Ćwiczenia laboratoryjne z przedmiotu : Napędy Hydrauliczne i Pneumatyczne
Laboratorium nr 6
Temat: Cyklogramy pracy
1. Cel ćwiczenia:
Opanowanie umiejętności syntezy układów na podstawie opracowanych cyklogramów pracy.
W celu obrazowego opisu działania złożonego układu sterowania sekwencyjnego,
zależnego od drogi, sporządza się cyklogram pracy. Cyklogram pracy układu
pneumatycznego przedstawia ruchy elementów wykonawczych (siłowników) w kolejnych
taktach (krokach), na które jest podzielony cykl pracy.
takt
1 2 3 4 5
a1
a0 a1
A
a0
b1
b0 b1
B
b0
"t
Rys. 1. Cyklogram pracy dwóch siłowników
Przykład cyklogramu pracy dwóch siłowników pneumatycznych A i B pokazano na
rys. 1. Cykl pracy składa się z czterech taktów. Odcinki współrzędnej czasu na cyklogramie
nie odpowiadają rzeczywistym czasom działań mechanizmów. Cyklogram ma znaczenie
poglądowe. Pogrubione linie poziome na cyklogramie oznaczają stany stabilne siłowników,
zaś pogrubione linie pochyłe  ruch elementów wykonawczych. Cyklogram może być
uzupełniony o linie oznaczające położenie zaworów rozdzielających, sterujących pracą
siłowników.
Celem łatwiejszego odczytania, jakie sygnały wejściowe podane z wyłączników
drogowych lub przycisków powodują ruch w kolejnym takcie, cyklogram może być
uzupełniony o elementy sterowania i o wpisane symbole pomocnicze. Oznaczenia symboli
pomocniczych zestawiono w tabeli 1.
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia patrz punkt 4 !!!
Ćwiczenia laboratoryjne z przedmiotu : Napędy Hydrauliczne i Pneumatyczne
Tabela 1
Symbole pomocnicze stosowane w oznaczeniach nanoszonych na cyklogramy pracy
Symbol Znaczenie
E A
Sygnał informujący o włączeniu zasilania
Sygnał z przycisku - START
Sygnał z przycisku - praca automatyczna
A
Lampka kontrolna
Opóz
nienie sygnału
t
Sygnał z przetwornika ciśnieniowego
P
Sygnał pneumatyczny
S S
Wykorzystanie sygnału w dwóch punktach
S
Suma logiczna sygnałów S1 i S2
S2
S1
Iloczyn logiczny sygnałów S1 i S2
S2
S1
Sygnał z łącznika drogowego S3
S3
Negacja sygnału S4 z łącznika drogowego
S4
S4
2. Przykład układu pneumatycznego ze sterowaniem sekwencyjnym
Na rys. 2 pokazano cyklogram pracy z rys. 1 uzupełniony o położenie zaworów
rozdzielających, sterujących siłownikami A i B, oraz położenie wyłączników drogowych a0,
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia patrz punkt 4 !!!
Ćwiczenia laboratoryjne z przedmiotu : Napędy Hydrauliczne i Pneumatyczne
a1, b0, i b1. Na cyklogramie naniesiono dodatkowo symbole pomocnicze, informujące, który
z sygnałów wejściowych powoduje przesterowanie zaworu rozdzielającego i w konsekwencji
ruch siłowników.
3 5
takt 1 2 4
START
A-
A+
A
V1
t
a0
a1
B-
B+
b0
B
V2
b1 b1
b0
b1
Rys. 2. Ręcznie wykreślony cyklogram pracy dwóch siłowników uzupełniony o elementy
sterowania i symbole pomocnicze
Z przedstawionego cyklogramu wynika, że cykl pracy rozpoczyna siłownik A po
podaniu sygnału START pod warunkiem, że istnieją także sygnały a.0 i bo (iloczyn logiczny
sygnałów START, a0 i b0). Ruch tłoczyska siłownika B w takcie drugim jest wywołany
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia patrz punkt 4 !!!
zespół siłownika A
zespół siłownika B
Ćwiczenia laboratoryjne z przedmiotu : Napędy Hydrauliczne i Pneumatyczne
sygnałem a1. Po zakończeniu ruchu i pojawieniu się sygnału wejściowego b1 przewidziana
jest zwłoka czasowa "t. W takcie trzecim realizowany jest ruch powrotny tłoczyska siłownika
A. Ruch powrotny tłoczyska siłownika B, w trakcie czwartym, może się rozpocząć, o ile
zaistnieją dwa sygnały a0 i b1.
Na podstawie rozszerzonego i uzupełnionego cyklogramu można przystąpić do
sporządzenia schematu pneumatycznego. Podstawową grupę elementów stanowi tzw. zespół
wykonawczy złożony z siłownika, zaworu rozdzielającego oraz wyłączników drogowych.
