мать любые значения в заданном диапазоне давлений, принятом в вакуумных доильных системах (от 0 до 50 кПа).
Законы управления в аналоговых системах записываются в виде дифференциальных уравнений, и управляющие устройства являются устройствами непрерывного действия, например, регуляторы, одним из которых является исследованный выше вакуумно-весовой пневмопреобразователь.
Аналогово-дискретные комбинированные системы характеризуются реализацией дискретного и непрерывного законов управления.
Для машинного доения коров наибольший научный и практический интерес представляет синтез дискретных (циклических) и аналоговых систем управления и регулирования. Методы синтеза аналоговых регулирующих и управляющих устройств разработаны и изложены в теории систем автоматического регулирования.
Применение для синтеза дискретных систем управления классических методов связано с чрезвычайно трудоемкой процедурой описания условий работы дискретных устройств и поэтому менее желательно. В связи с тем, что вакуумные типовые узлы уже разработаны (см. рисунок 9.10), используем более простой метод стандартной организации циклических управляющих устройств. Вопросами теории синтеза пневматических систем промышленной пневмоавтоматики занимались Т.К. Берендс, А.А. Тагаевская, А.А.Таль, Т.К. Ефремова и С.А. Юдицкий и др. [109].
В качестве примера рассмотрим синтез вакуумной пневматической системы управления выпуском и впуском коров с преддоильной площадки в станки доильной установки.
Этот метод включает микропрограммную, позиционную и потенциально-импульсную структурные организации. Для решения этой задачи принимаем позиционную стандартную структурную организацию, как наиболее рациональную для данного случая.
Методика синтеза включает следующие основные этапы:
-
составление словесного описания технологического процесса с уче-
-
том пускового и циклического рабочего режимов;
– составление формализованного описания условий работы УУ на языке циклических процессов (ЯЦП) или с помощью ориентированного графа;
-
составление уравнений, описывающих блоки организационной струк-
-
туры;
-
составление схемы блоков управляющего устройства по полученным
-
уравнениям;
– составление элементной схемы УУ.
Объект автоматизации представлен на рисунке 9.11.
Он включает доильный станок 1 с выходной дверью 2, снабженной гофровым пневмоприводом Ц1 , входной дверью 3, выполненной в виде дуги с гофровым подъемником , и входную двухстворчатую дверь 4 автобусного типа с пневмокамерами К для впуска коров по одной с преддоильной площадки. Двери снабжены конечными выключателями ВК, подающими кратковременные сигналы x1, x2, x3 при прохождении животного. В системе
предусматриваются пневмокнопки Кн2, Кн3, Кн4, Кн5 (β1, β2, β3, β4,) для ручного впуска и выпуска коров с преддоильной площадки и из станка.
Перед началом цикла двери 2 и 4 закрыты, дуга опущена, при этом уровни сигналов будут следующие:z 1=0;z 2 =0;z 3=0;z 4=1;x 1=0;x 2=0;x 3=0;x 4=0; β 1 =0; β 2 =0; β 3 =0; β 4 =0; β 5=0.
Оператор поднимает дугу и, как на неавтоматизированных установках типа УДС-3, механически цепью фиксирует ее в верхнем положении, нажимает пневмокнопку Кн4 ( β 4 = 1). По этому сигналу ( z3 = 1; z4 = 0) пневмокамеры К1 и К2 приоткрывают входную дверь. Входит первая корова и при этом туловищем раздвигает створки полуоткрытой двери, которая нажимает на конечный выключатель ВК3 ( х3 = 1). Под действием этого сигнала ( z 3 = 0; z4 = 1) дверь закрывается ( х3 = 0). Корова переходит в доильный станок к кормушке 5. Оператор опускает входную дугу, фиксирует корову сзади и приступает к подготовке ее к доению. После подготовки коровы к доению оператор включает вакуум – нажимает кнопку Кн1 ( х4 = 0) м, надевает доильные стаканы на соски вымени коровы – подключает доильный аппаратманипулятор (на рисунке 9.11 не показан). C этого момента начинается автоматический цикл работы системы.
Открытие выходной двери ( z 1 = 1) осуществляется по сигналу управляющего устройства доильного аппарата-манипулятора ( x 4 = 1), который подается после выдаивания коровы одновременно на отключение доильных стаканов и выпуск коровы из станка. Дверь 2 приводом Ц приоткрывается вовнутрь, закрывая кормушку 5. Корова выходит из станка 1, нажимая туловищем на полуоткрытые створки двери 2. Конечный выключатель ВК1 сраба-
тывает, и под действием сигнала ( х1 = 1) закрывается выходная дверь станка ( z1 = 0), приподнимается входная дуга 3 ( z2 = 1), и открывается впускная дверь 4 ( z3 = 1; z4 = 0). С преддоильной площадки в станок 1 входит очередная корова, впускная дверь закрывается, как описано выше ( х3 = 1; z3 = 0; z4 = 1).
При прохождении в доильный станок 1 к кормушке 5 корова приподнимает дугу 3. Конечный выключатель ВК2 срабатывает ( х2 = 1), и под действием этого сигнала в подъемники Г1,2 поступает атмосферное давление ( z 2 = 0), дуга 3 опускается, фиксируя корову сзади. Оператор готовит очередную корову, подключает доильный аппарат-манипулятор, нажимает кнопку Кн1, и цикл повторяется.
Формализованное описание на ЯЦП последовательности технологических операций имеет следующий вид:
[ Q 5 ] ↑
′ ′
z 1 Z 2
G = A 0[ Q 3 ] ↓ A 1 [ Q 5 ] A 2
Z 3 ′ Z 4
[ Q 5 ] A 3 Q 7
Ориентированный граф условий работы управляющего устройства изображен на рисунке 9.12.
Уравнения блока условий (БУ):
Q1 = D τ ( x4 ) , Q3 = I0 τ ( x1 ), Q 6 = I 2 τ ( x 3) , Q 2 = ∨β 2, Q 4 = x 1 ∨ β 3.
Уравнения блока индикации операций (БИО):
τ τ Q5 = I1 ( x2 ), d1 = T ( β 1 ; I0 ( x1 )).
