Виконання логічних операцій на пневмореле (Лабораторна робота № 3)

Лабораторна робота №3

ВИКОНАННЯ ЛОГІЧНИХ ОПЕРАЦІЙ НА ПНЕВМОРЕЛЕ

Мета роботи: ознайомлення з конструкцією трьохмембранного реле УСЕППА; вивчення схем логічних операцій, які реалізують на пневмореле та здобуття знань у складанні логічних схем.

Лабораторна задача:

1.  Ознайомитись з конструкцією трьохмембранного реле системи УСЕППА.

2.  Ознайомитись із схемами логічних операцій на пневмореле.

3.  Скласти схеми виконання логічних операцій і перевірити їх роботу по таблицях стану.

Пневматичне реле

Пневматичне реле є основним елементом, який використовується для створення релейних схем. Реле призначене для виконання елементарних логічних і обчислювальних операцій з дискретними сигналами у пневматичних системах автоматичного управління»

Схема пневмореле представлена на рис. 3. 1.

Реле складається з реагуючого органу та двох пневматичних кой тактів, виконаних у вигляді сопла з заслінкою. Контакт замкнений тоді, коли заслінка відведена від сопла і сигнал може проходити, не зустрічаючи опору крізь відкрите сопло з одного проміжку пневматичного ланцюга в другий. Контакт розімкнутий, коли заслінка повністю зачиняє сопло і опір для проходу сигналу дорівнює нескінченності, Реле працює таким чином: при подачі на нього командною сигналу заслінка може займати тільки два положення - або повністю зачиняти сопло, або відкривати його.

Контакти реле - протилежної дії: якщо один контакт замикається, то одночасно розмикається другий контакт.

Рис. 3. 1

Реагуючий орган виконаний у вигляді мембранного блоку, який складається з трьох мембран: 1, 2 і 3, скріплених загальним штоком 4, торці якого є заслінками сопел 5 і 6 двох пневмоконтактів А і Б. Ці сопла являються одночасно підпорами, обмежуючи хід штоку 4. Мембрани, закріплені по периферії у корпусі, утвореному з чотирьох прямокутних шайб, які стягнуті гвинтами, обмежують чотири пневматичних камери реле а, б, в і г, до яких підводиться тиск живлення і командні тиски. Дві з цих камер (б і в) - глухі, а дві – проточні, і одна них (як правило, камера г) може безпосередньо з'єднуватися з атмосферою.

Жорсткі центри мембран підбираються з таким розрахунком, щоб ефективна площа середньої мембрани 2 була більша ефективної площі кожної з мембран 1 і 3.

Зусилля, які з'являються на мембранах, від дії на них тиску в камерах реле, додаються і переводять шток 4 вверх або вниз, залежно від знаку результуючого зусилля.

Якщо це зусилля спрямовано вверх, то розмикається контакт "А", а контакт "Б" замикається; якщо воно спрямовано вниз, то навпаки, замикається контакт "А" і розмикається контакт "Б".

Виходом реле служить тиск Р, значення якого визначається станом контактів і способом вмикання реле в дану схему і може, як і командні сигнали Р₁ і Р₂, приймати тільки два дискретних значення "0" і "1".

Щоб забезпечити надійність замикання і розмикання контактів, що визначає точну відповідність вихідного тиску його двом дискретним рівням ("0" і "1"), в одну з глухих камер реле підводиться постійний по величині тиск - так званий підпор. Величина підпору може складати 30 або 70% від максимального значення сигналу і вибирається залежно від схеми включення реле.

Якщо схема включення така, що повинен фіксуватися замкнутий стан контакту ("А"), при котрому закривається доступ повітря у вихідну лінію реле з магістралі живлення, то для надійності роботи цього контакту величина підпору вибирається рівним 70%. Якщо підпор фіксує замкнений стан контакту "Б", то досить 30% - його підпору.

На схемах камери, в які введено підпор, штрихують: при 30% - одинарною штриховкою, а при 70% - подвійною.

Пневматичне реле має петлеву релейну характеристику. Ширина петлі і точки спрацювання реле залежить від способу включення реле і від величини підведеного до його камер підпору.

Одноконтактні релейні схеми

На одному пневмореле з підпором за рахунок різних схем включення реалізуються основні логічні операції: заперечення, диз'юнкція і кон'юнкція.

На цьому можливості пневмореле не вичерпуються, оскільки на ньому можна реалізувати операції: повторення, імплікація, заборона.

Однотактні релейні схеми поділяються на одновходові, двоходові і багатовходові.

Одновходові схеми

Одновходові схеми реалізують елементарні логічні функції "ТАК" і " НІ" однією незалежною змінною.

Схеми, які виконують ці операції, будуються на одному пневмореле (рис. 3. 2).

Рис. 3. 2

Операція "НІ" (заперечення). Якщо вхідний сигнал Р₁ = 0, то завдяки тому, що ефективна площа середньої мембрани більша ефективних площин крайніх мембран, зусилля, які виникають на мембранах від дії підпора, буде спрямовано донизу, від чого шток, з'єднуючий мембрани, опуститься і закриє нижнє сопло 6. Оскільки вихід у атмосферу з камери "а" через сопло 6 зачинений, то в цьому випадку у вихідну лінію реле через сопло 5 буде надходити повітря з трубопроводу живлення і на виході установиться сигнал Р = 1. Якщо вхідний сигнал Р_{1 =} 1, то його дія на мембрану, направлена вверх, буде перевищувати дію підпору, внаслідок чого шток підніметься і закриє сопло 5. Сопло б при цьому відкриється, і вихідна лінія реле через камеру V з'єднається з атмосферою. Сигнал на виході буде дорівнювати нулю (Р = 0) Таким чином, при зазначеному способі включення реле, вихідний сигнал Р завжди буде протилежним по своєму значенню вхідному сигналу Р₁, т.ч. буде здійснюватися операція заперечення НІ (Р = ₁).