Автоматизация транспортировки осей колесных пар автооператором портального типа (стр. 7 из 8)

Под функционированием системы понимают последовательную смену состояний системы во времени с целью восполнения ее назначения.

Объекты управления – это технологические машины, транспортные средства, цеха, производственные участки, депо, заводы и энергетические системы, осуществляющие определенный технологический процесс.

Действительные процессы, протекающие в системах, отличаются от заданных, поэтому в большинстве систем алгоритм управления не соответствует алгоритму функционирования.

Алгоритм управления показывает как должно изменяться управление, чтобы обеспечить заданный алгоритм функционирования. Алгоритмы функционирования в автоматических системах реализуются с помощью управляющих устройств.

Автоматическим управляющим устройством называют устройство, целенаправленно воздействующее на управляемый объект в соответствии с алгоритмом управления. В основе построения САУ лежат общие принципы управления, определяющие характер изменения управляющего воздействия на объект в зависимости от задания и фактического состояния системы.

В данном курсовом проекте описываем разомкнутую САУ, функциональная блок-схема которой представлена на рис. 5.1.

Рис. 5.1 – Функциональная блок-схема разомкнутой САУ

В приведенной блок-схеме разомкнутой САУ применены следующие обозначения:

ЗАФ – задатчик алгоритма функционирования;

x(t) – входной сигнал;

УУ – управляющее устройство;

u(t) – управляющая воздействия;

ИУ – исполнительное устройство;

ОУ – объект управления;

y(t) – управляемая величина или выходной сигнал.

В качестве объекта управления выступают оси, которые посредством наклонного рельсового пути, подаются на обмывку под силовую моечную головку.

Исполнительным устройством являются силовая моющая головка, которая обмывает детали.

Управляющим устройством является пневмопривод с гидроцилиндром двустороннего действия и распределителем с электромагнитным управлением и пружинным возвратом.

Задатчиком алгоритма функционирования являются конечные выключатели.

5.2 Алгоритм управления машиной

Алгоритмом управления называется совокупность предписаний, определяющая характер воздействий на управляющий орган с целью выполнения заданного алгоритма функционирования.

Алгоритм управления составляется в соответствии с последовательностью действий машины и заданной системой автоматического управления.

Таблица 5.1. Базовый алгоритм управления машиной

Наименование операций	Операции управления	Управляющие элементы
Подать оси на элеватор	Вкл. YA1Выкл. YA1	YA1
Оси в зону обмывки подать	Вкл. М1 (КМ1)Выкл. М1 (КМ1)	КМ1SQ1
Двери опустить	Выкл. М3 (КМ2)	КМ2SQ2
Оси обмыть	Вкл. М2 (КМ3)Выкл. М2 (КМ3)	КМ3
Двери поднять	Вкл. М3 (КМ4)	КМ4SQ3
Оси из зоны обмывки убрать	Вкл. М1 (КМ1)Выкл. М1 (КМ1)	КМ1SQ4

6. Разработка системы автоматизации

6.1 Разработка принципиальной схемы САУ

При разработке систем автоматизации несложных объектов составляют принципиальные и монтажные электрические схемы. Принципиальная схема определяет полный состав элементов автоматики, связь между ними и дает детальное представление о принципе работы объекта автоматизации.

6.2 Расчет надежности схем

Надежность электрических схем систем автоматического управления определяют такими показателями безотказности, как вероятность безотказной работы в течение заданного отрезка времени; интенсивность отказов; средняя наработка до первого отказа.

Элементы схем считаются невосстанавливаемыми, а сама схема – восстанавливаемой. Также полагают, интенсивность отказов постоянной. Для таких допущений вероятность безотказной работы любого элемента автоматики определяют в соответствии с показательным законом:

.(6.1)

Поскольку, исходя из методов построения схем, в электрических цепях элементы соединены последовательно (основное соединение), то вероятность безотказной работы любой цепи схемы можно определить:

.(6.2)

где

вероятность безотказной работы го элемента электрической схемы;

общее количество элементов в цепи.

