Laboratorinis darbas Nr.3

AVS statinio tikslumo tyrimas

1. Darbo tikslas:

Susipažinti su trikdžių įtaka automatinio valdymo sistemų (AVS) statiniam tikslumui. Panagrinėti AVS statinio tikslumo didinimo būdus.

Žemiau pateiktame darbe: K=1; T=0.25, X=5.

1. Darbo užduotis – naudojant MATLAB paprogramę SIMULINK:
   1. Sudarome AVS modelį:

1 pav. AVS modelis, kai

Nustatyti trikdžius F1=F2=0 ir gauti sistemos reakciją Y.

2 pav. Sistemos reakcija Y, kai F1=F2=0

2.3. Nustatyti, kad trikdys F1=5/4 ir pradėtų veikti po 5 sekundžių nuo modeliavimo pradžios, F2=0. Gauti sistemos reakciją Y. 3 pav. Sistemos reakcija Y, kai F1=5/4 ir pradeda veikti po 5 sekundžių nuo modeliavimo pradžios, F2=0

2.4. Nustatyti H1=5K, trikdys F1=5/4 ir pradeda veikti po 5 sekundžių nuo modeliavimo pradžios, F2=0. Gauti sistemos reakciją Y.

4 pav. Sistemos reakcija Y, kai H1=5K, F1=5/4 ir pradeda veikti po 5 sekundžių nuo modeliavimo pradžios, F2=0.

2.5. Gautas 2, 3, 4 pav. charakteristikas nubrėžti viename grafike. 5 pav. Sumodeliuota schema 2, 3, 4 pav. parodytoms charakteristikoms viename grafike gauti.

6 pav. 2, 3, 4 pav. pavaizduotos charakteristikos viename grafike.

2.6. Nustatyti, kad trikdys F1=-5/4 ir pradeda veikti po 5 sekundžių nuo modeliavimo pradžios, F2=0. Gauti sistemos reakciją Y. 7 pav. Sistemos reakcija Y, kai F1=-5/4 ir pradeda veikti po 5 sekundžių nuo modeliavimo pradžios, F2=0.

2.7. Nustatyti H1=5K, trikdys F1=-5/4 ir pradeda veikti po 5 sekundžių nuo modeliavimo pradžios, F2=0. Gauti sistemos reakciją Y.

8 pav. Sistemos reakcija Y, kai H1=5K, F1=5/4 ir pradeda veikti po 5 sekundžių nuo modeliavimo pradžios, F2=0.

2.8. Sumodeliuoti schemas 2, 7, 8 pav. parodytoms charakteristikoms gauti viename grafike. 9 pav. Sumodeliuota schema 2, 7, 8 pav. parodytoms charakteristikoms viename grafike gauti.

10 pav. 2, 7, 8 pav. pavaizduotos charakteristikos viename grafike.

2.9. Nustatyti, kad trikdys F1=0, o trikdys F2=5/4 ir veiktų po 5 sekundžių. Gauti ir nubrėžti sistemos reakciją.

11 pav. Sistemos reakcija Y, kai F1=0, F2=5/4 ir pradeda veikti po 5 sekundžių nuo modeliavimo pradžios.

2.10. Nustatyti, kad trikdys F1=0, o trikdys F2=-5/4 ir veiktų po 5 sekundžių. Gauti ir nubrėžti sistemos reakciją.

12 pav. Sistemos reakcija Y, kai F1=0, F2=-5/4 ir pradeda veikti po 5 sekundžių nuo modeliavimo pradžios.

2.11. Gautas 2, 11, 12 pav. AVS reakcijas nubrėžti viename grafike.

13 pav. 2, 11, 12 pav. pavaizduotos charakteristikos viename grafike.

2.12. Gautas 2, 3, 4, 11 pav. AVS reakcijas nubrėžti viename grafike.

14 pav. Schemos modelis 2, 3, 4, 11 pav. pavaizduotoms charakteristikoms viename grafike gauti. 15 pav. 2, 3, 4, 11 pav. pavaizduotos charakteristikos viename grafike.

2.13. Nustatyti, kad trikdys F1=5/4 ir pradėtų veikti po 5 s nuo modeliavimo pradžios, o trikdys F2=5/4 ir pradėtų veikti po 10 s nuo modeliavimo pradžios.

16 pav. Sistemos reakcija Y, kai F1=5/4 ir pradeda veikti po 5 sekundžių nuo modeliavimo pradžios, F2=5/4 ir pradeda veikti po 10 sekundžių nuo modeliavimo pradžios.

2.14. Nustatyti, kad trikdys F1=-5/4 ir pradėtų veikti po 5 s nuo modeliavimo pradžios, o trikdys F2=-5/4 ir pradėtų veikti po 10 s nuo modeliavimo pradžios.

17 pav. Sistemos reakcija Y, kai F1=-5/4 ir pradeda veikti po 5 sekundžių nuo modeliavimo pradžios, F2=-5/4 ir pradeda veikti po 10 sekundžių nuo modeliavimo pradžios.

18 pav. Schemos modelis 2, 16, 17 pav. pavaizduotoms charakteristikoms viename grafike gauti.

19 pav. 2, 16, 17 pav. pavaizduotos charakteristikos viename grafike.

1. Išvados. Kai schemos pavaizduotos 1 pav. neveikia joks trikdys, išėjimo signalas gaunamas lygus įėjimo signalui, tik po tam tikro pereinamojo proceso. Jei teigiamas trikdys veikia tarp neinercinės ir integruojančios grandies (1 pav. F1), tai išėjime trikdys prisumuojamas (3 pav.). Kai padidiname inercinės grandies koeficientą K, o trikdį F1 paliekame tokį pat, išėjime gauname greitesnį pereinamąjį procesą, trikdžio F1 įtaka sumažėja (3 pav.). Kai trikdį F1 nustatome tokios pat reikšmės tik neigiamą, trikdžio signalas išėjime išminusuojamas, charakteristikos gaunamos atvirkštinės nei 6 pav. (10 pav.). Veikiant abiems trikdžiams F1 ir F2 (1 pav.), išėjime gaunami atitinkamai šuoliai arba kritimai, priklausomai nuo trikdžio poliarumo (19 pav.).

Trikdžių sukeltos paklaidos sumuojasi.
Nusistovėjusiame režime trikdžių veikiančių už integruojačios grandies, įtaka reguliavimo sistemai visiškai panaikinama.
Trikdžių, veikiančių prieš integruojančia grandį, įtaka yra tik tiek kartų sumažinama, koks stiprinimo koeficientas tarp sumavimo taško ir trikdžio veikimo vietos.

Laboratorinis darbas Nr.1

Dinaminių grandžių dažninės charakteristikos (Bode diagramos)

1. Darbo tikslas: Susipažinti su tipinių dinaminių grandžių dažninėmis charakteristikomis ir jų priklausomybe nuo grandžių parametrų.

