Автоматическое управление раскряжевочными установками с одной пилой

Принципиальная структурная схема однопильной раскряжевочной установки показана на рис. 8.2, а. Установка состоит из пильного аппарата 1, прижима хлыстов 2, сбрасывателя сортиментов 3, подающего транспортера 4 с электродвигателем 6, стола с упорами заказа длин 5, гидроцилиндров 7 привода рабочих органов, золотников 8 управления гидроцилиндрами и электромагнитов YA1...YA6 управления золотниками.
Ввиду того что ритм работы установки переменный (различное время на выдвижение хлыста, его пиление и т.д.), выбираем путевую схему управления, для чего в характерных точках траекторий рабочих органов (пилы, прижима, сбрасывателя, системы заказа длин) устанавливаем датчики, которые фиксировали бы их положение. В качестве таких датчиков можно применить конечные выключатели с самовозвратом SQ1...SQ5.

Работает установка следующим образом. После укладки хлыста на подающий транспортер оператор оценивает визуально его породу, размеры, фаутность, форму и определяет схему раскряжевки хлыста. Затем он нажимает на пульте управления определенную кнопку системы заказа длины выпиливаемого сортимента, при этом выдвигается упор и включается подающий транспортер. Начинается выдвижение хлыста. Дойдя до упора заказанной длины, хлыст воздействует на него, срабатывает конечный выключатель SQ5 (см. рис. 8.2, о) и подающий транспортер останавливается. Затем начинается одновременное опускание прижима и пилы. При этом прижим опускается быстрее. В раннем нижнем положении пила воздействует на выключатель SQ2, который подает сигнат на подъем пилы и прижима. В верхнем положении пилы срабатывает конечный выключатель SQ1, пила и прижим останавливаются и происходит сброска сортимента сбрасывателем. Положение сбрасывателя при его работе фиксируется SQ3 — окончание сброски и SQ4 — сбрасыватель находится в исходном положении.
Затем рабочий цикл повторяется.
Теперь можно составить словесную модель работы установки в автоматическом режиме:
1 — включение подающего транспортера кнопкой «пуск» SB1;
2 — выключение подающего транспортера и включение прижима и пилы для движения вниз — SQ5:
3 — выключение движения вниз и включение движения вверх пилы и прижима — SQ2;
4 — выключение движения пилы и прижима вверх и включения сбрасывателя — SQ1;
5 — включение сбрасывателя на сброску — SQ1;
6 — возврат сбрасывателя в исходное положение — SQ3;
7 — «стоп» SQ4.
Таким образом, имеем следующие выходные сигналы:
1 — включение подающего транспортера — кнопка «пуск» SB1;
2 — сигнал SQ1 фиксирует верхнее положение пилы и прижима;
3 — сигнал SQ2 фиксирует нижнее положение пилы и прижима;
4 — сигнал SQ3 фиксирует верхнее положение сбрасывателя (сортимент сброшен);
5 — сигнал SQ4 фиксирует сбрасыватель в исходном состоянии;
6 — сигнал SQ5 фиксирует касание хлыста упора (хлыст выдвинулся на заданную длину).
Выходные сигналы:
1 — Y1 — сигнал поднятия упора и подача хлыста;
2 — Y2 — сигнал надвигания пилы и опускание прижима;
3 — Y3 — сигнал подъема пилы и прижима;
4 — Y4 — сигнал подъема сбрасывателя;
5 — Y5 — сигнал опускания сбрасывателя;
6 — Y6 — промежуточный сигнал для устранения ложных срабатываний.
Необходимость включения дополнительного элемента Y6 управления определяется при анализе работы установки, точнее при проведении трех проверок циклограммы.
По полученным входным и выходным сигналам составляется циклограмма работы раскряжевочной установки (рис. 8.2, б).
Рассмотрим возможность реализации циклограммы по всем видам движения рабочих органов.
Напишем исходные уравнения движений рабочих органов:
• поднятие упора и подачи хлыста

