Розробка системи управління агрегатом перекладання деталей

Складання логічної схеми алгоритмів при проектуванні системи управління агрегатом, формування мікрокоманд, що включають логічні та функціональні оператори. Розробка структурної та принципової схеми системи управління, її конструктивне оформлення.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

Зміст

1. Технічне завдання

2. Формалізація алгоритму управління

3. Розробка структурної схеми системи управління

4. Розробка принципової схеми системи управління

5. Конструктивне оформлення системи управління

Висновки

Література

Додаток 1

Завдання на курсовий проект

Розробити систему управління агрегатом перекладання деталей з одного транспортера на інший. Схема технологічної ділянки наведена на рис.1.1.

Деталі переміщуються транспортером №1. Коли деталь опиниться в зоні агрегату, переключається датчик Х1, який включає механізм перекладки.

Агрегат перекладки має три приводи: один переміщує зйомник в вертикальній площині; другий обертає його в горизонтальній площині на 1800; третій управляє захватом.

Процес перекладки здійснюється за таким алгоритмом (в початковому положенні зйомник знаходиться над транспортером №1 в верхньому положенні): при появі деталі на транспортері №1 (Х1 = 1) необхідно опустити зйомник, включити захват, підняти зйомник, повернути його на 1800, опустити зйомник, виключити захват, підняти зйомник і повернути його в початкове положення. Напрям руху механізму при цьому не змінюється.

Переміщення зйомника в вертикальній площині контролюється датчиками Х2 та Х3. Оберт зйомника в горизонтальній площині контролюється датчиком Х4. Механізм повороту зйомника - це кроковий механізм. В початковому положенні Х4 = 1. При русі механізму стан датчика стає нульовим. Коли стан датчика знову стане одиничним, механізм необхідно виключити.

Систему управління реалізувати на базі мікропрограмного автомата.



Рис. 1.1. Мнемосхема перекладання деталей

1. Технічне завдання

Призначення та область застосування

Система призначена для управління агрегатом перекладання деталей з одного транспортера на інший.

Умови експлуатації системи управління

-- Температура середовища в межах від +5С до +45 С.

-- Вологість до 80 %.

-- В атмосфері є пил та бруд.

-- Завади від працюючого електрообладнання в межах стандартів.

-- Вібрація в межах допустимих ДСТУ.

Технічні характеристики системи управління

Система розробляється на принципі мікропрограмного автомата. Передбачити пуск та зупинку системи, що здійснюється за допомогою кнопок «ПУСК» та «СТОП».

Конструктивне оформлення системи управління

Конструктивно систему управління виконати у вигляді стандартного корпусу, який можна закріпити на стінці цеху або на обладнанні. Деталі корпусу виготовляють з листового металу холодної штамповки. На передній панелі розташувати мнемосхему (умовне позначення технологічної ділянки), на якій індикатори показують стан механізмів.

2. Формалізація алгоритму управління

Застосуємо метод формалізації алгоритму управління, який полягає в складанні логічної схеми алгоритмів (ЛСА). Цей метод можна застосовувати тоді, коли механізми працюють в певній послідовності і коли механізми не працюють одночасно. Це можливо на невеликих технологічних ділянках. В великих технологічних лініях механізми можуть працювати одночасно. В цьому разі використовувати ЛСА недоцільно.

Процес перекладки здійснюється за таким алгоритмом (в початковому положенні зйомник знаходиться над транспортером №1 в верхньому положенні): при появі деталі на транспортері №1 (Х1 = 1) необхідно опустити зйомник, включити захват, підняти зйомник, повернути його на 1800, опустити зйомник, виключити захват, підняти зйомник і повернути його в початкове положення. Напрям руху механізму при цьому не змінюється.

Переміщення зйомника в вертикальній площині контролюється датчиками Х2 та Х3. Оберт зйомника в горизонтальній площині контролюється датчиком Х4. Механізм повороту зйомника - це кроковий механізм. В початковому положенні Х4 = 1. При русі механізму стан датчика стає нульовим. Коли стан датчика знову стане одиничним, механізм необхідно виключити.

Складемо змістовний опис функціональних операторів:

М1-2 - команда на включення вертикального переміщення;

М3-4 - команда на включення повороту;

М5-6 - команда на включення захвату;

Мі* - команда на виключення і-го механізму.