2. Darbo užduotis – naudojant MATLAB paketą: 2.1. Apskaičiuoti neinercinių grandžių su perdavimo funkcijomis: ir logaritmines dažnines charakteristikas. 2.2. Nubrėžti viename grafike neinercinių grandžių dažnines charakteristikas (Bode diagramas): L(ω) ir φ(ω). 2.3.Apskaičiuoti integruojančių grandžių su perdavimo funkcijomis: ir logaritmines dažnines charakteristikas. 2.4. Nubrėžti viename grafike integruojančių grandžių dažnines charakteristikas (Bode diagramas): L(ω) ir φ(ω). 2.5. Apskaičiuoti aperiodinių grandžių su perdavimo funkcijomis: , , logaritmines dažnines charakteristikas. 2.6. Nubrėžti viename grafike aperiodinių grandžių dažnines charakteristikas (Bode diagramas): ir L(ω) ir φ(ω). 2.7. Apskaičiuoti diferencijuojančių grandžių su perdavimo funkcijomis:

H1(p)=Kp ir H2(p)=2Kp logaritmines dažnines charakteristikas. 2.8. Nubrėžti viename grafike diferencijuojančių grandžių dažnines charakteristikas (Bode diagramas): L(ω) ir φ(ω). 2.9. Apskaičiuoti realių diferencijuojančių grandžių su perdavimo funkcijomis: , ir logaritmines dažnines charakteristikas. 2.10. Nubrėžti viename grafike realių diferencijuojančių grandžių dažnines charakteristikas (Bode diagramas): L(ω) ir φ(ω).

3. Darbo eiga:

3.1. Duota perdavimo funkcija: ir T=0,25s, o K=n. Čia n=5 – studento eilės Nr. pagal dėstytojo sąrašą. MATLAB lange įrašome: H1=tf(5). Spaudžiame Enter ir gauname: Transfer function: 5.

MATLAB lange įrašome: H2=tf(10). Spaudžiame Enter ir gauname: Transfer function: 10.

Rašome: >> bode(H1,H2). Ir paspaudus Enter klavišą gauname grafiką:

3.2. Duota perdavimo funkcija: ir MATLAB lange įrašome: H1=tf([5],[1,0]). Spaudžiame Enter ir gauname: Transfer function: 5.

MATLAB lange įrašome: H2=tf([10],[1,0]) Spaudžiame Enter ir gauname: Transfer function: 10.

Rašome: >> bode(H1,H2). Ir paspaudus Enter klavišą gauname grafiką: 3.3. Duota perdavimo funkcija:

, ,

MATLAB lange įrašome: H1=tf([5],[0.25,1]). Spaudžiame Enter ir gauname: Transfer function: 5 ———- 0.25 s + 1

MATLAB lange įrašome: H2=tf([10],[0.25,1]). Spaudžiame Enter ir gauname: Transfer function: 10 ———- 0.25 s + 1

MATLAB lange įrašome: H3=tf([5],[0.5,1]). Spaudžiame Enter ir gauname: Transfer function: 5 ——— 0.5 s + 1

Rašome: >> bode(H1,H2,H3). Ir paspaudus Enter klavišą gauname grafiką:

3.4. Duota perdavimo funkcija:

H1(p)=Kp ir H2(p)=2Kp

MATLAB lange įrašome: H1=tf([5,0],[1]). Spaudžiame Enter ir gauname: Transfer function: 5 s

MATLAB lange įrašome: H2=tf([10,0],[1]). Spaudžiame Enter ir gauname: Transfer function: 10 s

Rašome: >> bode(H1,H2). Ir paspaudus Enter klavišą gauname grafiką:

3.5. Duota perdavimo funkcija:

, ir

MATLAB lange įrašome: H1=tf([5,0],[0.25,1]). Spaudžiame Enter ir gauname: Transfer function: 5s ———- 0.25 s + 1

MATLAB lange įrašome: H2=tf([10,0],[0.25,1]). Spaudžiame Enter ir gauname: Transfer function: 10s ———- 0.25 s + 1

MATLAB lange įrašome: H3=tf([5,0],[0.5,1]). Spaudžiame Enter ir gauname: Transfer function:

5 s ——— 0.5 s + 1

Rašome: >> bode(H1,H2,H3). Ir paspaudus Enter klavišą gauname grafiką:

3. Išvados. Iš logaritminių amplitudinių-dažninių charakteristikų matyti, kad amplitudės dydis priklauso nuo stiprinimo koeficiento K dydžio. Kuo koeficientas K didesnis, tuo amplitudės dydis didesnis. Amplitudės kitimas priklauso nuo to, kokia yra dinaminė grandis.
Įėjimo ir išėjimo signalų fazių kampas kinta taip pat priklausomai nuo esamos dinaminės grandies.

Laboratorinis darbas Nr.2

Dinaminių grandžių junginių dinamikos tyrimas

1. Darbo tikslas:

Susipažinti su pagrindiniais dinaminių grandžių junginiais: lygiagrečiu, nuosekliu, grįžtamojo ryšio. Išmokti sudaryti junginių perdavimo funkcijas, dažnines ir perėjimo charakteristikas.

T=0,25s, o K=n. Čia n=5 – studento eilės Nr. pagal dėstytojo sąrašą.

1. Darbo užduotis – naudojant MATLAB paprogramę SIMULINK:
   1. Sumodeliuoti ir gauti grandies, kurios perdavimo funkcija , perėjimo charakteristiką.

1 pav. Grandies H1, kurios perdavimo funkcija , funkcinė schema.

2 pav. Grandies H1 perėjimo charakteristika.

1. 1. Sumodeliuoti ir gauti grandies, kurios perdavimo funkcija , perėjimo charakteristiką.

3 pav. Grandies H2, kurios perdavimo funkcija , funkcinė schema.

4 pav. Grandies H2 perėjimo charakteristika.

2.3. Sumodeliuoti ir gauti H1(s) ir H2(s) grandžių nuoseklaus junginio perėjimo charakteristiką.

5 pav. H1(s) ir H2(s) grandžių nuoseklaus junginio funkcinė schema.

6 pav. H1(s) ir H2(s) grandžių nuoseklaus junginio perėjimo charakteristika.

2.4. Vienoje koordinačių sistemoje nubrėžti 2.1., 2.2., 2.3. punktuose gautas charakteristikas.

7 pav. Sumodeliuotų grandžių pagal 2.1., 2.2. ir 2.3. punktus, funkcinė schema.

8 pav. Sumodeliuotų grandžių pagal 2.1., 2.2. ir 2.3. punktus, perėjimo charakteristikos.

