Urządzenia sterujące i programowalne urządzenia sterujące pętlą

Cykliczność procesów produkcyjnych wielu mechanizmów doprowadziła do powstania specjalnej klasy urządzeń sterujących, które zapewniają realizację programu pracy urządzeń wykonawczych w określonej kolejności. Takie urządzenia nazywane są urządzeniami dowodzenia lub kontrolerami dowodzenia.

Dowódca jest urządzeniem mechanicznym, które okresowo oddziałuje na elementy czułe elektrycznie, generujące sygnały sterujące. Główną częścią takiego urządzenia jest wał lub bęben, który otrzymuje ruch od mechanizmu obrabiarki lub silnika elektrycznego. W pierwszym przypadku sterowanie realizowane jest w funkcji ruchu korpusów obrabiarki, aw drugim w funkcji czasu.

Przykładem jest nastawny regulator krzywkowy serii KA21, którego schemat ideowy przedstawiono na rys. 1. Mikroprzełączniki 5 służą jako elementy przełączające w sterowniku, mocowane na szynie izolacyjnej 2 za pomocą dwóch śrub: 3 i 6.Śruba 3 jest śrubą regulacyjną, może służyć do zmiany położenia mikroprzełącznika względem popychacza rolkowego 4.

Ryż. 1. Regulowany kontroler serii KA21.

Ryż. 2. Kontroler krzywki serii KA4000.

Wał 7 z krzywkami 1, które są tarczami z dwoma ruchomymi sektorami, służy jako element rozdzielczy sterownika. Zmieniając względne położenie sektorów i obracając krzywkę względem wału, można zmienić czas trwania załączenia mikroprzełącznika i moment zadziałania.

Dowódca umieszczony jest w szczelnej obudowie iw niektórych przypadkach wyposażony jest w przekładnię zmieniającą długość cyklu sterowania. Na wałku sterownika montuje się od 3 do 12 krzywek i odpowiednią ilość mikroprzełączników.

Urządzenia sterujące serii KL21 przeznaczone do przełączania AC 380 V, 4 A i DC 220 V, 2,5 A. Żywotność przełączania wynosi 1,6 miliona cykli, wytrzymałość mechaniczna sięga 10 milionów cykli.

Do przełączania programowego obwodów dużej mocy należy użyć urządzeń sterujących serii KA4000 z natychmiastowym rozłączeniem styków, których budowę pokazano na ryc. 2. Wał 1 regulatora ma przekrój kwadratowy, co umożliwia zamocowanie podkładek sterujących 2, składających się z dwóch połówek. Podkładki posiadają otwory do mocowania krzywek 3 i 14, które są zamontowane po obu stronach podkładki. Obudowa krzywki ma wydłużony rowek, który umożliwia jej przesuwanie względem otworu montażowego. Wał z kołami pasowymi i krzywkami tworzy bęben wałka rozrządu, który określa program urządzenia sterującego.

Układ stykowy sterownika mostkowego składa się ze styków stałych 5 zamontowanych na szynie izolacyjnej 4 oraz ruchomej części stykowej 6 połączonej z dźwignią 7. Podczas obracania się bębna krzywka przełączająca 14 przepływa po rolce stykowej 11 i obraca dźwignia 7, zamykając układ styków i naciskając sprężynę powrotną 10. Jednocześnie blokada 13 dźwigni ogranicznika 9 pod działaniem sprężyny 12 przekracza występ dźwigni 7, ustalając układ styków w pozycji zamkniętej po tym, jak krzywka 14 obróci się i przestanie stykać się z rolką 11.

Układ styków jest wyłączany przez drugą krzywkę 3, która porusza się po rolce 8, obraca dźwignię rozłączającą 9 i zwalnia dźwignię 7, która pod działaniem sprężyny powrotnej 10 natychmiast otwiera styki sterownika. Pozwala to na przełączanie obwodów zasilania podczas powolnego obracania się bębna.

W przypadku bardziej złożonych cykli pracy na jednym kole pasowym można zamontować do trzech krzywek włączających i trzech wyłączających. Urządzenia sterujące tej serii mają wbudowaną przekładnię spiralną lub ślimakową o przełożeniu od 1:1 do 1:36; czasami są wyposażone w napęd elektryczny. Liczba zawartych obwodów wynosi od 2 do 6. Przy większej liczbie obwodów w sterowniku instalowane są dwa bębny. Maksymalna prędkość obrotowa bębna do 60 obr/min Wytrzymałość elektryczna dowódcy 0,2 mln cykli, wytrzymałość mechaniczna 0,25 mln cykli.

