Совершенствование системы контроля длины заготовки установки для гибки прутков (стр. 2 из 5)
2. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Модернизация системы управления установкой
Предлагаемая структурная схема установки приведена на рисунке 4.
Рисунок 4 – Структурная схема работы установки
В схему вводится блок индикации, сигнальные лампы которого загораются при падении давления воздуха, окончании партии деталей или отсутствии заготовки. При этих ситуациях блокируется работа установки. Сигналы поступают от соответствующих датчиков. С пульта управления вводится длина отрезка, а также осуществляется пуск и остановка установки.
Измененный алгоритм работы системы управления представлен на рисунке 5.
Рисунок 5 – Алгоритм работы установки
После начала работы необходимо включить подачу воздуха, после этого производится проверка давления воздуха в системе. Если оно падает ниже определенного предела, установка отключается и производится сигнализация "нет воздуха". Если давление в норме, производится ввод длины отрезка и количества деталей в партии. Далее обнуляется счетчик деталей. Производится ручной рез, после чего начинается цикл работы. Производится запись длины отрезка в память блока управления. Далее производится подача прутка. При перемещении прутка на 1 мм выдается счетный импульс, который уменьшает длину отрезка в памяти на 1 мм. После этого производится проверка равенства нулю длины отрезка. При невыполнении условия осуществляется возврат к подаче прутка. При выполнении условия производится отрезка кольца, и количество деталей увеличивается на одну. Далее проверяется условие равенства числа деталей числу, записанному в память счетчика деталей. При равенстве отключается подача прутка и выдается сигнализация "конец партии". Если же равенство не выполняется, проверяется наличие заготовки. Если пруток закончился, подача также отключается и включается сигнализация "нет прутка". Если заготовка есть, то начинается новый цикл работы.
2.2 Разработка средств автоматизации
2.2.1 Выбор и описание счетчика импульсов
Для подсчета деталей в партии необходимо после каждого реза подавать счетные импульсы на специальный счетчик с управляющим выходом. В качестве счетчика выбираем разработанный фирмой "ОВЕН" счетчик импульсов СИ8.
Универсальный программируемый восьмиразрядный счетчик импульсов СИ8 предназначен для подсчета:
количества поступающих на его входы импульсов, как в прямом, так и в обратном направлении и перевода его в физическую величину (путем умножения на заданный множитель);
частоты и длительности подаваемых на его входы импульсов;
времени наработки оборудования;
- среднего и суммарного расхода жидкости (совместно с импульсными или частотными датчиками).
Внешний вид прибора представлен на рисунке 6.
Рисунок 6 - Внешний вид прибора
Прибор имеет два встроенных выходных устройства ключевого типа для включения-выключения внешнего технологического оборудования при достижении заданных установок.
Прибор предназначен для использования в следующих условиях:
Допустимая температура окружающего воздуха, +1...+50°С;
Относительная влажность воздуха не более 80%;
Атмосферное давление 86...107 кПа.
Функциональная схема прибора приведена на рисунке 7. Прибор имеет три входа для подключения внешних управляющих сигналов, которые через симистор входов подаются на входы блока обработки данных.
Блок обработки данных содержит реверсивный счетчик импульсов с предделителем на входе и умножителем на выходе, счетчик времени и вычислитель среднего расхода, а также два логических устройства, которые в соответствии с заданным пользователем алгоритмом формируют сигналы управления выходными устройствами.
Технические характеристики счетчика приведены в табл. 1.
