Содержание к диссертации
Введение
1. Применение пневмоавтоматики в отраслях промышленности 10
1.1 Тенденции развития и современное состояние пневмоавтоматики и пневмоники 10
1.2 Анализ принципов построения пневматических средств автоматизации 19
1.3 Анализ пневматических средств автоматизации с перестраиваемой структурой 27
1.4 Применение пневматических средств автоматизации 33
1.5. Постановка задачи исследования 38
1.6. Выводы 40
2. Анализ и моделирование программно-перестраиваемых пневмоструктур 42
2.1 Анализ и обоснование принципов построения матричных пневмоструктур 42
2.2 Логическая модель программируемых структур 50
2.2.1 Программно-перестраиваемые модули 51
2.2.2 Анализ логической модели программно-перестраиваемых модулей 53
2.2.3 Графовые модели структурной организации программно-перестраиваемых пневмоматриц 60
2.2.4 Алгоритм определения карт настройки памяти 65
2.3 Моделирование пневматических систем управления с перестраиваемой структурой 69
2.4 Моделирование и параметрический синтез элементов пневматических систем управления 73
2.4.1 Моделирование информационных линий связи пневмоматрицы 73
2.4.2 Моделирование элементов связи информационных шин пневмоматрицы 81
2.6 Выводы 86
3. Техническая реализация и практические приложения матричных пневмоструктур в управляющих системах 87
3.1 Конструктивная реализация программно-перестраиваемой матрицы мембранного типа для пневматических систем управления дискретного действия 87
3.2 Конструктивная реализация программно-перестраиваемой матрицы с ниппельными элементами связи 90
3.3 Применение матричных пневмоструктур в конструкции пневматического оптимизатора 95
3.3.1 Принципы построения и техническая реализация пневматического оптимизатора 95
3.3.2 Синтез пневматического оптимизатора с применением матричных пневмоструктур 98
3.4 Управляющая аппаратура регулирования давления 104
3.5 Применение матричных пневмоструктур в робототехнических комплексах 112
3.6 Создание пневматических полей памяти на основе матричных структур 120
3.7 Реализация устройств автоматики с минорантным резервированием 125
3.8 Выводы 130
Заключение 132
Литература 134
Приложения
- Тенденции развития и современное состояние пневмоавтоматики и пневмоники
- Анализ принципов построения пневматических средств автоматизации
- Анализ и обоснование принципов построения матричных пневмоструктур
- Конструктивная реализация программно-перестраиваемой матрицы мембранного типа для пневматических систем управления дискретного действия
Введение к работе
Автоматизация промышленных предприятий - одно из самых перспективных направлений развития современного производства. Развитие и интенсификация современного производства возможны только на базе полной автоматизации и механизации производственных процессов. Организация таких процессов требует разработки и применения различных автоматических систем, составной частью которых являются элементы и системы пневмоавтоматики.
Область использования пневмоавтоматики очень обширна: нефтехимические производства, космические летательные аппараты, самолето - и ракетостроение, транспортные средства, автоматические линии, роботы и др. Во многих случаях применение высоконадежных элементов и устройств пневмоавтоматики является единственно возможным способом реализовать задачи, возникающих при автоматизации производственных процессов. Целесообразность применения средств пневмоавтоматики на нижнем уровне автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП), а также в специальной технике обусловлена такими их свойствами как обеспечение пожаро-и взрывобезопасности, высокие надежностные показатели, стабильная работа в условиях высокого уровня радиации и электромагнитных полей и др.
