Разработка принципиальной схемы автоматизированного объекта и формализованного описания автоматического цикла
Для контроля положения исполнительных механизмов манипулятора использованы датчики S1-S6 (рисунок 2). Датчики S1 и S2 при срабатывании дают сигналы о достижении корпусом цилиндра Ц1 левого и правого крайних положений. Датчики S3 и S4 дают сигналы о достижении кистью манипулятора верхнего и нижнего положений. Сигналы о состоянии схвата выдают датчики S5 и S6. При открытии схвата срабатывает датчик S5, при закрытии – S6.
Рисунок 2 – Принципиальная схема автоматизированного объекта
Управление цилиндром Ц1 осуществляется от трехпозиционного распределителя, цилиндрами Ц2 и Ц3 – от двухпозиционных распределителей. В свою очередь трехпозиционный распределитель управляется электромагнитами Y1 и Y2, двухпозиционные распределители – соответственно электромагнитами Y3 и Y4.
В исходном положении перед началом автоматического цикла корпус цилиндра Ц1 находится в крайнем левом положении. Датчик S1 нажат. Поршни цилиндров Ц2 и Ц3 находятся в верхних положениях. Датчики S3 и S5 нажаты. При этом датчики S2, S4 и S6 отжаты. Первоначальный пуск автоматического цикла осуществляется кнопкой "Пуск". Когда исполнительные механизмы манипулятора приходят в исходное состояние, последним срабатывает датчик S1. Сигнал с него используется для возобновления автоматического цикла.
При достижении манипулятором исходного состояния в автоматическом цикле срабатывает датчик S1. Датчик S1 выдает сигнал x1, вырабатываются команды 
и у3. При этом электромагнит Y1 выключается, а Y3 включается. Цилиндр Ц1 останавливается, а поршень цилиндра Ц2 опускается вниз. В начале движения датчик S3 выключается, а в конце движения S4 включается и подает сигнал x4. Вырабатывается команда у4. Электромагнит Y4 включается. Поршень цилиндра Ц3 перемещается вниз. В начале движения выключается датчик S5, а в конце включается датчик S6. Происходит захват заготовки схватом. Датчик S6 вырабатывает сигнал x6. Команда 
приводит к выключению электромагнита Y3. Поршень цилиндра Ц2 перемещается вверх. В начале движения выключается датчик S4, а в конце включается датчик S3 и т.д. При выполнении работы описание автоматического цикла должно быть полным.
Построение циклограммы автоматического цикла работы объекта
По результатам формализованного описания построена циклограмма автоматического цикла работы автоматизированного объекта (рисунок 3).
Рисунок 3 – Циклограмма автоматического цикла работы объекта
Разработка принципиальной электрической схемы управления
Электрическую схему разрабатываем на основании циклограммы. Сначала составляем таблицу последовательных состояний для каждого из электромагнитов Y1-Y4 (таблица 10), включая в них те датчики, которые необходимы для управления электромагнитами.
Таблица 10 – Последовательные состояния электромагнитов
| Опер. | ||||||||
| y1 | ||||||||
| x1 | ||||||||
| x5 |
а)
| Опер. | |||||||||
| y2 | |||||||||
| x2 | |||||||||
| x3 | |||||||||
| x6 |
б)
| Опер. | ||||||||
| y3 | ||||||||
| x1 | ||||||||
| x6 |
в)
| Опер. | |||||||||
| y4 | |||||||||
| x2 | |||||||||
| x4 | |||||||||
| x6 |
г)
Из таблиц использованных состояний видно, что функции, отражающие состояние электромагнитов, однозначны. Это означает, что при составлении схемы не нужно использовать дополнительные реле (так называемые реле памяти).
Уравнения для функции у1-у4 имеют следующий вид:
;
;
;
.
Введем промежуточную переменную 
и, упростив ее выражение с помощью карты Карно (таблица 11), получим 
. Подставив полученное выражение 
в у4, получим:
.
Таблица 11 – Карта Карно для функции u
| x4 | 
| |
| x6 | ||
|
На основе полученных уравнений составлена релейно-контактная схема управления автоматическим циклом манипулятора (рисунок 4а) и принципиальная схема управления, учитывающая требуемые режимы работы и блокировки (рисунок 4б).
Для управления манипулятором использованы следующие кнопочные выключатели: SB1 – "Пуск"; SB2 – "Стоп"; SB3 – "Влево"; SB4 – "Вправо"; SB4 – "Вниз"; SB6 – "Зажим".
а) б)
Рисунок 4 – Принципиальные электрические схемы