Таблица 1. Технические характеристики счетчика СИ8
| Наименование | Значение |
| Питание | |
| Напряжение питания- переменное- постоянноеПотребляемая мощность | 130... 265 В 180...310В не более 4 ВА |
| Входы | |
| Количество входов управления Напряжение низкого (активного) уровня на входах Напряжение высокого уровня на входах | 3 от 0 до 0,8 В от 2,4 до 30 В |
| Характеристики счетчика импульсов | |
| Количество счетных разрядовМаксимальная частота входных импульсовМинимальная длительность входных импульсовДиапазон значений предделителяДиапазон значений множителяПостоянная времени входного фильтра | 78000 Гц0,1 мс1...99990,000001...99999990,1...1000 мс |
| Расходомер | |
| Время измерения среднего расхода | 1...99С |
| Счетчик времени | |
| Дискретность отсчета времени | |
| - в режиме счетчика наработки | 1 мин |
| - в режиме измерителя длительности | 0,01с |
| Выходные устройства | |
| Максимальный ток, коммутируемый | 8 А при напряжении |
| контактами реле | 220 В и cos ф>0,4 |
| Максимальный ток нагрузки | 0,2 А при напряжении +50 В |
| транзисторной оптопары | |
| Максимальный ток нагрузки оптосимистора | 50 мА при 300 В (постоянно |
| открытый симистор) или 1 А | |
| (симистор включ. с частотой | |
| не более 50 Гц и tMMn = 5 мс) | |
| Максимально допустимый ток нагрузки | |
| дублирующего выхода второго канала | 30 мА (при напряжении + 30 В) |
| Корпус | |
| Характеристики | Тип корпуса |
| настенный | щитовой Щ1 | щитовой Щ2 |
| Степень защиты | IP44 | IP54* | IP20* |
| Габаритные размеры, мм | 130x105x65 | 96x96x70 | 96x48x100 |
| Масса прибора | не более 1,0 кг | ||
Рисунок 7 - Функциональная схема счетчика
Прибор имеет три входа для подключения внешних управляющих сигналов. К входам могут быть подключены:
- контакты кнопок, выключателей, герконов, реле и т.п. (рисунок 8);
- активные датчики, имеющие на выходе транзистор n-р-n-типа с открытым коллекторным выходом. Для питания таких датчиков на клеммник прибора выведено напряжение +24...+30 В (максимальный ток нагрузки 100 мА);
- другие типы датчиков с выходным напряжением высокого уровня от 2,4 до +30 В и низкого уровня от 0 до 0,8 В. Входной ток при напряжении низкого уровня не превышает 15 мА.
Рисунок 8 – Варианты подключения входных устройств для счета
Контроллер питания предназначен для формирования сигнала, по которому счетчики сохраняют информацию о своем текущем состоянии в энергонезависимой памяти. Благодаря этому при восстановлении питания возможно продолжать прерванный технологический процесс без потери информации.
Логические устройства (ЛУ) предназначены для сравнения текущего значения контролируемой величины с заданными установками, и формирования сигналов управления выходными устройствами в соответствие с заданным алгоритмом. Прибор имеет два логических устройства, на вход каждого из которых может быть подано:
либо текущее значение физической величины,
либо состояние расходомера,
либо состояние счетчика времени.
Выходные устройства управления, подключенные к логическим устройствам, могут быть выполнены в виде реле, транзисторной оптопары или оптосимистора. Они используются для управления (включения/выключения) нагрузкой либо непосредственно, либо через более мощные управляющие элементы, такие как пускатели, твердотельные реле, тиристоры или симисторы. Все выходные устройства имеют гальваническую развязку от схемы прибора.
Транзисторная оптопара применяется, как правило, для управления низковольтным реле (до 50 В). Схема подключения приведена на рисунке 9. Во избежание выхода из строя транзистора из-за большого тока самоиндукции, параллельно обмотке реле необходимо устанавливать диод VD1 (типа КД103 или аналогичный).
Рисунок 9 – Схема подключения выходного реле
Оптосимистор включается в цепь управления мощного симистора через ограничивающий резистор R1 по схеме, представленной на рисунок 10. Величина резистора определяет ток управления симистора.
Рисунок 10 – Схема подключения выходного симистора
Оптосимистор может также управлять парой встречно-параллельно включенных тиристоров (см. рисунок 11).
Для предотвращения пробоя тиристоров или симисторов из-за высоковольтных скачков напряжения в сети к их выводам рекомендуется подключать фильтрующую RC цепочку.
Рисунок 11 - Схема подключения встречно-параллельно включенных тиристоров
Восьмиразрядный цифровой индикатор постоянно отображает по выбору пользователя одно из следующих значений:
состояние счетчика импульсов;
состояние расходомера;
состояние счетчика времени;
Прибор конструктивно выполнен в пластмассовом корпусе, предназначенном для щитового или настенного крепления.
Все элементы прибора размещены на двух печатных платах. На одной плате расположена клавиатура управления прибором, цифровой индикатор и светодиоды. На другой - блок питания и присоединительный клемник. Для установки прибора в щит в комплекте поставки прилагаются крепежные элементы.
Клеммник для подсоединения внешних связей у приборов щитового крепления находится на задней стенке. В приборах настенного крепления он расположен внутри прибора, а в отверстиях подвода внешних связей установлены резиновые уплотнители.