Типовой электропривод производственных механизмов: Методические указания к лабораторным работам

Министерство образования Российской Федерации Ульяновский государственный технический университет

Г.М. Юдин

типовой

ЭЛЕКТРОПРИБОР

ПРОИЗ&ООСТ&ЕННЫХ

Методические указания к лабораторным

работам

Ульяновск 2000

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Г.М.Юдин

ТИПОВОЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ МЕХАНИЗМОВ Методические указания к лабораторным работам

Ульяновск 2000

УДК 612.3(076) ББК31.291я7

Ю16 Юдин Г.М. Ю16

Типовой Методические

электропривод указания

к

производственных лабораторным

механизмов:

работам

/

Сост.

Г.М.Юдин. -Ульяновск: УлГТУ, 2000.-64 с. Данные методические указания написаны в соответствии с учебными программами курса «Автоматизированный электропривод общепромышленных механизмов» для студентов специальности 1804 «Электропривод и автоматизация промышленных установок». Даются общие сведения о технологических установках, приводятся описания лабораторных установок, программы выполнения лабораторных работ, расчетные соотношения и ряд справочных данных.

некоторые

Приведенный материал может быть использован для выполнения лабораторных работ по курсу «Автоматизированный электропривод» и «Типовой электропривод промышленных установок» студентами специальности 1004 «Электроснабжение промышленных предприятий» энергетического факультета. Работа подготовлена на кафедре Э и АПУ.

Рецензент канд. техн.наук

Одобрено секцией методических

Крончев Г.И.

пособий научно-методического совета университета

Учебное издание ЮДИН Георгий Михайлович Типовой электропривод производственных механизмов Методические указания к лабораторным работам Редактор Н.А.Евдокимова

Подписано в печать 15.03.00. Формат 60x84/16. Бумага писчая. Усл.печ.л. 3,72. Уч.-изд.л. 3,50. Тираж 150 экз. Заказ

Ульяновский государственный технический университет 432027, Ульяновск, Северный Венец, 32. Типография УлГТУ, 432027, Ульяновск, Северный Венец, 32.

3 Содержание Правила по технике безопасности

3

1. Лабораторная работа №1

4

2. Лабораторная работа №2

15

3. Лабораторная работа №3

25

4. Лабораторная работа №4

36

5. Лабораторная работа №5

43

6. Лабораторная работа №6

49

7. Лабораторная работа №7

59

ПРАВИЛА по технике безопасности в лабораториях кафедры «Электропривод и автоматизация промышленных установок» К

работе

следующие

допускаются

студенты,

ознакомившиеся

и

соблюдающие

правила:

1. Приступая

к

работе,

студент

должен

убедиться,

что

все

электрооборудование на лабораторном стенде обесточено. 2. Запрещено выполнять работу одному. В каждой бригаде должно быть 2-3 студента, 4-5 бригад на преподавателя. 3. Собранную

схему

можно

включать

в

сеть

только

после

проверки преподавателем и его разрешением. 4. Составление, разработка и выполнение каких-либо измерений в схеме

можно только

в

отключенном

состоянии

схемы

по

разрешению преподавателя. 5. Все операции рекомендуется производить одной При

этом

не

рекомендуется

только

рукой (правой).

прикасаться

какой-либо

частью тела к окружающим предметам. 6. Перед

включением

напряжения

следует

убедиться

в

том,

что

регулирующие аппараты находятся в исходном положении. 7. Перед

включением

участников.

напряжения

Включение

необходимо

производить

предупредить решительно,

всех без

суетливости. 8. Устранять неисправности

студентам

не разрешается,

необходимо

отключить напряжение и доложить преподавателю. 9. Во

избежание

приступить

к

травм

от

выполнению

вращающихся работы,

частей,

надо

прежде

заправить

застегнуть рукава, убрать волосы под головной убор.

чем

одежду,

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1 ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ПОДЪЕМНОГО КРАНА НА ПОСТОЯННОМ ТОКЕ. МАГНИТНЫЙ КОНТРОЛЛЕР ТИПА П 1. Цель работы Целью лабораторной работы является изучение автоматизированного электропривода

постоянного

тока,

применяемого

для

механизмов

передвижения подъемных кранов. 2. Сведения о типовом автоматизированном электроприводе крановых механизмов с симметричной нагрузкой К

крановым

механизмы

механизмам

передвижения

и

с

симметричной

поворота.

Их

нагрузкой

момент

относятся

сопротивления

не

зависит от направления движения, электродвигатели при движении вперед и

назад

на

одинаковых

характеристиках.

Последнее

обеспечивается

применением в схемах управления контроллеров и командоконтроллеров с симметричной диаграммой замыкания контактов. Управление (ручных)

крановыми

контроллеров

электроприводами

по

существу

с

применение

является

ручным

силовых

управлением.

Поэтому управление двигателями механизмов высокопроизводительных кранов с напряженным режимом работы осуществляется при

помощи

магнитных контроллеров. Магнитный к0нти/70лл£р-система, состоящая из командоконтроллера, контактов

и

производит

реле.

В

этой

переключения

коммутируют

силовые

осуществляет

защиту

системе

в

цепях

цепи и

командоконтроллер контакторов.

двигателей.

контроль

(к.к.)

Контакторы

Релейная

аппаратура

автоматического

пуска

и

торможения. Командоконтроллер контакторная

расположен

аппаратура - на

в

панелях

кабине шкафов,

оператора,

а

вынесенных

релейнона

ферму

или платформу крана. По сравнению

с силовыми контроллерами магнитные контроллеры

более надежны, так как контакторы допускают большее число включений в час.

Автоматизация процессов

магнитного

контроллера

пуска и торможения

позволяет

полнее

с

применением

использовать

двигатель,

существенно снизить толчки тока в системе электроснабжения, облегчить работу оператора и уменьшить возможность аварий, так

как

система реле

контролирует в определенной степени действия оператора. Для

управления

магнитные

двигателями

контроллеры

типа

П

постоянного и

ПС.

Причем

тока для

применяются механизмов

с

симметричной нагрузкой используют магнитные контроллеры типа П и с

симметричной последовательностью «вперед»

и

включения

аппаратуры

при

работе

«назад».

Магнитный контроллер типа П (рис. 1.1). Его схема предусматривает возможность

работы

двигателя

в

двигательном

режиме

и

в

режиме

противовключения. В

цепь

якоря

двигателя

включена

катушка

тормозного

магнита

ЭмТ, растормаживающего двигатель при подаче питания к его якорю. Пуск

двигателя

осуществляется

выведением

сопротивления

якоря в функции независимой выдержки времени.

в

цепи

Выдержка времени

обеспечивается работой реле ускорения РУ1, РУ2, РУЗ. Максимальная токовая цепь

защита

двигателя

главного тока.