Большой вклад в развитие теории и практики по созданию пневматических систем управления, разработку новых конструкционных идей, методов моделирования и математического описания элементов и систем пневмоавтоматики, внесли известные отечественные и зарубежные ученые: Айзерман М.А., Баев А.В., Балакирев B.C., Берендс Т.К., Богачева А.В., Бройде Н.Ф., Гликман Б.Ф., Дмитриев В.Н., Ефремова Т.К., Залманзон Л.А., Ибрагимов И.А., Коган И.Ш., Лапшенков Г.И., Лемберг М.Д.,. Мухопад Ю.Ф, Нагорный B.C., Прусенко B.C.,. Сажин Б.В, Тагаевская А.А., Таль А.А., Фарзане Н.Г., Федосеев Р.Ю., Фернер В., Фудим Е.В., Шубин А.Н. и др.
Развитие пневмоавтоматики связано в первую очередь с совершенствованием существующих и созданием новых устройств, а также с развитием схемных решений пневматических систем.
Создание пневматических систем управления с перестраиваемой структурой, обеспечивающих инвариантность систем управления, является наиболее передовым направлением в развитии пневматических средств автоматизации. Для реализации таких систем в большинстве случаев программное управление осуществляется на основе микроэлектронных устройств. Существующие пневматические устройства программного управления исполнительными устройствами, имеют значительную конструктивную сложность и ограниченный объем памяти. Поэтому развитие направлений исследований в области создания программно-перестраиваемых пневматических структур и конструкционного исполнения элементов пневматических систем, а также разработка на их основе высокоэффективных пневматических средств автоматизации, является актуальным.
Целью диссертационной работы является разработка и исследование новых принципов построения пневматических устройств и реализация на их основе программно-перестраиваемых пневмоматриц, а также расширение функциональных возможностей пневматических устройств управления, построенных на базе матричных пневмоструктур.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи.
Создание общей концепции построения программно-перестраиваемых матричных пневмоструктур и разработка на основе новых принципов практических конструкций программно-перестраиваемых пневмоматриц.
Разработка эффективного способа формализации матричной структуры на основе математической модели и методики оценки динамических характеристик пневмоматриц.
3. Анализ и синтез пневматических устройств управления с перестраиваемой структурой, базирующихся на программно-перестраиваемых пневмоматрицах.
Основные методы исследования. Для решения поставленных в диссертационной работе задач использованы методы, базирующиеся на основных законах аэрогидродинамики, теории автоматического управления, теории графов, теории булевой алгебры, теории надежности, а также метод электрических аналогий и метод подобия.
Достоверность полученных результатов обусловлена корректностью исходных математических положений, аргументированностью принятых допущений, проверкой разработанных принципов на конструктивном уровне, результатами экспертизы Роспатента разработанных конструктивных и схемных решений, а также апробацией результатов диссертационной работы, на научно-технических конференциях.
В диссертационной работе впервые получены, составляют предмет научной новизны и выносятся на защиту следующие результаты:
1. Новые модели и концепция построения матричных пневмоструктур, а также разработанный на их основе подход к построению коммутационных и числовых пневмоматриц.
2. Математическая модель на основе графов, позволяющая
формализовать пространственную матричную структуру и сохранить в
математическом представлении связи элементов программно-перестраиваемых
матриц внутри рабочего объема.
3. Методика моделирования пневматических систем управления с
перестраиваемой структурой.
4. Метод программирования матричных пневмоструктур с
использованием «карт настройки памяти», а также алгоритм, обеспечивающий
возможность построения программ перестройки матричных пневмоструктур.
5. Методы построения и принципы схемной реализации пневматических
систем управления с расширенными функциональными возможностями,
имеющими инвариантную структуру и базирующихся на программно-перестраиваемых пневмоматрицах.
Практическая ценность результатов работы, полученных в ходе диссертационных исследований, заключается в следующем:
1. Новый подход к конструированию элементов и устройств
пневмоавтоматики, основанный на методе построения объемной
комбинационной техники, позволит создать ряд новых пневматических
устройств.
Созданы две оригинальные конструкции программно-перестраиваемых пневмоматриц и определены области их применения.
