Hydrauliczne i Pneumatyczne Układy Automatyki

Laboratorium 4

Dział:

Technika proporcjonalna i serwozaworowa

Temat:

Budowa i właściwości zaworów proporcjonalnych i serwozaworów

Cel:

Zapoznanie się z budową i parametrami technicznymi proporcjonalnego

elektropneumatycznego zaworu ciśnieniowego typu ND4 oraz wyznaczenie jego

charakterystyki ciśnieniowej

1 Wprowadzenie

Korzystając z materiałów pomocniczych [1] wskazać najważniejsze cechy decydujące

o podziale zaworów o działaniu proporcjonalnym na zawory proporcjonalne i serwozawory. Ustalić

ogólną strukturę pneumatycznego ciśnieniowego zaworu proporcjonalnego typy ND4 bazując na

zamieszczonym w materiałach pomocniczych ogólnym schemacie blokowym

elektropneumatycznego zaworu o działaniu proporcjonalnym.

Na podstawie [1] i [2] zebrać informacje o najważniejszych charakterystykach i parametrach

technicznych zaworu pneumatycznego typu ND4. Określić związek między tymi charakterystykami

i parametrami technicznymi a cechami konstrukcyjnymi zaworu.

2 Stanowisko laboratoryjne

Na podstawie rysunku 1 prezentującego szczegóły konstrukcyjne ciśnieniowego zaworu

proporcjonalnego wskazać jego najważniejsze elementy składowe. Opisać konstrukcję elementu

roboczego oraz korpusu zaworu. Jakiego typu przetwornik elektromechaniczny zastosowano w

konstrukcji zaworu? Odnaleźć w materiałach [1] charakterystyki tego typu przetwornika

elektromechanicznego.

Rys. 1. Fotografia prezentująca szczegóły konstrukcyjne zaworu proporcjonalnego typu ND4

1

Hydrauliczne i Pneumatyczne Układy Automatyki

Laboratorium 4

Odpowiedzieć na pytanie, w jaki sposób konstrukcja elementu roboczego decyduje o jego

położeniu po wyłączeniu zasilania. W jaki sposób konstruktorzy zaworu zrealizowali sprzężenie

zwrotne od ciśnienia? Odnaleźć w karcie katalogowej symbol graficzny zaworu.

3 Wyznaczanie charakterystyki statycznej elektropneumatycznego ciśnieniowego zaworu

proporcjonalnego typu ND4

3.1 Stanowisko pomiarowe

Montaż i uruchomienie stanowiska pomiarowego może być zrealizowane wyłącznie pod

nadzorem prowadzącego zajęcia.

Stanowisko pomiarowe zmontować tak jak na rysunku 2. Na jego podstawie narysować

schemat wykorzystując symbole elementów zgodne z normą ISO 1219-1. Schemat powinien

uwzględniać szczegóły układu zasilania w sprężone powietrze.

Podłączyć przewód z sygnałem wartości mierzonej do wejścia karty pomiarowo-sterującej.

Przewód z sygnałem sterującym elektropneumatycznego zaworu proporcjonalnego połączyć z

wyjściem karty pomiarowo-sterującej. Po sprawdzeniu poprawności połączeń elektrycznych

podłączyć przewody zasilania do zasilacza o napięciu 24V.

Rys. 2. Wygląd stanowiska pomiarowego: 1 - przetwornik ciśnienia do pomiaru ciśnienia

absolutnego; 2 – proporcjonalny zawór ciśnieniowy

2

1

2

Hydrauliczne i Pneumatyczne Układy Automatyki

Laboratorium 4

3.2 Pomiar

Przed przeprowadzeniem pomiaru ustalić warunki, jakie należy spełnić w przypadku

wyznaczania charakterystyk statycznych.

Sporządzić listę sygnałów pomiarowych ze szczególnym uwzględnieniem zakresów

pomiarowych poszczególnych przetworników.

Na komputerze pomiarowo-sterującym uruchomić program LabView a następnie wczytać

projekt o nazwie Pneumatyka3.vi. Ustalić kształt i parametry sygnału sterującego zgodnie z

wymaganiami narzuconymi przez prowadzącego. Załączyć zasilacz o napięciu 24V a następnie

ustalić ciśnienie w układzie zasilania w sprężone powietrze zgodnie z poleceniem prowadzącego

zajęcia.

Dane pomiarowe zarejestrować na komputerze pomiarowo-sterującym NI wykorzystując

program przygotowany w LabView (rysunek 3). Zidentyfikować poszczególne bloki funkcyjne

użyte w programie pomiarowym.

Rys. 3. Widok okna programu wykorzystywanego do rejestracji danych przygotowany w LabView

3

Hydrauliczne i Pneumatyczne Układy Automatyki

Laboratorium 4

Zarejestrowane dane pomiarowe opracować w celu otrzymania charakterystyki ciśnienia p

2

w funkcji sygnału sterującego zaworem.

Charakterystykę można opracować wykorzystując pakiet oprogramowania MATLAB-

Simulink, ewentualnie Excel lub Calc.

W sprawozdaniu zamieścić wnioski związane z otrzymanymi wynikami.

4 Wyznaczanie odpowiedzi zaworu na wymuszenie skokowe

4.1 Stanowisko pomiarowe

Do wyznaczania odpowiedzi zaworu proporcjonalnego na wymuszenie o charakterze

skokowym wykorzystuje się układ pomiarowy opisany już w punkcie 3.1.

4.2 Pomiar

Procedura pomiarowa wygląda tak samo jak ta opisana w punkcie 3.2. Przed

przeprowadzeniem pomiaru przygotować sygnał sterujący o przebiegu prostokątnym,

o częstotliwości i amplitudzie podanej przez prowadzącego.

Na podstawie czasowych przebiegów ciśnienia p

2

wyznaczyć stałe czasowe zaworu dla

zbocza rosnącego i malejącego sygnału sterującego.

Literatura

[1]

Korzeniowski R.: Technika proporcjonalna i serwozaworowa. Wprowadzenie do

problematyki. Opracowanie własne

[2]

Electro-Pneumatic Proportional Control Devices. Katalog Rexroth Bosch Group

4