Dispositivi di comando e dispositivi di controllo loop programmabili

La natura ciclica dei processi di produzione di molti meccanismi ha portato all'emergere di una classe speciale di dispositivi di controllo che assicurano l'esecuzione del programma di lavoro dei dispositivi esecutivi in ​​​​una determinata sequenza. Tali dispositivi sono chiamati dispositivi di comando o controller di comando.

Il comandante è un dispositivo meccanico che agisce periodicamente su elementi elettricamente sensibili che generano segnali di controllo. La parte principale di tale dispositivo è un albero o tamburo che riceve il movimento dal meccanismo di una macchina utensile o di un motore elettrico. Nel primo caso, il controllo viene eseguito in funzione del movimento dei corpi della macchina utensile e nel secondo in funzione del tempo.

Un esempio è un controller a camma regolabile, serie KA21, il cui diagramma schematico è mostrato in fig. 1. I microinterruttori 5 sono utilizzati come elementi di commutazione nel controller, fissati sulla guida isolante 2 con due viti: 3 e 6.La vite 3 è una vite di regolazione, può essere utilizzata per modificare la posizione del microinterruttore rispetto al rullo di spinta 4.

Riso. 1. Controller regolabile serie KA21.

Riso. 2. Controllore a camme serie KA4000.

L'albero 7 con le camme 1, che sono dischi con due settori mobili, funge da elemento di distribuzione del controller. Modificando la posizione relativa dei settori e ruotando la camma rispetto all'albero è possibile modificare la durata della posizione di accensione del microinterruttore e l'istante di manovra.

Il comandante è posto in un alloggiamento sigillato e in alcuni casi è dotato di un cambio che modifica la durata del ciclo di controllo. Sull'albero del controller sono montate da 3 a 12 camme e il corrispondente numero di microinterruttori.

Dispositivi di controllo della serie KL21 progettati per la commutazione di 380 V CA, 4 A e 220 V CC, 2,5 A. La durata di commutazione è di 1,6 milioni di cicli, la resistenza meccanica raggiunge i 10 milioni di cicli.

Per la commutazione software di circuiti ad alta potenza, utilizzare dispositivi di comando della serie KA4000 con disconnessione istantanea dei contatti, la cui costruzione è mostrata in fig. 2. L'albero 1 del controller ha una sezione trasversale quadrata, che consente di fissare le rondelle di controllo 2, costituite da due metà. Le rondelle sono dotate di fori per il fissaggio delle camme 3 e 14, che sono montate su entrambi i lati della rondella. L'alloggiamento della camma ha una scanalatura allungata che gli consente di scorrere rispetto al foro di montaggio. L'albero con pulegge e camme forma un tamburo albero a camme, che determina il programma del dispositivo di comando.

Il sistema di contatto del controller a ponte è costituito da contatti fissi 5 montati su un bus isolante 4 e una parte di contatto mobile 6 collegata alla leva 7. Quando il tamburo ruota, la camma di commutazione 14 scorre sul rullo di contatto 11 e fa ruotare il leva 7, chiudendo il sistema di contatto e premendo la molla di richiamo 10. Allo stesso tempo, il blocco 13 della leva di arresto 9 sotto l'azione della molla 12 supera la sporgenza della leva 7, fissando il sistema di contatto in posizione chiusa dopo che la camma 14 gira e smette di contattare il rullo 11.

Il sistema di contatto viene disattivato dalla seconda camma 3, che si sposta sul rullo 8, ruota la leva di sezionamento 9 e rilascia la leva 7, che, sotto l'azione della molla di richiamo 10, apre immediatamente i contatti del controller. Ciò consente la commutazione dei circuiti di alimentazione mentre il tamburo ruota lentamente.

Per cicli di lavoro più complessi, è possibile montare fino a tre camme on e tre off su una puleggia. I dispositivi di comando di questa serie sono dotati di spirale o vite senza fine incorporata con rapporto di trasmissione da 1:1 a 1:36; a volte sono dotati di azionamento elettrico. Il numero di circuiti inclusi va da 2 a 6. Con un numero maggiore di circuiti, nel controller sono installati due tamburi. La velocità massima di rotazione del tamburo è fino a 60 giri/min Durata elettrica del comandante 0,2 milioni di cicli, resistenza meccanica 0,25 milioni di cicli.

