Hydrauliczne i Pneumatyczne Układy Automatyki
Laboratorium 2
Dział:
Elementy i układy elektropneumatyczne
Temat:
Podstawowe układy sterowania elektropneumatycznego
Cel:
Synteza techniczna podstawowych układów sterowania elektropneumatycznego
1 Wprowadzenie
Synteza techniczna wymaga wiedzy dotyczącej podstaw działania poszczególnych elementów
wchodzących w skład układu, umiejętności czytania schematów oraz zasad postępowania podczas
ich łączenia. Celem tego laboratorium jest utrwalenie wiedzy i umiejętności związanych z syntezą
techniczną układów elektropneumatycznych.
2 Stanowisko laboratoryjne
W ramach laboratorium wykorzystywane będą następujące elementy niezbędne do realizacji
poszczególnych zadań:
1. Listwa zaciskowa LZ-0x, do której wstępnie podłączono krańcówki, zasilacz elektryczny
24V i cewki poszczególnych zaworów elektropneumatycznych (rysunek 3.1),
2. Zasilacz elektryczny 24 V,
3. Krańcówki elektryczne – w zależności od stanowiska mogą to być czujniki indukcyjne lub
przekaźniki sterowane mechanicznie przy pomocy rolki,
4. Jeden elektropneumatyczny zawór 5/2 bistabilny,
5. Jeden elektropneumatyczny zawór 5/2 monostabilny,
6. Dwa przyciski wyposażone każdy w styki normalnie otwarty (NO) i normalnie zamknięty
(NC),
7. Wskaźnik optyczny (żarówkę),
8. Jeden przekaźnik
Każdy z elementów znajdujących się na stanowisku laboratoryjnym posiada swoje unikalne
oznaczenie. Jednym z najważniejszych elementów jest listwa z czterdziestoma zaciskami (rysunek
3.1) do której wstępnie podłączono krańcówki, zasilacz stabilizowany 24 V oraz cewki zaworów
elektropneumatycznych. Pozostałe elementy łączone będą po przeciwnej stronie listwy zaciskowej.
U
W
A
G
A
Zaciski od x09 do x18 są zwarte ze sobą i podłączone do napięcia 24V zasilacza. Zaciski
od x19 do x28 są zwarte ze sobą i podłączone do masy zasilacza. Zwieranie zacisków
masy i napięcia 24 V może doprowadzić do uszkodzenia zasilacza.
Roman Korzeniowski
Katedra Automatyzacji Procesów
1
Hydrauliczne i Pneumatyczne Układy Automatyki
Laboratorium 2
U
W
A
G
A
Przed przystąpieniem do montażu należy się upewnić, że przewód zasilania jest
rozłączony. Montaż oraz zmiana połączeń elektrycznych dozwolona jest tylko i wyłącznie
po uprzednim upewnieniu się, że zasilacz elektryczny oraz źródło sprężonego powietrza
jest wyłączone.
3 Przebieg ćwiczenia
3.1 Elementarne obwody elektryczne
Określ zasadę działania układów elektrycznych wyposażonych w styki normalnie otwarte (NO)
i styki normalnie zwarte (NC) pokazane odpowiednio na rysunkach 3.2a i 3.2b. Sposób podłączenia
tych układów zaprezentowano kolejno na rysunkach 3.3 i 3.4.
a)
S1
Z1
+24V
0V
1
b)
S2
Z1
+24V
0V
1
Rys. 3.2.Obwód elektryczny ze stykiem: a) normalnie otwartym (NO), b) normalnie zwartym (NZ)
Roman Korzeniowski
Katedra Automatyzacji Procesów
2
Rys. 3.1. Listwa zaciskowa wraz z połączonymi wstępnie elementami
X
01
X
02
X
03
X
04
X
05
X
06
X
07
X
08
X
09
X
10
X
11
X
12
X
13
X
14
X
15
X
16
X
17
X
18
X
19
X
20
X
21
X
22
X
23
X
24
X
25
X
26
X
27
X
28
X
29
X
30
X
31
X
32
X
33
X
34
X
35
X
36
X
37
X
38
X
39
X
40
2
4V
0
V
B
R
B
K
B1
B
L
B2
B3
B4
2
4
V
0
V
R
D
B
L
Zasilacz
_Y
1.
1
_Y
1.
2
_Y
2.
1
_Y
2.
2
_Y
3.
1
_Y
4.
