Politechnika Białostocka

Wydział Mechaniczny

Instrukcja do zajęć laboratoryjnych

Temat

ćwiczenia

:

Realizacja pneumatycznych układów

sterowania z przekaźnikami czasowymi

Numer ćwiczenia: 7

Laboratorium z przedmiotu:

Napędy płynowe

Kod:

Opracował: mgr inż. Tomasz Huścio

mgr inż. Tomasz Kuźmierowski

Białystok 2004

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową i działaniem pneumatycznych układów

sterowania z przekaźnikami czasowymi

Zakres ćwiczenia:

1. Zapoznanie się z budową i zasadą działania poszczególnych elementów pneumatycznych

wykorzystywanych do budowy układów napędu i sterowania pneumatycznego będących

przedmiotem ćwiczenia.

2. Wykonanie połączeń i praktyczne sprawdzenie poprawności działania pneumatycznych

układów sterowania zamieszczonych w instrukcji.

3. Opracowanie schematów pneumatycznych układów sterowania dla podanych zadań.

4. Wykonanie połączeń i praktyczne sprawdzenie poprawności działania pneumatycznych

układów sterowania dla samodzielnie opracowanych schematów.

5. Sporządzenie sprawozdania z ćwiczenia.

6. Wykonanie sprawozdania z ćwiczenia.

Sprawozdanie powinno zawierać:

1.

Imiona, nazwiska, kierunek i rok studiów członków zespołu.

2. Temat

ćwiczenia.

3. Datę wykonania ćwiczenia.
4. Treść zadania.
5.

Schematy pneumatycznych układów sterowania dla podanych zadań kontrolnych.

6.

Opis działania + cyklogram pracy samodzielnie opracowanych schematów,

7.

Uwagi i spostrzeżenia.

Wymagania BHP pracy przy stanowiskach z tablicami montażowymi

Nie przekraczać wartości ciśnienia zasilającego

MPa

p

z

6

,

0

4

,

0

÷

=

.

Zabronione jest jakiekolwiek manipulowanie pokrętłem zaworu redukcyjnego

umiejscowionego w zespole przygotowania powietrza.

W przypadku samoczynnego odłączenia przewodu z gniazda dowolnego elementu układu

należy natychmiast odłączyć dopływ sprężonego powietrza do układu.

1. Wprowadzenie

W pneumatycznych układach sterujących występuje niekiedy potrzeba uzyskania

określonego opóźnienia czasowego zadziałania urządzenia, po podaniu sygnału wejściowego

wywołującego to działanie.

Opóźnienie czasowe może być zrealizowane przez układ złożony z monostabilnego

zaworu progowego (zawór rozdzielających trójdrogowy dwupołożeniowy sterowany

pneumatycznie strumieniem napełniającym, powrót pod działaniem sprężyny), zaworu

zwrotno-dławiącego i

pojemności pneumatycznej (komory). Zawory z wymienionych

elementów złożone w jedną całość nazywane są przekaźnikami czasowymi.

Układy formujące sygnały pneumatyczne, przedstawione na rysunku 1, są realizowane

przez zastosowanie elementarnych układów opóźniających, które są zbudowane z

następujących elementów:

a) monostabilnego zaworu rozdzielającego typu 3/2 normalnie zamkniętego lub normalnie

otwartego,

b) zaworu

zwrotno-dławiącego,

c) komory

(pojemności pneumatycznej).

W zależności od połączenia tych elementów można uzyskać:

•

przekaźniki czasowe z nastawnym czasem napełniania komory,

•

przekaźniki czasowe z nastawnym czasem opróżniania komory.

Rys. 1. Układy formowania sygnałów pneumatycznych

Opis układów formowania sygnałów pneumatycznych:

a) opóźnienie

∆t pojawienia się sygnału wyjściowego A od czasu pojawienia się sygnału

wejściowego Z,

b) opóźnienie

∆t zaniku sygnału wyjściowego A od czasu zaniku sygnału wejściowego Z,

c) opóźnienie

∆t

1

pojawienia się sygnału wyjściowego A od czasu pojawienia się sygnału

wejściowego Z oraz opóźnienie

∆t

2

zaniku sygnału A od czasu zaniku sygnału Z,

d) opóźnienie

∆t zaniku sygnału wyjściowego A od czasu pojawienia się sygnału

wejściowego Z,

e) opóźnienie

∆t pojawienia się sygnału wyjściowego A od czasu zaniku sygnału

wejściowego Z.