осуществляется

Схема

реле

предусматривает

РМ,

включенным

автоматический

в

контроль

тока якоря при торможении противовключением. Для этого к главной цепи

подключены

реле

противовключения

противовключения

хода

назад

контакты

конечных

(РГШ).

выключателей

В

хода

вперед

цепях

ВКВ

и

(РПВ)

управления

ВКН,

и

реле

включены

размыкающиеся

в

предельных положениях механизма перемещения. Первое служит

положение для

командоконтроллера при

осуществления

противовключения. На замыкаются получают

питание

торможения

первом

контакты

и

в

КЛ

в

и

КВ1, КВ2;

подключают двигатель к сети

тока.

блок-контакта

замыкании

противовключения хода вперед РПВ, большое

напряжение

подготавливая тока

через

схему

пусковые

и

замыкается

к

дальнейшей

так

КВ1

сопротивления

работе.

постоянного

в

катушке цепи

Вследствие

получают

главные

включается

как к его

контакт РПВ

вперед

командоконтроллера;

контакты этих контакторов При

назад

режиме

направлении

КК7-КК8

контроллеров

вперед или

двигателя

положении

ККЗ-КК4

катушки

ходе

реле

подается

управления, прохождения

питание

катушки

реле

ускорения РУ1, РУЗ, включенные на падение напряжения на ступенях пускового

сопротивления.

Контакты

РУ1-РУЗ

мгновенно

размыкаются

в цепях контакторов ускорения КУ1-КУЗ. Механическая

характеристика

двигателя

при

полном

введенном

сопротивлении приведена на рис. 1.2 под индексом П. Разгон двигателя по характеристикам

1-4 для случая медленного перемещения рукоятки

командоконтроллера показан в I квадранте, при быстром перемещении - в III квадранте. Для

быстрой

торможение

остановки

противовключением.

направлении

вперед

командоконтроллер главного

тока

замыкаются

механизма

на

для

любое

размыкаются

КН1,

КН2.

его

.При

передвижения движении

остановки

положение под

механизма

необходимо

назад.

При

контакты , контакторов

Двигатель

применяется

действием

поставить

этом КВ1,

инерции

в

в

цепи

КВ2

и

механизма

продолжает

вращаться

в

направлении

вперед,

работая

в

режиме

противовключения и создавая большой тормозной момент (см. рис. 1.2, квадрант II). Для ограничения тока в цепи якоря двигателя вводится полное сопротивление. Контакторы КП, КУ1, КУ2, КУЗ не получают питание вследствие того,

что

несмотря

реле на

противовключения

замкнутую

хода

контактором

назад

КН1

РПН

цепь

не

включено,

питания

реле,

и

контакты РПН в цепи управления разомкнуты.

КВ1

\

п U

кт>

В1

КВ1

РПВ

i1 КП ЭмТ

РМ

сIB 1 —I Y > Г Л _ Ч\ — \\ 1

/и

п U РПН

КН1

г,

В1

КУ2 КУЗ _^--1

Г2

\

РМ - \ 1 — Ч И А/7 1—1

г

-DJ'У7,— | РУЗ р У2\_\

ICR

КН1

-\j КУ1

п U

2 V г .. |_ J 77р7

р Р2 L

назад вперед j ^ 101 23 i л т КК2 /Ж7 t yр/л 1 it-' , ккз Г" ВКН t ' ' ' : | : > Ц КК4

П

Pf U

рм

1^4-

Г-}

КЛ

ккб г~| кт ^К5\\\ , , , ^ЙГ//2Г~] "— ' вкв \ 1 — 1 ,— ' ' Т Т РПН LJ j^-r J^*J^*7' \^КК7, i : 4+ю-* , , п^7 о 1 1 ! ! ^-РПВ кв2 \ 1 ' — ' 1 и 1 КК10 П КП JOW Ц 1 . 1 1 1 1 ! РУ1 V л-у/П 1 ! Т UU U кки Т 1 1 1 1 1 1 v, ^ /sryj п 1 1 A7ST72

П

Рис. 1.1. Магнитный контроллер П При

достижении

скорости

включается,

контакты

КУ1,

КУЗ,

КУ2,

командоконтроллера

реле

и,

если в

двигателя

замыкают в

этот

нулевое

близкой

цепь

нулю,

питания

момент

положение,

автоматический пуск в направлении назад.

к

не

контакторов

перевести

будет

реле

РПН КП,

рукоятку

осуществляться

Для

повышения

безопасной

эффективности

эксплуатации

торможения,

а

механизмов,

также

в

схема

целях

снабжена

электромеханическим тормозным устройством. Катушка электромагнита тормоза включена последовательно с якорем электродвигателя. С

учетом

режима

работы

механизмов

различного

назначения

тормозной момент, развиваемый тормозом, должен быть равен MT=k3-MTP,

(1.1)

.

k3 - коэффициент заноса, величина, зависящая от режима работы механизма^ МТР - расчетный тормозной момент, определяемый по выражениям: а) для механизма подъема:

(• Сгр + Сгз) Ун -п ; /1 i\ (Опт ' U-A) б) для механизмов передвижения:

МТР=

. . , со , FnV МТР- J -- h - -77 ; tr со '

GD2nmVH

Здесь

Огр,Сгз-в&с

усилие тяги и

9,75 -G-VH

соответственно

вес

(л ON (1.3)

.

груза,

перемещаемого

грузозахвата

механизма

скорость частота вращения тормозного

шкива

[ Н- м ]; Fn,G-

[ Н- м ] ; со , п - угловая [ 1/с ]

и

[об/мин];/,

GD - момент инерции и маховые массы, приваренные к валу тормоза [ кг- м ] > [ кг- м2 ]; VH - начальная, в большинстве случаев, номинальная скорость подъема груза или перемещения механизма; ^-тормозной путь механизма. Магнитный следующие

контроллер

особенности.

предусмотрен

свободный

типа П в

На

тропическом

нулевом

выбег,

положении

что

уменьшить толчки и раскачку грузов. питание

тормозного

получения

электромагнита

пониженных

скоростей

исполнении

имеет

командоконтроллера

позволяет

при

торможении

В схеме применено независимое

с

форсировкой

и

более

включения.

плавного

Для

торможения

используется схема с шунтированием якоря. Несколько изменен также и

узел

реле

противовключения,

обеспечивающий

более

надежный

контроль и стабильность торможения. В

лабораторной

работе

принят

за

основу

обычный

вариант

магнитного контроллера типа П. 3. Сведения о лабораторной установке Электрооборудование магнитного

контроллера

лабораторной типа

П

обычного

установки

состоит

из

исполнения, управляемого

электродвигателя,

пускорегулирующего

сопротивления,

контрольно-

измерительной аппаратуры и ламп сигнализации. Аппараты

магнитного

контроллера,

контрольно-измерительные

приборы и сигнальные лампы расположены на основной и дополнительной (слева) панелях. Электродвигатель и пускорегулирующее сопротивление установлены за панелями. Лабораторная установка 1.

