طريقة بديهية لتصميم مخططات التحكم

طريقة بديهية - طريقة لتطوير مخططات التحكم بناءً على الخبرة المكتسبة في منظمات التصميم المختلفة في أتمتة الآليات المختلفة. يعتمد على حدس المصمم الهندسي.

فقط الشخص الذي استوعب كل الخبرات السابقة ولديه قدرات معينة من حيث وضع المخططات ، والذي يمكنه التفكير بشكل تجريدي والعقل المنطقي ، يمكنه إتقان هذه الطريقة تمامًا. على الرغم من تعقيدها ، يستخدم معظم المصممين الكهربائيين الطريقة البديهية على نطاق واسع.

على سبيل المثال ، ضع في اعتبارك مخطط حركي مبسط لرافعة دفع (الشكل 1). عندما تدور العجلة 5 في اتجاه عقارب الساعة ، تقوم الرافعة 4 بتدوير الرافعة 1 حول المحور O ، مما يجبر الحذاء 3 بالرافعة 2 على الترجمة. مع مزيد من الدوران للعجلة 5 ، يتغير اتجاه حركة الرافعة 1 ويعود الحذاء إلى موضعه الأصلي ، وبعد ذلك يجب أن يتوقف المحرك.

أرز. 1. رسم تخطيطي للتحكم بالرافعة الدافعة

الآلية المدروسة هي ممثل نموذجي لجهاز الدفع.في الدورة الأولى ، الآلية تعمل وتعمل. في المقياس الثاني لا يعمل. تسمى الدورة التي لا تعمل فيها الآلية بالصفر. على الرغم من أن الحذاء ترددي بالكامل (للأمام والخلف) ، يمكن استخدام محرك كهربائي غير قابل للانعكاس للدفع.

تتكون دائرة التحكم في المحرك الكهربائي ذو المكبس والرافعة من جزأين (في الشكل 1 يتم فصلهما بخط منقط): دائرة الطاقة ودائرة التحكم.

ضع في اعتبارك الغرض من عناصر دائرة الطاقة. يتم توفير تيار ثلاثي الأطوار لمفتاح QS ، والذي يقوم بقطع التيار الكهربائي عن المحرك الكهربائي في حالة إصلاح أو تلف المبدئ المغناطيسي. ثم يتدفق التيار عبر قاطع الدائرة الذي يظهر إطلاق QF في الرسم التخطيطي. إنه مصمم لحماية وفصل مصدر الطاقة عن محرك الأقراص في حالة حدوث تيارات دائرة كهربائية قصيرة. تقوم جهات الاتصال الرئيسية للمبدئ المغناطيسي KM بتشغيل أو إيقاف تشغيل لف المحرك الكهربائي M.

تم تصميم المرحلات الحرارية KK1 و KK2 ، والتي تظهر عناصر التسخين في دوائر الطاقة ، لحماية المحرك الكهربائي من الأحمال الزائدة لفترات طويلة:

يعمل مخطط التحكم على النحو التالي. عندما تضغط على زر البدء SB1 ، يتم تنشيط ملف المبدئ المغناطيسي KM وبالتالي يتم إغلاق جهات اتصال دائرة إمداد KM ويدخل التيار الكهربائي إلى ملف المحرك. يدور دوار المحرك وتبدأ الأسطوانة في التحرك للأمام. في الوقت نفسه ، يتحرك بعيدًا عن ذراع مفتاح الحد SQ ويتم إغلاق جهات الاتصال الخاصة به.

عند تحرير زر البدء SB1 وفتح جهات الاتصال الخاصة به ، سيتلقى ملف KM الخاص بالمبدئ المغناطيسي الطاقة من خلال جهات الاتصال الخاصة بالمفتاح الحدي SQ.بعد التحرك للأمام ، ثم للخلف ، سيضغط المكبس على ذراع مفتاح الحد SQ ، وسيتم فتح جهات الاتصال الخاصة به وسيتم إيقاف تشغيل ملف KM. سيؤدي ذلك إلى فتح جهات اتصال KM في دائرة الطاقة وإيقاف المحرك الكهربائي.

