Информационная подсистема пневмосистем. Тема 1.5

Пневматические элементы, входящие в информационную (сенсорную) подсистему управляющей части пневмопривода, предназначены для пуска и останова технологического процесса, а также для сбора информации о ходе его выполнения. Полученная информация в виде пневматических сигналов при необходимости обраба­тывается в логико-вычислительной (процессорной) подсистеме и передается в направляющую и регулирую­щую подсистему силовой части привода для управления исполнительными механизмами.

Пневматические путевые выключатели
Пневматические путевые выключатели устанавливают в тех местах, где положение исполнительного механизма обязательно должно контролироваться. Так, команды на продолжение технологического процесса поступают в систему от путевых выключателей только в том случае, если предыдущая технологическая опера­ция была завершена, т. е. произошли все необходимые перемещения. Подобный способ управления называют управлением по положению.
Обычно путевые выключатели устанавливают таким образом, чтобы они переключались в крайних положе­ниях выходного звена исполнительного механизма (для пневмоцилиндра это полностью втянутое и полностью выдвинутое положения штока), но при необходимости они также могут быть приведены в действие и в каком-либо функционально важном промежуточном положении выходного звена.

Сверлильный станок и его принципиальная пневматическая схема

Сверлильный станок и его принципиальная пневматическая схема
После кратковременного нажатия на кнопку 1.2 (команда «Пуск») распределитель 1.1 переключается в по­зицию, обеспечивающую выдвижение штока цилиндра 1.0. Шток, перемещая рабочий инструмент, выдвигает­ся со скоростью, соответствующей настройке дросселя с обратным клапаном 1.02. После выполнения рабочего хода активизируется путевой выключатель 1.3, и на распределитель 1.1 подается команда на втягивание штока пневмоцилиндра (на отвод инструмента в исходную позицию).

Хонинговальный станок и его принципиальная пневматическая схема

Хонинговальный станок и его принципиальная пневматическая схема
В исходном состоянии станка шток пневмоцилиндра 1.0 втянут, вследствие чего путевой выключатель 1.2 находится в активном (переключенном) положении (на это следует обратить особое внимание). Когда распре­делитель 0.2 переводится в положение «Пуск», через путевой выключатель 1.2 поступает сигнал на распреде­литель 1.1, переключение которого сопровождается выдвижением штока цилиндра 1.0. После трогания штока пневмоцилиндра с места выключатель 1.2 переводится в нормально закрытое состояние, а при достижении крайнего выдвинутого положения штока активизируется теперь уже путевой выключатель 1.3, подающий ко­манду на втягивание. Таким образом, шток цилиндра 1.0 начинает совершать возвратно-поступательное дви­жение вплоть до перевода пневмораспределителя 0.2 в состояние «Останов».

Изображение путевых выключателей на принципиальных пневматических схемах

Струйные датчики положения
Получить информацию о состоянии контролируемого объекта с помощью путевого выключателя можно только посредством их механического взаимодействия. Но далеко не каждый объект может развить достаточное для этого усилие. Например, при производстве магнитной ленты невозможно контролировать ее целостность с помощью пневмораспределителя с управлением от толкателя или ролика. Для решения подобных задач при­меняют струйные датчики положения, позволяющие получать нужную информацию бесконтактным методом — с помощью струи воздуха. Данный метод заключается в том, что контролируемый объект, попадая в зону дей­ствия датчика, вызывает изменение уровня давления на его выходе.

Струйный датчик «вилкообразный воздушный барьер»
В неактивном состоянии датчика струя воздуха, подаваемого в канал питания Р, через питающее сопло и рабочую зону проникает в приемное сопло, связанное с каналом выхода А. Контролируемый объект, попадая в рабочую зону датчика, прерывает струю воздуха, в результате чего пневматический сигнал на выходе А пропа­дает. Информация об изменении состояния датчика поступает в систему управления для дальнейшей обра­ботки.
Поскольку при работе датчика окружающий воздух, эжектируемый струей сжатого воздуха, попадает в его приемное сопло, это делает невозможным использование такого датчика в условиях повышенной запыленно­сти окружающей среды. Данный недостаток отсутствует у струйного датчика с кольцевым питающим соплом

Струйный датчик с кольцевым соплом
Во время нахождения датчика в неактивном состоянии сигнал в его выходном канале А отсутствует, т. к. воздух увлекается из последнего питающей струей. Контролируемый объект в зоне действия датчика вызы­вает перераспределение воздушных потоков, в результате чего уровень давления в выходном канале А по­вышается.
Диапазон чувствительности подобных датчиков достигает 15 мм. При необходимости увеличения зоны чув­ствительности струйных датчиков применяют конструкции со встречным соударением струй, способные осу­ществлять контроль на расстояниях до 100 мм

Струйный датчик со встречным соударением струй
Датчик выполнен в двух корпусах, из сопел которых выходят две встречные струи воздуха. Струя из сопла-передатчика (слева) препятствует свободному выходу струи из сопла-приемника (справа), что вызывает воз­никновение «подпора» в последнем и появление пневматического сигнала в его выходном канале А. При попа­дании контролируемого объекта в рабочую зону датчика струя воздуха свободно выходит из сопла-приемника, вследствие чего сигнал на выходе датчика пропадает.

К преимуществам струйных датчиков относятся:
способность работать в условиях повышенной запыленности и взрывоопасное;
нечувствительность к влиянию магнитных полей и звуковых волн;
надежность работы в условиях повышенных температур,
К недостаткам можно отнести необходимость использования дополнительной аппаратуры. Поскольку струйные датчики любого типа являются пневматическими элементами, постоянно потребляющими сжатый воздух, то для уменьшения его непроизводительного расхода давление питания струй­ных датчиков уменьшают до 0,001 — 0,005 МПа. Низкий уровень выходного сигнала датчиков обусловливает необходимость применения усилителей давления.