В

качестве

имеет следующие особенности.

управляемого

электродвигателя

электродвигатель независимого возбуждения. схемах,

наиболее

крановых

типичным

механизмов

Применение

является

двигателей

электродвигателя

соображениями

техники

Вместе

с тем

применение

безопасности,

так

в

для

последовательного

независимого

применен привода

возбуждения.

возбуждения

как

типовых

вызвано

электродвигатель

при

выполнении лабораторной работы практически работает без нагрузки. Техническая характеристика электродвигателя: Тип-П32

Рн = 2,2 кВт UH = 220 В /н=12,1 А сон = 157 1/с ( 1500 об/мин) Возб. независ. Однако

в

отличие

от

технической

характеристики

для

питания

главных цепей электродвигателя (цепей якоря и обмотки возбуждения) используется вызвано

напряжение

110 В.

Применение

этого

напряжения

соображениями увеличения тока якоря для удобства отсчета,

безопасности и наличия имеющейся аппаратуры. Для цепей же управления применяется напряжение 220 вольт. Наличие загоранием

напряжений сигнальных

НО

и

220

В

на

панелей

контролируется

ламп.

2. Применение электродвигателя независимого возбуждения вызвало необходимость применения реле наличия тока в обмотке возбуждения РНТ. Оно расположено на дополнительной панели. 3. При переводе командоконтроллера в третью позицию происходит автоматический

разгон

электродвигателя

в

две

ступени

ускорения,

а

не в три, как в типовой схеме магнитного контроллера. 4.

В

качестве

конечных

выключателей

применены

кнопочные

элементы. 5.

В главных цепях используется выключатель В1

с самовозвратом

(автоматический выключатель). 6.

В

качестве

командоконтроллера

переключатель типа ПТТТ.

используется

щеточный

7.

Контакты

командоконтроллера

выведены

на

плату,

расположенную на дополнительной панели. В каждом горизонтальном ряду платы: - средние зажимы - выводы контакта командоконтроллера; - крайние

зажимы - выводы

цепей,

коммутируемых

контактом

командоконтроллера. Выводы контакта с выводами цепей соединены на лицевой стороне платы

перемычками.

Схема

платы

выводов

для

контактов

командоконтроллера представлена на рис. 1.3. 8. Тормоз с электромагнитным приводом отсутствует. 9. Лабораторная установка не требует сборки схемы. 4. Программа работы 1. Изучить

электрическую

принципиальную

схему

типового

магнитного контроллера типа П. 2. Изучить сопоставляя

электрооборудование

его

с

электрической

магнитного контроллера 3. Составить

лабораторной

принципиальной

установки,

схемой

типового

типа П.

электрическую

принципиальную

схему

магнитного

контроллера типа П лабораторной установки. 4. Практически

проанализировать

работу

магнитного

контроллера.

Произвести регулировочные работы. 5. Построить

пусковую

диаграмму

электродвигателя

на

основе

показаний приборов. 6. Построить

типовые

электродвигателя

механические

независимого

возбуждения,

характеристики

управляемого

магнитным

контроллером типа П. 7. Произвести

маркировку

контактов

командоконтроллера

в

соответствии с принципиальной схемой. 8. Произвести механизма,

расчет

указанного

тормозного

момента

преподавателем,

в

и

выбрать

соответствии

тормоз с

для

данными

таблиц 1.1 и 1.2. 5. Методические указания по выполнению лабораторной работы 1. Изучая магнитного

электрическую

контроллера типа П,

позициях командоконтроллера, быстром

перемещении

режиме

противовключения.

магнитного

принципиальную проанализировать

начиная с нулевой,

рукоятки

контроллера

схему

в

одном

Электрическая

приведена

на

типового

ее работу при

направлении,

на всех

медленном а

также

принципиальная

панели

и

в

в

схема

руководстве

лабораторной работе. В руководстве дано и ее краткое описание.

и

к

10

2. Сопоставляя

электрооборудование

электрической

принципиальной

П,

внимание

обратить

несоответствия

схемой

на

отмечены

лабораторной магнитного

элементы

в

установки

контроллера

несоответствия.

разделе

«Сведения

о

с

типа

Элементы

лабораторной

установке» данного руководства. 3. Принципиальная лабораторной установки.

схема

установки

Эти

лабораторной

составляется

особенности

установке».

контроллера

магнитного

лабораторной

отмечены

контроллера с

учетом

в

разделе

типа

П

особенностей «Сведения

Следует

иметь

в

виду,

установки

имеет

некоторое

что

о

схема

отличие

от

типовой схемы. 4. Практически обратить

анализируя

внимание

соответствии рукоятки

с

на

работу

последовательность

принципиальной

командоконтроллера

противовключения

и

последовательно,

с

магнитного

схемой.

в

При

крайнее

контакторы выдержкой

работы

контроллера, аппаратуры

быстром

переводе

положение,

ускорения времени.

должны

При

в

контактор включаться

отсутствии

этого

произвести регулировку установок реле ускорения. 5. Для

построения

достаточно

знать

напряжение

пусковой

номинальные

питания

диаграммы

данные

главных цепей

электродвигателя

электродвигателя,

(указаны

в

фактическое

разделе

«Сведения

о

лабораторной установке»), а также величину тока якоря и напряжения на якоре при установившейся работе на каждой электромеханической характеристике. Построение следующем.

диаграммы

Электромеханические

независимого

возбуждения

-

может

быть

характеристики

прямые

основано

на

электродвигателя

линии.

При

реостатном

регулировании они представляют семейство характеристик, сходящихся в

точке

быть

идеального

построена

холостого

по

двум

хода.

точка:

Каждая

из

первая - точка

характеристик идеального

может

холостого

хода, вторая-точка установившейся работы. Скорость каждой из этих точек

может

коэффициент равным

быть С=КФ

половине

найдена может

по

быть

значения

уравнению взят

при

скорости.

отсутствии

коэффициента,

Причем

насыщения

определенного

по

номинальным данным опять же из уравнения скорости. Сопротивление якоря вычисляется по приближенной формуле, полагая, что половина потерь

при

номинальных

условиях

приходится

на

потери

в

якоре

двигателя. Все эти вопросы рассматривались в теории электропривода. 6. Построение электродвигателя

типовых независимого

механических возбуждения

характеристик при

управлении

магнитным контроллером типа П должно быть осуществлено на основе одноименных ' характеристик возбуждения

(см.

рис.

для

1.2).