Полезная модель «Управляющая аппаратура регулирования давления в рабочих цилиндрах вагонных замедлителей», является альтернативой устаревшим регуляторам контактного типа и обеспечивает программно-ориентированную настройку аппаратуры. Результаты исследований в данном направлении рекомендованы для внедрения на Восточно-Сибирской железной дороге (ВСЖД).
Разработанные пневмоматрицы позволят упростить конструкцию и расширить функциональные возможности пневматического оптимизатора.
Целесообразно использование разработанной методики моделирования пневматических систем управления с перестраиваемой структурой на стадии проектирования пневматических инвариантных систем.
6. Основные результаты работы позволяют разрабатывать более
эффективные по сравнению с существующими системами пневматические
устройства, работающие в жестких условиях эксплуатации (высокие
температуры, высокое давление, сильные магнитные и радиационные поля и
ДР-)-
7. Практическая ценность и новизна подтверждена тремя патентами РФ
на полезные модели.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всероссийской научной конференции молодых
ученых (г. Новосибирск, 2006г.), XII Байкальской Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Информационные и математические технологии в науке и управлении» (г. Иркутск, 2007г.), а также на научно-технических семинарах кафедры «Управление техническими системами» ИрГУПС (г. Иркутск, 2004-2007 г.г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, в том числе одна в научно-техническом журнале «Вестник ИрГТУ» (2006 г.), рекомендованном ВАК для опубликования результатов диссертационных работ, и три патента на полезную модель.
Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа представлена на 154 страницах, содержит 46 рисунков, 14 таблиц, список литературы из 175 наименований, 5 приложений на 6 страницах.
Тенденции развития и современное состояние пневмоавтоматики и пневмоники
При автоматизации технологических процессов с использованием промышленных роботов и мехатронных систем наряду с электро-автоматикой широкое применение находят пневматические средства [4].
Из-за низкого быстродействия пневмоавтоматика используется в системах управления медленно текущими процессами и в тех случаях, когда реализация алгоритмов управления не требует выполнения большого объёма вычислений. Несмотря на эти ограничения, область применения пневмоавтоматики очень широка. В ряде задач автоматизации технологических процессов, протекающих в тяжелых эксплуатационных условиях (агрессивное воздействие хим. реактивов, высокие температуры, большое давление, сильные магнитные и радиационные поля и др.) пневматические устройства становятся единственно приемлемым средством первичной обработки информации [6, 17]. Пневмоавтоматика является основным средством автоматизации в химической и нефтеперерабатывающей промышленности, на нефте-, газо- и угледобывающих предприятиях, при транспорте нефти и газа и во многих других отраслях промышленности.
Пневмоавтоматика лучше, чем электроника, приспособлена для работы в условиях промышленного производства. Это связано главным образом с высокой надежностью пневмоавтоматики, пожаровзрывобезопасностью, простотой обслуживания и невысокой стоимостью.
В развитии пневмоавтоматики можно выделить четыре этапа, характеризуемых применением следующих средств: крупногабаритных универсальных приборов; блочных устройств, реализующих агрегатный принцип; устройств, позволяющих реализовать элементный принцип; элементов и устройств, использующих в работе газодинамические эффекты [4]. До 40-х годов при решении задач автоматизации распространение получили прежде всего пневматические устройства стабилизации одного регулируемого параметра, представляющие собой универсальные крупногабаритные приборы, в которых в едином корпусе совмещались измерительная система, система индикации, регистрирующее и задающее устройства и регулятор, т. е. все приборы, комплектующие одноконтурную цепь регулирования. Достоинство таких приборов - объединение всех функций в одной конструкции, их недостаток - громоздкость и узкие функциональные возможности, не позволяющие реализовать на их основе сложные взаимосвязанные системы автоматического регулирования (САР).
