Rozwiązanie sterujące automatycznym mechanizmem podawania na linii produkcyjnej oparte na relacji czasowej

I. Przegląd rozwiązania​
To rozwiązanie ma na celu zaprojektowanie stabilnego, efektywnego i ekonomicznego systemu sterowania elektrycznego dla mechanizmu automatycznego podawania w linii produkcyjnej. Jako jednostka startowa linii produkcyjnej, główne zadanie tego mechanizmu polega na automatycznym i uporządkowanym przesuwaniu elementów z magazynu do platformy materiałowej, utrzymywaniu ich tam przez określony czas, a następnie dostarczaniu je do kolejnego stanowiska pracy. Kluczową częścią rozwiązania jest wybór DC elektromagnetycznego relaja czasowego, który umożliwia precyzyjne opóźnienie kontrolowane na 2 sekundy elementów na platformie materiałowej, zapewniając dokładny rytm produkcji.

​II. Wybór i analiza kluczowych komponentów​

​Relaj czasowy (kluczowy komponent sterujący)​​

• Wybór: DC elektromagnetyczny relaj czasowy.
• Podstawa wyboru:
• ​Przystosowanie:​​ Mechanizm podawania w linii produkcyjnej charakteryzuje się wysoką powtarzalnością i częstym działaniem. Prosta konstrukcja, długotrwałość i wysoka liczba dopuszczalnych aktywacji DC elektromagnetycznego relaju idealnie spełniają te wymagania o wysokiej częstotliwości.
• ​Ekonomiczność:​​ W porównaniu do relajów typu silnik synchroniczny, jest bardziej ekonomiczny, co pomaga obniżyć całkowite koszty.
• ​Zgodność funkcjonalna:​​ Wymagane 2-sekundowe opóźnienie mieści się w typowym zakresie opóźnień (0,3–5,5 sekundy), a funkcja opóźnienia po wyłączeniu zasilania, która jest potrzebna w tym rozwiązaniu, jest specjalnością DC elektromagnetycznego typu.

​Zasada działania:​​ W tym rozwiązaniu wykorzystuje się jego cechę opóźnienia po wyłączeniu zasilania. Po ukończeniu działania cylindra popychającego (znika sygnał wyzwalający), cewka relaju czasowego traci zasilanie, a kontakty opóźnienia po wyłączeniu zasilania zaczynają liczyć czas. Po 2-sekundowym opóźnieniu kontakty działają, wysyłając sygnał umożliwiający rozpoczęcie kolejnego cyklu lub uruchomienie mechanizmu transportującego.

​Cylindr z przełącznikiem magnetycznym (detekcja pozycji i aktuator)​​

• ​Funkcja:​​ Dokładnie wykrywa pozycje tłoka w cylindrach popychających i zaciskających (granice rozciągnięcia i zwinięcia), dostarczając sygnały zwrotne do PLC lub obwodu sterującego, stanowiąc podstawę dla sekwencyjnego sterowania procesem.
• ​Kluczowe cechy:​​ Łatwa instalacja i regulacja, punkty detekcji ustawiane są poprzez przesuwanie i zaciskanie śrub; niebieski przewód podłączany jest do wspólnej zaciski, brązowy do zaciski sygnałowej, zgodnie ze standardami kablowania.

​Jednosprężynowy kierunkowy zawór (komponent sterowania kierunkiem)​​

• ​Funkcja:​​ Odbiera sygnały sterujące, aby zmienić kierunek strumienia sprężonego powietrza, kontrolując rozciąganie i zwijanie cylindrów popychających i zaciskających.
• ​Zasada działania:​​ Gdy cewka sprężynowa jest zasilana, napędza suwak do przełączenia, aktywując cylinder; gdy zasilanie jest wyłączone, sprężyna powraca do pierwotnej pozycji, powodując odwrócenie lub utrzymanie pozycji cylindera.