электродвигателя Следует

так

последовательного

построить

семейство

11

механических

характеристик,

при номинальной нагрузке что на рис. 1.2. типовые

их

пусковые

моменты

были одинаковыми или

и

скорости

близкими

с теми,

Построение вести в относительных единицах. Построив :

характеристики,

реализовать

чтобы

в

становится

очевидной

лабораторной установке:

при

столь

невозможность малой

нагрузке

скорости на всех характеристиках были бы весьма близкими.

sot

в> ерео

60\\

140

\

со 100 80 60 20

то

14-

180

М%

60

10,

\

161

Рис. 1.2.

назад

KKl

кк

КК5

вперед

3 2 1 0 1 2 3

Перемычки / КК

I

I ККЗ

кк

Рис. 1.3. Плата выводов контактов кк.

12

7. Маркировка следующем

контактов

порядке.

командоконтроллера. состояние

во

разомкнут). Выключив Включив

командоконтроллера

Изображается Для

всех

каждого

позициях

Состояние

выключатель

при

контакта

командоконтроллера. и

нанести

ее

на

левую

определяется

с

его

(замкнут

(правую) В1

в

контактов

следующим

включенном

работу аппаратуры в соответствии позициях

контактов

определяется

снять

В2, В2,

из

выводов

командоконтроллера

контакта

выключатель

плата

производится

или

образом.

перемычку.

проанализировать

принципиальной схемой на всех

Сделать

заключение

изображенную

плату.

о

маркировке

Пример

нанесения

маркировки контакта на плате выводов приведен на рис. 1.3. Промаркировав место

и

контакт, при

аналогичным

образом

включенном

В2,

ставят

перемычки

приступают к маркировке

на

следующего

контакта. При снятии и постановке перемычек следует соблюдать особую осторожность:

нельзя

выполнять

эти

операции

при

включенном

выводы.

Основой для

выключателе В2. По

проделанной

работе

необходимо

сделать

выводов должен быть анализ собственной деятельности в ходе выполнения работы. Умение анализировать свою деятельность в ходе исследования, заметить малейшие нюансы в работе электрооборудования - совершенно необходимое качество для инженера-электрика, как эксплуатационника, так и конструктора. 6. Содержание отчета 1. Электрическая

принципиальная

схема

магнитного

контроллера

типа П лабораторной установки. 2. Электромеханические

характеристики

электродвигателя,

построенные по показаниям приборов. Таблица показаний приборов и вычисленных Формулы

скоростей

вычисления

для

различных

скоростей

и

позиций

внутреннего

командоконтроллера. сопротивления

якоря

электродвигателя. Техническая характеристика электродвигателя. 3. Типовые независимого

механические возбуждения

при

характеристики управлении

электродвигателя

магнитным

контроллером

типа П. 4. Схема

платы

выводов

для

контактов

командоконтроллера

с

их

маркировкой. 5. Расчет

тормозного

момента

и

электротормоза. 6. Выводы по проделанной работе.

указание

марки

выбранного

13

Контрольные вопросы 1. Где оптимальное положение на пускорегулирующем сопротивлении точки присоединения реле противовключения? Чему должно быть равно напряжение включения реле противовключения для надежной его работы? 2. Какими

соображениями

руководствоваться

при

выборе

реле

ускорения по напряжению отключения (отпускания)? 3. Каким

образом

осуществляется

торможение

электропривода

в

схеме с контроллером П? 4. Почему

в

лабораторной

установке

тормоз,

указанный

на

принципиальной схеме, отсутствует? 5. Чем объяснить применение в схеме контроллера П электротормоза постоянного, а не переменного тока?

Таблица 1.1 Рабочий механизм

1. 2.

Маховые массы (приведен-

шкива

ные)

об/мин

кг-м2

0,8

1000

-

-

1

0,7

1000

-

-

2

1

0,8

1500

2,5

од

с

6

1

0,8

1500

8

од

с

10

1

0,8

1500

10

од

с

20

1

0,8

1500

25

0,1

Вес груза или всей конструк.

Скорость

КПД

подъема движения

механизма

т

м/с

С

1

1

С

5

С

работы кранов

Подъема

Подъема

Точность

Частота вращ. тормози,

Режим

остановки

Пере3.

мещ. тележки

Пере4.

5.

мещ. тележки

Перемещ. моста

Пере6.

мещ. моста

Данные возбуждением.

приведены

для

электромагнитов

с

последовательным

14

Таблица 1.2

Тип тормоза

Тормоз, момент

ткп200

1.

2.

Н-м 160 100 54 240 145 80 500 340 420 250 1500 1200 550 2500 1900 1000 5000 3550 2050 1550 8000 5750 3250 2500

ТКП200/300

3.

4.

5.

6.

7.

ТКП300

ткп400 ткп500

ТКП600

ткп700

Расчеты . ход мм

Д шкива мм

2,0

200

Тип эл. магн.

Режим работы ПВ

МП201

%

Тяговое усилие при 60% Н

25 40

900 600

Тяговое усилие при 40%

Н

300 300

2,0

2,5

300

мп201

25 40 40 25 25 40 40 25 40 40 25 40 40 25 40 40 100 25 40 40 100

мп301

1,5

400

500

1,7

600

2,0

2,2

700

900 600 300 2000

1350 1650 1050 9600 7800 3700 12900 9800 5400 21500 15200 12000 6900 29400 21100 12000 10300

Список литературы 1. Дранников

В.Г.,

Звягин

И.Е.

Автоматизированный

электропривод

подъемно-транспортных машин. М., 1973. 2. Борисов

Ю.М.,

Соколов

М.М.

Электрооборудование

подъемно-

транспортных машин. М., 1971. 3. Капунцов

Ю.Д.,

Электрооборудование М.,

Елисеев и

В.А.,

электропривод

Ильященко

промышленных

Л.А.

установок.

1979.

4. Крановое

электрооборудование:

Справочник / Ред. Рабинович А.А.

М., 1979.

(Продолжительность лабораторного занятия 4 часа. Домашняя работа 2 часа).

15

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2 ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ПОДЪЕМНОГО КРАНА НА ПЕРЕМЕННОМ ТОКЕ. МАГНИТНЫЙ КОНТРОЛЛЕР ТИПА П 1. Цель работы Целью лабораторной работы является изучение автоматизированного электропривода

переменного

тока,

применяемого

для

механизмов

подъемных кранов. 2. Сведения о типовом автоматизированном электроприводе крановых механизмов с симметричной нагрузкой К

крановым

механизмы зависит

передвижения

от

работают

механизмам и

направления движении

характеристиках.

Последнее

контроллеров

диаграммой

замыкания

Управление (ручных)

симметричной

поворота.

Их

движения.

при

управления

с

момент

и

не

электродвигатели

назад

обеспечивается

относятся

сопротивления

Приводные

вперед

и

нагрузкой

на

одинаковых

применением

командоконтроллеров

с

в

схемах

симметричной

контактов.

крановыми

контроллеров

электроприводами

по

существу

с

применение

является

ручным

силовых

управлением.