В то же время в машиностроении простые системы дискретной автоматики часто строили путём соединения в релейную систему конечных и путевых пневматических выключателей и распределителей исполнительных пневматических механизмов. Важный шаг на пути к созданию комплекса пневматических средств автоматизации универсального назначения был сделан в начале 50-х гг. 20 в. при переходе к агрегатному построению систем регулирования, которое осуществляется с помощью набора функциональных блоков и приборов. В СССР такая система средств получила название агрегатной унифицированной системы (АУС). Каждый блок системы АУС представлял собой прибор, выполняющий определенную математическую операцию. В 50-х годах приборы АУС были основными средствами, используемыми при построении разнообразных одно- и многоконтурных систем регулирования. Применение АУС заметно расширило возможности пневмоавтоматики при построении систем управления непрерывными технологическими процессами. Однако, агрегатный принцип построения не давал возможности создания систем оптимального управления целыми технологическими установками.
Радикальное изменение возможностей пневмоавтоматики связано с созданием и использованием в ней элементной базы универсального назначения. В СССР в начале 60-х гг. была разработана и освоена система пневматических элементов, известная под названием УСЭППА [3, 43, 48, 52, 54, 65] (универсальная система элементов промышленной пневмоавтоматики). На базе УСЭППА создан комплекс типовых приборов — система «Старт», заменившая и перекрывшая АУС по функциональным возможностям, создан агрегатизированный комплекс средств централизованного контроля и управления многими непрерывными технологическими процессами — система «Центр» [4].
В конце 50-х годов независимо друг от друга в СССР и США был разработан новый способ построения пневматических элементов и приборов, основанный на эффектах взаимодействия потоков между собой и с твердыми стенками (элементы называются струйными, приборы, построенные на этих эффектах, - струйной техникой) [1, 4]. Отсутствие подвижных частей определяет долговечность, быстродействие и простоту таких элементов и выгодно отличает их от элементов и блоков системы АУС и УСЭППА, содержащих упругие и подвижные детали. С появлением струйной техники (пневмоники) области применения пневматических систем перекрываются с областями применения электроники. Пневматические схемы вычислительной техники имеют как аналоговые, так и цифровые элементы [27, 53, 56].
Элементы и устройства струйной техники изготавливают преимущественно из пластмасс посредством прецизионного литья, штамповки или фотохимического травления, при которых на поверхности плоских пластин создаются углубления — струйные элементы и коммуникационные каналы. При перекрытии таких пластин крышками с отверстиями для подвода и отвода воздуха (питание, входные и выходные сигналы) получают готовые устройства струйной техники.
Анализ принципов построения пневматических средств автоматизации
Проникновение в пневмоавтоматику элементного принципа построения приборов и систем управления позволило разработать комплексы технических средств для автоматизации непрерывных и периодических технологических процессов.
Для автоматизации объектов с непрерывными процессами используются следующие пневматические средства: приборы «Старт» [61, 63, 66, 68], комплексы «Центр» [62, 69] и «Режим-1» [70, 72]; для объектов с периодическими процессами - комплексы «Цикл» [73, 77], «Компас» [80], «Центр-логика» [74].
Как уже было отмечено выше, в качестве элементной базы в приборах «Старт», комплексах «Центр» и «Центр-логика» применяются элементы УСЭППА. В комплексах «Цикл» и «Режим-1» применена струйно-мембранная дискретная техника, а в комплексе «Компас» - мембранная.
Указанные комплексы и отдельные пневмоэлементы широко используются в различных отраслях промышленности. Ниже в качестве примеров приведен перечень основных областей применения пневмоавтоматики [47, 55, 64, 75, 78].
Химия, нефтехимия и нефтепереработка - контроль, автоматическое управление технологическим процессом непрерывного действия (получение серной и уксусной кислот, ректификация аннона и анола, первичная переработка нефти, каталитический крекинг, риформинг), дистанционное управление запорными клапанами, соленоидные краны со взрывозащитным кольцом, пневмоострова и др.
Газовая промышленность - автоматический пуск, контроль, регулирование и остановка газокомпрессоров, автоматическое удаление жидкости из газовой скважины и из технологического оборудования и т.п.