تحتوي الدائرة المدروسة على دوائر طاقة وتحكم. في المستقبل ، سيتم النظر فقط في مخططات التحكم.

حسب الوظيفة ، أي حسب الغرض ، يمكن تقسيم جميع العناصر المشاركة في تشغيل الدائرة إلى ثلاث مجموعات: جهات اتصال التحكم والعناصر الوسيطة والعناصر التنفيذية.

جهات اتصال التحكم هي العناصر التي يتم إصدار الأوامر بها (أزرار التحكم، مفاتيح ، مفاتيح حد ، محولات أساسية ، اتصالات مرحل ، إلخ).

يشير اسم العناصر الوسيطة ذاتها إلى أنها تحتل موقعًا وسيطًا بين عنصر التحكم والعناصر التنفيذية. في دارات اتصال الترحيل ، تشمل مرحلات الوقت والمرحلات الوسيطة ، وفي الدوائر غير المتصلة - بوابات المنطق، بوابات منطقية.

العناصر التنفيذية هي آليات تنفيذية. ومع ذلك ، عند تطوير دوائر التحكم ، لا يتم استخدام آليات القيادة نفسها (المحركات الكهربائية أو عناصر التسخين) ، ولكن الأجهزة التي تشتمل عليها ، أي بادئات مغناطيسية وموصلات وما إلى ذلك.

تنقسم جميع جهات اتصال التحكم ، وفقًا لمبدأها الوظيفي ، إلى خمسة أنواع: بدء الاتصال بحركة قصيرة (كمبيوتر شخصي) ، وبدء الاتصال بالحركة الطويلة (PD) ، وإيقاف الاتصال بحركة قصيرة (موافق) ، وإيقاف الاتصال بالحركة الطويلة (OD ) ، بدء الاتصال (البرنامج). تسمى جهات الاتصال هذه جهات الاتصال الرئيسية.

تظهر في الشكل Cyclograms لتشغيل جميع جهات الاتصال النموذجية في التحكم في الآليات الدورية. 2.

أرز. 2.سيكلوجرام اتصالات التحكم

يبدأ كل من جهات الاتصال الخمسة في العمل (يُغلق) وينتهي (يفتح) في لحظات زمنية محددة. لذلك ، تبدأ جهات اتصال البدء عملها مع بداية ضربة العمل ، لكن جهة اتصال YAK تتوقف عن العمل أثناء ضربة العمل ، OD - أثناء التوقف المؤقت ، أي أنها تختلف عن بعضها البعض فقط في لحظات إيقاف التشغيل ( الافتتاح).

يختلف إيقاف جهات الاتصال ، التي تختلف في لحظات التضمين (الإغلاق) ، على عكس بدء جهات الاتصال ، التي تتوقف عن العمل في نفس وقت نهاية ضربة العمل. تبدأ جهة اتصال التوقف OK عملها أثناء ضربة العمل ، و OD جهة الاتصال - أثناء الإيقاف المؤقت. فقط جهة اتصال البرنامج تبدأ عملها مع بداية دورة العمل وتنتهي بنهايتها.

بمساعدة جهات الاتصال الخمسة الرئيسية المدروسة ، من الممكن الحصول على أربعة مخططات للتحكم في العناصر التنفيذية والمتوسطة ، والتي تسمى المخططات النموذجية (الشكل 3).

أرز. 3. مخططات التحكم النموذجية للدوائر التنفيذية والمتوسطة

تحتوي الدائرة النموذجية الأولى (الشكل 3 ، أ) على جهة اتصال واحدة فقط للتحكم في البرنامج. إذا كان مغلقًا ، فإن التيار الكهربائي يتدفق عبر المشغل X ، وإذا كان مفتوحًا ، فلا يتدفق التيار. جهة اتصال PO لها معناها الخاص ويجب استخدام جميع جهات الاتصال الأخرى في أزواج (بدء وإيقاف).