2.5. Nubrėžti vienoje koordinačių sistemoje Bode diagramas pagal 2.1., 2.2., 2.3. punktus.

Į Matlab programos langą suvedame perdavimo funkcijas:

H1=tf([5],[0,0.25,1])

Transfer function: 5 ———- 0.25 s + 1

>> H2=tf([10],[0,0.75,1])

Transfer function: 10 ———- 0.75 s + 1

>> H12=H1*H2

Transfer function: 50 —————— 0.1875 s^2 + s + 1

>> bode(H1,H2,H12)

Gauname Bode diagramas: 9 pav. Funkcijų pateiktų 2.1., 2.2.ir 2.3. punktuose, logaritminės amplitudinės – dažninės ir logaritminės – fazinės charakteristikos. 2.6. Sumodeliuoti ir gauti grandies, kurios perdavimo funkcija , perėjimo charakteristiką. 10 pav. Grandies H3, kurios perdavimo funkcija , funkcinė schema.

11 pav. Grandies H3 perėjimo charakteristika.

2.7. Sumodeliuoti ir gauti H2(s) ir H3(s) grandžių lygiagretaus junginio perėjimo charakteristiką, kai grandžių išėjimo signalai sumuojami.

12 pav. H2(s) ir H3(s) grandžių lygiagretaus junginio, kai grandžių išėjimo signalai sumuojami, funkcinė schema. 13 pav. H2(s) ir H3(s) grandžių lygiagretaus junginio, kai grandžių išėjimo signalai sumuojami, perėjimo charakteristika.

2.8. Sumodeliuoti ir gauti lygiagretaus H2(s) ir H3(s) grandžių junginio perėjimo charakteristiką, kai grandžių išėjimo signalai atimami vienas iš kito (H3-H2).

14 pav. H2(s) ir H3(s) grandžių lygiagretaus junginio, kai grandžių išėjimo signalai atimami vienas iš kito (H3-H2), funkcinė schema.

15 pav. H2(s) ir H3(s) grandžių lygiagretaus junginio, kai grandžių išėjimo signalai atimami vienas iš kito (H3-H2), perėjimo charakteristika.

2.9. Vienoje koordinačių sistemoje nubrėžti 2.2., 2.6., 2.7. ir 2.8. punktuose gautas charakteristikas.

16 pav. Grandžių H2, H3, H2+H3 (lygiagretus jungimas) ir H3-H2 (lygiagretus jungimas) junginio funkcinė schema.

17 pav. Grandžių H2, H3, H2+H3 (lygiagretus jungimas) ir H3-H2 (lygiagretus jungimas) junginio perėjimo charakteristikos.

2.10. Vienoje koordinačių sistemoje nubrėžti 2.7 ir 2.8. punktuose aprašytų junginių Bode diagramas.

Suvedame funkcijas į Matlab programą ir gauname Bode diagramas:

H2=tf([10],[0,0.75,1])

Transfer function: 10 ———- 0.75 s + 1

>> H3=tf([10],[1])

Transfer function: 10

>> H2pliusH3=H2+H3

Transfer function: 7.5 s + 20 ———- 0.75 s + 1

>> H3minusH2=H3-H2

Transfer function: 7.5 s ———- 0.75 s + 1

>> bode(H2pliusH3,H3minusH2)

18 pav. Grandžių H2+H3 (lygiagretus jungimas) ir H2-H3 (lygiagretus jungimas) Bode diagramos.

2.11. Sumodeliuoti ir gauti junginio, kurio struktūrinė schema pavaizduota 19 pav., perėjimo charakteristikas, kai K3 = -0,8; -0,5; 0,1; 0,5; 0,8. Gautas perėjimo charakteristikas nubrėžti vienoje koordinačių sistemoje.

19 pav. Sistema su grįžtamuoju ryšiu.

Sumodeliuojame schemą programoje SIMULINK:

20 pav. Sistemos su grįžtamuoju ryšiu funkcinė schema.

21 pav. Sistemos su grįžtamuoju ryšiu perėjimo charakteristika, kai K3=-0.8.

22 pav. Sistemos su grįžtamuoju ryšiu perėjimo charakteristika, kai K3=-0.5.

23 pav. Sistemos su grįžtamuoju ryšiu perėjimo charakteristika, kai K3=0.1.

24 pav. Sistemos su grįžtamuoju ryšiu perėjimo charakteristika, kai K3=0.5.

25 pav. Sistemos su grįžtamuoju ryšiu perėjimo charakteristika, kai K3=0.8.

26 pav. Sistemos su grįžtamuoju ryšiu, kai K3 = -0,8; -0,5; 0,1; 0,5; 0,8 funkcinė schema.

27 pav. Sistemos su grįžtamuoju ryšiu, kai K3 = -0,8; -0,5; 0,1; 0,5; 0,8 perėjimo charakteristikos.

2.12. Vienoje koordinačių sistemoje nubrėžti 19 pav. pavaizduotos sistemos Bode diagramas visiems tirtiems atvejams.

Suvedame funkcijas į Matlab programą ir gauname Bode diagramas:

T1=0.25 T1 =0.2500 >> k1=5 k1 =5 >> k21=-0.8,k22=-0.5,k23=0.1,k24=0.5,k25=0.8 k21 =-0.8000 k22 = -0.5000 k23 =0.1000 k24 =0.5000 k25 =0.8000 >> K1=k1*k21,K2=k1*k22,K3=k1*k23,K4=k1*k24,K5=k1*k25 K1 =-4 K2 =-2.5000 K3 =0.5000 K4 =2.5000 K5 =4 >> H21=tf([k1],[T1,K1])

Transfer function: 5 ———- 0.25 s – 4

>> H22=tf([k1],[T1,K2])

Transfer function: 5 ———— 0.25 s – 2.5

>> H23=tf([k1],[T1,K3])

Transfer function: 5 ———— 0.25 s + 0.5

>> H24=tf([k1],[T1,K4])

Transfer function: 5 ———— 0.25 s + 2.5

>> H25=tf([k1],[T1,K5])

Transfer function: 5 ———- 0.25 s + 4 >> bode(H21,H22,H23,H24,H25)

28 pav. Sistemos su grįžtamuoju ryšiu, kai K3 = -0,8; -0,5; 0,1; 0,5; 0,8 Bode diagramos.

Išvada: Šiuo atveju, kintant K3 reikšmei iš neigiamos reikšmės į teigiamą, kinta grįžtamojo ryšio pobūdis.

2.13. Sumodeliuoti ir gauti grandies, kurios perdavimo funkcija , perėjimo charakteristiką. Apskaičiuoti reguliavimo laiką (leistinas nuokrypis ±5%) ir perreguliavimą.

29 pav. Grandies H4 funkcinė schema.