Поэтому управление двигателями механизмов высокопроизводительных кранов

с

напряженным режимом работы

осуществляется

при

помощи

магнитных контроллеров. Магнитная

состоит

контроллер-система

из

командоконтроллера,

контактов и реле. В этой системе командоконтроллер (к.к.) производит переключения в цепях контакторов. Контакторы коммутируют силовые цепи двигателей. Релейная аппаратура осуществляет защиту и контроль автоматического пуска и торможения. Командоконтроллер контакторная

расположен

аппаратура - на

в

панелях

кабине

оператора,

шкафов,

а

вынесенных

релейнона

ферму

или платформу крана. По сравнению с силовыми контроллерами магнитные более

надежны,

включений

в

применением двигатель,

так

час.

как

контакторы

Автоматизация

процессов

магнитного

контроллера

существенно

снизить

электроснабжения, возможность

облегчить

аварий,

так

допускают

позволяет толчки

работу как

пуска

большее и

число

торможения

с

полнее

использовать

тока

в

оператора

система

контроллеры

реле

и

системе уменьшить

контролирует

в

определенной степени действия оператора. Для

управления

магнитные механизмов

двигателями

контроллеры с

типа Т,

симметричной

переменного

К,

ТА,

ТС,

нагрузкой

КС,

тока ТСА.

используют

применяются Причем

для

магнитные

16

контроллеры

первых

трех типов с

симметричной

включения аппаратуры при работе «вперед» Магнитный

контроллер

характеристики

типа

электродвигателя

ТА

и

«назад».

(рис.

при

последовательностью Механические

2.1).

управлении

контроллером

ТА

приведены на рис. 2.1. Пуск

электродвигателя

командоконтроллера с превышает

50%

положении

остается

производится

нулевого

положения.

номинального

момента,

неподвижным,

так

перемещением

Если

то

как

момент

механизм

момент

нагрузки

на

первом

электродвигателя

недостаточен для передвижения механизма. Обычно первое положение командоконтроллера

служит

для

торможения

электродвигателя

противовключением. При

медленном

достигает

перемещении

установившейся

командоконтроллера,

скорости,

разгон

если

двигатель

происходит

по

характеристикам 2-4 (штриховая линия, см. рис.2.2). После срабатывания последнего

контактора

небольшое

КУЗ

сопротивление.

в

Оно

цепи

ротора

остается

смягчает естественную

включенным

характеристику

двигателя и уменьшает броски тока при переключении ступеней. Для увеличения рукоятку этом

производительности

командоконтроллера

случае

контакторы

с

крана

оператор

нулевого

ускорений

на

быстро

крайнее

включаются

переводит

положение.

друг

за

В

другом в

функции независимой выдержки времени, соответствующей установкам реле при

РУ1-РУЗ. Переход быстром

двигателя

перемещении

по

механическим

командоконтроллера

характеристикам

показан

сплошными

линиями. Для

быстрой

торможение при

остановки

двигателя

движении

механизма

противовключением.

механизма,

командоконтроллер

в

в В

например,

первое

положение

схеме этом

предусмотрено случае

«Вперед» хода

оператор

устанавливает

«Назад».

При

этом

положении включается контактор КН, подключается статор двигателя в

направлении

обратного

вращения.

В

начальный

момент

противовключения скольжение двигателя значительно больше единицы. При

таком

скольжении

значителен

ток

в

роторе.

В

результате

срабатывает реле РП, размыкающее цепь питания контакторов КП

и

КУ1-КУЗ,

В

момент

и

в

цепи

перехода

кратковременно сопротивление.

ротора

включается

командоконтроллера отключается

В

реле

сопротивление.

нулевое

положение

шунтирующее

добавочное

момент перехода командоконтроллера через нулевое

кратковременно

добавочное

сопротивление

в

напряжение

на

повышает

из

через

РБ,

положение

Двигатель

полное

реле точки

РП «а»

и

отключается цепи

переходит

реле

реле

РБ,

РП.

Это

надежность в

точку

шунтирующее

его

«б»

увеличивает срабатывания.

характеристики

17

противовключения

(см.

рис.2.2).

При

полной

остановке

механизма

рукоятка командоконтроллера переводится в нулевое положение.

Назад

В2 \

Вперед

В2

\

4321 0 1234

КН

РП

Рис.2.1. Магнитный контроллер ТА В цепи реле РН находятся контакты конечных выключателей

ВКВ

и ВКН, размыкающиеся в предельно крайних положениях механизма. Магнитные

контроллеры других типов

следующие особенности.

по

сравнению

с

ТА

имеют

18

Т - нет

электромагнитных

реле,

обеспечивающих

дополнительную

выдержку времени на пусковых ступенях (пуск не автоматизирован). К - релейно-контакторная катушками

аппаратура

постоянного

тока,

выполнена

с

допускающими

включающими

большее

число

включений. ТАЗ - модификация защиты

установлена

отсутствует.

Для

типа на

этой

модификации

управления,

отключения

для

В

панели

оператора устанавливаются Предлагаемый

ТА.

и

электропривода

аппаратура

защитная крана

в

панель кабине

автоматы.

изучения

магнитный

контроллер

по существу

является типом ТАЗ. Одним из важнейших вопросов, возникающих при проектировании крановых электроприборов, из

основных

который

методов

учитывает

наилучшее

является

выбора степень

использование

выбор

электродвигателей.

является

«метод

нагрузочных

загрузки

крана

К

двигателя

и

при

Одним рядов»,

предполагает

соответствующей

продолжительности включения ПВ. Выбор мощности

мощности

производится

нагрузки

механизма,

по

по

наибольшей

продолжительности

статической включения

и

степени загрузки в соответствии с таблицей 2.1. Таблица 2.1

Мощ-

Режим работы кранового механизма

Мощность двигателя при к sr

n-1

n-2

0

Рис. 6.1. Структурная схема ЦАП В такой схеме напряжение в узлах 0—U будет возрастать пропорционально 2', поэтому разрядные токи в ветвях 2R равны:

/г Обычно

иэг n-i+l R-2

иэг

величина R

разрядов не более

(6.2)

2R-2" принимается

равной

10 — 20 кОм

и

число

10-12, при этом время преобразования составляет

0,5 - 5 мкс. Из(6.2) видно, что и в этой схеме высокая точность преобразования будет

достигнута

сопротивлений. получаются

только

Существуют

при

ЦАП

в

которых

прецизионных разрядные

высококачественных

каскадов,

точные

использовании

ЦАП,

помощи

дифференциальных таких

при

выполненных

резисторы

на

необходимы

токи

транзисторных

одном

кристалле.

лишь

в

В

источнике

эталонного тока и в обратной связи ОУ. Различают

ЦАП

последовательного сложностью

последовательного, типов.

