Название: Автоматизация технологических процессов обработки металлов давлением - Курс лекций (Марченко В.Е.)

Жанр: Машиностроительный

Просмотров: 1999

2.2. системы управления автоматических линий

В состав автоматических линий входят ai регаты различного технологического назначения., связанные между собой транспортными устройствами и элементами, обеспечивающими выполнение заданного технологического процесса. Для обеспечения точного по месту и времени взаимодействия агрегатов и вспомогательных механизмов автоматических линий служат устройства, составляющие систему управления.

Система управления линии разрабатывается на основе схемы технологического процесса и циклограммы работы оборудования.

І [і-іклоірамма линии дает1 графическое изображение рабочего цикла, отображая все происходящие в линии процессы.

При составлении циклограммы необходимо глубоко проанализирован, работу всех механизмов линии для тою, чтобы точно выбрать последовательность движений механизмов. От этого зависит производительность линии. А циклограмма отображает перемещения всех механизмов, причем эти перемещения покалываются it масштабе времени.

Все движения механизмов можно разделить на совмещенные и несовмещенные. Сумма несовмещенных движений составляет один цикл работы линии.

При составлении циклограммы необходимо сіремитт.ся уме      ить время и

количество несовмещенных движений. Уменьшить время цикла можно путем частичного совмещения несовмещенных движений, а также путем сокращения длины хода и увеличения скорости перемещения механизма.

Построение системы управления должно учитывал, тип сіруктурной связи между отдельными агрегатами линии- Дли линий с жесткой сбязью(Рис,9), в которых четко определяемся рабочий цикл, система управления базируется на рабоїе кулачкового распределительного вала (например, линии с КГШП-iіеіюладка па любом прессе ведет к простою всей линии).

L

Рис. 9. Автоматическая линия с жесткой связью (циклом)

Н линиях с гибкой межагрегатной связью все основные ацэегаты работают без взаимной синхронизации во времени , и понятие "рабочий цикл линии" вообще теряет смысл (например^ линия штамповки лонжеронов рам КАМАЗа).

При гибкой спя jи каждый агрегат работает в      собственном      цикле      за счет межоперационных   накопителей. Система управления линий с гибкой связью базируется на применении упоров, копиров, перфолент   и   перфокарт   с   широким   использованием гидравлических, злекірических, злектроппых, пневматических средств.

Совокупность управляющих команд, подаваемых системой управления автоматической линии, обеспечивает в автоматическом и наладочном режимах выполнение следующих функций:

Управление работой отдельных встроенных в линию агрегатов (пресса, транспортеры, кантователи, накопи гели, нагревательные усіройстна для горячей штамповки л т.д.) для обеспечения их работы;

Управление рабочим циклом линий и их участком из жестко сблокированных агрегатов для обеспечения заданной последовательности их работы;

Взаимная блокировка независимо работающих агрегатов или участков линий для обеспечения заданного характера их взаимодействия;

Быстрое обнаружение места и характера возникающих отказов для максимального сокращения длительности их устранения.

Наряду с мим, система управления автоматических линий выполняет и некоторые дополнительные функции :

—       учет количества выпускаемых изделий;

сигнализация о ходе процессов обработки и качестве изделий для облегчения работы обслуживающего персонала.

Внедрение электроники в средства с и сте м управления вызвало разделение функций : на электронику и электроавтоматику почла га юте я. преимущественно функции подачи команд и контроля за их исполнение!*, исполнение сравнительно медлен j і і.їх команд осуществляется гидравликой, а быстрых — пневматикой.

Развитие средств автоматики позволяет строить системы управления с оптимизацией режимов работы агрегатов, с самоприспособлением и самонастройкой режимов, придавая системам управлении не только функции исполнения программы, разработанной человеком, по и элементы программирования.

Отдельные агрегаты, входящие в линию, имеют свои системы управления па базе упоров, реле времени с кулачками или копиров для выполнения определенного цикла. В этом цикле рабочему органу аірегата сообщается быстрый подвод, рабочая подача, быстрый обратный ход в исходное положение и останов (СТОП) с фиксацией конечных положении.

