IMI
:
Baran A
ukasz ROK: GRUPA:
AGH - WIMIR
Baran Michał III C 17
Buda Piotr
TEMAT:
DATA:
23.10.2009
ĆWICZENIE:
Układy sterowania siłownikiem jednostronnego
1 OCENA:
działania
Cel ćwiczenia: Opanowanie umiejętności syntezy układów pneumatycznych
z wykorzystaniem metod intuicyjnych
1. Elementy wykorzystane w ćwiczeniu
a) siłownik jednostronnego działania,
b) zawór rozdzielający 3/2 sterowany mechanicznie za pomocą przycisku,
c) zawór rozdzielający 3/2 sterowany ciśnieniem narastającym,
d) zawór dławiąco-zwrotny,
e) zawór szybkiego spustu,
f) zawór dławiący,
2. Układy sterowania bezpośredniego
Zrealizować układ sterowania siłownikiem jednostronnego działania wykorzystując w charakterze elementu
sterującego zawór 3/2 sterowany przyciskiem (Rys. 1.1a).
3. Układy sterowania pośredniego
Zrealizować układ sterowania siłownikiem jednostronnego działania wykorzystując w charakterze elementów
sterujących dwa zawory: zawór rozdzielający 3/2 sterowany przyciskiem, zawór rozdzielający 3/2 sterowany ciśnieniem
(Rys.1.1b)
a) b)
Rys. 1.1. Sposoby sterowania kierunkiem ruchu siłownika jednostronnego działania
4. Nastawianie prędkości siłownika jednostronnego działania
a) zapewnić możliwość nastawiania prędkości wysuwu siłownika jednostronnego działania wykorzystując
zawór dławiąco-zwrotny (Rys. 1.2a),
b) zapewnić możliwość nastawiania prędkości powrotu siłownika jednostronnego działania wykorzystując
zawór dławiąco-zwrotny (Rys. 1.2b),
c) zapewnić możliwość nastawiania prędkości siłownika jednostronnego działania w obydwu kierunkach
(Rys. 1.2c i Rys. 1.3a),
d) zapewnić możliwość szybkiego powrotu siłownika jednostronnego działania wykorzystując zawór
szybkiego spustu (Rys. 1.3b),
a) b) c)
Rys. 1.2. Sposoby sterowania prędkością siłownika jednostronnego działania
a) b)
Rys. 1.3 Sposoby sterowania prędkością siłownika jednostronnego działania
5. Wnioski
·ð Cechy siÅ‚owników jednostronnego dziaÅ‚ania:
a) sposób przemieszczenia tłoka: sposób w jaki następuje wsuw i wysuw tłoka (wzdłużny lub kątowy),
b) skok roboczy tłoka: mówi o jaką długość może nastąpić przesunięcie tłoka,
c) sposób powrotu tłoka: mówi w jaki sposób następuje powrót tłoka po odłączeniu czynnika roboczego
·ð Krótki opis zasady dziaÅ‚ania oraz zakres stosowania ukÅ‚adów ze sterowaniem bezpoÅ›rednim i
pośrednim:
W układach pneumatycznych sterowanie bezpośrednie jest uzyskiwane poprzez zastosowanie
rozdzielaczy sterowanych ręcznie, którymi można zmieniać ciśnienie doprowadzane do elementów
ruchomych (siłowniki). Stosuje się je przy małych siłownikach, które znajdują się w nie dużej
odległości od elementów sterowania.
Sterowanie pośrednie jest realizowanie poprzez zastosowanie zaworów sterowanych ręcznie,
którymi zmieniamy ciśnienie doprowadzane do elementów pośrednich (rozdzielaczy sterowanych
spadkiem lub wzrostem ciśnienia). Wykorzystuje się je przy sterowaniu dużymi siłownikami na dużych
odległościach.
·ð Krótki opis zasady dziaÅ‚ania i wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci ukÅ‚adów nastawiania prÄ™dkoÅ›ci dla siÅ‚owników
jednostronnego działania z rysunków 1.2 i 1.3.
1.2 a) Podanie sygnału sterującego na rozdzielacz (wciśnięcie i przytrzymanie przycisku) spowoduje
wysuw tłoka siłownia. Będzie on spowolniony w zależności od stopnia dławienia zaworu dławiąco-
zwrotnego. Po puszczenia przycisku następuje przesterowanie rozdzielacza do początkowej pozycji
(dzięki napięciu sprężyny). Tłok siłownika zaczyna się wsuwać poprzez zastosowanie sprężyny., a
powietrze znajdujące się w nim przechodzi przez zawór zwrotny, a następnie do atmosfery.