Они

аналоговой

параллельного,

отличаются

части

и

параллельно-

схемными

быстродействием.

решениями, Наивысшим

быстродействием обладают ЦАП параллельного действия, поэтому они получили наибольшее распространение. Основными параметрами ЦАП являются: 1. Разрешающая разрядов

способность, определяемая

входного

кода

и

количеством

характеризующаяся

двоичных

количеством

уровней

аналогового сигнала. 2. Точность, аналогового половины разряду.

определяемая

сигнала уровня

Суммарная

от

наибольшим

расчетного.

сигнала, ошибка,

Она

обычно

соответствующего вносимая

превышать указанную погрешность.

значением

отклонения

выражается

младшему

элементами

ЦАП,

в

виде

значащему не

должна

52

3. Нелинейность,

характеризующаяся

линейно-нарастающего

выходного

максимальным

напряжения

от

отклонением

прямой

линии,

соединяющей точки нуля и максимального выходного сигнала. 4. Время

преобразования,

определяемое

интервалом

времени

от

момента подачи цифрового сигнала до момента достижения выходным сигналом установившегося значения. 2. Аналого-цифровые преобразователи В

аналого-цифровых

напряжение

или

цифрового АЦП.

ток,

(обычно

Состав

значительной

преобразователях

в

степени

реализации.

основных

метода

кода.

отличие

в

способа

сигналом

выходным - соответствующее

двоичного)

АЦП

входным

Существуют

от

ЦАП

зависимости

Наибольшее

от

типы

изменяться

в

преобразования

и

распространение

преобразования:

значение

различные

может

метода

ему

является

получили

последовательного

три счета,

поразрядного кодирования и считывания. Метод входной

последовательного

величины

эталонов.

Момент

суммой

счета

одинаковых

уравновешивания

сравнивающего устройства,

основан и

на

уравновешивании

минимальных

определяется

с

по

величине

помощью

одного

а количество эталонов, уравновешивающих

входную величину, пересчитывается с помощью счетчика. Метод

поразрядного

предусматривает

кодирования

наличие

нескольких эталонов, обычно пропорциональных по величине степеням числа

2,

и

Сравнение Если

сравнение

начинается

эталон

этих

с

больше

эталонов

эталона

входной

с

старшего величины,

аналоговой разряда то

величиной.

выходного

в

старшем

кода.

разряде

ставится 0 и далее производится уравновешивание входной величины следующим

по

значению

эталоном.

Если

эталон

равен

или меньше

входной величины, то в старшем разряде выходного кода ставится дальнейшем

производится

уравновешивание

разности

между

1

и в

входной

величиной и первым эталоном. Метод

подразумевает

считывания

разрядном

двоичном

сравнивается

со

всеми

коде.

Входная

эталонами.

получается параллельный код

в

наличие

виде

В

2-1

эталонов

величина результате

сигналов

на

при

72-

одновременно преобразования

выходах

2-1

схем

сравнения. Основные зависящая узлами

от

АЦП,

параметры шага а

АЦП:

разрядность,

квантования

также

время

и

точность

ошибок,

преобразования,

вносимых

преобразования,

основными

необходимое

для

представления мгновенного значения аналогового сигнала в цифровой код.

53

На

рис.6.2

приведена

структурная

схема

АЦП

последовательного

счета, а на рис. 6.3 - АЦП, построенная по методу считывания. ГС

С4

1

Г числа

1

г

/-п

ЦАП

Рис.6.2. Структурная схема АЦП последовательного счета

код числа

Рис. 6.3. Структурная схема АЦП по методу считывания В приведенных преобразователях показаны следящие блоки: СС -

схема

тактовых

сравнения;

С4 - реверсивный

счетчик;

Г - генератор

импульсов; Ш - шифратор; Т1 — Т5 -триггеры

с

R - S

выходами; ЦАП — цифро-аналоговый преобразователь и сигналы: входной

аналоговый

сигнал; fm - частота

тактовых

Uex —

импульсов; ицап -

выходное напряжение цифро-аналогового преобразователя. 3. Описание лабораторной установки Лабораторная

установка

информационных

сигналов

цифро-аналоговый выключатели аналогового формой

с

и

по

исследованию

включает

в

преобразователи, переключатели,

сигнала,

блок

параметрами

на

аналого-цифровой

устройство

устройства

питания.

сигналов

себя

преобразователей

Для

различных

индикации,

изменения

визуального

и

входного

наблюдения

элементах

за

установки

предусматривается использование электронного осциллографа. Структурная

схема

лабораторной

Описание ее дается на стенде.

установки

приведена

на

рис.

54

Подача напряжения на стенд осуществляется при помощи пакетного выключателя

переводом

рукоятки из положения «Откл» в положение

«Вкл», при этом должна включаться сигнальная лампа «Сеть». Включение блока питания производится тумблерами «+15В» , «-15В». Контроль

напряжения

питания

осуществляется

вольтметром

переносным прибором подключаемым к клеммам «Корпус» +5В.

Подрегулировка

питания,

может

величин

быть

произведена

переменных резисторов, частоты

тактовых

напряжений,

движки

импульсов

при

которых

или

115; -15В;

снимаемых

помощи

с

блока

соответствующих

выведены

производится

и

V2

на

стенд.

переводом

в

Выбор

одно

из

четырех положений переключателя III. Для определения параметров входного сигнала служит вольтметр V\ и контрольное гнездо K!. Форму и параметры других сигналов наблюдают при помощи осциллографа, подключаемого к контрольным гнездам К2 (импульсы тактового генератора), К 3 (выходное напряжение с ЦАП), TI Tg

(сигналы

счетчика).

с

соответствующих

Тумблер В1

служит

разрядов

реверсивного

двоичного

для включения и выключения блока

задержки, разрешающего или запрещающего при этом

подачу

тактовых

импульсов на вход счетчика. Тумблер В2 предназначен для включения блока индикации

разрядов

реверсивного

счетчика,

а

тумблер

ВЗ

осуществляет разрыв или замыкание цепи подачи напряжения ицап на вход Uex=U3

схемы

сравнения

можно

изменять

(компаратора). в

пределах

Величину от

0

до

входного 14 В

при

сигнала помощи

потенциометра ВЗ. 4. Программа работы В ходе выполнения работы необходимо выполнить следующее: 1. Изучить структурную схему лабораторной установки и принципы работы устройств ЦАП и АЦП. 2. Ознакомиться и разобраться с принципиальными схемами основных блоков ЦАП и АЦП. 3. Ознакомиться с методикой выполнения работы. 4. Включить измерения

установку,

параметров

произвести

входных

и

необходимые

выходных

настройки

сигналов:

и

частоты

тактовых импульсов генераторов fz; величины входного напряжения U3, выходного напряжения ицап. 5. Рассчитать способность,

основные

точность

и

параметры время

преобразования отдельных элементов.