Elektro-pneumoautomatikos sistemos ir jų valdymas

Pneumatinių loginių sistemų pagrindinis trūkumas – nedidelis informacijos apdorojimo ir perdavimo greitis. Tai yra rimta kliūtis, kuriant sudėtingas valdymo sistemas. Siekiant išvengti tokių trūkumų ir išsaugoti pneumatinių vykdymo įtaisų privalumus, naudojamos elektropneumatinės sistemos. Tuomet valdymo ir signalų apdorojimo lygyje naudojama elektrinė bazė, o vykdymo įtaisai naudoja pneumatinę energiją. Tokiu būdu yra sukuriamos elektropneumatinės sistemos, pasižyminčios dideliu informacijos apdorojimo greičiu ir patikimumu būdingu elektrinėms ir elektroninėms valdymo sistemoms, bei vykdymo įtaisų paprastumu ir patikimumu, būdingu pneumatinėms vykdymo sistemoms. Tačiau iškyla perėjimų (interfeisų) iš vienos sistemos įtaisų į kitos problema. Reikalingi dviejų tipų perėjimai: elektropneumatiniai – elektrinį valdymo signalą keičiantys į pneumatinį valdymo signalą ir pneumoelektriniai – pneumatinį valdymo signalą keičiantys į elektrinį valdymo signalą. 1 ir 2 pav. pavaizduoti elektropneumatinių sistemų elementų – kontaktų, jungiklių, solenoidinių skirstytuvų, relių simbolinis žymėjimas.

1 pav. Kontaktų, jungiklių simbolinis žymėjimas

2 pav. Solenoidinių skirstytuvų, relių simbolinis žymėjimas

Skirstytuvai, naudojami elektropneumatikoje, panašūs į tuos, kurie naudojami pneumatikoje. Vienintelis skirtumas yra tai, kad skirstytuvai, naudojami elektropneumatikoje, yra valdomi solenoidais ( elektromagnetinėmis ritėmis). Taigi elektropneumatinis skirstytuvas sudarytas iš pneumatinio skirstytuvo ir elektromagnetinės valdančiosios ritės, kurios magnetinio lauko jėgomis yra perjungiamas skirstytuvas (3 pav.).

3 pav. Solenoidiniai skirstytuvai

Laboratorinio darbo užduotys 1. Dangčio užspaudimo įtaisas. Naudojant dangčio užspaudimo įtaisą, dangčiai yra užspaudžiami ant plastmasinių kibirėlių. Nuspaudus mygtuką, presas užspaudžia dangtį ant kibirėlio. Atleidus mygtuką, presas grįžta į pradinę padėtį. Išbandykite veikimą a ir b atvejais.

Pneumatinė schema:

Elektrinės schemos:

a) Tiesioginio veikimo b) Netiesioginio veikimo

2. Gaminių padavimo talpykla.

Gaminiai iš talpyklos nustumiami į spaustuvą. Nuspaudus mygtuką, gaminiai šliaužikliu išstumiami iš talpyklos. Šliaužikliui pasiekus galinę padėtį, jis automatiškai grąžinamas į pradinę padėtį.

Pneumatinė schema:

Elektrinė schema:

3. Antroje užduotyje S2 kelio jungiklį pakeiskite jutikliu ir išbandykite veikimą, kai paleidimas galimas tik kai yra suformuotas leidimo signalas.

Darbo užduotis:

1. Sumodeliuoti pateiktą schemą FluidSim Pneumatics kompiuterine programa (1 pav.). Nustatyti cilindro “A” srauto reguliatorių atidarymo laipsnį α=5·n %, cilindro “B” srauto reguliatorių atidarymo laipsnis a=10·n %, n – studento eilės numeris dėstytojo sąraše (n=5). Vienoje diagramoje nubrėžti cilindrų pozicijų kitimo kreives, kitoje – cilindrų greičio kitimo kreives (2 pav).

1.pav.Cilindrų valdymo elektro-pneumoautomatinė schema.

2 pav.Cilindrų pozicijų ir greičio kitimo kreivės. 2. Reikiamus srauto reguliatorius pakeisti elementais, leidžiančiais pagreitinti stūmoklių grįžimą, likusių srauto reguliatorių atidarymo laipsnį nustatyti a=100% (3 pav.). Vienoje diagramoje nubrėžti cilindrų pozicijų kitimo kreives, kitoje – cilindrų greičio kitimo kreives (4 pav.).

3 pav.Cilindrų valdymo elektro-pneumoautomatinė schema.

4 pav.Cilindrų pozicijų ir greičio kitimo kreivės.

Išvados:

Schemoje panaudojus, greito išmetimo vožtuvus ir likusių srauto reguliatorių atidarymo laipsnį nustačius a=100% , cilindrų stūmokliai žymiai greičiau susitraukia ir išsistumia, tai matyti iš 4 pav. kreivių. Stūmoklio sugrįžimas padidėja todėl, kad, sumažinus pasipriešinimą cilindro stūmoklio išmetamam orui, sudaromos sąlygos cilindrui sutraukti stūmoklį beveik maksimaliu greičiu. Oro pasipriešinimas sumažinamas, kai oras pašalinamas, atidarius greta cilindo esančią didelio skersmens angą, tai padidina oro išmetimo greitį, palyginti su išmetamu per galinį skirstytuvą.

Jutiklių tyrimas

Darbo tikslas. Išnagrinėti įvairių tipų informacijos formavimo įtaisų (jutiklių) sandarą, jų veikimo principus, ištirti jų charakteristikas – poveikio atstumą, histerezę ir nustatyti taikymo sritis.

Teorinė dalis. Jutikliai – tai specialūs mechatroninių sistemų įtaisai, kurių dėka galima kontroliuoti įrenginių ar mašinų būseną ir pagal jų formuojamus signalus spręsti apie technologinio proceso eigą bei formuoti valdymo poveikius, lemiančius pageidaujamą proceso raidą. Mechatroninių sistemų jutikliai paprastai naudojami mechaninių procesų parametrams – objektų padėčiai, jų judėjimo greičiui, jėgai ar momentui, slėgiui, temperatūrai, laikui ir kt. matuoti.

Loginius (binarinius) signalus formuojantys jutikliai – tai dviejų būsenų (įjungta/išjungta) jutikliai, savo būseną keičiantys tuo momentu, kai į jų veikimo zoną patenka stebimas objektas arba kai kontroliuojamo parametro vertė pasiekia iš anksto nustatytą jutiklio poveikio signalo vertę. Paprastai laikoma, kad paveikdamas jutiklis formuoja loginį „1“ signalą, o išsijungdamas – loginį „0“ signalą. Gali būti naudojami ir priešingai veikiantys loginiai jutikliai naudojami įvairiems objektams atsiradusiems jutiklio veikimo zonoje aptikti, ribinėms judamųjų mašinos dalių padėtims ar procesų parametrų vertėms kontroliuoti ir pan.