تحتوي الدائرة النموذجية الثانية على ملامسي تحكم مع عمل مستمر: PD و OD (الشكل 3 ، ب).

تتكون الدائرة النموذجية الثالثة من بدء الاتصال بالكمبيوتر وإيقاف الاتصال OD ، بالإضافة إلى جهات اتصال التحكم ، يجب أن تتضمن هذه الدائرة جهة اتصال مانعة x ، والتي من خلالها سيستمر المشغل X في تلقي الطاقة بعد بدء الاتصال الخاص بـ تم فتح الكمبيوتر (الشكل 3 ، ج).

يعتمد المخطط النموذجي الرابع على جهتي اتصال على المدى القصير: بدء تشغيل الكمبيوتر والتوقف بشكل جيد ، متصلاً بالتوازي (الشكل 3 ، د).

تسمح المخططات النموذجية الأربعة المعطاة (كما لو كانت من مكعبات) بتكوين مخططات متسلسلة متوازية معقدة للتحكم في جهات الاتصال. لذلك ، على سبيل المثال ، يعتمد مخطط التحكم في الرافعة قيد الدراسة (انظر الشكل 1) على المخطط النموذجي الرابع. يستخدم أزرار الضغط SB1 كاتصال بدء قصير المدى ومفتاح حد SQ كاتصال توقف قصير المدى.

عند وضع مخطط تحكم باستخدام طريقة بديهية ، من الضروري تحديد نوع جهة اتصال التحكم بشكل صحيح ، أي مدة عملها.

ضع في اعتبارك مثالًا لتطوير مخطط تحكم باستخدام طريقة بديهية باستخدام مخططات نموذجية.

فليكن من الضروري تطوير جهاز شبه أوتوماتيكي للتحكم في محث وجهاز لرش منشأة مصممة لتسخين منتج بتيارات عالية التردد ثم تبريده بنفاثات مائية. وقت تسخين المنتج في المحرِّض هو 12 ثانية ووقت التبريد 8 ساعات ، ويتم تثبيت المنتج يدويًا في المحرِّض.

أولاً ، سنقوم بتحليل تشغيل الجهاز شبه التلقائي وتحديد جميع العناصر التنفيذية والمتوسطة. يقوم العامل بتثبيت المنتج يدويًا في المحث ويضغط على زر البدء.في هذه المرحلة ، يتم تشغيل المحرِّض ويبدأ تسخين المنتج. في الوقت نفسه ، يجب أيضًا تشغيل مرحل الوقت ، مع مراعاة وقت التسخين (12 ثانية).

يقوم مرحل الوقت هذا (بتعبير أدق ، جهات الاتصال الخاصة به) بإيقاف تشغيل المحرِّض وتشغيل الرشاش الذي يوفر الماء للتبريد. في الوقت نفسه ، يجب تشغيل مرحل ثانٍ للعد التنازلي لوقت التبريد ، أي لإيقاف تشغيل البخاخ. بهذه الطريقة ، من الضروري التحكم في أربعة عناصر: مغو ، وجهاز رش ، ومرحلتان زمنيتان.

يتم تشغيل الحث وإيقاف تشغيله عبر موصل ، وهذا هو السبب في أنه من الضروري التحكم في الأخير. يتم التحكم في البخاخ بواسطة صمام ملف لولبي.

دعنا نحدد الملف (الملف) للموصل KM1 ، وملف صمام الملف اللولبي KM2 وملفات مرحل الوقت KT1 و KT2 ، على التوالي. وبالتالي ، لدينا مشغلان: KM1 و KM2 وعنصران وسيطان: KT1 و KT2.

من التحليل الذي تم إجراؤه ، يترتب على ذلك أن التسخين يجب أن يبدأ أولاً ، أي أن الملف KM1 سيكون متحمسًا. يتم استخدام زر المشغل SB (إجراء قصير) كجهة اتصال للبدء. وبالتالي ، فإن المخطط النموذجي الثالث أو الرابع قابل للتطبيق.

