设计控制方案的直观方法
直观方法——一种基于在各种设计组织中获得的各种机制自动化的经验来开发控制方案的方法。它基于设计者的工程直觉。
只有博采众长,具备一定的方案制定能力,能够抽象思考,逻辑推理的人,才能完美掌握这一方法。尽管它很复杂,但大多数电气设计师都广泛使用直观方法。
例如,考虑推杆的简化运动图(图 1)。当轮子5顺时针转动时,杠杆4使杠杆1绕轴线O转动,从而迫使底板3连同杠杆2平移。随着轮子5的进一步旋转,杠杆1的运动方向改变并且蹄返回到其初始位置,之后发动机必须停止。
米。 1.杠杆推杆控制示意图
所考虑的机构是推动装置的典型代表。在第一个周期中,该机制开启并运行。在第二项措施中,它不起作用。该机制不起作用的循环称为零。虽然鞋子是完全往复运动的(向前和向后),但不可逆电动机可用于推进。
杠杆活塞电动机的控制电路由电源电路和控制电路两部分组成(图1中用虚线分隔)。
考虑电源电路元件的用途。三相电流提供给 QS 开关,当磁力启动器维修或损坏时,QS 开关会切断电动机的电源。然后电流流过断路器,其 QF 释放如图所示。它设计用于在出现短路电流时保护和断开驱动器的电源。磁力启动器 KM 的主触点接通或断开电动机 M 的绕组。
热继电器 KK1 和 KK2(其加热元件显示在电源电路中)旨在保护电动机免受长时间过载的影响:
控制方案的工作原理如下。当您按下启动按钮 SB1 时,磁力启动器 KM 的线圈通电,因此 KM 供电电路的触点闭合,电流进入电机绕组。电机转子旋转,滚筒开始向前移动。同时,它远离限位开关 SQ 的杠杆,其触点闭合。
当松开启动按钮SB1,其触点打开时,磁力启动器的KM线圈将通过限位开关SQ的触点供电。前后运动后,活塞压住限位开关SQ的杠杆,其触点打开,KM的线圈断开。这将导致电源电路中的 KM 触点打开并停止电动机。
所考虑的电路包含电源和控制电路。将来只会考虑控制方案。
按功能,即按用途,电路运行中涉及的所有元件可分为三组:控制触点、中间元件和执行元件。
控制触点是发出命令的元素(控制按钮、开关、限位开关、初级转换器、继电器触点等)。
中间元素的名称表明它们占据控制元素和执行元素之间的中间位置。在继电器接触电路中,它们包括时间继电器和中间继电器,在非接触电路中 - 逻辑门.
执行要素是执行机制。然而,在开发控制电路时,并不使用驱动机构本身(电动机或加热元件),而是使用包含它们的设备,即磁力启动器、接触器等
所有控制接点按其作用原理分为五种类型:短动启动接点(PC)、长动启动接点(PD)、短动停止接点(OK)、长动停止接点(OD) ),启停触点(软件)。这些联系人称为主要联系人。
循环机构控制中所有典型触点的操作循环图如图 1 所示。 2.