​Czujnik zbliżeniowy (komponent pomocniczy detekcji)​​

• ​Funkcja:​​ Może być używany do wykrycia, czy element znajduje się na platformie materiałowej, jako sygnał wyzwalający do rozpoczęcia liczenia czasu przez relaj czasowy lub jako sygnał weryfikacji bezpieczeństwa po ukończeniu liczenia czasu.

​III. Proces pracy i logika sterowania mechanizmem podawania​
Łącząc powyższe komponenty, automatyczny proces pracy mechanizmu podawania wygląda następująco:

1. ​Początkowy stan:​​ Magazyn jest wypełniony elementami; tłok cylindra popychającego jest zwinięty (na dnie magazynu), a tłok cylindra zaciskającego jest również zwinięty.
2. ​Wyzwolenie zaciskania:​​ System się uruchamia, a jednosprężynowy kierunkowy zawór aktywuje tłok cylindra zaciskającego, który rozciąga się, naciskając na warstwę pod spodem, aby zapobiec spadnięciu całego stosu.
3. ​Wykonanie pchnięcia:​​ Po potwierdzeniu zaciskania (wykrytym przez przełącznik magnetyczny), inny jednosprężynowy kierunkowy zawór aktywuje tłok cylindra popychającego, który rozciąga się, dokładnie pchając dolną warstwę elementów na platformę materiałową.
4. ​Powrót pchnięcia:​​ Gdy cylindrowy tłok osiągnie przednią graniczną pozycję (wykrytą przez przełącznik magnetyczny), zawór sprężynowy zostaje wyłączone, a tłok cylindra automatycznie się zwinie.
5. ​Rozpoczęcie opóźnienia:​​ Po pełnym zwinięciu cylindra popychającego (tylny przełącznik magnetyczny wykrywa sygnał), zniknięcie tego sygnału (wyłączenie zasilania) służy jako sygnał wejściowy dla relaja czasowego. Relaj czasowy rozpoczyna 2-sekundowe opóźnienie po wyłączeniu zasilania.
6. ​Uwolnienie i podawanie:​​ Podczas opóźnienia relaja czasowego, element pozostaje nieruchomy na platformie materiałowej, spełniając wymóg procesu 2-sekundowego czasu stabilizacji. Po zakończeniu opóźnienia, kontakty opóźnienia po wyłączeniu zasilania relaja działają.
• ​Opcja A (sterowanie sprzężone):​​ Ten sygnał jest używany do wyłączenia zasilania zaworu sprężynowego cylindra zaciskającego, powodując zwinięcie się tłoka i uwolnienie elementu.
• ​Opcja B (sekwencyjne sterowanie):​​ Ten sygnał może służyć jako warunek wyzwalający dla następnego działania (np. uruchomienie mechanizmu transportującego lub rozpoczęcie kolejnego cyklu podawania).
7. ​Ukończenie cyklu:​​ Po uwolnieniu cylindra zaciskającego, cały stos elementów opada o jedną pozycję pod wpływem grawitacji, z dolną warstwą elementów na miejscu. Mechanizm wraca do początkowego stanu, oczekując na kolejny sygnał startu, a cykl się powtarza.

​IV. Kluczowa rola relaja czasowego​
W obwodzie sterującym tego rozwiązania, relaj czasowy jest kluczowy do realizacji podstawowej funkcji:

• ​Realizacja funkcji:​​ Konkretnie odpowiada za spełnienie wymogu procesu "utrzymania elementu na platformie materiałowej przez 2 sekundy."
• ​Tryb działania:​​ Wykorzystuje tryb opóźnienia po wyłączeniu zasilania. Liczenie czasu rozpoczyna się, gdy cylindrowy tłok potwierdzi zwinięcie (zniknięcie sygnału) i kończy 2 sekundy później, wysyłając sygnał wyjściowy do sterowania kolejnymi działaniami.
• ​Zaleta:​​ Ta konstrukcja zapewnia, że opóźnienie rozpoczyna się dopiero po pomyślnym pchnięciu elementu i bezpiecznym zwinięciu się cylindra popychającego, co czyni logikę precyzyjną, bezpieczną i niezawodną.