Wyjścia z zaworu rozdzielającego łączy się z siłownikiem. Wyjścia z przycisków,
wyłączników drogowych, ew. z przekaz
ników czasowych, łączy się z wejściami zaworów
rozdzielających sterujących siłownikami. Jeśli w układzie mają być zrealizowane funkcje
logiczne (alternatywy lub koniunkcji), to na ogół zawory alternatywy są umieszczane na
wejściu zaworów rozdzielających sterujących siłownikami, zaś elementy koniunkcji są
osadzane na wyjściu z wyłączników drogowych tych zespołów, które działają kilkakrotnie.
A0 A1 B0 B1
A B
4 2
4 2
V 2
V 1
V 3
2
5 3
5 3
1
1
12
2
80% 3
V 4
1 1
1
V 5 2
1 1
B 0
2 2 2 2
A 1
B 1
A 0
B0 B1 A1 A0
1 3 1 3 1 3 1 3
2
START
1 3
Rys. 3. Schemat układu pneumatycznego realizującego pracę dwóch siłowników A i B wg
cyklogramu pokazanego na rys. 2
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia patrz punkt 4 !!!
Ćwiczenia laboratoryjne z przedmiotu : Napędy Hydrauliczne i Pneumatyczne
3 4
Component Description Designation
a
3/n Way Valve
START
0
100
Double acting cylinder
A
50
mm
a
5/n Way Valve
V1
0
a
3/n Way Valve
A0
0
a
3/n Way Valve
A1
0
100
Double acting cylinder
B
50
mm
a
5/n Way Valve
V2
0
a
3/n Way Valve
B0
0
a
3/n Way Valve
B1
0
Rys. 4. Wykreślony cyklogram pracy dwóch siłowników na podstawie schematu z rys. 3 w
programie Festo FluidSIM
Na rys. 3 przedstawiono schemat pneumatyczny układu otrzymany na podstawie
wyżej omówionego cyklogramu. Po podaniu sygnału START, przy spełnionym warunku, że
tłoczyska siłowników A i B są wsunięte (wyłączniki drogowe ao i bo przesterowane), zostaje
przesterowany sygnałem A+ zawór rozdzielający siłownika A. W tym przypadku jedną
koniunkcję spełniono poprzez szeregowe połączenie przycisku START z wyłącznikiem
drogowym b0, zaś drugą koniunkcję ao i bo uzyskano wprowadzając zawór koniunkcji. W
pierwszym takcie ruch do przodu wykonuje tłoczysko siłownika A. W położeniu wysuniętym
sygnał wyjściowy B+ z wyłącznika drogowego a1 przesterowuje zwór rozdzielający
siłownika B. W takcie drugim wysuwane jest tłoczysko siłownika B. W położeniu
krańcowym sygnał z wyłącznika b1 jest doprowadzony do przekaz
nika czasowego. Po
upływie nastawionego czasu "t sygnałem A- zostaje przesterowany zawór siłownika A. W
takcie trzecim tłoczysko siłownika A wykonuje ruch powrotny. Przy spełnionym warunku, że
tłoczysko siłownika A jest wsunięte (sygnał z wyłącznika a0) i jednocześnie tłoczysko
siłownika B pozostaje wysunięte (sygnał z wyłącznika b1), a zatem dla iloczynu logicznego
sygnałów a0 i b1, następuje przesterowanie zaworu siłownika B do położenia początkowego,
i w takcie czwartym jest realizowany ruch powrotny tłoczyska siłownika B.
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia patrz punkt 4 !!!
Ćwiczenia laboratoryjne z przedmiotu : Napędy Hydrauliczne i Pneumatyczne
Opracowany schemat układu pneumatycznego wymaga na ogół sprawdzenia zgodności jego
działania z cyklogramem. Częstym błędem jest równoczesne pojawienie się dwóch
sprzecznych sygnałów sterujących jednym bistabilnym zaworem rozdzielającym.
3. Zadania do realizacji
" Narysować schemat funkcjonalny układu w Festo FluidSim
" Wykreślić cyklogram pracy układu
" Zbudować układ na stanowisku laboratoryjnym
4. UWAGA:
Przed podłączeniem (lub rozłączeniem) przewodów do elementów upewnij się, że zawory w
dopływie powietrza są zamknięte, że nie ma ciśnienia w przewodach oraz że ciśnienie jest
odłączone. Ustaw regulator ciśnienia na 4 atm !!!
W celu zabezpieczenia prawidłowego montowania zaworów w układach
pneumatycznych poszczególne przyłącza oznacza się dużymi literami lub numerami:
A, B, C, �! 2, 4, 6,
�! przyłącza robocze
�!
�!
P. �! 1
�! przyłącze zasilające powietrza
�!
�!
R, S, T, �! 3, 5, 7,
�! przyłącze odpowietrzające
�!
�!
Z , Y, X, �! 12, 14, 16,
�! przyłącza sterujące
�!
�!
L �! 9
�! przyłącze odprowadzające
�!
�!
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia patrz punkt 4 !!!