Hydrauliczne i Pneumatyczne Układy Automatyki
Laboratorium 3
Dział:
Elementy i układy elektropneumatyczne
Temat:
Złożone układy sterowania elektropneumatycznego
Cel:
Synteza techniczna elektropneumatycznych układów sterowania z jednym oraz dwoma
siłownikami pneumatycznymi
1 Wprowadzenie
Synteza techniczna elektropneumatycznych kombinacyjnych i sekwencyjnych układów sterowania
wymaga wiedzy z zakresu podstaw działania poszczególnych elementów wchodzących w skład
układu, sposobu oraz zakresu ich stosowania, umiejętności czytania schematów oraz zasad
postępowania podczas ich łączenia. Celem tego laboratorium jest utrwalenie wiedzy i umiejętności
związanych z syntezą techniczną elektropneumatycznych układów kombinacyjnych
i sekwencyjnych na przykładzie prostych sekwencji działania z wykorzystaniem dwóch siłowników
pneumatycznych.
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 2.1),
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. Dwa elektropneumatyczne zawory 5/2 bistabilne,
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. W zależności od stanowiska jeden lub dwa przekaźniki.
Każdy z elementów znajdujących się na stanowisku laboratoryjnym posiada swoje unikalne
oznaczenie. Jednym z najważniejszych elementów jest listwa z czterdziestoma zaciskami (rysunek
2.1) do której wstępnie podłączono krańcówki, zasilacz stabilizowany 24 V oraz cewki zaworów
elektropneumatycznych. Pozostałe elementy łączone będą po przeciwnej stronie listwy zaciskowej.
Roman Korzeniowski
Katedra Automatyzacji Procesów
1
Hydrauliczne i Pneumatyczne Układy Automatyki
Laboratorium 3
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.
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.
Rys. 2.1. Listwa zaciskowa wraz z połączonymi wstępnie elementami
3 Przebieg ćwiczenia
3.1 Układ sterowania z zaworem bistabilnym i mononstabilnym
Pierwsze zadanie polega na połączeniu układu pneumatycznego z dwoma siłownikami
pneumatycznymi. Pierwszy z nich sterowany jest z wykorzystaniem zaworu bistabilnego natomiast
do sterowania drugiego z nich wykorzystano zawór monostabilny. Schemat z rysunku 3.1 należy
uzupełnić o brakujące symbole graficzne wykorzystanych w układzie elementów takich jak: zawory
do nastawiania prędkości oraz krańcówki. Dodatkowo należy wypełnić pola z oznaczeniami
poszczególnych elementów. Na rysunku 3.3 przedstawiono trzy wersje schematów drabinkowych
realizujących ten sam cyklogram pracy. W zależności od dostępnych elementów wybrać właściwy
schemat i zgodnie z nim zrealizować układ sterowania na stanowisku. Po zmontowaniu układu
włączyć zasilanie i uruchomić, a następnie uzupełnić cyklogram pracy z rysunku 3.3. Określić
charakter pracy siłowników z zaworem bistabilnym i zaworem monostabilnym.
Roman Korzeniowski
Katedra Automatyzacji Procesów
2
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
K
B
R
B1
B
L
B2
B3
B4
2
4V
0
V
R
D
B
L
Zasilacz
L
Z-
0
x
_Y
1.
1
_Y
1.
2
_Y
2.
1
_Y
2.
2
_Y
3.
1
_Y
4.
