Podstawy automatyki

Laboratorium

Ćwiczenie 3D

Temat: Elektropneumatyczne układy sterowania

Grupa 2B

Tomasz Krawczyk

Michał Lipiński

Łukasz Majchrzak

Data wykonania ćwiczenia: 7.03.2011

Data oddania sprawozdania: 28.03.2011

2

1.

Wstęp teoretyczny:

Układy pneumatyczne są to układy, w których współpracują ze sobą

urządzenia elektryczne i pneumatyczne. W układach elektropneumatycznych
rolę urządzeń wykonawczych pełnią siłowniki pneumatyczne, natomiast
algorytm sterowania odbywa się z wykorzystaniem przekaźników lub
sterowników logicznych oraz elementów stykowych. Najczęściej stosowanymi
przekaźnikami są przekaźniki elektromagnetyczne neutralne. W tych
przekaźnikach zestyki są przełączane za pomocą elektromagnesu. Dzięki
zastosowaniu kombinacji różnych zestyków jest możliwe skonstruowanie
układu z samopodtrzymaniem. Również ważną rolę w tym układzie pełnią
zawory rozdzielające jako urządzenia pośredniczące między siłownikami, a
elektrycznymi układami sterującymi. W tych zaworach elementem sterującym
jest elektromagnes, dlatego są one nazywane zaworami
elektromagnetycznymi. Rozróżnia się zawory elektromagnetyczne sterowane
pośrednio i bezpośrednio. Są one montowane, ponieważ dzięki nim jest
możliwe przetwarzanie sygnałów elektrycznych z układów elektrycznych na
sterownie powietrzem w układach pneumatycznych, dzięki czemu możliwe jest
wykonywanie ruchów tłoczysk w siłownikach a poprzez to przekazywanie
energii kinetycznej niezbędnej do przemieszczania zasuw, zaworów,
przepustnic itp.

2.

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z elementarnymi

elektropneumatycznymi elementami sterowania takimi jak przekaźniki, zawory,
przetworniki oraz skonstruowanie podstawowych układów.

3.

Schematy stanowisk:

W pierwszym zadaniu celem było wysunięcie tłoczyska poprzez

przełączenie zestyku zwiernego. Po zwarciu zestyku sygnał został przesłany do
cewki, która sterowała elektromagnetycznym zaworem rozdzielającym typu
3/2. Cyfry oznaczające typ zaworu mówi o tym, że jest to zawór 3-drogowy, 2-
położeniowy. Następnym krokiem było skierowanie powietrza z zaworu
rozdzielającego poprzez zawór dławiąco-zwrotny do cylindra siłownika, dzięki
czemu tłoczysko siłownika jednostronnego działania wysunęło się. Po rozwarciu
zestyku tłoczysko wróciło do pozycji początkowej.

3

Rys. 1. Układ sterowania siłownikiem jednostronnego działania

W drugim zadaniu celem także było wysunięcie tłoczyska. Różnicą było

to, że po rozwarciu zestyku, oznaczonego na rysunku jako START, który
spowodował wysunięcie tłoczyska, pozostało ono w tej pozycji. Było to możliwe
dzięki zastosowaniu samopodtrzymania. Natomiast aby tłoczysko powróciło do
pozycji początkowej jest potrzebne zwarcie drugiego zestyku P2, który
powoduje rozwarcie zestyku P1, który podtrzymywał działanie
elektromagnetycznego zaworu rozdzielającego.

4

Rys. 2. Układ sterowania siłownikiem z zastosowaniem samopodtrzymania

W trzecim zadaniu celem było za pomocą dwóch cewek sterowanie

siłownikiem dwustronnego działania. Po zwarciu zestyku, oznaczonego jako
Start 1, sygnał poprzez cewkę Y1 był kierowany do elektromagnetycznego
zaworu. Następnie powietrze, które było dostarczane przez sprężarkę, było
kierowane przez zawór dławiąco-zwrotny do cylindra siłownika i powodowało
wysunięcie tłoczyska. W celu wsunięcia tłoczyska z powrotem do cylindra był
zwarty zestyk oznaczony jako Start 2, przez który sygnał został skierowany do
cewki Y2, a poprzez nią do elektromagnetycznego zaworu. Z tego zaworu
powietrze poprzez zawór dławiąco-zwrotny zostało podane do cylindra, dzieki
czemu tłoczysko wsunęło się.

5

Rys. 3. Układ elektropneumatyczny z dwoma pozycjami stabilny

4. Wnioski:

Układy elektropneumatyczne są stosowane w różnych gałęziach

przemysłu, w których rozwija się automatyzacja. Skonstruowane schematy
przedstawiają w prosty sposób działanie podstawowych elementów, takich jak
zestyki, przekaźniki cewki, które mogą się stać częścią większych układów
sterowania. Największą trudnością w tym ćwiczeniu okazało się poprawne
odczytanie schematów układów elektrycznych i na podstawie tych schematów
prawidłowe ich podłączenie. Dzięki zastosowaniu samopodtrzymania było
łatwiejsze sterowanie, ponieważ nie trzeba było trzymać przyciśniętego
przycisku, który zwierał zestyk inicjujący wysuniecie tłoczyska w siłowniku
jednostronnego działania. Wadą układu z samopodtrzymaniem była
konieczność zastosowania drugiego zestyku zwiernego, który po zwarciu
rozwierał zestyk podtrzymujący działanie elektromagnetycznego zaworu, a
poprzez to wysunięcie tłoczyska siłownika jednostronnego działania. Można tez
zauważyć, że dzięki zastosowaniu zaworów dławiąco-zwrotnych możliwe było
sterownie prędkością ruchu tłoczyska. Podstawową wadą przedstawionych
układów może być zwiększony koszt skonstruowania tych układów w
porównaniu z układami pneumatycznymi.