Логічні оператори:

х1 = 0 - деталь відсутня на транспортері;

х1 = 1 - деталь є на транспортері;

х2 = 0 - зйомник піднятий;

х2 = 1 - зйомник опущений;

х3 = 1 - зйомник піднятий;

х3 = 0 - зйомник опущений;

х4 = 1 - зйомник не повернутий;

х4 = 0 - зйомник повернутий.

Блок-схема алгоритму роботи агрегату, що перекладає деталі з одного транспортера на інший має вигляд:



Рис. 2.1. Перший аркуш. Блок-схема алгоритму



Рис. 2.1. Другий аркуш

ЛСА управління агрегатом перекладання деталей з одного транспортера на інший має вигляд:



Оскільки скорочення ЛСА неможливе, то перейдемо до формування мікрокоманд.

Рис. 2.2. Перша мікрокоманда

Рис. 2.3. Друга мікрокоманда

Рис. 2.4. Третя мікрокоманда

Рис. 2.5. Четверта мікрокоманда

Рис. 2.6. П'ята мікрокоманда



Рис. 2.7. Шоста мікрокоманда

Рис. 2.8. Сьома мікрокоманда

В результаті маємо сім мікрокоманд, які включають всі логічні та функціональні оператори ЛСА.

3. Розробка структурної схеми системи управління

Основою для структурної схеми є система мікрокоманд.

Відомо, що структурна схема мікропрограмного автомата складається з регістра команд (РК), дешифратора (ДС), вихідного блоку, блоку перевірки логічних умов (БПЛУ) та програмного блоку.

Кожній мікрокоманді відводиться один вихід дешифратора. Крім того, необхідно передбачити ще один додатковий вихід дешифратора, який не з'єднується з іншими елементами і який необхідний для виключення автомата.

Кількість виходів дешифратора визначає і кількість його входів:

(3.1)

де А - кількість входів дешифратора;

N - кількість мікрокоманд.



Входи дешифратора є виходами регістра команд. Регістр команд реалізуємо на асинхронних RS - тригерах, управління якими здійснює блок пам'яті.

Вихідний блок містить в собі тригери, які запам'ятовують відповідні команди, і виходи яких через підсилювачі поступають на пускові пристрої механізмів. Якщо команди запам'ятовувати не потрібно, то тригер відсутній, і команда поступає безпосередньо на підсилювач.

Блок перевірки логічних умов складається з елементів «І». Ці елементи зображені в мікрокомандах і переносяться на структурну схему без змін. До них треба додати ще перетворювачі сигналів, які можуть стояти на виході датчика.

Блок пам'яті розробляється як комбінаційна схема типу «один з …». Ця схема має певну кількість входів, яка визначається структурою мікрокоманд. До входів блоку пам'яті включають також кнопки «ПУСК» та «СТОП», які виконуються з нормально замкненими контактами. Один вивід кнопки з'єднують з блоком пам'яті, другий - заземляють.

Кількість виходів блоку пам'яті дорівнює сумі R та S входів тригерів регістра.

Згідно з принципом дії мікропрограмного автомата, одиничний сигнал може з'явитися лише на одному з входів блоку пам'яті в той момент, коли необхідно змінити мікрокоманду. Відповідно до цього на виході блоку пам'яті з'являється код, який переключає тригери регістра і відповідно виходи дешифратора. Блок пам'яті на структурній схемі зображується у вигляді «чорного ящика».

Структурна схема мікропрограмного автомата зображена на рис. 3.1. ЛСА зводиться до мікрокоманд. Дешифратор мікропрограмного автомата повинен мати вісім виходів і три входи. Це означає, що регістр команд буде мати три виходи. Вихідний блок не буде мати тригерів, тому що команди Мі не запам'ятовуються.

алгоритм агрегат управління

Вихідні сигнали датчиків Х1 - Х7 повинні мати рівень, який визначається типом вибраних елементів. Тому, можливо, необхідно мати перетворювачі цих сигналів Пі.

Вихідні сигнали елементів мають малу потужність і не можуть включити пускові пристрої механізмів. Тому необхідно мати підсилювачі сигналів ПСі, коефіцієнт підсилення яких визначається підсиленням струму ППі до вихідного струму елементів.

RG - регістр команд;

DC - дешифратор;

БП - блок пам'яті;

П - кнопка «ПУСК»;

С - кнопка «СТОП».