На первом этапе лаборатория была укомплектована универсальными стендами пневмоавтоматики, которые были спроектированы сотрудниками кафедры. Стенды были изготовлены на «Опытном заводе МЭИ».
Главная задача, которая стояла перед коллективом лаборатории в этот период - создание системы логических элементов, на базе которых можно было бы разрабатывать логико-вычислительные пневматические комплексы, системы управления пневмоприводом, которые мотли бы функционировать в тяжелых условиях ( радиация. электромагнитные излучения, высокая температура).
Физические основы работы струйных элементов – аэродинамические эффекты, что позволило в логико-вычислительных пневматических комплексах обойтись без механически подвижных частей.
Для углубленного изучения структуры турбулентных затопленных струй были созданы две оригинальные экспериментальные установки. Одна из них предназначена была для изучения на макромодели структуры и построения полей осредненных скоростей турбулентной затопленной струи, распространяющейся в ограниченном пространстве. Вторая установка предназначалась для определения плоского вектора скорости турбулентного потока в реальной проточной части элемента. С этой целью была создана установка, включающая в себя оптический до́плеровский измери́тель ско́рости.
На основе полученных экспериментальных результатов были подготовлены и защищены несколько кандидатских диссертаций.
Результатом работы лаборатории в этом направлении было создание комплексной системы струйных логических элементов «Спектр».
Все элементы «Спектр» были унифицированы по габаритным и посадочным размерам, что позволило использовать стопочный монтаж, благодаря которому логико-вычислительные и управляющие блоки получались малогабаритными и компактными. В проекте, выполненном для Жуковского, многоразрядный счетчик для определения числа оборотов авиадвигателя удалось поместить в объем 200 мл.
Элементы «Спектр» использовались для систем безопасности реакторов, управления робототехническими системами на полигоне безлюдного производства (ИАЭ им. И.В. Курчатова), автономного робота для контроля состояния внешней стенки корпуса реактора.
Логико-вычислительные и управляющие блоки сопрягались с исполнительными и регулирующими подсистемами, в качестве которых, учитывая тяжелые условия работы использовались мембранные элементы «УСЭППА» и вихревые камеры.
В этот же период большое внимание в лаборатории уделялось информационной подсистеме для которой были разработаны различного типа датчики, сигнализаторы, измерительные устройства. В частности, был разработан струйный расходомер на базе элементов «Спектр», обеспечивающий точность – 0,5 %.
Отдельно следует отметить разработку испытание и монтаж натурной установки для поддержания уровня «левитации», которая обеспечивала постоянство расхода активной жидкости при истечении из замкнутого резервуара. Погрешность расхода не должна была превышать 1%.
Установка была смонтирована на базе Новосибирского химического комбината.
На фотографии представлен струйный элемент памяти (триггер) системы «Спектр» с встроенной логикой на входах, реализующей операцию логическое умножение (и-не и).
![]()
На втором этапе развития лаборатории была произведена замена устаревших стендов на оборудование фирмы «ФЕСТО».
Благодаря новым современным возможностям сфера научных интересов сместилась в область пневмоприводов, их динамики, энергетических характеристик. С того времени на кафедре проводится теоретическая и практическая подготовка студентов в области изучения конструкций, принципов действия и характеристик пропорциональных и сервоэлементов пневматических систем и приводов, применяемых в мехатронных системах управления, изучение возможности применения законов течения газа для описания вышеуказанных приводов и систем и формирования у них знаний и умений анализа пневматических схем с применением названной аппаратуры.
В настоящий момент лаборатория доукомплектована новейшими стендами фирмы «KAMOZZI».
Стенды предназначены для обучения основам пневматической и электрической схемотехники, релейной логики, программирования контроллеров, мехатроники.
Центральная панель – это набор пневматических, электропневматических и измерительных устройств, позволяющих организовать согласованную работу до четырех приводов в заданной последовательности. Левая панель – источник сжатого воздуха, средства запуска приводов и останова, управления давлением и блокировки аварийных режимов, управление от ПЛК и реле, электрические кнопки задействования приводов. Центральная панель – профильная плита с Т-образными пазами. В любое место панели можно установить элемент на пластиковом креплении.
Лабораторные работы разделены тематически на следующие группы:
- Изучение основных способов управления пневматическими приводами по скорости и положению.
- Реализация логических функций при управлении пневматическими приводами.
- Исследование пневмоприводов, управляемых по времени.
- Исследование пневмоприводов, управляемых по давлению.
- Исследование пневмоприводов, управляемых с помощью пневматических генераторов импульсов.
- Синхронизация работы нескольких пневмоприводов с помощью датчиков с пневматическими и электрическими выходными сигналами.
- Релейно-контактные системы управления электропневматическими приводами.
- Реализация циклового движения пневмоприводов с помощью ПЛК.
- Использование таймеров и счетчиков в программах управления пневмоприводами с помощью ПЛК.
- Синхронизация работы нескольких пневмоприводов с помощью ПЛК
- Работа с прерываниями в программах управления пневмоприводами с помощью ПЛК.
- Работа с подпрограммами при управлении пневмоприводами с помощью ПЛК.
Положение о научно- исследовательской лаборатории "Гидравлических машин и средств автоматики" кафедры гидромеханики и гидравлических машин (НИЛ "ГМСА"):
Положение_о_НИЛ_ГМСА.pdf