1.2b) Układ działa podobnie jak 1.2a, z tą różnicą, że dławienie czynnika roboczego następuje przy
odprowadzaniu go z siłownika podczas jego wsuwu.
1.2c) W tym układzie następuje dławienie czynnika roboczego, zarówno podczas doprowadzania
powietrza do siłownika jak i jego odprowadzania.
1.3b) W tym układzie zastosowano zawór szybkiego spustu, który ma za zadanie szybkie
odprowadzenie czynnika roboczego do atmosfery. Następuje ono podczas wsuwu tłoka.
IMI
:
Baran A
ukasz ROK: GRUPA:
AGH - WIMIR
Baran Michał III C 17
Buda Piotr
TEMAT:
DATA:
ĆWICZENIE:
23.10.2009
Układy sterowania siłownikiem dwustronnego
działania
2 OCENA:
Cel ćwiczenia: Opanowanie umiejętności syntezy układów pneumatycznych
z wykorzystaniem metod intuicyjnych
1. Elementy wykorzystywane w ćwiczeniu:
·ð siÅ‚ownik dwustronnego dziaÅ‚ania,
·ð zawór rozdzielajÄ…cy 4/2 sterowany mechanicznie za pomoc przycisku,
·ð zawór rozdzielajÄ…cy 5/2 obustronnie sterowany ciÅ›nieniem narastajÄ…cym,
·ð zawór rozdzielajÄ…cy 5/2 sterowany ciÅ›nieniem narastajÄ…cym ze sprężynÄ… powrotnÄ…,
·ð zawory rozdzielajÄ…ce 3/2 sterowane mechanicznie,
·ð zawór szybkiego spustu,
·ð zawór dÅ‚awiÄ…co  zwrotny,
2. Układy sterowania bezpośredniego
Układy sterowania siłownikiem dwustronnego działania wykorzystujące w charakterze elementów
sterujÄ…cych:
 dwa zawory rozdzielajÄ…ce 3/2 sterowane przyciskiem (rys. 2.1 a),
 zawór rozdzielający 4/2 sterowany przyciskiem (rys. 2.1 b).
a) b)
rys. 2.1. Układy sterowania bezpośredniego
3. Układy sterowania pośredniego
Układy sterowania siłownikiem dwustronnego działania wykorzystujące w charakterze elementów
sterujÄ…cych:
 zawór rozdzielający 5/2 sterowany pneumatycznie ze sprężyną powrotną oraz zawór 3/2 sterowany
przyciskiem (rys. 2.2 a),
 zawór rozdzielający 5/2 sterowany pneumatycznie oraz dwa zawory 3/2 sterowane
przyciskiem (rys. 2.2 b).
a) b)
rys. 2.2. Układy sterowania pośredniego
4. Nastawianie prędkości siłownika dwustronnego działania
Układy sterowania siłownikiem dwustronnego działania z wykorzystaniem zaworów
dławiąco-zwrotnych :
 nastawianie prędkości z dławieniem na wlocie do komór siłownika (rys. 2.3 a),
 nastawianie prędkości z dławieniem na wylocie z komór siłownika (rys. 2.3 b),
 wysuw siłownika z ograniczoną prędkością i bardzo szybki powrót do położenia
wyjściowego (rys. 2.3 c).
a) b)
 Rys. 2.3 Nastawianie prędkości siłownika dwustronnego działania
c)
Rys. 2.3 Nastawianie prędkości siłownika dwustronnego działania c.d.
5. Wnioski
·ð Cechy siÅ‚owników jednostronnego dziaÅ‚ania:
d) sposób przemieszczenia tłoka: sposób w jaki następuje wsuw i wysuw tłoka (wzdłużny lub kątowy),
e) skok roboczy tłoka: mówi o jaką długość może nastąpić przesunięcie tłoka,
f) sposób powrotu tłoka: mówi w jaki sposób następuje powrót tłoka po odłączeniu czynnika roboczego
·ð Krótki opis zasady dziaÅ‚ania oraz zakres stosowania ukÅ‚adów ze sterowaniem bezpoÅ›rednim i
pośrednim:
W układach pneumatycznych sterowanie bezpośrednie jest uzyskiwane poprzez zastosowanie
rozdzielaczy sterowanych ręcznie, którymi można zmieniać ciśnienie doprowadzane do elementów
ruchomych (siłowniki). Stosuje się je przy małych siłownikach, które znajdują się w nie dużej
odległości od elementów sterowania.