Угольная промышленность - циклическое управление шахтенным оборудованием (комбайнами, скиповыми и подъемными установками для транспортировки людей, кондиционерами и др.)
Машиностроение - программное управление сварочным оборудованием, различными роботами-манипуляторами для сборки, линиями фосфатирования и др.
Пищевая промышленность - контроль, автоматическое управление технологическими процессами непрерывного действия, дозирование сыпучих продуктов, переработка сточных вод и др. Автомобильная промышленность - управление манипуляторами, полуавтоматами сборки, сварки и закалки деталей током высокой частоты и др. Медицина - управление аппаратами искусственного дыхания и искусственного сердца, кровообращения и др. Металлургическая промышленность - управление литейными и формовочными машинами, установки плазменной резки и др. Энергетическая промышленность - управление химводоподготовкой и энергетическими газотурбинными установками, в системах безопасности АЭС (системе пассивного гашения давления, системе аварийного охлаждения активной зоны и т.п.) и др.
Космическая промышленность - оборудование бортовой пневмоавтоматики (блоки подачи ксенона, блоки подачи газа, двигательные блоки ориентации, редукторы давления, сигнализаторы давления, электроклапаны низкого давления, электроклапаны высокого давления и др.).
Для управления непрерывными технологическими процессами основными являются задачи автоматического регулирования [2, 3, 14]. При автоматизации простых объектов обычно используют одноконтурные системы регулирования с одним регулятором, отрабатывающим сравнительно простой закон регулирования [4]. Включение пневматического регулятора в одноконтурную замкнутую систему автоматического регулирования (САР) показано на рис. 1.3.
Анализ и обоснование принципов построения матричных пневмоструктур
Аппаратные системы управления технологическими процессами обычно имеют жесткую структуру. Элементы систем соединяются между собой пневматическими или электрическими коммуникациями. Изменение их структуры или закона функционирования в процессе эксплуатации, вызванное, например, изменением свойств технологического объекта, требует замены блоков и перемонтажа, а это сопряжено с большими трудностями.
Системы управления средств вычислительной (как правило, микропроцессорной) техники модифицируются их перепрограммированием. Свойство программируемое, с одной стороны, позволяет без перемонтажа ввести в систему структурные изменения, если появляется такая необходимость, но, в то же время, требует дополнительно от обслуживающего персонала, выполнения высококвалифицированной работы по составлению И: отладке программ [ 1 ].
Опыт управления технологическими процессами показывает, что большинство типовых задач управления можно решить с использованием небольшого числа стандартных алгоритмов или их комбинаций. Поэтому представляется целесообразным создать функциональные устройства, обладающие свойством гибкой перепрограммируемости для решения различных типов задач. Однако, для практической реализации таких устройств необходима разработка отдельных аппаратных перепрограммируемых блоков, позволяющих реализовать возможность построения таких устройств. Программные блоки могут представлять собой постоянные запоминающие устройства (ПЗУ), ПЛМ или ПЛИС с соответствующим алгоритмом управления для конкретного объекта. Постоянные запоминающие устройства (ПЗУ), ПЛМ и ПЛИС являются основой построения вычислительных преобразователей информации, таблично-алгоритмических спецпроцессов и систем микропрограммного управления [14]. Аппаратно - программный способ построения системы позволяет при необходимости реализовать новый алгоритм на работающем объекте, не прибегая к перемонтажу системы. Технологическое программирование быстро осваивается специалистами по автоматическому управлению, позволяет значительно сократить сроки разработки и внедрения систем управления на объектах.
Пневматические системы управления с перестраиваемой структурой недостаточно исследованы. Построение различного типа функциональных преобразователей информации наиболее эффективно на базе матричных структур с использованием таблично-алгоритмических методов [5, 6].