1
Hydrauliczne i Pneumatyczne Układy Automatyki
Laboratorium 3
Rys. 3.1. Schemat układu elektropnematycznego. Dodatkowe oznaczenia, które należy nanieść na
schemat w przypadku zastosowania krańcówek w postaci czujników indukcyjnych 1)
lub przekaźników sterowanych mechanicznie 2)
Rys. 3.2. Schematy drabinkowe obwodu elektrycznego sterującego pracą dwóch siłowników z
wykorzystaniem: a) wyłącznie czujników indukcyjnych, b) krańcówek mechanicznych
i czujników indukcyjnych, c) wyłącznie krańcówek mechanicznych
Roman Korzeniowski
Katedra Automatyzacji Procesów
3
_A_
_V6
_V5
_Y_._
_V1
V0
Z1
_A_
_V8
_V7
_V3
_Y_._
_Y_._
_B_._
1)
2)
_B_._
START
_Y1.1
0V
+24V
2
3
_Y3.1
_Y1.2
1
+
_B1.2
START
0V
+24V
1
_Y1.1
0V
+24V
2
3
-
_Y3.1
+
_B3.2
4
5
-
_Y1.2
_B1.2
_B3.2
START
_Y1.1
0V
+24V
2
_Y3.1
1
0V
+24V
_B1.2
+
_B3.2
3
4
-
_Y1.2
+24V
0V
a)
b)
c)
Hydrauliczne i Pneumatyczne Układy Automatyki
Laboratorium 3
Rys. 3.3. Cyklogram pracy układu
3.2 Elektropneumatyczny kombinacyjny układ sterowania z zaworami bistabilnymi
Drugie zadanie polega na realizacji połączeń układu pneumatycznego z dwoma siłownikami
pneumatycznymi oraz kombinacyjnego układu sterowania z zaworami bistabilnymi. Schemat części
pneumatycznej układu przedstawia rysunek 3.4, który należy uzupełnić o brakujące symbole
graficzne wykorzystanych w układzie elementów takich jak: zawory do nastawiania prędkości oraz
krańcówki. Dodatkowo należy wypełnić pola z oznaczeniami poszczególnych elementów.
Rys. 3.4. Schemat układu elektropnematycznego. Dodatkowe oznaczenia, które należy nanieść na
schemat w przypadku zastosowania krańcówek w postaci czujników indukcyjnych 1)
lub przekaźników sterowanych mechanicznie 2)
Roman Korzeniowski
Katedra Automatyzacji Procesów
4
_A1
_V6
_V5
_Y_._
_V1
V0
Z1
_A2
_V8
_V7
_V2
_Y_._
_Y_._
_Y_._
_B_._
1)
2)
_B_._
0
1
2
3
A_
_B _._
A_
_B _._
_B_._
_B_._
Takt
Hydrauliczne i Pneumatyczne Układy Automatyki
Laboratorium 3
Na rysunku 3.5 przedstawiono trzy wersje schematów drabinkowych realizujących ten sam
cyklogram pracy. W zależności od dostępnych elementów wybrać właściwy schemat i zgodnie
z nim zrealizować układ sterowania na stanowisku. Po zmontowaniu układu włączyć zasilanie
i uruchomić, a następnie uzupełnić cyklogram pracy z rysunku 3.6.
Roman Korzeniowski
Katedra Automatyzacji Procesów
5
Rys. 3.5. Schematy drabinkowe obwodu elektrycznego sterującego pracą dwóch siłowników z
wykorzystaniem: a) wyłącznie czujników indukcyjnych, b) krańcówek mechanicznych
i czujników indukcyjnych, c) wyłącznie krańcówek mechanicznych
START
_Y1.1
0V
+24V
2
3
_Y2.1
_Y1.2
1
+
_B1.2
START
0V
+24V
1
_Y1.1
0V
+24V
2
3
-
_Y2.1
+
_B2.2
4
5
-
_Y1.2
_B1.2
_B2.2
START
_Y1.1
0V
+24V
2
_Y2.1
1
0V
+24V
_B1.2
+
_B2.2
3
4
-
_Y1.2
+24V
0V
+
_B1.1
6
7
-
_Y2.2
3
_Y2.2
_B1.1
2
_Y2.2
_B1.1
a)
b)
c)
Rys. 3.6. Cyklogram pracy
0
1
2
3
A_
_B _._
A_
_B _._
_B_._
_B_._
Takt
4
Hydrauliczne i Pneumatyczne Układy Automatyki
Laboratorium 3
3.3 Element pamięci
Realizacja dowolnego układu sekwencyjnego wymaga zastosowania elementu pamięci. Posługując
się przekaźnikiem, pamięć można zrealizować na dwa sposoby. Pierwszy z nich polega na takim
połączeniu przełączników załącz i wyłącz aby dominujące znaczenie posiadał ten pierwszy.
