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).