Теоретическая часть
Автоматизированные системы управления (АСУ), технологическими процессами однородные по физическому принципу, из-за недостатков, присущих каждому из них, имеют ограничения по области применения.
В электропневматических системах, силовая часть которых выполнена на пневматической элементной базе, а управляющая — на электрической (электронной), сочетаются высокие скорости перемещений исполнительных механизмов и высокая производительность системы управления.
Электропневматическая система использует два вида энергии:
• электрическую в подсистеме обработки сигналов;
• пневматическую в исполнительной подсистеме.
Взаимодействие между двумя частями электропневматической системы осуществляется при помощи пневматических распределителей с электромагнитным управлением. Переключение между позициями распределителя, приводящее к перемещению рабочих органов исполнительных механизмов, происходит подачей сигналов управления на электромагнитные катушки.
Электропневматические системы, как и пневматические, имеют пневматическую исполнительную систему. Системы обработки сигналов у них отличаются.
В пневматических системах управления используются пневматические элементы, такие как различные клапаны (клапан двух давлений, перекидной клапан и т. д.), распределители, клапаны последовательностей, пневмобарьеры и т. д.
В электропневматических системах управления часть, занятая обработкой сигналов, состоит из электрических или электронных устройств, например электрических кнопок, путевых контактных и бесконтактных выключателей, реле (реле времени, реле давления и т.д.) или программируемых логических контроллеров (ПЛК).
Элементы электропневматической системы группируются по подсистемам:
• подсистема энергоснабжения (элементы энергоснабжения);
• информационная подсистема (датчики);
• логико-вычислительная подсистема (процессоры);
• исполнительная подсистема (управляющий распределитель и исполнительное устройство).
Подсистема обработки сигналов электропневматической системы управления состоит из трех функциональных блоков.
Вход сигналов происходит через датчики, кнопки или выключатели. Источником входных сигналов для системы управления являются датчики приближения, для обработки сигналов используется реле.
Обработка сигналов осуществляется за счет соответствующего подключения катушек реле и контактов. Они включаются электронными цепями, входящими в состав микропроцессора.
Особенностью электропневматической системы управления будет являться
Первое и явное различие между электрическими и пневматическими системами касается понятий ОТКРЫТОЙ и ЗАКРЫТОЙ СХЕМ.
Для пневматических (также как и для гидравлических) элементов: схема ОТКРЫТА, когда воздух (или какая-либо рабочая жидкость) циркулирует по трубопроводам.
Для электрических элементов: схема ОТКРЫТА, когда электрический ток не протекает по проводникам.
Если контакты до воздействия на них ручного, механического или электрического устройства обеспечивают соединение проводников, такие контакты называются НЗ (нормально замкнутыми). Если вместо этого в исходном положении (не включенном) они выполняют функцию переключателя, то они называются НР (нормально разомкнутыми). Понятие НЗ или НР контакта не ограничивается, например, выключателем освещения или кнопкой звонка, оно также касается контактов, которые имеются в реле и таймерах. Эти элементы не что иное, как электромагниты, которые воздействуют механически на некоторое число НР и/или НЗ контактов.
Второе различие касается схем управления. В пневматическом оборудовании цепи питания распределителей обозначаются непрерывной линией, а линии управления – пунктиром. В электрических схемах все соединения, которые представляют электрические проводники, рисуются основной линией.
Выборочные символы УГО, используемые для составления комбинированных электропневматических схем.
Релейные схемы управления
Реле состоит из электромагнита и одного, или более контактов. Они переключаются посредством небольшого подвижного рычага, и происходит это каждый раз при подаче или снятии питания с катушки. Отличительной особенностью реле является то, что оно может использоваться в пенях с различным напряжением. Другими словами, электромагнит может быть рассчитан, например, на переменное напряжение 220 В, а контакты могут коммутировать постоянный ток 24 В и наоборот.
Реле могут иметь:
а) один или более НЗ контактов: они размыкаются, когда маленький рычаг притянут магнитным полем возбужденной катушки, и замыкаются, как только магнитное поле пропадает;
б) один или более НР контактов: они замыкаются, когда маленький рычаг притянут магнитным полем возбужденной катушки, и размыкаются, как только магнитное поле пропадает;
в) переключающие контакты: один контакт выполняет функцию НЗ и НР контакта. Функции противоположны при включенной и выключенной катушке.
Используя реле, можно реализовать различные временные задержки, логические функции и функции памяти.