Пневматические логические элементы

⇐ ПредыдущаяСтр 11 из 11

Современная пневмоавтоматика способна своими средствами решать многие технические задачи, в иных же случаях идут по пути оптимального ее сочетания с электрическими и гидравлическими системами автоматики. В нашей стране разработаны и широко применяются универсальная система элементов промышленной пневмоавтоматики (УСЭППА) и элементы струйной техники. Они рассчитаны на эксплуатацию в пожаро- и взрывоопасных условиях.

Система УСЭППА составлена из отдельных унифицированных •цементов дискретного или непрерывного действия, каждый из которых выполняет простейшую операцию, а в том или ином наборе они образуют устройства автоматики, подобные по выполняемым функциям электрическим. В набор могут входить пневмоусилители, пневмореле, пневмосопротивления, пневмоемкости и другие аналоги нектрической аппаратуры. При помощи таких элементов можно с Iроить однотактные и многотактные релейные схемы, выполняющие шобые логические операции.

В приборах системы УСЭППА для выполнения логических операций используется энергия очищенного от пыли, масла и влаги

сжатого воздуха. Входные сигналы перемещают в элементе сопла или мембраны, соединяя выходные каналы с исполнительными органами.

Рассмотрим принцип выполнения некоторых логических операций на примере универсального пневматического реле, схема которого показана на рисунке 4, а. Внутри корпус 1 реле разделен плоскими резинотканевыми мембранами 2 на четыре камеры. Все мембраны связаны между собой по оси пневмореле жесткими ограничителями 3. Перемещение мембран ограничивают упоры 4, которые одновременно используются как сопла, а соответствующие им торцы ограничителей - как заслонки. Пара сопло - заслонка является аналогом электрического контакта. Для нормальной работы пневмореле в одну из средних камер подают через штуцер 7 или 8 воздух под определенным давлением (давление подпора) порядка (0, 4 0, 8) Р_п. Давление питания Р_п подводится к штуцеру 5, а выходное давление Р_вых снимается со штуцера 6, соединенного со штуцером 10.

Операция ПОВТОРЕНИЕ выполняется по схеме 4, б. Давление подпора подано в заштрихованную камеру. Входной сигнал Р_гперемещает мембраны вниз и открывает пару сопло - заслонка в верхней камере и закрывает такую же пару в нижней камере, соединенной с атмосферой (на схемах показано условно знаком заземления). На выход поступает давление питания: Р_вых = Р_п.

Операция НЕ реализуется схемой, изображенной на рисунке 4, в. При наличии сигнала P₁ мембраны 2 закрывают выходное отверстие в упоре 4 и на выход давление не поступает. При отсутствии сигнала P₁на выход поступает давление Р_вых = Р_п

Рисунок 4 - Схемы соединения пневматического реле (а) для выполнения следующих операций: б — ПОВТОРЕНИЕ; в — НЕ; г — ИЛИ; а — И; е — ЗАПРЕТ; ж — ИМПЛИКАЦИЯ: / — корпус; 2 — мембрана (площадь средней мембраны несколько больше площадей крайних) 3 — ограничители; 4 — упор-сопло; 5—10 — соединительные штуцера.

Операция ИЛИ выполняется по схеме, представленной на рисунке 4, г. При появлении сигнала Р₁ мембраны опускаются вниз и на выход поступает через верхнюю камеру давление Рвых ⁼ Р_2. Когда же подан входной сигнал Р₂, а сигнал Р₁ отсутствует, открывается сопло - заслонка в нижней камере и на выход поступает сигнал Р_вых = Р_2.

Операция И выполняется по схеме 4, д. Сигнал на выходе Р_вых = Р₂появляется только при наличии сигналов Р₂ и сигнала P₁ который открывает пару сопло - заслонка в верхней камере.

Операция ЗАПРЕТ реализуется схемой 4, е. При наличии исходного сигнала P₁ и отсутствии сигнала запрета Р₂ сопло - заслонка и верхней камере открывается, а в нижней закрывается и на выход поступает сигнал Р_вых = P₁. Если появится сигнал запрета Р₂, то он открывает сопло - заслонка в нижней камере и закрывает сопло - заслонку в верхней, камера сообщается с атмосферным воздухом и на выходе сигнал отсутствует (Р_вых = 0).

В струйных элементах в отличие от элементов УСЭППА для выполнения заданных операций используется кинетическая энергия струйного течения воздуха. Принцип действия струйных элементов поясним на примерах простейшего усилителя и логического элемента, осуществляющего функцию И.

В усилителе из сопла 1 (рис. 5, а) выходит струя воздуха под большим постоянным давлением питания Р_пит. На нее накладывается другая, малого давления, подводимая по каналу 2 и называемая струей управления Р_упр. Под действием давления управления основная струя направляется в выходной канал 3, создавая на выходе элемента усиленный сигнал Р_вых (кривая 1 на рис. 5, б). При последовательном соединении нескольких элементов подобного типа крутизна характеристики управления увеличивается (кривая 2 на рисунке 5, б).

Рисунок 5 - Струйные пневматические элементы: а — усилитель; б — характеристики управления; в — логический элемент И.

Функцию И реализует струйный логический элемент (рис. 5, в), н котором давление на выходе Р_вых возникает только при совместном действии входных сигналов Р_вх1 и Р_вх2.

Аналогичным образом строятся и другие логические элементы струйной техники.

Пневматические элементы автоматики значительно дешевле, более надежны, проще в изготовлении и эксплуатации, чем электрические. Они могут работать при высоких и низких температурах, взрыво- и пожаробезопасны, безразличны к радиационным воздействиям. Стоимость пневматических приборов иногда в сотни раз меньше, чем электрических. Они работают с малыми затратами энергии, поэтому экономичны в эксплуатации. Однако присущие приборам пневмоавтоматики недостатки (низкое быстродействие, невозможность непосредственной передачи сигналов на большие расстояния и необходимость применения источников сжатого воздуха) существенно сужают область их использования.

⇐ Предыдущая 2 3 4 5 6 7 8 9 1011