Устройство и принцип действия струйных элементов

Струйные модули собираются на элементах СТ-55, СТ-61, СТ-58, СТ-56 (рис. 1.2.) с использованием панели N 7, № 10 (рис. 1.3.).

 

Элементы устанавливаются в специальные гнезда, которым соответствуют разъемы. Питание к элементам подводится через штуцера Ш1и Ш2. Входные управляющие сигналы "0", "1" подаются от кнопок Р1, Р2, РЗ, Р4 при соединении их штуцеров с соответствующими разъемами элементов. Питание кнопок осуществляется от штуцеров Ш3 и Ш4, соединяемых с задатчиками лицевой панели.

Входные сигналы элементов фиксируются по положению поршневых индикаторов (блинкер СТ-196) при подключении их к разъемам элементов.

Элемент СТ-55 обозначен в системе как логический элемент "ИЛИ ‑ НЕ ИЛИ", его конструктивная и принципиальная схемы показаны соответственно на рис. 1.2, а, 1.2, б. Элемент представляет собой слабый струйный усилитель, имеющий канал питания 1, четыре управляющих входа 2, 3, 6, 7. прямой выход 5 и инверсный выход 4.

Элемент СТ-61 ‑ логический элемент "И - НЕ И", принципиальная схема которого показана на рис. 1.2, в, конструктивно отличается от СТ-55 расположением управляющих каналов, но имеет аналогичную внешнюю конструкцию, такое же количество управляющих и выходных каналов.

Элемент СТ-56 (рис. 1.2, г) – триггер, состоит из питающего канала 1, четырех управляющих каналов 2, 3, 6, 7. двух выходных каналов 4, 5. Имеет два устойчивых состояния: "1" – в канале 5, "0" – в канале 4 после подачи управляющих сигналов в каналы 2 или 3, либо "0" – в канале 5, "1" – в канале 4 после подачи управляющих сигналов в каналы 6 или 7.

Элемент СТ-58 (рис. 1.2, д) – струйный мощный усилитель, используемый в схемах управления маломощным приводом в качестве распределителя - коммутатора (1 – канал питания; 2, 3, 6, 7 – каналы управления; 4, 5 – каналы выходных сигналов).

Рассмотренные элементы входят в состав модулей, выполняющих логические и временно-импульсные операции в схемах управления (рис. 1.4, а, б, в, г).

Работа элементов построена на использовании принципов: первоначальной ориентации струи питания как выходного сигнала за счет взаимного расположения приемных выходных каналов 4, 5 и канала питания 1, благодаря чему реализуется эффект прилипания струи к стенке определенного канала (эффект Коанда); взаимодействия турбулентных струй, которое обеспечивает изменение направления струи питания под действием управляющих сигналов из каналов 2, 3, 6, 7.

 

Рис. 1.2. Конструктивная и принципиальная схемы струйных элементов (а, б – СТ-55, в – СТ-61, г – СТ-56, д – СТ-58)

 

 

Рис. 1.3. Внешний вид панелей № 7 и № 10

 

Работа элемента СТ-55 (рис. 1.2, а, б) начинается с подачи воздуха в канал питания 1. При отсутствии управляющих сигналов в каналах 2, 3, 6, 7 (соответственно P1 = 0, Р2 = 0, Р3 = 0, Р4 = 0) струя воздуха из канала 1 поступает в выходной канал 4 (Рвых2 = 1) за счет взаимного расположения приемного канала 4 и канала питания 1, благодаря чему струя питания "прилипает" к стенке канала 4. После подачи управляющих сигналов в каналы 2 или 3 благодаря взаимодействию струй воздуха струя питания перебрасывается в канал 5 (Рвых1 = 1), который условно считается прямым выходным каналом. При подаче управляющих сигналов в каналы 6 или 7 струя воздуха из канала 5, если следовать логической формуле элемента, должна возвращаться в канал 4. Оба выходных канала 4 и 5 могут использоваться в качестве рабочих.

Элемент СТ-55 является базовым в системе "Волга". На рис. 1.4, д приведена статическая характеристика элемента – зависимость Рвых/Рпит = f (Рвх/Рпит), которая носит релейный характер. Очевидно, что для обеспечения четкости переключения элемента необходимо соблюдать определенное соотношение между управляющими сигналами и давлением питания.

Кроме того при использовании всех управляющих каналов для обеспечения переключения воздушной струи рекомендуется соблюдать определенное соотношение между уровнями управляющих сигналов входов 2, 3 и 6, 7. Это наглядно видно из таблицы истинности состояний.

 

 

 

 

 

Рис. 1.4. Логические схемы и статические характеристики струйных элементов

 

В табл. 1.1 приняты следующие обозначения: Р1, Р2, РЗ, Р4 –входные управляющие сигналы (соответствующие каналам 2, 3, 6, 7); Рвых1, Рвых2 – выходные сигналы соответственно пятого и четвертого каналов. В графах 6, 7 приведены значения Рвых1, Рвых2, полученные при равенстве всех управляющих сигналов (Р1 = Р2 = Р3 = Р4), в графах 8, 9 – значения выходных сигналов при Р1, Р2 = 0.7 Р3, Р4. Из сравнения результатов граф 6, 7 и 8, 9 очевидно, что в первом случае имеют место неопределенные состояния элементов, характеризующиеся одинаковыми уровнями сигналов одновременно на прямом и инверсном выходах (Рвых1 = Рвых2), что является недопустимым. При соблюдении второго соотношения величины входных сигналов обеспечивается четкость переключения выходных каналов, поэтому рекомендуется поддерживать указанное соотношение входных сигналов.

В табл. 1.1 также приведены значения Рвых1, 2 для элемента СТ-61 "И - НЕ И" (графы 10, 11).

 

Таблица 1.1.

№ набора	P1	P2	P3	P4	Pвых1	Pвых2	Pвых1	Pвых2	Pвых1	Pвых2

 

Таблица 1.2.

Для составления логической формулы элемента по табл. 1.1 (графы 8, 9) воспользуемся картой Карно (табл. 1.2).

 

Табл. 1.2 отражает соответствующие определенным наборам входных переменных значения выходной функции Рвых1. Сбоку и сверху таблицы указана область истинности каждого входного параметра. Группируя " 1 " по два значения, получим, используя преобразование

де Моргана, следующее выражение:

(1.1)

Для выхода 4 () логическое выражение будет иметь следующий вид (его можно написать, группируя "0"):

(1.2)

Таким образом, логическая формула (1.1) СТ-55 более сложная по сравнению со стандартным логическим обозначением как элемента "ИЛИ - НЕ ИЛИ". Формула отражает его действительные возможности реализовывать функции "ИЛИ", "ИЛИ - НЕ" и "И". Развернутая логическая схема элемента показана на рис. 1.4, а.