1
L
Z
-0
x
Hydrauliczne i Pneumatyczne Układy Automatyki
Laboratorium 2
Rys. 3.3. Sposób podłączenia układu elektrycznego dla obwodu z rysunku 3.2a
Rys. 3.4. Sposób podłączenia układu elektrycznego dla obwodu z rysunku 3.2b
Roman Korzeniowski
Katedra Automatyzacji Procesów
3
X
01
X
02
X
03
X
04
X
05
X
06
X
07
X
08
X
09
X
10
X
11
X
12
X
13
X
14
X
15
X
16
X
17
X
18
X
19
X
20
X
21
X
22
X
23
X
24
X
25
X
26
X
27
X
28
X
29
X
30
X
31
X
32
X
33
X
34
X
35
X
36
X
37
X
38
X
39
X
40
2
4V
0
V
2
4V
0V
R
D
B
L
Zasilacz
S
TA
R
T
LZ
-0
x
X
01
X
02
X
03
X
04
X
05
X
06
X
07
X
08
X
09
X
10
X
11
X
12
X
13
X
14
X
15
X
16
X
17
X
18
X
19
X
20
X
21
X
22
X
23
X
24
X
25
X
26
X
27
X
28
X
29
X
30
X
31
X
32
X
33
X
34
X
35
X
36
X
37
X
38
X
39
X
40
2
4V
0V
Zasilacz
LZ
-0
x
2
4V
0
V
R
D
B
L
S
TA
R
T
Hydrauliczne i Pneumatyczne Układy Automatyki
Laboratorium 2
3.2 Sterowanie układem
z elektropneumatycznym zaworem
monostabilnym
Połącz elementy pneumatyczne zgodnie ze
schematem pokazanym na rysunku 3.5. Układ
sterowania powinien realizować funkcję
wynikającą z właściwości obwodu
elektrycznego z rysunku 3.6. Uruchomienie
układu wymaga uprzedniego połączenia
elementów elektrycznych zgodnie ze
schematem pokazanym na rysunku 3.7.
Po uruchomieniu układu określ jego
właściwości. Sprawdź jak zachowuje się układ
pneumatyczny dla różnej długości sygnału
sterującego związanego z wciśnięciem
przycisku S1. Dla każdego z wariantów pracy
sporządź cyklogram pracy.
Rys. 3.7. Schemat układu połączeń elektrycznych
Roman Korzeniowski
Katedra Automatyzacji Procesów
4
Rys. 3.6. Obwód elektryczny
S1
+24V
0V
1
_Y3.1
Rys. 3.5. Schemat układu elektropneumatycznego
Z1
_Y3.1
_A1
_V3
V0
X
01
X
02
X
03
X
04
X
05
X
06
X
07
X
08
X
09
X
10
X
11
X
12
X
13
X
14
X
15
X
16
X
17
X
18
X
19
X
20
X
21
X
22
X
23
X
24
X
25
X
26
X
27
X
28
X
29
X
30
X
31
X
32
X
33
X
34
X
35
X
36
X
37
X
38
X
39
X
40
24
V
0V
2
4V
0V
R
D
B
L
Zasilacz
_Y
3.
1
S
TA
R
T
LZ
-0
x
Hydrauliczne i Pneumatyczne Układy Automatyki
Laboratorium 2
3.3 Sterowanie układem
z elektropneumatycznym zaworem
bistabilnym
Połącz elementy pneumatyczne zgodnie ze
schematem pokazanym na rysunku 3.8. Układ
sterowania powinien realizować funkcję
wynikającą z właściwości obwodu
elektrycznego z rysunku 3.9. Uruchomienie
układu wymaga uprzedniego połączenia
elementów elektrycznych zgodnie ze
schematem pokazanym na rysunku 3.10.
Po uruchomieniu układu określ jego
właściwości. Sprawdź jak zachowuje się układ
pneumatyczny po wciśnięciu przycisku S1, S2
oraz w sytuacji kiedy przyciski te są włączane
jednocześnie. Dodatkowo określ wpływ
długości działania sygnału sterującego na
zachowanie układu pneumatycznego. Dla
każdego z wariantów pracy sporządź
cyklogram pracy.
Rys. 3.10. Schemat układu połączeń elektrycznych
Roman Korzeniowski
Katedra Automatyzacji Procesów
5
Rys. 3.8. Schemat układu elektropneumatycznego
Rys. 3.9. Obwód elektryczny
X
01
X
02
X
03
X
04
X
05
X
06
X
07
X
08
X
09
X
10
X
11
X
12
X
13
X
14
X
15
X
16
X
17
X
18
X
19
X
20
X
21
X
22
X
23
X
24
X
25
X
26
X
27
X
28
X
29
X
30
X
31
X
32
X
33
X
34
X
35
X
36
X
37
X
38
X
39
X
40
24
V
0V
_Y
1.