2. Układ sterowania z wykorzystaniem przekaźników czasowych

Rys. 2. Układ sterowania zależnego od czasu dla ruchu

powrotnego tłoczyska siłownika dwustronnego
działania

cyklogram pracy

Przedstawiony na rysunku 2 schemat układu zbudowany
jest z: 1.0 – siłownika jednostronnego działania; 1.1 –
bistabilnego zaworu głównego (zawór rozdzielający
pięciodrogowy dwupołożeniowy sterowany obustronnie
pneumatycznie strumieniem napełniającym); 1.2 –
zaworu rozdzielającego trójdrogowego
dwupołożeniowego ze sprężyną, sterowanego ręcznie
przyciskiem; 1.3 – wyłącznika drogowego (zawór
rozdzielający trójdrogowy dwupołożeniowy sterowany
mechanicznie dźwignią z rolką, normalnie zamknięty);
1.5 – przekaźnika czasowego.
Krótkotrwałe wciśnięcie przycisku zaworu
rozdzielającego (1.2) powoduje przesterowanie zaworu
głównego (1.1) i przepływ powietrza z bloku zasilania
(0.1) do komory siłownika (1.0). Wzrost ciśnienia
w komorze siłownika powoduje wysuw tłoczyska
siłownika Po osiągnięciu przez tłoczysko siłownika
krańcowego położenia kontrolowanego przez wyłącznik
drogowy (1.3) następuje przepływ powietrza do
pojemności pneumatycznej przekaźnika czasowego (1.5).

Po określonym czasie

∆t napełnienia pojemności pneumatycznej, nastawianym pokrętłem zaworu dławiącego

przekaźnika czasowego (1.5), następuje przesterowanie zaworu w przekaźniku czasowym, a w konsekwencji

przesterowanie głównego zaworu rozdzielającego (1.1) i ruch powrotny tłoczyska siłownika (1.0).

Rys. 3. Układ sterowania zależnego od czasu dla obu

kierunków ruchu tłoczyska siłownika
dwustronnego działania

Przedstawiony na rysunku 3 schemat układu zbudowany
jest z: 1.0 – siłownika jednostronnego działania; 1.1 –
bistabilnego zaworu głównego (zawór rozdzielający
pięciodrogowy dwupołożeniowy sterowany obustronnie
pneumatycznie strumieniem napełniającym); 1.2, 1.3 –
przekaźników czasowych; 1.01 – zaworu rozdzielającego
trójdrogowego dwupołożeniowego z obustronnym
sterowaniem siłą mięśni.

Krótkotrwałe wciśnięcie przycisku zaworu
rozdzielającego (1.01) powoduje na przemian wysuw
i powrót tłoczyska siłownika (1.0). Czas wykonania
pełnego cyklu (wysunięcie i wsunięcie tłoczyska) zależy
od nastawy przekaźników czasowych: (1.2) – opóźnienie
wysunięcia tłoczyska, 1.3 - opóźnienie wsunięcia
tłoczyska. Automatyczny ruch oscylacyjny tłoczyska
siłownika (1.0) odbywa się w zależności od czasu, bez
kontroli położeń krańcowych.

3. Zadania do wykonania

Zad.1. Opracować układ sterowania realizujący zatrzymanie tłoczyska siłownika

dwustronnego działania w skrajnym położeniu przez określony czas. Narysuj

schemat układu, oznacz wszystkie elementy. Narysuj cyklogram pracy układu

sterowania.

Zad.2. Jednoczesne wciśnięcie przycisków zaworów 1.2 i 1.4 powoduje szybki wysuw

trzpienia tłoka siłownika dwustronnego działania. Po określonym czasie trzpień

automatycznie powoli powraca do pozycji wyjściowej. Narysuj schemat układu,

oznacz wszystkie elementy. Narysuj cyklogram pracy układu sterowania.

Zad.3. Narysuj schemat układu realizującego ruch tłoczyska siłownika dwustronnego

działania według cyklogramu z rysunku 4.

Rys. 4. Cyklogram pracy.

1.2 – zawór rozdzielający trójdrogowy dwupołożeniowy ze sprężyną, sterowany ręcznie przyciskiem;

1.3 – wyłącznik drogowy (zawór rozdzielający trójdrogowy dwupołożeniowy sterowany mechanicznie

dźwignią z rolką, normalnie zamknięty).