Schemat drabinkowy takiego układu przedstawia rysunek 3.7. Zrealizuj układ połączeń zgodnie
z rysunkiem 3.8. Po uruchomieniu sporządź cyklogram pracy tego układu.
Rys. 3.7. Schemat układu z pamięcią z dominującym sygnałem załączenia
Rys. 3.8. Schemat układu połączeń elektrycznych
Roman Korzeniowski
Katedra Automatyzacji Procesów
6
Zał
K1
0V
+24V
3
Wył
K1
K1
1
2
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
LZ
-0
x
2
4V
0V
B
R
B
L
Zasilacz
A
1
A
2
11
2
1
1
2
14
24
22
K
1
S
TA
R
T
S
TO
P
+
-
Hydrauliczne i Pneumatyczne Układy Automatyki
Laboratorium 3
Drugi ze sposobów realizacji pamięci z wykorzystaniem przekaźnika polega na takim połączeniu
przełączników załącz i wyłącz aby dominujące znaczenie posiadał ten drugi. Schemat drabinkowy
takiego układu przedstawia rysunek 3.9. Zrealizuj układ połączeń zgodnie z rysunkiem 3.10. Po
uruchomieniu sporządź cyklogram pracy tego układu. Stan pamięci sygnalizowany jest przez
żarówkę.
Rys. 3.9. Schemat układu z pamięcią z dominującym sygnałem wyłączenia
Rys. 3.10. Schemat układu połączeń elektrycznych
Roman Korzeniowski
Katedra Automatyzacji Procesów
7
Zał
K1
0V
+24V
3
Wył
K1
K1
1
2
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
LZ
-0
x
2
4V
0V
B
R
B
L
Zasilacz
A
1
A
2
11
21
12
14
24
22
K
1
S
T
A
R
T
S
TO
P
-
+
Hydrauliczne i Pneumatyczne Układy Automatyki
Laboratorium 3
3.4 Elektropneumatyczny sekwencyjny
układ sterowania z zaworami
bistabilnymi
Ostatnie zadanie polega na analizie
sekwencyjnego układu sterowania z zaworami
bistabilnymi. Schemat części pneumatycznej
układu jest taki sam jak na rysunku 3.4. Na
rysunku
3.11
przedstawiono schemat
drabinkowy układu sterowania. Przeanalizować
jego działanie i uzupełnić cyklogram pracy
z rysunku
3.12
uwzględniając przepływ
sygnałów sterujących [1]. Ostatni wiersz tabeli
z cyklogramem pracy układu, określa stan
elementu pamięci reprezentowany przez parę
syków 34 przekaźnika 1K. Wskazać które
wiersze schematu drabinkowego realizują
pamięć układu oraz jakie elementy wchodzą
w jego skład. Jaki typ pamięci wykorzystano do
budowy układu? Który z elementów załącza
pamięć a który ją wyłącza?
Roman Korzeniowski
Katedra Automatyzacji Procesów
8
START
0V
+24V
1
_Y1.1
0V
+24V
2
_Y2.1
_K12
_K
b
a
3
_B1.2
5
_Y2.2
_K34
6
_Y1.2
_B2.1
_B2.2
_B1.1
4
_K24
Rys. 3.11. Schemat drabinkowy obwodu
elektrycznego sterującego pracą dwóch
siłowników z wykorzystaniem
krańcówek mechanicznych
Hydrauliczne i Pneumatyczne Układy Automatyki
Laboratorium 3
Rys. 3.12: Cyklogram pracy: 1K34 - para styków 34 przekaźnika 1K;
1 - styki zwarte, 0 - styki rozwarte
Literatura
[1]
Szenajch W.: Napęd i sterowanie pneumatyczne, WNT, Warszawa 2005
Roman Korzeniowski
Katedra Automatyzacji Procesów
9
0
1
2
3
A_
_B _._
A_
_B _._
_B_._
_B_._
Takt
4
1K34
1
0
Document Outline