1
_Y
1.
2
S
T
A
R
T
2
LZ
-0
2
S
TA
R
T
1
24
V
0V
R
D
B
L
Zasilacz
_Y1.2
+24V
0V
S1
_Y1.1
S2
1
2
A1
_S1.1 _S1.2
_V1
V0
Z1
_Y1.1
_Y1.2
Hydrauliczne i Pneumatyczne Układy Automatyki
Laboratorium 2
3.4 Przekaźnik jako wzmacniacz sygnału
elektrycznego
Kolejne zadanie wymaga przygotowania układu
pneumatycznego jak na rysunku 3.5. Następnie należy
przygotować połączenia elektryczne tak aby układ
realizował funkcję obwodu elektrycznego z rysunku
3.11.
Inny sposób wykorzystania przekaźnika elektrycznego
pokazano na rysunku 12. Do realizacji tego zadania
należy przygotować układ pneumatyczny jak na rysunku
3.8. W zależności od wyposażenia stanowiska wybrać i zrealizować obwód z łącznikiem drogowym
(rysunek 3.12a) lub czujnikiem indukcyjnym (rysunek 3.12b). Określ właściwości uruchomionych
układów oraz sporządź dla każdego z nich cyklogram pracy.
a)
+24V
0V
S1
_Y1.1
1
K1
_Y1.2
K1
2
3
_B1.2
b)
0V
+24V
S1
_Y1.1
+
_B1.2
-
1
2
3
K1
_Y1.2
K1
4
Rys. 3.12. Obwód elektryczny sterowania zaworem bistabilnym i przekaźnikiem: a) układ z
łącznikiem drogowym, b) układ z czujnikiem indukcyjnym
Sposób realizacji układu z rysunku 3.11 przedstawiono na rysunku 3.13.
Sposób realizacji układu z rysunku 3.12 przedstawiono na rysunku 3.14.
Roman Korzeniowski
Katedra Automatyzacji Procesów
6
Rys. 3.11: Obwód elektryczny sterowania
zaworem monostabilnym i przekaźnikiem
K1
_Y3.1
+24V
0V
S1
K1
1
2
Hydrauliczne i Pneumatyczne Układy Automatyki
Laboratorium 2
Rys. 3.13: Schemat połączeń elektrycznych dla układu z rysunku 3.11
Roman Korzeniowski
Katedra Automatyzacji Procesów
7
Rys. 3.14. Schemat połączeń elektrycznych dla układu z rysunku 3.12
X
01
X
02
X
03
X
04
X
05
X
06
X
07
X
08
X
09
X
10
X
11
X
12
X
13
X
14
X
15
X
16
X
17
X
18
X
19
X
20
X
21
X
22
X
23
X
24
X
25
X
26
X
27
X
28
X
29
X
30
X
31
X
32
X
33
X
34
X
35
X
36
X
37
X
38
X
39
X
40
24
V
0
V
B
R
B
K
_B1.1
B
L
_B1.2
_B2.1
_B2.2
2
4
V
0
V
R
D
B
L
Zasilacz
_Y
1.
1
_Y
1.
2
_Y
2.
1
_Y
2.
2
_Y
3.
1
_Y
4.
1
LZ
-0
x
A
1
A
2
11
21
12
14
2
4
2
2
K
1
S
TA
R
T
X
01
X
02
X
03
X
04
X
05
X
06
X
07
X
08
X
09
X
10
X
11
X
12
X
13
X
14
X
15
X
16
X
17
X
18
X
19
X
20
X
21
X
22
X
23
X
24
X
25
X
26
X
27
X
28
X
29
X
30
X
31
X
32
X
33
X
34
X
35
X
36
X
37
X
38
X
39
X
40
2
4V
0
V
B
R
B
K
_B1.1
B
L
_B1.2
_B2.1
_B2.2
2
4
V
0
V
R
D
B
L
Zasilacz
_Y
1.
1
_Y
1.
2
_Y
2.
1
_Y
2.
2
_Y
3.
1
_Y
4.
1
L
Z-
0
x
A
1
A
2
11
21
12
14
2
4
2
2
K
1
S
TA
R
T
Hydrauliczne i Pneumatyczne Układy Automatyki
Laboratorium 2
Literatura
1. Prede G., Scholz D.: Electropneumatics. Basic Level, FESTO Didactic
2. Szenajch W.: Napęd i Sterowanie Pneumatyczne, Warszawa, WNT 2003
Roman Korzeniowski
Katedra Automatyzacji Procesów
8
Document Outline