Tolydinius (analoginius) signalus formuojantys jutikliai nustatytu tikslumu matuoja objektų padėtį ar stebimų procesų parametrų vertes ir keičia išmatuotųjų įvairios fizinės prigimties parametrų (padėties, greičio, slėgio jėgos ir pan.) vertes į tolesniam apdorojimui patogesnių fizinių parametrų (elektros įtampos, srovės) vertes. Tolydinius signalus formuojantys jutikliai teikia išsamią informaciją apie stebimus ir valdomus procesus, kuria remiantis formuojami įrenginių ir sistemų valdymo poveikiai.

Jutikliai skirstomi į tokias grupes: A grupė – Formuojantys loginį išėjimo signalą.(Galima tiesiai jungti prie PLV). B grupė – Formuojantys impulsinį išėjimo signalą. C grupė – Formuojantys analoginį išėjimo signalą, be stiprintuvų ar elektroninių keitiklių. D grupė – Formuojantys standartinį analoginį išėjimo signalą, su stiprintuvais ir elektroniniais keitikliais, leidžiančiais tiesiogiai matuoti išėjimo signalą. Tipiniai išėjimo signalai: 0 … 10V, -5V …+5V, 1 … 5V, 0 … 20mA, -10 …+10 mA, 4 … 20mA. E grupė – Jutikliai ir jutiklių sistemos su standartiniais išėjimo signalais, pvz. RS-232-C, RS-422-A, RS-485. F grupė – jutikliai arba jutiklių sistemos, formuojantys standartinį signalą, suderinamą su nuosekliaisiais ar lygiagrečiais interfeisais.

1. Harmoninio signalo generavimo principu veikiantys jutikliai. Visiems šios grupės jutikliams būdinga tai, kad artėjant prie stebimo objekto keičiasi jame įmontuoto aukšto dažnio generatoriaus virpamojo kontūro parametrai arba jo apkrova. Dėl to keičiasi ir signalas jutiklio išėjime, kurį fiksuoja relinis elementas ir įsijungdamas arba išsijungdamas formuoja loginį „Taip“/“Ne“ (1/0) signalą.

1.1 Induktyviniai priartėjimo jutikliai. Konstrukcijos paprastumu išsiskiria induktyviniai priartėjimo jutikliai. Induktyvinio priartėjimo jutiklio blokinė schema yra pavaizduota 1 pav. Jutiklį sudaro: L–C generatorius (1), relinis elementas (2), galios stiprintuvas su apsaugos grandinėmis (3).

1. LC – generatorius 2. Relinis elementas 3. Stiprintuvas

1pav. Induktyvinio priartėjimo jutiklio veikimo schema.

Induktyvinių jutiklių veikimo principas paremtas elektromagnetinės indukcijos principu. Jutiklyje esantis generatorius generuoja aukšto dažnio virpesius, kuriančius aukšto dažnio magnetinį lauką, užsidarantį jutiklio išorėje. Ši išorinė erdvė, per kurią užsidaro jutiklio lauko jėgų linijos ir yra jutiklio veikimo zona. Patekus elektrai laidžiam objektui į šią zoną, jame indukuojamos sukūrinės srovės, apkraunančios generatorių. Pagal pakitusį jutiklio apkrovimo lygį galima spręsti jog į jutiklio aktyviąją zoną pateko stebimas objektas.

Induktyviniai jutikliai gali būti loginiai arba analoginiai. Loginiai jutikliai yra suderinti taip, kad keistų išėjimo signalo būseną iš „0“ į „1“, kai objektas priartėja nustatytu atstumu (jų išėjime įrengta elektroninė relė, persijungianti tuomet, kai pasiekiamas nustatytas generatoriaus apkrovimo lygis). Analoginiai jutikliai išėjime formuoja elektrinį signalą (įtampą ar srovę) proporcingą generatoriaus apkrovimui.

Jutiklio jautrumas priklauso nuo šių faktorių;

1. • į aktyviąją zoną patenkančios medžiagos magnetinių savybių;
2. • į aktyviąją zoną patenkančios medžiagos laidumo;
3. • stebimojo kūno matmenų.

Induktyviniai jutikliai jautriausiai reaguoja į patekusius į jų aktyviąją zoną feromagnetikus (geležį, kobaltą, nikelį), nes feromagnetikai, sudaro geras sąlygas magnetiniam laukui sklisti. Induktyviniai jutikliai taip pat geriau jaučia didesnę lyginamąją varžą turinčius laidininkus, kadangi juose sūkurinės srovės sukuria didesnius energijos nuostolius. Analoginiai induktyviniai jutikliai gali būti panaudoti nedideliems metalinių objektų poslinkiams ar jų deformacijoms stebėti.

Medžiagos faktoriui įvertinti įvedamas redukcijos koeficientas, rodantis kiek sumažėja jutiklio jautrumas, palyginti su jautrumu minkštai geležiai (Fe 360):

Techninės charakteristikos:

Taikymo sritis -	metalinių kūnų indikacija;
Darbo įtampa -	10 V … 30 V;
Nominalus poveikio atstumas -	0,8 … 10 mm;
Maksimali srovė -	75 … 400 mA;
Aplinkos temperatūra -	-25º C … +75º C;
Persijungimo dažnis	10 … 5000 Hz; max. 20 kHz.

Induktyviniai jutikliai yra ilgaamžiai, nejautrūs teršalams ir atsparūs vibracijoms. Jie yra nekontaktiniai ir veikia be išorinės poveikio jėgos. Turi trilaidį elektrinį prijungimą.

1.2 Induktyviniai-magnetiniai priartėjimo jutikliai. Induktyviniai-magnetiniai priartėjimo jutikliai (2 pav.) veikia panašiai kaip induktyviniai. Skirtumas tas, kad generatoriaus ritė yra sumontuota ant uždarą magnetinę grandinę sudarančio magnetolaidžio. Normaliai magnetolaidis yra neprisotintas. Kai prie jutiklio priartėja įmagnetintas kūnas (pastovus magnetas) magnetolaidis įsisotina, pasikeičia generatoriaus ritės su magnetolaidžiu induktyvumas ir keičiasi generuojamų virpesių parametrai. Šį pokytį ir užfiksuoja relinis elementas.

2 pav. Induktyvinis-magnetinis priartėjimo jutiklis

Jutiklio veikimo tikslumas priklauso nuo įmagnetinto kūno orientacijos. Tai pavaizduota 3 pav.

3 pav. Induktyvinio-magnetinio jutiklio poveikio sritys. Techninės charakteristikos:

Taikymo sritis -	įmagnetintų kūnų indikacija;
Darbo įtampa -	10 V … 30 V;
Maksimali srovė -	200 mA;
Aplinkos temperatūra -	-20º C … +70º C;
Persijungimo dažnis -	1000 Hz.

Induktyviniai-magnetiniai priartėjimo jutikliai plačiai naudojami kaip bekontakčiai pneumatinių cilindrų galinių padėčių indikatoriai.

