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