ЦАП

и

АЦП;

преобразования,

разрешающую коэффициенты

55

5. Методические указания по выполнению лабораторной работы Для

правильного

выполнения

работы

необходимы

осциллограф

и

вольтметр постоянного тока с пределами измерения 0 - 1 , 5 В и 0 - 1 5 В . Осциллографирование

сигналов

и

измерения

их

параметров,

производимые при помощи осциллографа, можно делать только после 5-10 -минутного

прогрева,

синхронизации калибровки.

его

должны

Подача

специальным

«Корпус»

со и

сигналов должны быть

ручки

быть

измеряемого

кабелем

обозначения

причем

штекерами,

достаточны

усиления

установлены

сигнала

«Сигнал».

блоков должна

их

положения

осуществляться

имеющими

Амплитуда

для

в

и

и

специальные

время

фиксации

с

развертки

минимальной

погрешностью измерения. При

выполнении

пользоваться

пунктов

литературой

1,2,5

1,2,3

программы и

работы

настоящими

необходимо

методическими

указаниями. После блока при

подачи

питания

необходимо

помощи

напряжение

напряжения

на

лабораторной

проверить

вольтметра

F/

(он

стенд

величину должен

Un = 30 В). Переносным

и

включения

напряжения

показывать

вольтметром

питания

суммарное

надо

проверить

частоту

тактовых

отсутствие «перекоса» напряжений ±15 В и 5В. Установив импульсов

(по

указанию

генератора

и

преподавателя)

велечину

входного

напряжения,

привести

лабораторную установку в исходное состояние для измерения частоты тактовых

импульсов

входного

сигнала.

следующее

и

Для

состояния:

времени

этого

преобразования

тумблеры

В1,В2,ВЗ -

должны

включены.

максимального

быть

переведены

Кабель

в

осциллографа

подключить к контрольному гнезду К2 - для имерения частоты fz, и к гнезду

Т6 - для

осциллографа импульсов

и

приблизительно

измерения замерить

период будет

времени

период

ступенчатой равен

преобразования.

частоты

следования

пилообразной

времени

При

кривой,

преобразования

помощи тактовых который

максимального

входного сигнала. Для

нескольких

зафиксировать

величин

входного

соответствующие

им

аналогового цифровые

напряжения на выходе ПАП. При этом тумблеры В2,

сигнала

значения

ВЗ

кода,

должны быть

включены, а В1 включается и выключается для фиксации измеряемого напряжения. Полученные результаты ввести в таблицу 6.1.

56

Таблица 6.1 Амплитуда входного сигнала Двоичный код сигнала Десятичный код сигнала Выходное напряжение ЦАП Коэффициент преобразования АЦП Коэффициент преобразования ЦАП Разрешающая способность ЦАП Разрешающая способность АЦП Точность

преобразования

ЦАП/АЦП По снятым данным произвести необходимые расчеты.

S* RI

С

\ Г.1

Блок генераторов

\Г.2_

\JT.3 I

Г.4

Рис. 6.4. Схема блока генератора

К553УД-2 R3 От ДМ А26

12

& 1 В1.4|

\ ^ А"

R2 R1

К553УД-2 Рис.6.5. Схема компаратора

& [s 1_1 B1.3J ТО к pt ?версивному счетчику 9

57

— —1—

&

12 JJL-Ц-

10 12—

-LL. +Unum - 14 общий - Т

Unam-5,

R S J С

Т

+и„и„

Q

& К S +Unum-14 общий - Т

Рис. 6.6. Схемы включения элементов преобразователя

R34

R14

R=lk24

Рис. 6.7. Делитель напряжений

+200

I а «о «а, а

А'2

1

--

Сеть 220В Рис.6.8. Блок индикации

Б'2

R5

R12

_s_

S

+

4&

^& 5_ 1_ 9_ 1 -K

R13 +

R20

S

S

& / c&

&

\^K

ЧК 2

^K

+

R32 +

S

I*-.

&

w& 5_ J_ 9_ L.

R25

+

A. +& j_ 9_ 7 i_L & J-K

ТБ' T? l_ Al

л;

i

Al

3.

2-

Bl

32 6

-B2

и

Al

П Al\

At

k

Б'

и

~frs'

Al

Тт

^ Рис.6.9. Реверсивный счетчик

59

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7 РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СХЕМ УПРАВЛЕНИЯ НА БАЗЕ БЕСКОНТАКТНЫХ ЛОГИЧЕСКИХ И ЦИФРОВЫХ МИКРОСХЕМ 1. Цель работы Целью работы является изучение принципов действия, особенностей работы

бесконтактных логических элементов,

способов

расчета схем управления производственными объектами,

построения

и

выполненными

на логических, аналоговых и цифровых микросхемах. 2. Сведения о логических, аналоговых и цифровых устройствах в интегральном исполнении, принципах их действия и применения При работе автоматических устройств управления промышленными или какими-либо другими объектами большое количество операций носит характер

логического

решения.

Для

формирования

такого

решения

необходима информация (сведения) о работе объекта и о логических связях, которые надо реализовать. Сведения

о

работе

объекта

получают

от

датчиков.

Сведения

о

логических связях — это по существу логические выводы из анализа условий работы объекта, записанные в виде логических выражений или операций. Датчики

являются

устройствами,

которые

измеряют

параметры

объекта (технологического процесса), имеющие различную физическую сущность, и преобразуют их в сигналы двух значений: сигнал «есть» - (1), и сигнал «нет» - (0). Логические

операции

выполняются

логическими

элементами,

работающими в режиме переключения. Сигналы на их входах и выходах могут принимать также два значения «1» и «О». Если логические устройства соединены в схему, на входы которой подать сигналы от датчиков или устройств управления, то в зависимости от сочетания этих сигналов, а также от заданной программы (условий составления управляемого схеме

схемы),

выдается

объекта.

заключается

в

команда

Основное том,

чтобы

для

назначения выбрать

исполнительного логических правильную

органа

элементов

в

команду

в

зависимости от сочетания сигналов, поступающих с датчиков. Указанные

операции

содержащем узлы: 1 - датчик, 2

-

логическая

схема,

могут

быть

осуществлены

в

устройстве,

формирующий сигналы дискретной формы;

вырабатывающая

заданную

команду

в

виде

60

соответствующего сигнала;

3 - исполнительный орган,

служащий для

управления объектом. Устройство управления

2

3

Логические элементы, •W ^• реализующие •w логические операций

Исполнительный ^ орган

1 Датчики источники

г> информации

Устройство управления ^ —

Рис. 7.1. Функциональная схема системы управления Проектирование

схем

управления

на

бесконтактных

элементах

осуществляется в три этапа: 1) Составление описание

структурных

схемы,

формул,

которое

если

есть

математическое

предусматривает

установление

логических связей между входными и выходными переменными. 2) Минимизация логических функций, полученных на первом этапе, путем применения известных законов алгебры логики, а также методов минимизации. 3) По

полученным

функций

выражениям

производится

минимизированных

построение

логических

функциональной

схемы

управления объектом и далее разработка принципиальной схемы устройства на базе имеющихся логических элементов. Наиболее ответственным является первый этап — это этап составления структурных логических формул, которые должны учитывать все возможные состояния устройств управления, датчиков и исполнительных органов, а также состояния объекта управления. Структурные

логические

формулы

могут

быть

получены

двумя

различными способами: 1. Составлением варианту

структурных

схемы

распоряжении проверенная

формул

управления.

