в случае оперативного вмешательства персонала в управление. Обеспечивается также выполнение действий, необходимых для повторного пуска после нажатия кнопки «Аварийный стоп», повторение импульсных команд после нажатия оператором соответствующих кнопок, а также предотвращение самопроизвольного возобновления движений после перерыва в энергопитании.

В наладочном режиме система управления осуществляет выполнение отдельных выборочно назначаемых элементов цикла либо по командам с пульта управления, либо автоматически, если возникают аварийные ситуации или нарушения блокировок.

Система управления должна вырабатывать те или иные управляющие решения в ответ на поступающую производственную информацию. Пример такого общего случая входных и выходных сигналов системы управления приведен на рис. 15.10.

Задача любой системы управления независимо от физической природы получаемых и выдаваемых ею сигналов состоит в том, чтобы в данной ситуации (т. е. при том или ином внутреннем состоянии системы) в ответ на ту или иную комбинацию входных сигналов вырабатывать адекватную комбинацию выходных сигналов.

Рис. 15.10. Пример входных и выходных сигналов системы управления автоматическим циклом технологического оборудования.

Это может быть представлено в табличной форме, как показано, например, в табл. 15.1. Таблица составлена для случая, когда проектируемая система управления рабочим циклом находится в состоянии «1», т. е. ее выходом является оператор А, (оператор с индексом 1, что означает согласно рис 15.10 запрос готовности).

Таблица 15.1 ?

Один из вариантов поведения схемы управления циклом в состоянии запроса готовности.

В столбцах аргументов проставлены те значения входных сигналов, которые в данной ситуацйи влияют на выбор выходного оператора. Наличию сигнала от аргумента соответствует 1, а его отсутствию соответствует 0. Прочерк в столбце аргумента означает, что в данной ситуации для выработки выходного сигнала не имеет значения, наличествует или отсутствует сигнал этого аргумента. В столбце, обозначенном N, проставляется индекс того оператора А, который в данной ситуации должен быть выработан системой управления в ответ на то или иное сочетание входных сигналов.

Рис. 15.11. Иерархическое дерево решений для системы управления циклом в состоянии запроса готовности.

Этой таблице соответствует канонический граф, или иерархическое дерево решений, изображенное на рис. 15.11.

На этом графе сверху в виде строки расположены те аргументы, которые так или иначе в данном состоянии влияют на выходной сигнал, вырабатываемый автоматической системой управления рабочим циклом. Ответом на наличие соответствующего сигнала на входе схемы является ветвь на дереве решений, направленная вниз. Ответом на отсутствие сигнала на входе схемы является ветвь на дереве решений, направленная вверх.

Если не имеет значения, присутствуют или отсутствуют соответствующие сигналы на входе схемы, то этому соответствует горизонтальная ветвь на дереве решений.

Таким образом, схема автоматического управления рабочим циклом в ответ на информационные сигналы, поступающие в данном состоянии на ее вход, должна вырабатывать решения, изображающиеся той или иной ломаной траекторией на иерархическом дереве решений.

Вопрос заключается в том, откуда поступают информационные сигналы на систему автоматического управления рабочим циклом и каким образом они вырабатываются.

В зависимости от того, что является источником информационных сигналов, поступающих на схему автоматического управления рабочим циклом, различают управление в функции пути и управление в функции времени.

Если источниками информационных сигналов, поступающих на вход логической переключательной схемы, осуществляющей управление рабочим циклом, являются различного рода путевые выключатели: контактные или бесконтактные, электрические, гидравлические, пневматические или комбинированные, установленные на пути перемещения рабочих исполнительных органов, то имеет место управление в функции пути. Заметим, что «перемещение» здесь следует понимать в широком смысле. Сюда же можно отнести изменение любого параметра, определяющего протекание технологического цикла, например изменение давления в гидросистеме, определяемое предельным датчиком — реле давления.

Если же источниками информационных сигналов, поступающих на вход логической переключательной схемы, осуществляющей управление рабочим циклом, являются различного рода задатчики времени, например жестко закрепленные путевые микровыключатели, на которые воздействуют определенным образом спрофилированные и взаимно ориентированные кулачки, установленные на валу вращающегося с постоянной скоростью нерегулируемого электродвигателя, являющегося задатчиком времени, то в таком случае имеет место управление в функции времени.