• опускание пилы и прижима

• подъем пилы и прижима

• сбрасывание сортимента

• возврат сбрасывателя

Проведем соответствующие проверки.
Первая проверка заключается в анализе достаточности условия включения, т.е, мы проверяем, на всем ли протяжении включающего периода у нас присутствует включающий сигнал:
• подача хлыста. Очевидно, что включающий сигнал SB1 кратковременен и, чтобы не было ложного отключения сигнала, вводим самоблокировку. Тогда исходное уравнение примет вид

где KM — контакт пускателя электродвигателя подающего транспортера.
Аналогично рассуждая, будем иметь:
• Y2 = SQ5SQ2K1 — удовлетворяется первая проверка;
• Y3 = SQ2SQ1K2 — не удовлетворяется первая проверка. Добавляем контакт К2 (память), тогда будем иметь Y3 = (SQ2 + K2)SQ1K2;
• Y4 = SQ1SQ3K3 — удовлетворяется первая проверка;
• Y5 = SQ3SQ4K4 — не удовлетворяется первая проверка. Добавляем контакт К4, тогда будем иметь Y5 = (SQ3 + K4)SQ4K4.
Вторая проверка заключается в анализе условия выключения, т.е. не появляется ли во время действия выходного сигнала ложное отключение.
• подача хлыста. Отключающий сигнал Y1 не появляется во время действия сигнала, следовательно, вторая проверка удовлетворяется, следовательно, исходная формула уравнения сохраняется:

• опускание пилы и прижима
Y2 = SQ5SQ2K1 — вторая проверка удовлетворяется;
• подъем пилы и прижима
Y3 = (SQ2 + К2)SQ1К2 — вторая проверка удовлетворяется;
• сбрасывание сортимента
K4 = SQ1SQ3K3 — вторая проверка удовлетворяется;
• возврат сбрасывателя
Y5 = (SQ3 + K4)SQ4K4 — вторая проверка удовлетворяется.
Третья проверка заключается в анализе отключающего периода, т.е. исключаем ложное срабатывание, проверяем, нет ли комбинаций включающих и отключающих сигналов в отключающем периоде:
• поднятие упора и подачи хлыста. Проверка удовлетворяется, так как Y1 = (SB1 + KM)SQ5K;
• опускание пилы и прижима. Проверка не удовлетворяется, так как комбинация SQ5 и SQ2 есть в отключающем периоде. В связи с тем, что исключить ложное срабатывание при помощи имеющихся входных сигналов затруднительно, введем промежуточный сигнал Y6(К5), который перекрывал бы область ложного включения, тогда исходное уравнение примет вид

К5 — вводится с инверсией, так как К5 присутствует во время ложного срабатывания;
• подъем пилы и прижима. Проверка удовлетворяется, так как

• сбрасывание сортимента. Проверка не удовлетворяется, так как комбинация SQ1 SQ3 встречается в отключающем периоде. Для устранения этого ложного срабатывания необходимо ввести промежуточное реле К5 с самоблокировкой К5, контакт которого при работе реле поддерживает включение КЗ, т.е, будем иметь (К5+К3).
Тогда исходное уравнение будет

• возврат сбрасывателя. Третья проверка удовлетворяется

Рассмотрим промежуточный сигнал Y6.
Исходное уравнение Y6 = SQ2SQS,
Первая проверка не удовлетворяется, тогда

Вторая проверка удовлетворяется

Третья проверка удовлетворяется

Запишем эти логические уравнения в матричной форме с добавлением аварийной общей кнопки «стоп» SB2

По полученной математической модели синтезируется схема управления раскряжевочной установки (рис. 8.2, в).
Математическая модель автоматического управления электромагнитами золотников гидроцилиндров в общем виде будет

Тогда будем иметь

Схема управления электромагнитами золотников показана на рис. 8.2, г.