Схемы автоматических устройств

Структурные и принципиальные схемы. Элементные схемы дают лишь самое общее представление об автоматических системах. Для более глубокого уяснения принципа действия автоматической системы и изучения ее динамических свойств пользуются структурной и принципиальной схемами.

Структурная (функциональная) схема, иногда называемая блок-схемой, отображает количество, функции, вид и характер связей отдельных звеньев автоматического устройства для уяснения принципа действия всей системы в целом и исследования статических и динамических свойств данного устройства.

Структурная схема абстрагируется от конструкции отдельных звеньев устройства, что облегчает выявление функциональной зависимости между ними. Выделение отдельных звеньев из состава устройства производится таким образом, чтобы было

Возможно установить статические и динамические характеристики каждого звена. Отдельное структурное звено может не совпадать с отдельным элементом элементной схемы автоматического устройства.

Принципиальная схема автоматического устройства дает наиболее полное представление о нем; она отображает принцип действия отдельного элемента и устройства в целом.

Принципиальные схемы технологического оборудования, характеризующие принцип обработки, называются технологическими.

При проектировании и создании новых автоматических систем вначале составляют структурную, а затем принципиальную схему.

Предположим, что нам требуется автоматизировать контроль размеров деталей, обрабатываемых на четырехстороннем строгальном станке, и процесс отбраковки негодных деталей.

Для замера деталей в автоматической системе должен быть применен какой-либо чувствительный элемент измерительного устройства, а для определения контролируемых размеров устройство должно иметь указательный прибор.

Если чувствительный элемент измерительного устройства не может непосредственно выполнять сортировку деталей, в систему необходимо ввести усилительно-преобразующее и исполнительное устройства.

Так как обычно одни и те же чувствительные элементы могут работать в разных диапазонах контролируемых параметров, в автоматических системах имеются устройства для настройки работы в требуемых режимах, называемые задающими или задатчик а м и.

Задатчики могут быть с ручной и автоматической настройкой. Первые применяются в стабилизирующих устройствах; вторые бывают программными и следящими. В рассматриваемой системе предусмотрено задающее устройство для ручной настройки чувствительного элемента.

Установив функции отдельных звеньев устройства, можно составить его функциональную структурную схему (рис. 5,а).

Ha схеме показано входное воздействие х_вх контролируемого объекта на чувствительный элемент. Задающее устройство настроено на параметр. Чувствительный элемент передает указательному прибору разность параметров, а усилительно-преобразующему устройству сопротивление Rsx- о, отвечающее состоянию параметраНа выходе усилительно- преобразуюшего устройства возникает соответствующее сопротивлениюэлектрическое напряжение, под воздействием которого исполнительный механизм оказывает выходное воздействие у_вых.

Характер исследования автоматических систем зависит от того, в каком режиме они работают: в установившемся, в переходном или в том и другом. При работе в установившемся режиме исследование сводится к определению статических характеристик отдельных звеньев и всей системы (или ее участка), т. е. к нахождению зависимостей, характеризующих связь между входными и выходными величинами в установившемся режиме.

При составлении принципиальном схемы автоматического устройства стремятся как можно меньше применять оригинальные нестандартные механизмы и аппараты и широко использовать стандартные устройства.

Принципиальная схема контрольного автоматического устройства для замера и отбраковки деталей после обработки их на четырехстороннем строгальном станке показана на рис. 5,6.

В качестве чувствительного элемента используется электро- контактная измерительная головка 2 с подвижным контактом. Когда размеры обмеряемой детали меньше заданных, контакт занимает крайнее левое положение, когда размеры больше заданных- крайнее правое, и когда размеры детали удовлетворяют установленным - среднее положение.

Контакты чувствительного элемента связаны с указательным светофорным прибором 4. Табло прибора имеет три лампочки: «меньше», «норма», «больше». Кроме того, чувствительный элемент связан с электронным усилителем 3, предназначенным для усиления электрических импульсов, поступающих с выхода чувствительного элемента. Этот усилитель обеспечивает достаточную мощность сигналов для замыкания промежуточных реле, передающих сигналы силовым электромагнитам 1 и 6 исполнительных механизмов.

Таким образом, каждый из электромагнитов связан через промежуточное реле и усилитель с соответствующим контактом чувствительного элемента. Отбраковка деталей выполняется при помощи электромагнита 1, а электромагнит 6 служит для автоматического останова станка, если бракованные детали выпускаются в течение времени, превышающего установленное, что определяется реле времени 5.