Dispositivos de comando e dispositivos de controle de loop programáveis

A natureza cíclica dos processos de produção de muitos mecanismos levou ao surgimento de uma classe especial de dispositivos de controle que garantem a execução do programa de trabalho dos dispositivos executivos em uma determinada sequência. Esses dispositivos são chamados de dispositivos de comando ou controladores de comando.

O comandante é um dispositivo mecânico que atua periodicamente sobre elementos eletricamente sensíveis que geram sinais de controle. A parte principal desse dispositivo é um eixo ou tambor que recebe movimento do mecanismo de uma máquina-ferramenta ou de um motor elétrico. No primeiro caso, o controle é realizado na função de movimentação dos corpos das máquinas-ferramenta, e no segundo - na função do tempo.

Um exemplo é um controlador de came ajustável, série KA21, cujo diagrama esquemático é mostrado na fig. 1. Os microinterruptores 5 são utilizados como elementos de comutação no controlador, fixados no trilho isolante 2 com dois parafusos: 3 e 6.O parafuso 3 é um parafuso de ajuste, pode ser usado para alterar a posição do microinterruptor em relação ao rolo empurrador 4.

Arroz. 1. Controlador ajustável da série KA21.

Arroz. 2. Controlador de cames da série KA4000.

O eixo 7 com cames 1, que são discos com dois setores móveis, serve como elemento de distribuição do controlador. Mudando a posição relativa dos setores e girando o came em relação ao eixo, é possível alterar a duração da posição ligada do microinterruptor e o momento de operação.

O comandante é colocado em um invólucro selado e, em alguns casos, é equipado com uma caixa de engrenagens que altera a duração do ciclo de controle. De 3 a 12 cames e o número correspondente de microinterruptores são montados no eixo do controlador.

Dispositivos de controle da série KL21 projetados para alternar AC 380 V, 4 A e DC 220 V, 2,5 A. A vida de comutação é de 1,6 milhão de ciclos, a resistência mecânica atinge 10 milhões de ciclos.

Para comutação de software de circuitos de alta potência, use dispositivos de comando da série KA4000 com desconexão instantânea de contatos, cuja construção é mostrada na fig. 2. O eixo 1 do controlador tem seção transversal quadrada, o que permite fixar as arruelas de controle 2, compostas por duas metades. As arruelas possuem furos para fixação dos cames 3 e 14, que são montados em ambos os lados da arruela. A carcaça do came tem uma ranhura alongada que permite que ela deslize em relação ao orifício de montagem. O eixo com polias e cames forma um tambor da árvore de cames, que determina o programa do dispositivo de comando.

O sistema de contato do controlador do tipo ponte consiste em contatos fixos 5 montados em um barramento isolante 4 e uma parte de contato móvel 6 conectada à alavanca 7. Quando o tambor gira, o came de comutação 14 flui no rolo de contato 11 e gira o alavanca 7, fechando o sistema de contato e pressionando a mola de retorno 10. Ao mesmo tempo, a trava 13 da alavanca de parada 9 sob a ação da mola 12 ultrapassa a saliência da alavanca 7, fixando o sistema de contato na posição fechada depois que o came 14 gira e para de entrar em contato com o rolo 11.

O sistema de contato é desligado pelo segundo came 3, que se move no rolo 8, gira a alavanca de desconexão 9 e libera a alavanca 7, que, sob a ação da mola de retorno 10, abre imediatamente os contatos do controlador. Isso permite a troca de circuitos de energia enquanto o tambor está girando lentamente.

Para ciclos de trabalho mais complexos, até três cames de ativação e de desativação podem ser instalados em uma polia. Os dispositivos de comando desta série possuem uma engrenagem helicoidal ou helicoidal incorporada com uma relação de transmissão de 1:1 a 1:36; às vezes eles são equipados com um acionamento elétrico. O número de circuitos incluídos é de 2 a 6. Com um número maior de circuitos, dois tambores são instalados no controlador. A velocidade máxima de rotação do tambor é de até 60 rpm Resistência elétrica do comandante 0,2 milhão de ciclos, resistência mecânica 0,25 milhão de ciclos.

