001 (4)

Układy regulacji i sterowania kl.4T 1

Lekcja 10

Temat: Elementy pneumatycznego układu sterowania

Napęd pneumatyczny jest realizowany za pomocą silników pneumatycznych o ruchu postępowo-zwrotnym (siłowników) lub wirujących. Rozróżnia się mechanizmy pneumatyczne: nadciśnieniowe i podciśnieniowe (próżniowe).

Mechanizmy pneumatyczne nadciśnieniowe są zasilane za pomocą sprężarki. W mechanizmach pneumatycznych podciśnieniowych siłę czynną na tłok w cylindrze roboczym wywiera z jednej strony ciśnienie atmosferyczne, podczas gdy z druga strona cylindra jest połączona z pompą próżniową. Schemat napędu pneumatycznego przedstawia rys.10.1

Rys.10.1 Schemat pneumatycznego napędu mechanizmu: 1 - sprężarka (pompa), 2 - przewód, 3 - urządzenie rozdzielcze, 4 - urządzenie regulujące, 5 - urządzenie kontrolujące, 6 - cylinder, 7 - tłok, 8 - sprężyna, 9 - tłoczysko, 10 - filtr odoliwiający, 11 - filtr powietrza dopływającego do pompy.

Sterowanie pneumatyczne to oddziaływanie w określony sposób na obiekt sterowania za pomocą sprężonego powietrza jako energetycznego nośnika informacji.

Pneumatyczne urządzenia sterujące, nazywane potocznie zaworami pneumatycznymi są stosowane w części wykonawczej oraz w tzw. części centralnej układów pneumatycznych. W części wykonawczej urządzenia te sterują, energią sprężonego powietrza kierowaną do pneumatycznych urządzeń napędowych. W części centralnej układów pneumatycznych urządzenia sterujące służą głównie do przetwarzania informacji w postaci sygnałów pneumatycznych. Pneumatyczne urządzenia związane z częścią centralną układów nazywa się potocznie elementami automatyki pneumatycznej.

Rozróżnia się elementy automatyki pneumatycznej analogowe — pracujące przy sygnale pneumatycznym ciągłym (analogowym) — oraz elementy dyskretne — pracujące przy sygnale pneumatycznym nieciągłym (dyskretnym). Największe zastosowanie znalazły pneumatyczne elementy dyskretne pracujące przy sygnale pneumatycznym binarnym. Jest to sygnał dyskretny, którego wielkość wyróżniająca (np. ciśnienie) może przyjmować jedynie dwie wartości umownie określone jako „0" i, „1". Rozróżnia się pneumatyczne elementy dyskretne:

—    średniociśnieniowe — sygnał o ciśnieniu wynoszącym 804100% ciśnienia zasilania, którego wartość jest stała i wynosi 0,14 MPa;

—    niskociśnieniowe — sygnał niższy od standardowego (rzędu kilku kPa):

—    wysokociśnieniowe — sygnał wyższy od standardowego (rzędu 0,24-0.8 MPa).

Klasyfikacja urządzeń pneumatycznych

Urządzenia pneumatyczne stosowane w układach sterowania i napędu pneumatycznego można podzielić na: urządzenia (elementy) części wykonawczej, urządzenia (elementy) części centralnej oraz urządzenia pomocnicze.

Klasyfikacji urządzeń pomocniczych można dokonać na podstawie cech konstrukcyjnych, przeznaczenia itd. Na ogół dzieli się je na trzy grupy.

Do grupy pierwszej zalicza się urządzenia, w których zachodzi tylko zmiana parametrów pneumatycznych. Podczas pracy tych urządzeń nie zachodzi przekształcenie energii potencjalnej powietrza w pracę mechaniczną i części mechaniczne nie wykonują żadnego ruchu.

Do grupy drugiej należą urządzenia, w których odbywa się ruch pewnych części mechanicznych i jednocześnie ulegają zmianie parametry powietrza. Głównym zadaniem urządzeń pneumatycznych tej grupy jest zmiana kierunku przepływu powietrza lub włączanie i wyłączanie przewodów układu pneumatycznego, albo celowa zmiana parametrów powietrza.

Do grupy trzeciej zalicza się urządzenia, w których odbywa się przekształcanie energii jednej postaci w inną w celu otrzymania energii sprężonego powietrza lub pracy mechanicznej. W urządzeniach tej grupy zachodzą jednocześnie zmiany parametrów pneumatycznych i mechanicznych.

Silniki pneumatyczne o ruchu obrotowym

Pneumatyczne układy napędowe są wykorzystywane do wprawiania w ruch mechanizmów i elementów maszyn. Elementami przetwarzającymi energię sprężonego powietrza na energię mechaniczną są silniki i siłowniki pneumatyczne. Silniki pneumatyczne można podzielić na:

—    silniki o ruchu obrotowym (wirnikowe).

—    silniki o ruchu wahadłowym (wahadłowce),

—    silniki krokowe.

Lekcja 10