В любой схеме системы автоматического управления каждая последующая цепь зависима от предыдущей. Поэтому принимают, что цепи в электрических схемах соединены последовательно. Тогда вероятность безотказной работы всей схемы системы управления определяют:

.(6.3)

Расчет надежности электрических схем САУ осуществляют укрупненным и уточненным методами. При укрупненном расчете вероятность безотказной работы принимается для всего электрического аппарата и полагается, что все они соединены последовательно. Расчет надежности укрупненным методом осуществляется в форме таблицы 6.1. Применительно к базовой электрической схеме (см. рис. 6.1) результаты расчета надежности укрупненным методом приведены в таблице 6.1.

Таблица 6.1. Результаты расчета надежности

Наименование элемента электросхемы	Количество элементов	Интенсивность отказа элемента, , 1/ч	ּ10–6
Кнопки	2	0.06	0.12
Реле электромагнитные	4	0.3	0.3
Командоаппарат (КЭП)	1	0.12	0.96
Магнитные пускатели	4	10	40
Электромагниты распределителей	1	0.9	0.9
Конечные выключатели	1	0.1	0.4
	42.68ּ10–6

. (6.4)

6.3 Выбор аппаратов управления

В качестве основных аппаратов управления применяют контакторы, магнитные пускатели, реле времени, командоаппараты, реостаты, тахогенераторы и другие устройства.

Контактор представляет собой электромагнитный аппарат с дистанционным управлением, предназначенный для частых коммутаций силовых цепей.

Реле представляют собой слаботочные аппараты, предназначенные для использования в схемах САУ, а также коммутации электрических цепей. Отличительной особенностью реле является скачкообразное изменение его состояния при достижении входным воздействием на него определенного уровня. По своему исполнению реле делятся на электромагнитные (контактные), полупроводниковые (бесконтактные) и герметичные.

Электромагнитные реле по принципу своего действия не отличаются от контактора и работают следующим образом. При подаче входного электрического сигнала на катушку, когда ток (напряжение) в цепи катушки превысит некоторое значение, называемое током (напряжением) срабатывания реле, создаваемая им электромагнитная сила станет больше противодействующей силы возвратной пружины, якорь реле притянется к сердечнику и траверса, поднявшись, обеспечит замыкание и (или) размыкание контактов.

Промежуточные электромагнитные реле применяются в основном для коммутации электрических цепей и размножения контактов других электрических аппаратов (контакторов, магнитных пускателей, электромагнитов).

Таблица 6.2. Техническая характеристика электромагнитного реле

Тип	Числоконтактов	Номинальное напряжение постоянного тока, В	Номинальное напряжение переменного тока, В	Длительный ток контактов, А
ПЭ-23	3 р+3з	12…110	12…240	4

Магнитный пускатель. Представляет собой специализированный аппарат, предназначенный главным образом для пуска, остановки и реверса электрических двигателей. Кроме управления магнитные пускатели обеспечивают с помощью тепловых реле защиту двигателей от токовых перегрузок. Магнитные пускатели различаются по назначению (нереверсивные и реверсивные), наличию или отсутствию тепловых реле и кнопок управления, степени защиты от воздействия окружающей среды, уровням коммутируемых токов, рабочему напряжению главной цепи.

Таблица 6.3. Технические характеристики магнитного пускателя

ТИП	Номинальный ток при напряжении 380/550 В	Наличие теплового реле
ПМЕ-001	3/1.5	Нет

Командоаппараты конструктивно представляют собой многосекционные кулачковые аппараты для разно- и одновременной коммутации нескольких цепей.

Таблица 6.4. Техническая характеристика командоаппарата

Тип	Напряже-ние, В	Ток, А	Особенности устройства и назначения	Выдержка времени
КЭП-12у	110	до 10-ти	Универсальный электропневматический аппарат. Имеет 12 замыкающихся и размыкающихся автономно работающих контактов с индивидуальной настройкой	От 30 секдо 18 ч

6.4 Описание автоматизированного процесса