Существующая методология [3, 4] конструирования систем пневмоавтоматики как плоскостной структуры пневмоканалов с «навесным» расположением элементов резко ограничивает логическую глубину комбинационных пневмосхем, а, следовательно, и достижимую сложность функций управления. Реализация аналогов ПЗУ, ПЛМ и ПЛИС в пневмоавтоматике представляет значительные трудности.
Для пневмоавтоматики построение числовой матрицы ПЗУ на основе двоичного позиционного кода (ДПК) практически нереально, так как в каждой адресной шине в зависимости от записываемого ДПК потребуется использовать элементы связи адресных и вертикальных (разрядных) шин с различными коэффициентами связи от Уг до Уг , где п - разрядность хранимого кода.
Элементы связи пневмоматриц представляют собой, как привило, электропневмоклапаны, устанавливаемые также с использованием плоскостного принципа.
Новый подход к конструированию пневмоавтоматики возможен на основе использования метода электрических аналогий и метода подобия, то есть перенесения в пневмоавтоматику идей микроэлектронной техники [6].
Применительно к пневмоавтоматике рассмотрим конструкции ПЗУ или программно-перестраиваемых пневмоматриц в сравнении с существующими [3,4] решениями.
Используемые в отечественной промышленности системы пневмоавтоматики содержат перенастраиваемые матрицы программного управления с общим числом проводящих узлов m х п, где m - число выходов, а п - число входов, и программирование осуществляется путем создания проводимости или ее отсутствием через данные узлы.
Роль выключателя в одних случаях играют толкатели - стержни, устанавливаемые между приводами и детектирующими элементами; в других случаях предусматривается подача пневмокоманд к детектирующим элементам.
В первом случае подача пневмокоманды на толкатели, приводит пневмореле типа «сопло-заслонка» (детектирующий элемент) в состояние «открыто», происходит сброс воздуха из расположенного за данной заслонкой выходного канала. При отсутствии толкателя детектирующий элемент находится в состоянии «закрыто» и давление в соответствующем выходном канале не изменяется. Так как в детектирующих узлах такого типа производится инвертирование пневмокоманды (наличие командного импульса через работающий пневмодиод преобразуется в сброс давления из соответствующего выходного канала), то матрица такого типа предопределяет установку дополнительного инвертора на каждом из выходных каналов, что усложняет ее конструкцию.
Конструктивная реализация программно-перестраиваемой матрицы мембранного типа для пневматических систем управления дискретного действия
Сложность конструкций существующих в пневмоавтоматике устройств постоянной памяти, выполненных в виде прямоугольных матриц с группами входных и выходных каналов, предопределяет необходимость поиска новых конструктивных решений, базирующихся на концепциях упрощения конструкции при сохранении достаточно высокой надежности матричных пневмоструктур.
Одна из разработанных оригинальных конструкций программно-перестраиваемой матрицы для пневматических систем управления дискретного действия, выполнена в виде пакета из трех плит.
Сущность разработанной конструкции поясняется графическими материалами (см. Приложение 1 (фигуры а, б, в, г и д) и приложение 2), где на фиг, а - изображена конструкция предлагаемой матрицы, вид сверху; на фиг, б - конструкция верхней платы матрицы, вид снизу; на фиг. в - конструкция корпуса матрицы, вид сверху; на фиг. г - конструкция корпуса матрицы, вид снизу; на фиг, д - конструкция нижней платы матрицы; приложение 2 - разрез по А-А приложения 1, (фиг. а); в прил. 2 - разрез по А-А, фиг. а (см. при л. 1).