1.3 Talpiniai priartėjimo jutikliai. Talpiniai priartėjimo jutikliai veikia panašiai kaip induktyviniai priartėjimo jutikliai. Juose aktyvioje zonoje yra L – C kontūro kondensatorius, kurio talpa priklauso nuo įnešto į šią aplinką kūno dialektrinės konstantos, bei matmenų. Labai svarbu tai, kad talpiniai priartėjimo jutikliai reaguoja tiek į laidininkus, tiek į izoliatorius, t.y į visas medžiagas, kurių dielektrinė konstanta yra kitokia nei oro. Lentelėje pateikiama įvairių medžiagų redukcijos koeficientai, pagal kuriuos galima nustatyti talpinio jutiklio jautrumą skirtingoms medžiagoms.

Medžiaga	Redukcijos koeficientas
Visi metalai	1
Vanduo	1
Stiklas	0,3 … 0,5
Plastmasė	0,3 … 0,6
Kartonas	0,3 … 0,5
Medis (priklausomai nuo drėgmės)	0,2 … 0,7
Alyva	0,1 … 0,3

Talpinio jutiklio jautrumas taip pat priklauso ir nuo kūno, patekusio į jautriąją zoną matmenų (storio). Naudojant talpinius jutiklius būtina žinoti, kad jie labai jautrūs aplinkos teršalams, jų veikimo patikimumui didelės įtakos turi aplinkos drėgmė. Naudojant talpinius jutiklius galima stebėti didelę dialektrinę konstantą turinčius kūnus (pvz., metalus, vandenį) mažą dialektrinę konstantą turinčių kūnų aplinkoje. Pavyzdžiui, naudojant talpinius jutiklius, galima fiksuoti vandens lygį plastmasiniuose induose.

Manipuliatoriaus valdymas programuojamu loginiu jutikliu

1. Programuojamųjų loginių valdiklių (PLV) sandara ir veikimo principas

Pirmieji programuojamieji loginiai valdikliai buvo kuriami vienam tikslui – pakeisti griežtą elektromagnetinių ar elektroninių valdymo sistemų logiką lanks ia programuojama ir lengvai perprogramuojama logika. Veliau jų vykdomų funkcijų apimtis spar iai plėtėsi: dabar valdikliuose programuojamos laiko relės ir įvykių skaitikliai, analoginiai ir fuzzy reguliatoriai; valdikliai vykdo visas aritmetines skai iavimo operacijas ir gali būti sėkmingai naudojami sudėtingose hierarchinėse procesų valdymo, informacijos mainų ir vizualizavimo sistemose. Pagal tarptautinį IEC 1131 standartą PLV apibrėžiamas taip: Pramoninėje aplinkoje naudoti pritaikyta skaitmeninė elektroninė sistema, turinti programuojamą atmintį, į kurią įrašomos vartotojo valdymo programos, skirtos specifinėms loginėms, valdymo nuoseklumo, laiko intervalų nustatymo, įvykių skai iavimo, aritmetinėms funkcijoms realizuoti ir, pasitelkus skaitmeninius bei analoginius įėjimo/išėjimo modulius, įvairiems įrenginiams bei procesams valdyti. PLV funkcinė schema kartu su išoriniais įrenginiais – jutikliais ir vykdymo įtaisais, pateikta 1 pav. Pagrindiniai PLV funkciniai moduliai yra apibrėžti punktyrine linija. 1 pav. Funkcinė PLV su išoriniais įrenginiais schema

Su išoriniais įrenginiais valdiklis jungiamas per įėjimo ir išėjimo modulius. Įėjimo modulio paskirtis – transformuoti įėjime veikian ius signalus į loginius signalus, tinkamus apdoroti PLV, ir nukreipti juos į centrinį valdymo įtaisą. Išėjimo modulis vykdo atvirkštinę funkciją. Jis kei ia PLV suformuotus loginius signalus į signalus, tinkamus vykdymo įtaisams valdyti. Pastaruoju metu naudojant specialias komunikacijos priemones – sąsajas, valdikliai sujungiami su juos valdan iais kompiuteriais arba jungiami į valdiklių sistemas, sudarydami sudėtingus valdymo sistemų tinklus. Atskirų valdiklių jungimas, kaip ir jų sujungimas su valdaniuoju kompiuteriu, vykdomas naudojant standartines ryšio sistemas, tokias kaip pvz., profibus. Šiuolaikinėse mikrokompiuterių sistemose programa vykdoma nuosekliai eilutė po eilutės, visiškai nepriklausomai nuo to, kokia programavimo kalba ji parašyta. Nusistovėjusi programų vykdymo tvarka – iš viršaus į apačią ir iš kairės į dešinę. Įvykdžius paskutinę eilutę, kompiuteriuose programa užbaigiama, o programuojamuose valdikliuose ji vykdoma cikliškai, t.y. vėl grąžinama į pradžią ir vykdoma iš naujo.

2. Standartinės loginių valdiklių programavimo kalbos IEC 1131-3 standartu reglamentuotos valdiklių programavimo kalbos yra tokios: Funkcinė blokdiagrama (FBD – Function Block Diagram); Kontaktų diagrama (LD – Ladder Diagram); Komandų sąrašas (IL – Instruction List); Struktūrizuotas tekstas (ST – Structured Text); Nuosekli funkcinė diagrama (SFC – Sequential Function Chart).

Apie keletą iš jų išsamiau.

2.1 Kontaktų diagrama (LD – Ladder Diagram)

LD – grafinė programavimo kalba, kilusi iš kontaktinių-relinių grandinių principinių schemų ir yra ypa paranki, kai reikia keisti į programuojamą logiką griežtos logikos relines sistemas. Kontaktų diagramų kalboje naudojami elementai – tai įvairių būsenų kontaktai ir relių ritės (2 pav.). Diagramos braižomos eilutėmis, kurios iš abiejų pusių yra apribotos maitinimo šaltinio linijomis (3 pav.). LD kalboje kontaktais programuojami logines valdymo sąlygas formuojantys kintamieji. Tai gali būti bet kurie – įėjimo, tarpiniai (atminties) ar išėjimo kintamieji. Normaliai atviras kontaktas sujungiamas tada, kai juo modeliuojamas įėjimo kintamasis įgyja reikšmę lygią “1”, o išjungiamas, jam įgijus reikšmę lygią “0”. Normaliai uždaras kontaktas veikia priešingai – jis išjungiamas, loginiam kintamąjam įgijus reikšmę, lygią “1”, o sujungiamas, kai kintamojo reikšmė tampa lygi “0”.