Sterowanie pośrednie jest realizowanie poprzez zastosowanie zaworów sterowanych ręcznie,
którymi zmieniamy ciśnienie doprowadzane do elementów pośrednich (rozdzielaczy sterowanych
spadkiem lub wzrostem ciśnienia). Wykorzystuje się je przy sterowaniu dużymi siłownikami na dużych
odległościach.
·ð Krótki opis zasady dziaÅ‚ania i wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci ukÅ‚adów nastawiania prÄ™dkoÅ›ci dla siÅ‚owników
dwustronnego działania z rysunków 2.3
2.3a) Wciskając przyciski powodujemy doprowadzanie ciśnienia do rozdzielacza sterowanego ciśnieniem
narastającym, który steruje wsuwem i wysuwem tłoka. Dławienie czynnika roboczego następuje podczas
doprowadzania powietrza do komór siłownika, a podczas odprowadzania przepływ następuje przez zawór
zwrotny.
2.3b) Układ jest zbudowany tak samo jak w 2.3a) z tą różnicą, że dławienie czynnika roboczego następuje
podczas oprowadzania powietrza, natomiast doprowadzanie go następuje poprzez zawory zwrotne.
2.3c) W tym układzie regulowana jest prędkość wysuwu siłownika, a wsuw jest bardzo szybki. Założenia
te są realizowane przy zastosowaniu zaworów: dławiąco-zwrotnego i szybkiego spustu. Wciskając
przyciski powodujemy doprowadzanie ciśnienia do rozdzielacza sterowanego ciśnieniem narastającym. Gdy
rozdzielacz jest przesterowany na wysuw tłoka, to czynnik roboczy jest dławiony podczas doprowadzania go do
siłownika. Podczas wsuwu, powietrze jest doprowadzane do drugiej komory siłownika, natomiast z pierwszej
jest odprowadzane do atmosfery przez zawór szybkiego spustu.
IMI
:
Baran A
ukasz ROK: GRUPA:
AGH - WIMIR
Baran Michał III C 17
Buda Piotr
TEMAT:
DATA:
ĆWICZENIE:
05.11.2009
Realizacja układów sterowania pneumatycznego w
3 OCENA:
oparciu o cyklogram pracy
Cel ćwiczenia: Celem ćwiczenia jest opanowanie umiejętności realizacji układów
sterowania pneumatycznego na podstawie uproszczonych wykresów
czasowych (cyklogramów pracy) dla jednego i dwóch siłowników.
6. Elementy wykorzystywane w ćwiczeniu
·ð siÅ‚ownik dwustronnego dziaÅ‚ania,
·ð zawór rozdzielajÄ…cy 3/2 sterowany mechanicznie,
·ð zawór rozdzielajÄ…cy 5/2,
·ð Å‚Ä…cznik drogowy,
7. Przykładowe układy realizowane w oparciu o cyklogram pracy
·ð UkÅ‚ad sterowania siÅ‚ownikiem dwustronnego dziaÅ‚ania dziaÅ‚ajÄ…cy zgodnie z cyklogramem pracy
pokazanym na rys. 3.1. Zawory v1 i v2 sterowane przyciskiem powodują ruch siłownika
pneumatycznego S1 odpowiednio w prawo lub w lewo. Schemat układu na rys. 3.2.
rys. 3.1. Cyklogram pracy układu
 rys. 3.2. Układ sterowania siłownikiem dwustronnego
działania odpowiadający cyklogramowi z rys.3.1
·ð UkÅ‚ad sterowania siÅ‚ownikiem dwustronnego dziaÅ‚ania dziaÅ‚ajÄ…cy zgodnie z cyklogramem pracy
pokazanym na rys. 3.3. Zawór v1 sterowany przyciskiem powoduje wysunięcie siłownika
pneumatycznego S1. Powrót siłownika następuje automatycznie po osiągnięciu położenia krańcowego
pod warunkiem, że zwolniono przycisk zaworu v1. Do budowy układu wykorzystaliśmy jeden łącznik
drogowy. Schemat układu na rys. 3.4.