米。 2.控制触点循环图
五个触点中的每一个都在特定时刻开始工作(关闭)和结束(打开)。因此,启动触点在工作行程开始时一起开始工作,但 YAK 触点在工作行程 OD 期间停止工作 - 在暂停期间,也就是说,它们仅在关闭时彼此不同(开)。
与启动触点不同,停止触点在工作行程结束时同时停止工作,其不同之处在于包含(闭合)时刻。停止触点 OK 在工作行程期间开始运行,而触点 OD - 在暂停期间开始运行。只有软件的接触才能随着工作过程的开始而开始工作,并随着工作过程的结束而结束。
在所考虑的五个主要联系的帮助下,可以获得四种控制执行和中间元件的方案,称为典型方案(图 3)。
米。 3. 执行电路和中间电路的典型控制方案
第一个典型电路(图 3,a)只有一个软件控制触点。如果关闭,则电流流过执行器 X,如果打开,则没有电流流过。 PO 触点有其自身的含义,所有其他触点必须成对使用(启动和停止)。
第二个典型电路有两个连续动作的控制触点:PD 和 OD(图 3,b)。
第三种典型电路由电脑的启动触点和停止触点OD组成,除了控制触点外,该电路还应包括一个闭锁触点x,执行器X通过它在电脑启动触点后继续通电打开电脑(图 3,c)。
第四种典型方案基于两个短时接触:启动计算机和停止 OK,并联(图 3,d)。
给定的四种典型方案允许(好像来自立方体)组成复杂的并行-串行方案来控制触点。因此,例如,正在考虑的杠杆控制方案(见图 1)基于第四种典型方案。它采用按钮SB1作为短时启动触点,SQ限位开关作为短时停止触点。
在使用直观方法制定控制方案时,必须正确确定控制触点的类型,即其动作持续时间。
考虑使用典型方案使用直观方法开发控制方案的示例。
有必要开发一种用于控制感应器的半自动装置和一种用于喷涂装置的装置,该装置设计用于用高频电流加热产品,然后用水射流冷却它。产品在感应器内加热时间为12 s,冷却时间为8 h,产品在感应器内由人工安装。
首先,我们将分析半自动设备的操作并确定所有执行和中间元素。工人手动将产品安装到感应器中并按下启动按钮。此时,电感导通,产品开始加热。同时,考虑到加热时间(12 秒),时间继电器也应打开。
这个时间继电器(更准确地说,它的触点)关闭电感器并打开洒水器,洒水器提供冷却水。同时,必须打开第二个继电器来倒计时冷却时间,即关闭喷雾器。这样,需要控制四个元件:一个感应器、一个喷雾装置和两个时间继电器。
电感器通过接触器打开和关闭,这就是为什么需要控制后者的原因。喷雾器由电磁阀控制。
让我们分别指定接触器KM1的线圈(线圈),电磁阀KM2的线圈和时间继电器KT1和K.T2的线圈。因此,我们有两个执行器:KM1 和 KM2 以及两个中间元件:KT1 和 KT2。
从所进行的分析可以看出,加热应该首先开始,即线圈KM1将被激励。 SB 触发按钮(短动作)用作启动触点。因此,第三种或第四种典型方案都适用。
让电感器与时间继电器 KT1.1 的触点断开,在本例中为长效触点。因此,我们选择第三种典型方案。在磁力启动器 KM1 绕组的同时,需要打开时间继电器 KT1,将它们并联起来很容易做到。
考虑由此产生的电路的操作(图 4,a)。
米。 4.控制电路:a——加热时间感应器和继电器,b——喷淋装置和继电器冷却时间,c——整体安装
当按下启动按钮SB时,接触器KM1的线圈得电,即产品开始加热。同时,时间继电器KT1的线圈得电,开始倒计时加热时间。在闭锁触点 KM1.1 的帮助下,线圈 KM1 的电压即使在松开触发按钮 SB 后仍将保持不变,即释放。打开其联系人后。
加热时间到后,时间继电器KT1动作,其触点KT1.1断开。这将导致 KM1 线圈关闭(产品加热将结束)。现在应该打开喷雾器。它可以通过闭合触点由时间继电器 KT1 打开。喷雾机开启时,时间继电器KT1断开。因此,闭合触点 KT1.1 将是一个短时触点。因此,我们将再次使用第三种典型方案。
与喷雾器同时,有必要打开时间继电器 KT2,它对冷却时间进行倒计时。为此,我们将使用应用技术并将时间继电器 KT2 的线圈与线圈 KM2 并联。这样我们就得到了第二种控制方案(图 4,b)。结合这两个电路(图 4,a 和 b),我们得到一个通用的控制方案(图 4,c)。
现在让我们考虑整个电路的操作(图 4,c)。当按下SB启动按钮时,接触器KM1和时间继电器KT1的线圈得电,产品开始升温。12 秒后,时间继电器 KT1 将动作,其在电路 1 中的触点将打开,在电路 2 中的触点将闭合。产品将开始冷却。与电磁阀的线圈KM2同时,时间继电器K将T2得电,冷却时间倒计时,当触点KT2.1(电路3)打开时,阀KM2和时间继电器KT2断开,同时电路回到原来的位置。
最终的感应器和洒水器控制方案是使用直观的方法开发的。然而,没有证据表明该方案将是正确和最优的。电路的可操作性问题只有在其制作完成并经过仔细的实验验证后才能解决。这恰恰是直觉法的最大弊端。分析方法中没有指出的缺点。开发控制方案的分析方法将在下一篇文章中讨论。