2 pav. LD programavimo kalbos elementai

3 pav. Tipinė eilutės struktūra

Frontų kontaktai vieno ciklo periodui sujungiami loginiam kintamąjam kei iant savo reikšmę iš “0” į “1” (teigiamo fronto kontaktas) arba iš “1” į “0” (neigiamo fronto kontaktas). Išėjimo kintamieji modeliuojami relių ritėmis. Ritė suaktyvinama ir su ja susietas išėjimo kintamasis įgyja “1” reikšmę tuomet, kai jos grandinėje kontaktais sumodeliuota loginė sąlyga yra tenkinama. Inversinės relės ritės atveju išėjimo kintamojo reikšmė invertuojama. Įjungimą įsimenan ios relės ritė S išlaiko įgytąją “1” reikšmę ir po to, kai ją suaktyvinusi loginė sąlyga nebetenkinama. Išjungimą įsimenan ios relės ritė R išsijungia, kai loginės sąlygos rezultatas tampa lygus “1”. Ši ritės būsena palaikoma tol, kol atitinkamas išėjimo kintamasis nebus įjungtas su S komanda. Abi frontų relių ritės P ir S įjungiamos signalui kei iantis iš “0” į “1” (teigiamas frontas) arba iš “1” į “0” (neigiamas frontas). IEC 1131-3 standartas numato trijų tipų laiko relių (taimerių) funkcinius blokus (4 pav.): TP – impulsų trukmės formuotuvai; TON – įjungimo vėlintuvai; TOF – išjungimo vėlintuvai. 4 pav. Standartiniai laiko relių (taimerių) funkciniai blokai

Funkciniai TP (timer pulse) blokai – impulsų trukmės formuotuvai – įjungiami ilgesniu ar trumpesniu įėjime IN veikian iu “1” signalu. Išėjime “1” signalas veikia PT (preset time) įėjime nustatytą laiko trukmę. Taigi išėjime suformuojamas tam tikros trukmės signalas. TP negali būti pakartotinai įjungtas, kol jis yra aktyvus. Konkreti laiko reikšmė gali būti stebima išėjime ET (estimated time). Funkcinis TON blokas (laiko uždelsimo relė) naudojamas norint uždelsti signalo įjungimą. Suformavus starto signalą IN įėjime, išėjimas Q įjungiamas tik kai praeina nustatytas tam tikras laiko tarpas PT ir išlieka, kol nepanaikinamas įėjimo signalas. Jei įėjimo signalo trukmė yra mažesnė už delsos laiką, išėjimo Q reikšmė išlieka lygi nuliui (išėjimas nejungiamas). TOF – tai funkcinis blokas, uždelsiantis signalo išjungimą. Suformavus signalą IN įėjime, išėjimas Q įjungiamas iš karto. Kai įėjimo signalas panaikinamas, išėjimas Q išjungiamas tik praėjus nustatytam laiko tarpui PT.

2.2 Struktūrizuotas tekstas (ST – Structured Text)

Tai aukšto lygio tekstinė programavimo kalba, savo struktūra artima algoritminei Pascal programavimo kalbai. Naudojant šią kalbą, galima programuoti sudėtingus procesus, o tai dažnai būna sudėtinga atlikti naudojant grafines programavimo kalbas. Programos pavyzdys pateiktas 5 pav. 5 pav. ST kalba sudaryta programa

Rašant valdymo programą ST kalba, pakanka kreiptis į visus reikalingus funkcinius blokus ir užrašyti visų išėjimų logines poveikio sąlygas. Į funkcinius blokus galima kreiptis, nurodant jų pavadinimą ir išvardijant eilės tvarka visų jų parametrų reikšmes ar logines formavimo sąlygas.

3. Loginės valdymo sistemos

Loginė valdymo sistema – tai valdiklis užprogramuotas pagal loginės algebros funkcijas, ygtis. Loginio valdymo sistemoms būdinga tai, kad valdoma ne pagal laiką, bet vienu metu tikrinant visas arba daugumą valdymo programos sąlygų. Loginio valdymo sistemos naudojant PLV sutinkamos ten, kur yra svarbūs darbo saugumo aspektai: apsauginės grandinės, blokuotės. Tokios loginės valdymo sistemos apibrėžiamos naudojantis loginės algebros taisyklėmis. Valdiklio išėjimo signalus lemia įėjimo signalų tam tikru laiko momentu kombinacija. Pagrindinės tipinės loginės operacijos TAIP, NE, IR, ARBA gali būti panaudotos sudėtingoms lygtims, o tuo pa iu ir valdymo sistemoms sudaryti (6 pav.). 6 pav. Kombinuota loginė operacija ir jos realizacija LD kalba

Pneumoautomatikos sistemos ir jų valdymas

Pneumoautomatikos schemose elementai išdėstomi pagal energijos srauto ir informacijos srauto sistemoje kryptį, pradedant energijos paruošimo sistemos elementais bei valdymo signalų formuotuvais ir baigiant vykdymo įtaisais (1 pav.).

Pneumatiniai vykdymo įtaisai

Vykdymo įtaisų grupę sudaro įvairių tipų, dydžių ir konstrukcijų tiesinio ir sukamojo judesio įrenginiai. Vykdymo įtaisai komplektuojami su išėjimo valdymo įtaisais (skirstytuvais), kurie perduoda reikiamą oro kiekį pageidaujamam judesiui gauti. Siekiant sumažinti nuostolius, šie skirstytuvai turi būti montuojami prie pa ių vykdymo įtaisų ir tiesiogiai sujungti su oro tiekimo linija. Pla iai paplitę tiesiniai pneumatiniai vykdymo įtaisai (pneumocilindrai), jie skirstomi į: viena kryptimi veikian ius cilindrus (vienkryp ius), išvystan ius jėgą tik viena kryptimi (atgal grąžina spyruoklė) (2 pav. a); dviem kryptim veikian ius cilindrus (dvikryp ius), išvystan ius jėgą abiem kryptimis (2 pav. b).

Skirstytuvai

Skirstytuvai – tai įtaisai, nustatantys oro srauto tekėjimo kryptį. Paprastai jie vykdo vieną ar keletą iš šių funkcijų: nukreipia orą į atitinkamas linijas, nutraukia oro tiekimą uždarydami liniją arba sujungdami ją per išmetimo portą su atmosfera. Skirstytuvai apibūdinami valdomų prijungimų (portų) arba kanalų skai iumi ir užimamų pozicijų skai iumi (3 pav). Papildomai suteikiama informacija apie skirstytuvo valdymo būdą. Skirstytuvo konstrukcija turi įtakos jo charakteristikoms – oro debitui, slėgio nuostoliams, ir persijungimo laikui. Skirstytuvo simbolinis žymėjimas palyginti gerai atspindi jo funkcines charakteristikas, ta iau nerodo konstrukcinių jo ypatumų.