rys. 3.3. Cyklogram pracy układu
rys. 3.4. Układ sterowania siłownikiem
dwustronnego działania odpowiadający
cyklogramowi z rys 3.3
·ð UkÅ‚ad sterowania siÅ‚ownikiem dwustronnego dziaÅ‚ania dziaÅ‚ajÄ…cy zgodnie z cyklogramem pracy
pokazanym na rys. 3.5. Zawór v1 sterowany przyciskiem powoduje wysunięcie siłownika
pneumatycznego S1. Powrót siłownika następuje automatycznie po osiągnięciu położenia
krańcowego bez względu na stan przycisku zaworu v1. Do budowy układu wykorzystaliśmy
dwa łączniki drogowe. Schemat układu na rys. 3.6.
rys. 3.5. Cyklogram pracy układu
 rys. 3.6. Układ sterowania siłownikiem
dwustronnego działania odpowiadający
cyklogramowi z rys 3.5
8. Wnioski
·ð WyjaÅ›nij pojÄ™cia:
a) cyklogram pracy - przedstawienie kolejnych etapów ruchu elementów wykonawczych (oraz
sygnałów sterujących) w cyklu pracy układu pneumatycznego, przedstawione w formie
graficznej,
b) łącznik drogowy  element działający pod wpływem ruchomej części maszyny, gdy część ta
osiągnie przewidziane położenie;
·ð 3.2) WciskajÄ…c przyciski V1 i V2 doprowadzamy ciÅ›nienie do rozdzielacza sterowanego ciÅ›nieniem. W
zależności od tego, który przycisk wciśniemy następuje wysuw lub wsuw tłoka. Przy jednoczesnym
wciśnięciu przycisków, rozdzielacz pozostanie w poprzedniej pozycji i nie zostanie przesterowany,
gdyż ciśnienia sterujące będą się równoważyć,
·ð W ukÅ‚adzie 2.1 po puszczeniu przycisku rozdzielacz wracaÅ‚ do poprzedniej pozycji, natomiast w 3.2 po
puszczeniu przycisku odłączamy ciśnienie sterujące, lecz rozdzielacz (sterowanym tymże ciśnieniem)
nie powraca do pozycji poprzedniej (wraca dopiero po wciśnięciu drugiego przycisku). W 2.1
używaliśmy sterowania bezpośredniego, a w 3.2 pośredniego.
Podobieństwa: wsuw lub wysuw w obydwu przypadkach następuje dopiero po naciśnięciu przycisku
(po puszczeniu tłok pozostaje w pozycji wysuniętej lub wsuniętej),
·ð W ukÅ‚adzie 3.6 tÅ‚ok siÅ‚ownika jest wsuniÄ™ty, co powoduje przesterowanie rozdzielacza R1 w pozycjÄ™
otwartą. Po naciśnięciu przycisku V1 następuje przesterowanie rozdzielacza i doprowadzenie
czynnika roboczego do siłownika. Powoduje to wysunięcie tłoka siłownika w prawe skrajne
położenie. Krańcowa pozycja tłoka w siłowniku powoduje podanie sygnału sterującego r2 (poprzez
rolkę) na rozdzielacz sterowany ciśnieniem narastającym. Następuje przesterowanie rozdzielacza i
sprężone powietrze zostaje wtłoczone do siłownika co powoduje jego wsunięcie.
·ð Dlaczego ksztaÅ‚t cyklogramu pracy zależy od dÅ‚ugoÅ›ci naciÅ›niÄ™cia przycisku zaworu V1?
W przypadku układu 3.4 sygnał sterujący z zaworu V1 jest podawany bezpośrednio do rozdzielacza
sterowanego ciśnieniem narastającym. Gdy tłok siłownika po wysuwie załącza sygnał z zaworu R1, to
nie może on przesterować rozdzielacza sterowanego ciśnieniem. Dopiero po puszczeniu przycisku
następuje przesterowanie i wsuw tłoka.
Natomiast w układzie 3.6 podczas wysuwu tłoka, rolka zaworu R1 cofa się odcinając jednocześnie
zasilanie płynące od przycisku, przez co powrót tłoka następuje niezależnie od wciśnięcia przycisku.