Jako urządzenie dowodzenia często używają krokomierza, którego urządzenie pokazano na ryc. 3. Układ kontaktowy szukacza schodkowego to zestaw stałych styków (lameli) 1 umieszczonych w okręgu. Ruchoma szczotka 2 ślizga się wzdłuż lameli, które są zamocowane wzdłuż osi 3.Szczotka jest podłączona do obwodu zewnętrznego za pomocą ruchomego przewodnika prądowego 10. Stopniowy ruch szczotki realizowany jest przez mechanizm zapadkowy składający się z koła zapadkowego 5, zapadki roboczej 6 i zapadki blokującej 9. Mechanizm zapadkowy ma napęd elektromagnetyczny 7. Po przyłożeniu impulsu sterującego do cewki elektromagnesu zwora jest przyciągana do rdzenia i obraca koło zapadkowe o jeden ząb. W efekcie szczotka przesuwa się z jednej blaszki na drugą i dokonuje przełączenia w obwodzie zewnętrznym.

Stepper posiada kilka rzędów ostrzy oraz szczotek osadzonych na jednej osi. Pozwala to na zwiększenie liczby przełączanych obwodów.

Ryż. 3. Urządzenie do wyszukiwania kroków.

Ruchome elementy krokomierza mogą poruszać się tylko w jednym kierunku. Dlatego powrót szczotki do pierwotnego położenia jest możliwy dopiero po wykonaniu przez nią pełnego obrotu. Jeżeli liczba uderzeń w cyklu roboczym urządzenia sterującego jest mniejsza niż liczba lameli, możliwy jest przyspieszony ruch szczotki do pozycji początkowej. W tym celu stosuje się specjalny rząd lameli 4, w którym wszystkie lamele, z wyjątkiem zerowej, są ze sobą połączone elektrycznie. Odwrotny obwód pokazano na rys. 3 linią przerywaną. Tworzą go blaszki 4, cewka elektromagnetyczna i jej pomocnicze styki przerywające 8.

Za każdym razem, gdy elektromagnes jest uruchamiany, styki 8 otwierają się, a obwód powrotny jest przerywany. Kontakty 8 ponownie się zamykają itp. listewki, obwód powrotny otwiera się i ruch szczotki zatrzymuje się. Styki stopniowe są przeznaczone do małych prądów (do 0,2 A). Urządzenia krokowe z przełącznikami tyrystorowymi służą do przełączania obwodów mocy.

Bezdotykowe urządzenia sterujące są zaprojektowane na tej samej zasadzie, co urządzenia kontaktowe. Jednostka sterująca posiada centralny wałek z tarczami, na których osadzone są elementy sterujące (krzywki, ekrany, osłony optyczne itp.). Czułe elementy urządzenia sterującego są zainstalowane na obrzeżach dysków na nieruchomym korpusie. Jako ostatnie stosowane są przetworniki indukcyjne, fotoelektryczne, pojemnościowe i inne. Na przykład na podstawie kontrolera kontaktowego KA21 (patrz ryc. 1) produkowany jest kontroler bezdotykowy typu KA51.

Bezdotykowe przełączanie odbywa się za pomocą przełączników skoku generatora, podobnych w konstrukcji do przełączników typu BVK, które są instalowane zamiast mikroprzełączników 5. Przełączniki te są sterowane przez aluminiowe sektory zamocowane na wale 7 zamiast krzywek 1.

Ryż 4. Schemat bezdotykowego urządzenia sterującego opartego na selsyn

na ryc. 4a przedstawia schemat wykonanego bezdotykowego urządzenia sterującego na bazie selsina… Uzwojenie stojana selsyn Wc jest podłączone do sieci. Napięcie powstające na uzwojeniach wirnika jest prostowane przez diody V1 i V2, wygładzane przez kondensatory C1 i C2 i podawane do obciążenia przez rezystory R1 i R2. Obracanie się wirnika selsynowego powoduje zmianę pola elektromagnetycznego w jego uzwojeniach, co skutkuje zmianą napięcia wyprostowanego. Kiedy wirnik obraca się w przeciwnym kierunku, wyprostowane napięcie zmienia znak.

Takie urządzenia sterujące stosowane są w zautomatyzowanych układach napędów elektrycznych, gdzie konieczne jest wydanie trzech poleceń: start w kierunku jazdy do przodu i do tyłu oraz zatrzymanie. Aby wyraźniej naprawić napęd elektryczny podczas hamowania, tworzą martwą strefę kontrolera.Aby to zrobić, użyj nieliniowości charakterystyki prądowo-napięciowej diod V3 i V4, która występuje przy niskich prądach. Wykres zmiany napięcia wyjściowego regulatora w zależności od kąta obrotu wirnika a przedstawiono na rys. 4, b.