دع المحرِّض ينفصل عن جهات اتصال مرحل الوقت KT1.1 ، والتي تكون في هذه الحالة جهات اتصال طويلة المفعول. لذلك ، نختار المخطط النموذجي الثالث. بالتزامن مع لف المشغل المغناطيسي KM1 ، من الضروري تشغيل مرحل الوقت KT1 ، وهو أمر سهل للغاية عن طريق توصيلهما بالتوازي.

ضع في اعتبارك تشغيل الدائرة الناتجة (الشكل 4 ، أ).

أرز. 4.دوائر التحكم: أ - محث ومرحل لوقت التسخين ، ب - جهاز الرش ووقت تبريد التتابع ، ج - التركيب ككل

عندما تضغط على زر البدء SB ، يتم تنشيط ملف الموصل KM1 ، أي يبدأ تسخين المنتج. في نفس الوقت ، يتم تنشيط ملف مرحل الوقت KT1 ويبدأ في العد التنازلي لوقت التسخين. بمساعدة جهة اتصال الحظر KM1.1 ، سيتم الحفاظ على جهد الملف KM1 حتى بعد تحرير زر الزناد SB ، أي بعد فتح جهات الاتصال الخاصة به.

بعد انتهاء وقت التسخين ، سيعمل مرحل الوقت KT1 ، وسيتم فتح جهة الاتصال KT1.1. سيؤدي ذلك إلى إيقاف تشغيل ملف KM1 (سينتهي تسخين المنتج). يجب الآن تشغيل البخاخ. يمكن تشغيله بحلول مرحل الوقت KT1 عن طريق إغلاق جهة الاتصال. عند تشغيل البخاخ ، يتم إيقاف تشغيل مرحل الوقت KT1. لذلك ، سيكون الاتصال الختامي KT1.1 بمثابة اتصال قصير المدى. لذلك ، سوف نستخدم مرة أخرى المخطط النموذجي الثالث.

بالتزامن مع البخاخ ، من الضروري تشغيل مرحل الوقت KT2 ، والذي يحسب وقت التبريد. لهذا الغرض ، سوف نستخدم التقنية المطبقة ونقوم بتوصيل ملف مرحل الوقت KT2 بالتوازي مع الملف KM2. وهكذا نحصل على مخطط التحكم الثاني (الشكل 4 ، ب). بدمج الدائرتين (الشكل 4 ، أ و ب) ، نحصل على مخطط تحكم عام (الشكل 4 ، ج).

دعونا الآن نفكر في تشغيل الدائرة ككل (الشكل 4 ، ج). عندما تضغط على زر بدء SB ، يتم تنشيط ملفات الموصل KM1 ومرحل الوقت KT1 ويبدأ المنتج في التسخين.بعد 12 ثانية ، سيعمل مرحل الوقت KT1 وستفتح جهات الاتصال الخاصة به في الدائرة 1 وستغلق في الدائرة 2. سيبدأ المنتج في التبريد. بالتزامن مع الملف KM2 الخاص بصمام الملف اللولبي ، سيتم تنشيط مرحل الوقت K T2 ، مع العد التنازلي لوقت التبريد.عند فتح جهة الاتصال KT2.1 (الدائرة 3) ، يتم إيقاف تشغيل الصمام KM2 ومرحل الوقت KT2 ، و تعود الدائرة إلى موضعها الأصلي.

تم تطوير مخطط التحكم في الحث والرش الناتج باستخدام طريقة بديهية. ومع ذلك ، لا يوجد دليل على أن هذا المخطط سيكون صحيحًا ومثاليًا. لا يمكن حل مسألة قابلية تشغيل الدائرة إلا بعد إنتاجها والتحقق التجريبي الدقيق. هذا هو بالضبط أكبر عيب في الطريقة البديهية. النقص الملحوظ غائب في الطريقة التحليلية. ستتم مناقشة الطريقة التحليلية لتطوير مخططات التحكم في المقالة التالية.