·ð zaproponować rozwiÄ…zanie problemu wielokrotnego wyzwalania ruchu siÅ‚ownika S1
z układu na rysunku 3.6 przy zbyt długim wciśnięciu przycisku zaworu V1.
IMI
:
Baran A
ukasz ROK: GRUPA:
AGH - WIMIR
Baran Michał III C 17
Buda Piotr
TEMAT:
DATA:
ĆWICZENIE:
05.11.2009
Funkcje logiczne
4 OCENA:
Cel ćwiczenia: Opanowanie umiejętności syntezy układów kombinacyjnych
z wykorzystaniem elementów pneumatycznych
9. Elementy wykorzystywane w ćwiczeniu
·ð zawory podwójnego sygnaÅ‚u,
·ð zawory przeÅ‚Ä…czniki obiegu,
·ð rozdzielacze 3/2 sterowane ciÅ›nieniem narastajÄ…cym ze sprężynÄ… powrotnÄ…,
·ð sygnalizator optyczny
·ð zawór rozdzielajÄ…cy 3/2 sterowany mechanicznie,
10. Zawory realizujÄ…ce funkcje logiczne
Układ pneumatyczny pozwalający na określanie funkcji logicznych z wykorzystaniem zaworu
przełącznika obiegu i zaworu podwójnego sygnału.
a) b)
Rys. 4.1. Tablice stanu zaworów realizujących funkcje logiczne
3. Układy kombinacyjne
Z wykorzystaniem rozdzielacza 3/2 sterowanego pneumatycznie ze sprężyną powrotną
zrealizowaliśmy następujące funkcje logiczne:
a) y = x1 c) y = x1 + x2
b) y = x1 d) y = x1 ×ð x2
a) b)
c) d)
rys. 4.2. Różne funkcje logiczne realizowane z wykorzystaniem rozdzielaczy 3/2
(stałe  1  z
ródło zasilania, stałe  0  odpowietrzenie)
4. Wnioski
IMI
:
Baran A
ukasz ROK: GRUPA:
AGH - WIMIR
Baran Michał III C 17
Buda Piotr
TEMAT:
DATA:
ĆWICZENIE:
05.11.2009
Elementy sterujÄ…ce czasem i liczbÄ… cykli roboczych
5 OCENA:
Cel ćwiczenia: Opanowanie umiejętności syntezy układów pneumatycznych
z wykorzystaniem metod intuicyjnych
11. Elementy wykorzystywane w ćwiczeniu
·ð siÅ‚ownik dwustronnego dziaÅ‚ania,
·ð programowalny licznik cykli roboczych,
·ð zawór rozdzielajÄ…cy 5/2,
·ð zawór rozdzielajÄ…cy 3/2 z opóz
nieniem czasu zadziałania,
·ð zawór rozdzielajÄ…cy 3/2 sterowany mechanicznie,
·ð Å‚Ä…czniki drogowe,
12. Układy sterowania czasem
Układ sterowania czasem opóz
nienia powrotu siłownika dwustronnego działania w oparciu o cyklogramy
pracy z rys. 5.1a i b.
W cyklogramie pracy z rysunku 5.1a czas powrotu siłownika jest odmierzany od chwili
przesterowania krańcówki sygnalizującej osiągnięcie skrajnego położenia siłownika.
W cyklogramie pracy z rysunku 5.1b czas powrotu siłownika jest odmierzany od momentu
rozpoczęcia ruchu siłownika.
a) b)
 rys. 5.1. Cyklogramy pracy układu pneumatycznego
a)
b)
rys. 5.2. Sterowanie czasem powrotu siłownika dwustronnego działania
a) czas powrotu siłownika odmierzany od chwili osiągnięcia skrajnego
położenia siłownika (r1).
 b) czas powrotu siłownika jest odmierzany od momentu rozpoczęcia
ruchu siłownika.
13. Sterowanie liczbÄ… cykli roboczych
Układ sterowania siłownikiem dwustronnego działania wykonujący 3 cykle robocze po wciśnięciu
przycisku START. Do realizacji układu wykorzystaliśmy m.in. licznik cykli.
Schemat układu na rys. 5.3.
rys. 5.3. Układ z programowaniem liczby cykli roboczych siłownika
 Rys. 5.4. Alternatywne rozwiązanie układu z rys. 5.3 z wykorzystaniem
zaworu zawór rozdzielający 3/2 z opóz
nieniem czasu zadziałania
14. Wnioski