Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

HYDRAULICZNE I PNEUMATYCZNE

UKŁADY AUTOMATYKI

Sprawozdanie z laboratorium 4

Opracowali (gr. 13A)

Olchawski Tomasz

Orłowski Łukasz

Olsza Szymon

1. Wstęp teoretyczny.

Serwozawory charakteryzują się tym, że posiadają szerszy zakres

przenoszonych sygnałów w stosunku do zaworów proporcjonalnych (ok. 20-
krotnie). Zawory te znajdują zastosowanie głównie przy regulacji
szybkozmiennych procesów, zawory proporcjonalne zaś do wolnozmiennych

procesów.
Do najważniejszych parametrów zaworów należą: zakres ciśnień, zakres natężeń
przepływów, zakres sygnałów sterujących i ich rodzaj, temperatura pracy,
wymagania jakie musi spełnić czynnik roboczy.

2. Pneumatyczny ciśnieniowy zawór proporcjonalny ND4

Rys.1 Zdjęcie zaworu z instrukcji do laboratorium.

Rys.2 Symbol zawory z karty katalogowej.

Elementami tego zaworu są: korpus, sprężyna, elektromagnes i grzybek.

Sprzężenie zwrotne jest realizowane za pomocą czujnika piezorezystywnego. W
katalogu zostały umieszczone takie informacje jak: zakres ciśnień, zakres

natężeń przepływu, zakres sygnałów sterujących (wraz z ich typem) oraz

charakterystyki ciśnienia w zależności od sygnału.

3. Serworozdzielacz elektrohydrauliczny typu D660.

Rys.3 Zdjęcie serworozdzielacza z instrukcji do laboratorium.

Najważniejszymi elementami tego serworozdzielacza są: przetwornik

elektromechaniczny (silnik momentowy), sprężyna (utrzymuje położenie zerowe)

przetwornik przemieszczenia(jako element realizujący sprzężenie zwrotne), układ
elektroniczny sterujący zaworem i cewki.

W katalogu zostały umieszczone takie informacje o zakresie ciśnień, natężeniu

przepływu, temperaturze pracy, rodzaju przekrycia, sygnale sterującym i
wymaganiach dla czynnika roboczego.

4. Serworozdzielacz elektropneumatyczny typu MPYE-5-1/4-10

4.1 Budowa serworozdzialcza.

Rys.4 Symbol zaworu podany przez producenta.

Rys.5 Przekrój serworodzielacza z instrukcji do laboratorium.

Rys.6 Zdjęcie serworozdzielacza rozłożonego na części wykonane podczas
trwania laboratoriów.

Głównymi elementami tego serworozdzielacza są: 2 cewki, korpus, suwak oraz

sprężyna magnetyczna.

Położenie środkowe jest utrzymywane przez sprężynę magnetyczną. Na jednym
końcu suwaka znajduje się magnes a wewnątrz korpusu-ferromagnetyki. Gdy

suwak zostaje umieszczony w korpusie, magnes i ferromagnetyki współpracują
tworząc sprężynę magnetyczną.

Sprzężenie zwrotne jest realizowane za pomocą czujnika hallotronowego

umieszczonego pomiędzy dwiema cewkami. Prąd generowany przez ten czujnik
jest proporcjonalny do przemieszczenia suwaka.

W katalogu zostały zamieszczone takie informacje jak zakres ciśnień, zakres

natężeń przepływów, zakres sygnałów sterujących (oraz ich typ), wymagania
odnośnie czynnika roboczego oraz temperatura pracy.

4.2 Schemat stanowiska pomiarowego.

Rys.7 Schemat stanowiska pomiarowego. 1-zespół przygotowania sprężonego

powietrza, 2-serworozdzielacz, 3-przetworniki ciśnień, 4-karta pomiarowa, 5
komputer, p- sygnał ciśnieniowy, e-sygnał elektryczny.

Podczas pomiaru zakres napięcia sterującego wynosił 0-10V, czas pomiaru 40s a

ciśnienie zasilania wynosiło 5bar.

4.3 Charakterystyka napięcia i ciśnień w czasie.

Aby poprawić przejrzystość wykresu napięcie zostało podzielone przez 10.

Z wykresu odczytano punkt przecięcia się wykresów ciśnień i na tej podstawie

obliczono ciśnienie spoczynkowe, które wynosi p

sp

=3,4bar.

Przy pomiarze trwającym 40 sekund przestawienie suwaka zajęło ok. 2,49s.

Pionowe linie zostały wprowadzone w celu ułatwienia odczytania tego czasu.

Zmiana ciśnienia zaczęła zachodzić gdy napięcie sterujące osiągnęło 4,326V a

zakończyła się po osiągnięciu 6,259V (wartości te zostały odczytane z wykresu).

4.4 Ciśnienie p2 i p4 w funkcji sygnału sterującego.

Zielona linia została wykreślona dla 5V(50%sygnału sterującego). Odczytano, że

dla środka rombu napięcie wynosi 5,346V(średnia arytmetyczna wierzchołka

północnego i południowego rombu). Strefa martwa zatem wynosi 0.346V.

4.5 Charakterystyki różnicy ciśnień.

Łatwo można zobaczyć, że zmiana ciśnień jest płynna a zawór jest zaworem

symetrycznym (każde z ciśnień jest osiągane w taki sam sposób).

4.6 Wnioski:

-ciśnienie spoczynkowe tego zaworu wynosi ok. 3,4bar,

-zawór ten jest zaworem o przekryciu dodatnim(charakterystyczna krzywa
linia ciśnienia na wykresie z pkt. 4.3),

-martwa strefa wynosi 0.346V co należy uwzględnić projektując układ
automatyki, by działał on poprawnie,

-charakterystyka z pkt. 4.5 jest symetryczna-oznacza to, że zawór jest
symetryczny; płynność tej charakterystyki mówi o poprawnym działaniu

zaworu, wszelkie nieliniowości mogą świadczyć o uszkodzeniu zaworu,
dlatego też ta charakterystyka często jest nazywana charakterystyką
diagnostyczną.