Vožtuvai

Pneumatikos schemose naudojami atbuliniai ir jų pagrindu sudaryti dviejų slėgių (“IR”), persijungiantis (“ARBA”), greito išmetimo vožtuvai, o taip pat srautą, slėgį reguliuojantys vožtuvai. Atbuliniai vožtuvai – tai įtaisai, praleidžiantys oro srautą viena kryptimi ir blokuojantys jo tekėjimą priešinga kryptimi (2pav. c). Dviejų slėgių vožtuvas turi du įėjimus ir vieną išėjimą. Suslėgtas oras į vožtuvo išėjimą patenka tik tuo atveju, jei į abu įėjimus tiekiamas oras (2pav. e). Persijungiantys vožtuvas (loginis “ARBA” elementas) turi du ėjimus ir vieną išėjimą. Jei suslėgtas oras tiekiamas į pirmąjį įėjimą, tai antrasis įėjimas uždaromas, o šis suspausto oro signalas veikia išėjime (2pav. d). Greito išmetimo vožtuvai naudojami tuomet, kai norima padidinti cilindrų stūmoklių greitį. Taip galima sutrumpinti cilindro, ypa viena kryptimi valdomo, grįžimo laiką. Valdymo esmė ta, kad, sumažinus pasipriešinimą išmetamam orui, sudaromos sąlygos cilindrui judėti pirmyn arba atgal artimu maksimaliam grei iu. Tai pasiekiama išmetant orą per didelę atidaryto vožtuvo angą prie pat cilindro (2pav. f).

Srauto reguliatoriai (droseliai)

Srauto reguliatoriai arba droseliai riboja tūrinį suslėgto oro debitą abiem oro tekėjimo kryptimis (4 pav. a). Jei lygiagre iai srauto reguliatoriui įmontuojamas atbulinis vožtuvas, debitas reguliuojamas tik viena oro tekėjimo kryptimi (4 pav. b). Reguliatorius gali būti įjungtas į grandinę, kaip atskiras blokas, arba pritvirtintas tiesiog prie cilindro porto. Vienkryp iais droseliais oro srautas droseliuojamas tik viena kryptimi. Atbulinis vožtuvas uždaro oro srautą apvadinėje atšakoje, ir oras priver iamas eiti per droseliuojan ią angą. Orui tekant priešinga kryptimi, atbulinis vožtuvas nesudaro kliūties, kadangi oras apeina droseliuojantį elementą. Tokie elementai naudojami vykdymo įtaisų grei iui reguliuoti ir, jei įmanoma, turi būti montuojami tiesiog prie cilindrų.

Slėgio reguliatoriai

Slėgį valdantys vožtuvai – tai įtaisai, kurie nustato arba reguliuoja linijoje slėgį (4 pav. c). Jie yra skirstomi į tris grupes: 1.Slėgį reguliuojantys vožtuvai. 2.Slėgį ribojantys vožtuvai. 3. Nuosekliai jungiami vožtuvai. Slėgį reguliuojantys vožtuvai yra priskiriami prie oro paruošimo įrangos. Jų paskirtis – palaikyti pastovų slėgį linijoje, kintant oro sunaudojimui. Įėjimo slėgis turi būti didesnis už slėgį, kurį reikia palaikyti išėjime. Slėgį ribojantys vožtuvai paprastai naudojami apsaugos sistemose. Jie apriboja maksimalią slėgio reikšmę iki leistinų ribų. Kai slėgis vožtuvo įėjime viršija maksimalią leistiną reikšmę, vožtuvas atsidaro, ir oro perteklius išmetamas į atmosferą. Vožtuvas bus atviras tol, kol jį uždarys spyruoklė, sumažėjus linijoje slėgiui. Laboratorinio darbo užduotis:

1. Parinkti elementus ir sudaryti vienkryp io cilindro tiesioginio valdymo schemą.

2. Parinkti elementus ir sudaryti dvikryp io cilindro netiesioginio valdymo schemą, veikian ią taip, kad paspaudus mygtuką cilindrą būtų galima įjungti tik tuo atveju, jei yra iš anksto suformuotas leidimo signalas. Atleidus mygtuką arba nutraukus leidimą, cilindras privalo įtraukti savo kotą.

3. Parinkti elementus ir sudaryti dvikrypčio cilindro netiesioginio valdymo schemą, veikian ią taip, kad paspaudus mygtuką, cilindras nedideliu greičiu išstumtų kotą ir, pasiekęs galinę padėtį, automatiškai grįžtų atgal maksimaliai įmanomu greičiu.

4. Parinkti elementus ir sudaryti dvikrypčio cilindro netiesioginio valdymo schemą, veikiančią taip, kad paspaudus mygtuką cilindras išstumtų kotą ir galinėje padėtyje išvystęs nustatytą jėgą, automatiškai įtrauktų kotą. .

5. Darbo užduotis:

5.1 Sumodeliuoti pateiktą schemą FluidSim Pneumatics kompiuterine programa (5 pav.) . Nustatyti cilindro “A” srauto reguliatorių atidarymo laipsnį α=5·n %, cilindro “B” srauto reguliatorių atidarymo laipsnis α=10·n %, n – studento eilės numeris dėstytojo sąraše (n=5). Vienoje diagramoje nubrėžti cilindrų pozicijų kitimo kreives, kitoje – cilindrų greičio kitimo kreives (6 pav.).

5 pav.Cilindrų valdymo pneumoautomatinė schema.

6 pav.Cilindrų pozicijų ir greičio kitimo kreivės.

5.2 Pašalinti cilindrų amortizaciją, srauto reguliatorių atidarymo laipsnio nekeisti (7 pav.). Vienoje diagramoje nubrėžti cilindrų pozicijų kitimo kreives, kitoje – cilindrų greičio kitimo kreives (8 pav.).

7 pav.Cilindrų valdymo pneumoautomatinė schema.

8 pav.Cilindrų pozicijų ir greičio kitimo kreivės.

5.3 Nustatyti cilindro “A” srauto reguliatorių atidarymo laipsni a=100 %, cilindro “B” srauto reguliatorių atidarymo laipsnio nekeisti (9 pav.). Vienoje diagramoje nubrėžti cilindrų pozicijų kitimo kreives, kitoje – cilindrų greičio kitimo kreives (10 pav.).

9 pav.Cilindrų valdymo pneumoautomatinė schema.

10 pav.Cilindrų pozicijų ir greičio kitimo kreivės.

6. Išvados:

Nuo srauto reguliatoriaus atidarymo laipsnio, priklauso cilindro stūmoklio išstūmimo ir susitraukimo greitis. Kuo didesnis srauto reguliatoriaus atidarymo laipsnis, tuo greičiau cilindro stūmoklis bus išstumtas ar sutrauktas priklausomai nuo komandos. Pašalinus cilindro amortizaciją, cilindro ištūmimo ir sutraukimo greitis tampa tolygesnis. Iš 6 pav. cilindro stūmoklio išstūmimo ir sutraukimo kreivės matyti, kaip veikia amortizacija: išlindęs ar susistūmęs cilindras dar šiek tiek atšoka ir tik tada pilnai sustoja. Panaikinus amortizaciją, išlindęs ar susitraukęs cilindras iškart sustoja (8 pav.).