Como dispositivo de comando, eles costumam usar um localizador de passos, cujo dispositivo é mostrado na fig. 3. O sistema de contato do buscador escalonado é um conjunto de contatos fixos (lamelas) 1 localizados em um círculo. Uma escova móvel 2 desliza ao longo das lamelas, que são fixadas ao longo do eixo 3.A escova é conectada ao circuito externo por meio de um condutor de corrente móvel 10. O movimento gradual da escova é realizado por um mecanismo de catraca composto por uma roda de catraca 5, um cão de trabalho 6 e um cão de bloqueio 9. O mecanismo de catraca tem um acionamento eletromagnético 7. Quando um pulso de controle é aplicado à bobina do eletroímã, a armadura é atraída para o núcleo e gira a roda de catraca com um dente. Como resultado, a escova se move de uma lamela para outra e faz uma comutação no circuito externo.

O stepper tem várias fileiras de lâminas e escovas montadas em um eixo. Isso permite aumentar o número de circuitos comutados.

Arroz. 3. Dispositivo de pesquisa de passos.

Os elementos móveis do localizador de passos só podem se mover em uma direção. Portanto, retornar a escova à sua posição original só é possível após uma rotação completa. Se o número de golpes no ciclo operacional do dispositivo de comando for menor que o número de lamelas, é possível o movimento acelerado da escova para a posição inicial. Para isso, é utilizada uma fileira especial de lamelas 4, na qual todas as lamelas, exceto a zero, são conectadas eletricamente umas às outras. O circuito reverso é mostrado na Fig. 3 com linha pontilhada. É formado por lamelas 4, uma bobina eletromagnética e seus contatos auxiliares de interrupção 8.

Cada vez que o eletroímã é acionado, os contatos 8 abrem e o circuito de retorno é interrompido. Os contatos 8 fecham novamente, etc. slat, abre-se o circuito de retorno e pára o movimento da escova. Os contatos de passo são projetados para baixas correntes (até 0,2 A). Dispositivos de passo com chaves tiristorizadas são usados ​​para comutar circuitos de energia.

Os dispositivos de controle sem contato são projetados com base no mesmo princípio dos de contato. A unidade de controle possui um eixo central com discos nos quais são montados elementos de controle (cames, telas, tampas ópticas, etc.). Os elementos sensíveis do dispositivo de comando são instalados na periferia dos discos no corpo estacionário. Conversores indutivos, fotoelétricos, capacitivos e outros são usados ​​como os últimos. Por exemplo, com base no controlador de contato KA21 (ver Fig. 1), é produzido um controlador sem contato do tipo KA51.

A comutação sem contato é realizada por interruptores de curso do gerador, de design semelhante aos interruptores do tipo BVK, que são instalados em vez dos microinterruptores 5. Esses interruptores são controlados por setores de alumínio fixados em um eixo 7 em vez de cames 1.

Arroz 4. Esquema de um dispositivo de comando sem contato baseado em selsyn

Na fig. 4a mostra um diagrama de um dispositivo de comando sem contato feito baseado em selsin… O enrolamento do estator de selsyn Wc está conectado à rede elétrica. A tensão que surge nos enrolamentos do rotor é retificada pelos diodos V1 e V2, suavizada pelos capacitores C1 e C2 e alimentada à carga através dos resistores R1 e R2. A rotação do rotor selsyn altera a EMF em seus enrolamentos, resultando em uma alteração na tensão retificada. Quando o rotor é girado na direção oposta, a tensão retificada muda de sinal.

Tais dispositivos de comando são utilizados em sistemas de acionamento elétrico automatizados onde é necessário dar três comandos: iniciar em frente e para trás e parar. Para fixar mais claramente o acionamento elétrico ao frear, eles criam uma zona morta do controlador.Para fazer isso, use a não linearidade das características de tensão de corrente dos diodos V3 e V4, que ocorre em correntes baixas. O gráfico da variação da tensão de saída do controlador em função do ângulo de rotação do rotor a é mostrado na fig. 4, b.