Классификацию систем управления и блокировки можно представит ь в виде схемы (для средств автоматизации кузнечно-прессовых работ):

Система управления ч блокировки

Прелохр анители

Рис.10. Классификация систем управления и блокировки

Средства предохранения служат для исключения поломки различных средств автоматизации или воздействия инерционных сил на захватные органы.

Средства блокировки обеспечивают отключение привода в случае, если захватный орган занял неправильное положение относительно детали или инструмента, а также при отсутствии в нем детали.

Средства управления обеспечивают включение и выключение привода или силового устройства захватного органа при получении сигналов готовности от стредств предохранения и блокировки.

Механические системы управления широко применяются в прессах-автоматах многопозиционлых, гвоздильных, холодно высадочных; в подачах -валковых, клинороликовых, крючковых, револьверных, грейферных и др. Механические системы характерны для автоматизации процессов на одном агрегате. Привод их зачастую связан с приводом машины.

При электрической, гидравлической и пневматической системе управления утірощастея преобразующий механизм. Привод средств автоматизации в них отдельный. Позі ому для автоматизации функций управления моїут применяться электронные устройства, чтО обеспечивает переход к программировании! технологического процесса, например : свободная копка па молотах и гидропрессах- вырубка различно расположенных однотипных отверстий в панелях радиоустройств; безотходная разделка листа на заготовки; горячая штамповка на горизонтально-ковочных машинах и элсктровысадочных машинах с применением про і рам миру ем ых мани ну ля торов и др.

Кнопки уі іран. ієн и я

Путевые выключатели

б)

П р омежуточпое реле

_РТТ     РП РП

рг if

в)

Элсктродвигатс ли

Электромагниты

Контакторы К К

JL -&

I Переключатели Ь  1 1а

Ь I I

Реле времени PD     РВ РВ

"irif -в-

Электромагнитные- муфты

Датчики темперам уры

< 

Флттплепленты, фотодиоды, герконЫ і

ST

л о

г           ф

и          У

ч          н

е          к

с          ц

к          и

и          и е

и

О*

Элетстромягнпт-ные плиты

1 п

Нагревателя

а) датчики      б) передаточно-         в) исполнительные

преобразующие устройства устройства

Рис. 11. Элементы структурной схемы управления

Це пи управления исполнительными или вспомогательными устройствами автоматической линии содержат повторяющиеся в различных сочетаниях стандартные или нормализованные элементы электроаппаратуры, из которых состоит структурная схема управления.

Датчики(Рис. 1 1 .а)(кнопки управления, путевые вы ключа гели, переключатели и т.д.) фиксируют окончание предыдущего цикла путем преобразования механических или каких-либо физических действий в электрические команды -сигналы.

Передаточно-преобразующие устройства (Рис .11.б) выполняют функцию передачи, распределения и комбинирования, усиления и инвертирования команд, і госту наго [цих от датчиков.

Исполнительные устройства (Рис.11.в) служат для выполнения очередного элемента цикла. В ряде случаев, когда мощность исполнительных механизмов соизмерима с мощностью , коммутируемой датчиками при однозначных величинах токов и напряжений, преобразующие элементы исключаются, при лом датчики подают сигнал непосредственно исполнительному механизму.

В схеме управления автоматической линией с жесткой межагрегатной связью схемы управления отдельных агрегатов имеют характер автономных подсистем. Они получают внешний сигнал на пуск данного агрегата, совершают полный заданный цикл персмешений с контролем по величине и последовательности, после чего отключают ся, і віданая сигнал об отработке своего цикла. Такой принцип реализуется па базе схем, работающих по упорам, а также посредством системы с распределительным валом, который после включения делает полный оборот и самовыключается.

Системы управления рабочим циклом линии выполняют прежде всего функции синхронизации работы отдельных агрегатов, которые, согласно циклограмме работы линии, жестко сблокированы. Поэтому , если схемы управления работой отдельных ajperaтов обеспечивают выполнение отдельных «строк» циклограммы, то система управления линией обеспечивает их координацию по параметрам начала и окончания работы.

Системы управления циклом автоматической линии разделяются на централизованные или зависимые, децентрализованные и смешанные,