Предлагаемая программно-перестраиваемая матрица для пневматических систем управления дискретного действия (см. прил. 1 (фиг. а) и прил.2) представляет собой стянутый болтами пакет, содержащий корпус 1, имеющий п сквозных входных отверстий 2 для подачи командного пневмоимпульса во входные каналы 3, в каждом из которых с определенным интервалом выполнены m отверстий 4 для установки либо полых пальцев 5 с осевыми сквозными каналами 6, либо глухих пальцев 7, на которые опирается, получая начальное натяжение, упругая мембрана 8. Мембрана 8, образующая в сочетании с полыми пальцами 5 детектирующие элементы, прижимается прокладкой 9 к верхней плате 10, имеющей п желобообразных каналов 11, накрываемой защитной крышкой 12. Крышка 12 предотвращает засорение отверстий 13, обеспечивающих свободный переток воздуха из желобообразных каналов 11 платы 10 в полость между этой платой и защитной крышкой 12 и в обратном направлении при всяких перемещениях мембраны 8. Нижние торцы пальцев 5 и 7 выходят в m выходных каналов 14, имеющих отводы 15, в которые выведены выходные сквозные отверстия 16. Для сброса воздуха из неработающих входных (2, 3) и выходных (6, 14, 15, 16) коммуникаций в корпусе 1, у каждого из отводов 15 в гнездах 17 установлены электропневматические клапаны 18, перекрывающие проход воздуха через дренажный канал 19 в дренажный канал 20 и далее в атмосферу. Нижняя плата 21 имеет ш х п чашеобразных углублений 22, в которые могут быть установлены упругие запирающие подушки 23 под полые пальцы 5. Герметичность соединений в конструкции обеспечивается пригонкой сопрягаемых поверхностей друг к другу и установкой уплотнительных прокладок (в прил. 1 (фиг. а) и прил.2 не показаны).
Предлагаемая программно-перестраиваемая матрица для пневматических систем управления дискретного действия (см. прил. 1 (фиг. а) и прил.2) работает следующим образом. Поступающая через сквозное входное отверстие 2 корпуса 1 пневмокоманда (давление сжатого воздуха), попадает во входной канал 3 и отжимает мембрану 8 в расположенный над ним желобообразный канал 11 верхней платы 10. При этом мембрана отходит от торцов пальцев 5 и 7, позволяя пневмокоманде по осевым сквозным каналам 6 полых пальцев 5 пройти в соответствующие выходные каналы 14 корпуса 1. Противодавление на мембрану устраняется тем, что находящийся в желобообразном канале 11 верхней платы 10 воздух вытесняется сквозь отверстие 13 верхней платы 10 в полость между указанной платой и защитной крышкой 12 (возврат мембраны в исходное положение после снятия пневмокоманды сопровождается перетоком воздуха в обратном направлении). Из выходных каналов 14 пневмокоманда через отводы 15 проходит в выходные сквозные отверстия 16 и далее, к соответствующим пневмоприемникам (в прил. 1 (фиг. а) и прил.2 не показаны). После снятия пневмокоманды с входов пневмоматрицы электропневматические клапаны, управляемые подсистемой более высокого уровня, открываются для сброса воздуха через дренажный канал 19 и дренажный канал 20, и весь сжатый воздух, находящийся в выходных коммуникациях (6, 14, 15, 16) стравливается в атмосферу. Таким образом, можно реализовать необходимые временные задержки или синхронный сброс пневмокоманд с выходов матрицы.
Установка упругой мембраны 8 между корпусом 1 и верхней платой 10 осуществляется при помощи прокладки 9 и соответствующего ее закрепления на верхней плате 10 (детали крепления на рис. 2 не показаны), при этом исключается смещение мембраны при растяжении над теми или другими входными каналами 3 за счет ее защемления между бортами этих каналов и бортами желобообразных каналов 11 верхней платы 10. Предварительное натяжение мембраны 8 и, тем самым, проявление односторонней пропускной способности в точках контакта мембраны 8 с торцами полых пальцев 5 достигается тем, что верхние торцы полых 5 и глухих пальцев 7 выступают на расчетное расстояние над плоскостью разъема корпуса 1 с верхней платой 10 -при сборке это обстоятельство обеспечивает натяжение мембраны 8.
Похожие диссертации на Программно-перестраиваемые пневматические структуры в системах управления технологическими процессами
