Проблема совпадающих тактов и её решение
Практически в любой пневмосистеме с управлением по перемещению и несколькими пнвмоприводами возникает проблема «совпадающих тактов»: на двух и более шагах рабочего цикла комбинации входных сигналов могут совпадать, а результирующие действия должны быть разными.
Одним из способов ее решения является использование так называемых «тактовых цепочек», которые набираются из внешне одинаковых модулей по числу шагов в рабочем цикле.
Тактовая цепочка в сборе из четырёх модулей
Каждый шаг может состояться только в свою очередь, т.е. только после выполнения предыдущего. Это обеспечивается наличием в каждом модуле элемента памяти (триггера, реализованного на бистабильном 3/2-распределителе) и элемента «И» (3/2-распределитель с односторонним пневмоуправлением). Кроме них в модуле есть оптический индикатор и элемент «ИЛИ», через который происходит сброс памяти модуля от сигнала с последующего модуля или общего сигнала для всей цепочки.
Построение тактовой цепочки
Обычно цепочка набирается из модулей типа ТАА, но последним должен быть модуль ТАВ, у которого несколько иначе подключен элемент «ИЛИ» и иное исходное положение триггера. Иначе после сигнала общего сброса, например, после аварии, будет сброшена память со всех модулей, и цепочку нельзя будет запустить в работу. А так в исходном положении сигнал присутствует на выходе последнего модуля, что свидетельствует о завершении последнего шага цикла. И подача сигнала на вход последнего модуля приведет к появлению сигнала на выходе первого модуля – цепочка начнет работать.
Внешний виде и пневмосхема модулей тактовой цепочки TAA и TAB
Модуль TAC (без памяти) можно использовать тогда, когда не нужно сбрасывать сигнал предыдущего шага.
Входной сигнал на шине Yn включает индикатор и поступает на элемент «И». Когда из системы приходит сигнал обратной связи на вход X, на выходе «И» появляется сигнал Yn+1, включающий следующий шаг. Если сигнал Yn+1 поступает на следующий по порядку модуль TAA или TAB, шаг, предшествующий шагу модуля TAC, очищается.
Рассмотрим собранную тактовую цепочку в работе.
При подаче питания на тактовую цепочку будет «гореть» индикатор L4. Сигналы с кнопок S0, S2, S3 и S4 не будут эффективны.
И только нажатие на S1 приведет к выполнению первого шага, после которого будет «гореть» L1. Теперь эффективным будет только нажатие на S2 – «загорится» L2, остальные сигналы будут игнорироваться. Далее S3 включит L3 и т.д.
Кнопка S0 служит для возврата в исходное положение, в котором активен L4. Даже если кнопки S1… S4 заменить единственной, индикаторы будут «загораться» только в последовательности c L1 по L4 после каждого нажатия на эту кнопку.
Командоаппараты
Командоаппараты или пневматические контроллеры используются для тех же целей, что и тактовые цепочки.
Принцип тот же – выполняется только очередной шаг, несмотря на одновременное наличие сигналов и на других входах. Но имеются и некоторые различия.
Командоаппараты являются пневмомеханическими устройствами и выпускаются на определенное количество шагов. И если в рабочем цикле шагов больше, то нужно ставить второй командоаппарат. А если шагов меньше, то неиспользуемые шаги замыкаются друг на друга. В любом случае – дополнительные затраты. В примере на рисунке ниже показан командоаппарат на 12 шагов, из которых используется всего 4. Выход А4 не только выполняет работу, но также поступает на вход Х5, выход А5 замкнут на вход Х6 и т.д.
При подаче питания на командоаппарат, а также после нажатия на кнопку сброса (здесь S0) активен последний выход 12, и его сигнал можно включить в условие старта рабочего цикла – все как в тактовой цепочке. Но для активации выхода 1 нужно подать сигнала на вход 1, что гораздо удобнее.
В целом, благодаря наличию ручного режима работы и более наглядной индикации (сразу виден номер выполненного шага) командоаппарат более удобен в работе, чем тактовая цепочка. Сравнительный анализ представлен в таблице ниже.
| Устройство | Достоинства | Недостатки |
|---|---|---|
| Тактовая цепочка | Конфигурируется на любое число шагов | Большой габарит, выше затраты на монтаж |
| Командоаппарат | Более компактное, защищенное и эргономичное решение, проще и удобнее обслуживание | Фиксированное число шагов, дополнительные затраты, если шагов больше или меньше |
Сравнение тактовой цепочки, командоаппарата и ПЛК
Тактовая цепочка и командоаппарат по принципу работы напоминают ПЛК.
Но, во-первых, в них нет программы, и принципиальная схема с ними четко показывает, как работает система.
А во-вторых, в них один и тот же сигнальный элемент может быть подключен к нескольким входам, а два или более выходов активировать один и тот же исполнительный элемент. В ПЛК же все входы и выходы «закреплены» за конкретными устройствами: каждый датчик или кнопка подключены к «своему» входу, а каждая катушка или реле – к «своему» выходу.