При

проектировщика и

по

этом

предполагается,

имеется

зарекомендовавшая

релейно-контактному раннее

себя

что

в

разработанная, на

практике

работоспособной релейно-контактная схема управления объектом. 2. Составление структурных формул на основе логического синтеза схемы по заданным условиям технологического процесса. При этом проектировщик должен располагать исчерпывающей информацией о технологическом

процессе,

детальным

описанием

операций,

их

1

61

последовательности.

Проектировщик

должен

определить

необходимые задержки в работе отдельных элементов, установить параметры,

подлежащие

контролю

в

ходе

процесса,

выбрать

датчики, определить условия появления и исчезновения входных сигналов. Программа работы 1)

На установке, содержащей логические элементы, выпускаемые отечественной

промышленностью,

проверить

работоспособность

имеющихся в наличии элементов. Для этого необходимо подключить стенд к сети с Uc « 2205, далее путем подачи на входы элементов пробных сигналов («О» и «1») составить таблицы истинности для каждой группы

элементов

(блока).

Входные

сигналы

подаются

с

помощью коммутирующих проводников со штекерами с клемм «0-1», переключения тумблеров.

состояний

Зафиксировать

которых

осуществляется

результаты

проверки

в

с

помощью

таблице

по

координатной сетке. 1

4

2.

0

Ъ

1

11 --

9

•}о

Рис.7.2. Вид лабораторного стенда 2)

По заданному чертежу релейно-контактной преподавателем

варианту

объекта

САУ (по

заданному

управления)

произвести

составление структурных формул. Для этого проанализировать схему, ознакомиться с информацией об особенностях ее работы. Релейноконтакторная

схема

управления

содержит

контакты,

катушки

электрических магнитов, контакторов, реле, обмотки электрических машин.

На

выходные,

заданной а

также

схеме

необходимо

промежуточные

выделить

переменные.

входные К

и

входным

62

элементам

и

сигналам

выключатели,

путевые

технический процесс. контакторы

относятся

кнопки

переключатели,

К выходным

электромагниты,

управления,

датчики,

концевые

контролирующие

сигналам и элементам

электрические

машины

и

относят другие

исполнительные устройства. К промежуточным сигналам относятся те, которые получаются при срабатывании промежуточных элементов схемы. Это контакты реле различного назначения, которые находятся в цепях включения выходных элементов или других промежуточных элементов.

Произвести

обозначение

входных,

выходных

и

промежуточных элементов. Обычно входные переменные обозначают буквами а, Ь, с, d, e, f, ..., выходные и промежуточные переменные X, Y, Z,W,

...

соединений

. Далее в соответствии с релейно-контактной схемой и

принятым

обозначением

составляем

структурные

формулы для каждого из выходных и промежуточных сигналов в виде дизъюнкции,

конъюнкции

входных

элементов.

При

этом

последовательное соединение контактов входных и промежуточных переменных в форму записывается как конъюнкция этих переменных, а параллельные — как дизъюнкция; если контакт замыкающийся, то в формулу соответствующая ему переменная входит в прямом виде, если контакт размыкающийся, то переменная должна быть взята с инверсией. Например: С

тг

™,г

КН

Входные переменные: а-кнопка С;

,КВ

b - кнопка П; с - реле РМ; d - конечный выключатель КН. Выходные переменные: X - катушка электромагнитного тормоза КТ Y - катушка контактора

Рис.7.3. Релейно-контактная схема

«Вперед»

Рис. 7.4. Функциональная релейно-контактная схема

3)

По

составленной

принципиальной собирается

по

структурной схемы

формуле

управления.

структурной

формуле

произвести

разработку

Принципиальная непосредственно,

схема если

в

63

распоряжении

проектировщика достаточное

количество

элементов,

способных выполнить непосредственно все операции, описываемые структурной

формулой.

Если

в

распоряжении

проектировщика

ограниченное количество элементов, непосредственно реализующих операции,

записанные

в

структурную

формулу,

возникает

необходимость преобразования структурной логической формулы с целью

приведения

ее

к

виду,

удобному

для

реализации.

Преобразования осуществляются на основе закона алгебры логики (в частности,закон де Моргана).

Ь+у

У

&

Рис. 7.5. Функциональная схема, 1 вариант Допустим, операцию

у

«или».

проектировщика Используя

отсутствуют элементы,

правило

де

Моргана,

реализующие осуществляем

преобразование структурной формулы. /(х) = а(Ъ + у)с = а(Ь + у)с = а(Ь • у)с

Функциональная

(принципиальная)

схема,

реализующая

полученную структурную формулу, приведена на рис. 7.6.

а(Ъ • у)с

ГП> ъ-у

Рис. 7.6. Функциональная схема, 2 вариант

новую

64

На

лабораторном

логических

элементов,

реализующей

стенде,

содержащем

произвести

структурные

набор

логические

определенный

принципиальной

формулы,

набор схемы,

составленные

для

релейно-контактной схемы управления. Для набора схемы использовать проводники со специальными штекерами. Проверить работоспособность схемы набора, добиться реализации собранной схемой всех состояний, обеспечиваемых исходных релейно-контактной схемой.

Содержание отчета В отчете по лабораторной работе должна быть указана цель работы, исходная релейно-контактная схема, представлены результаты работы с лабораторной установкой в виде таблиц истинности,

приведены входные

и выходные переменные, составленные структурные логические формулы, их преобразования, а также функциональные и принципиальные схемы набора разработанной бесконтактной схемой управления.

Контрольные вопросы 1. Основные операции алгебры логики. 2. Закон де Моргана для конъюнктивной и дизъюнктивной форм записи. 3. Закон склеивания и обобщенного склеивания. 4. Порядок составления структурных логических формул по релейноконтактной схеме управления. 5. Основные

типы

логических

элементов,

выпускаемые

отечественной промышленностью.

Список литературы 1. Грейнер Г.Р., Ильяшенко В.П. и др. Проектирование бесконтактных логических схем автоматического управления. М.:Энергия, 1975. 184с.

(Продолжительность лабораторного занятия 4 часа. Самостоятельная работа - 4 часа.)