Come dispositivo di comando, usano spesso un rilevatore di passi, il cui dispositivo è mostrato in fig. 3. Il sistema di contatto del cercatore a gradini è un insieme di contatti fissi (lamelle) 1 situati in un cerchio. Una spazzola mobile 2 scorre lungo le lamelle, che sono fisse lungo l'asse 3.La spazzola è collegata al circuito esterno tramite un conduttore di corrente mobile 10. Il movimento graduale della spazzola è effettuato da un meccanismo a cricchetto costituito da una ruota a cricchetto 5, un cane di lavoro 6 e un cane di bloccaggio 9. Il meccanismo a cricchetto ha un azionamento elettromagnetico 7. Quando viene applicato un impulso di controllo alla bobina dell'elettromagnete, l'armatura viene attratta dal nucleo e fa girare la ruota a cricchetto con un dente. Di conseguenza, la spazzola si sposta da una lamella all'altra e fa un interruttore nel circuito esterno.

Lo stepper ha diverse file di lame e spazzole montate su un asse. Ciò consente di aumentare il numero di circuiti commutati.

Riso. 3. Dispositivo di ricerca passo.

Gli elementi mobili del rilevatore di passi possono muoversi solo in una direzione. Pertanto, il ritorno della spazzola nella sua posizione originale è possibile solo dopo che questa ha compiuto una rotazione completa. Se il numero di colpi nel ciclo operativo del dispositivo di comando è inferiore al numero di lamelle, è possibile un movimento accelerato della spazzola nella posizione iniziale. Per questo viene utilizzata una fila speciale di lamelle 4, in cui tutte le lamelle, tranne quella zero, sono collegate elettricamente tra loro. Il circuito inverso è mostrato in Fig. 3 con linea tratteggiata. È formato dalle lamelle 4, da una bobina elettromagnetica e dai suoi contatti di interruzione ausiliari 8.

Ad ogni azionamento dell'elettromagnete si aprono i contatti 8 e si interrompe il circuito di ritorno. I contatti 8 si chiudono di nuovo, ecc. lamella, il circuito di ritorno si apre e il movimento della spazzola si arresta. I contatti a gradino sono progettati per correnti basse (fino a 0,2 A). I dispositivi passo-passo con interruttori a tiristori vengono utilizzati per commutare i circuiti di alimentazione.

I dispositivi di controllo senza contatto sono progettati secondo lo stesso principio di quelli a contatto. L'unità di controllo ha un albero centrale con dischi su cui sono montati gli elementi di controllo (camme, schermi, coperture ottiche, ecc.). Gli elementi sensibili del dispositivo di comando sono installati alla periferia dei dischi sul corpo fisso. Come ultimi vengono utilizzati convertitori induttivi, fotoelettrici, capacitivi e di altro tipo. Ad esempio, sulla base del controller di contatto KA21 (vedi Fig. 1), viene prodotto un controller senza contatto del tipo KA51.

La commutazione senza contatto viene eseguita da interruttori di corsa del generatore, simili nel design agli interruttori del tipo BVK, installati al posto dei microinterruttori 5. Questi interruttori sono controllati da settori in alluminio fissati su un albero 7 invece che da camme 1.

Riso 4. Schema di un dispositivo di comando senza contatto basato su selsyn

Nella fig. 4a mostra uno schema di un dispositivo di comando contactless realizzato a base di selsin… L'avvolgimento dello statore di selsyn Wc è collegato alla rete. La tensione che si forma sugli avvolgimenti del rotore viene rettificata dai diodi V1 e V2, livellata dai condensatori C1 e C2 e alimentata al carico attraverso i resistori R1 e R2. La rotazione del rotore selsyn cambia l'EMF nei suoi avvolgimenti, determinando un cambiamento nella tensione raddrizzata. Quando il rotore viene ruotato nella direzione opposta, la tensione raddrizzata cambia segno.

Tali dispositivi di comando sono utilizzati nei sistemi di azionamento elettrico automatizzati dove è necessario impartire tre comandi: marcia avanti e indietro e arresto. Per fissare più chiaramente l'azionamento elettrico durante la frenata, creano una zona morta del controller.Per fare ciò, utilizzare la non linearità delle caratteristiche corrente-tensione dei diodi V3 e V4, che si verifica a basse correnti. Il grafico della variazione della tensione di uscita del controller in funzione dell'angolo di rotazione del rotore a è mostrato in fig. 4, b.