Hydrauliczne i Pneumatyczne Układy Automatyki Laboratorium 2
Dział: Elementy i układy elektropneumatyczne
Temat: Podstawowe układy sterowania elektropneumatycznego
Cel: Synteza techniczna podstawowych układów sterowania elektropneumatycznego
1 Wprowadzenie
Synteza techniczna wymaga wiedzy dotyczącej podstaw działania poszczególnych elementów
wchodzących w skład układu, umiejętności czytania schematów oraz zasad postępowania podczas
ich łączenia. Celem tego laboratorium jest utrwalenie wiedzy i umiejętności związanych z syntezą
techniczną układów elektropneumatycznych.
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 3.1),
2. Zasilacz elektryczny 24 V,
3. Krańcówki elektryczne  w zależności od stanowiska mogą to być czujniki indukcyjne lub
przekaz
niki sterowane mechanicznie przy pomocy rolki,
4. Jeden elektropneumatyczny zawór 5/2 bistabilny,
5. Jeden elektropneumatyczny zawór 5/2 monostabilny,
6. Dwa przyciski wyposażone każdy w styki normalnie otwarty (NO) i normalnie zamknięty
(NC),
7. Wskaz
nik optyczny (żarówkę),
8. Jeden przekaz
nik
Każdy z elementów znajdujących się na stanowisku laboratoryjnym posiada swoje unikalne
oznaczenie. Jednym z najważniejszych elementów jest listwa z czterdziestoma zaciskami (rysunek
3.1) do której wstępnie podłączono krańcówki, zasilacz stabilizowany 24 V oraz cewki zaworów
elektropneumatycznych. Pozostałe elementy łączone będą po przeciwnej stronie listwy zaciskowej.
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.
Roman Korzeniowski Katedra Automatyzacji Procesów 1
UWAGA
Hydrauliczne i Pneumatyczne Układy Automatyki Laboratorium 2
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 z
ródło sprężonego powietrza
jest wyłączone.
B1 B2 B3 B4
Zasilacz
Rys. 3.1. Listwa zaciskowa wraz z połączonymi wstępnie elementami
3 Przebieg ćwiczenia
3.1 Elementarne obwody elektryczne
Określ zasadę działania układów elektrycznych wyposażonych w styki normalnie otwarte (NO)
i styki normalnie zwarte (NC) pokazane odpowiednio na rysunkach 3.2a i 3.2b. Sposób podłączenia
tych układów zaprezentowano kolejno na rysunkach 3.3 i 3.4.
+24V +24V
a) b)
0V 0V
S2
S1
Z1
Z1
1
1
Rys. 3.2.Obwód elektryczny ze stykiem: a) normalnie otwartym (NO), b) normalnie zwartym (NZ)
Roman Korzeniowski Katedra Automatyzacji Procesów 2
UWAGA
0V
_Y1.1
_Y1.2
_Y2.1
_Y2.2
_Y3.1
_Y4.1
24 V
BL
BR
BK
RD
BL
0V
24V
X01
X02
X03
X04
X05
X06
X07
X08
X09
X10
X11
X12
X13
X14
X15
X16
X17
X18
X19
X20
X21
X22
X23
X24
X25
X26
X27
X28
X29
X30
X31
X32
X33
X34
X35
X36
X37
X38
X39
X40
LZ-0x
Hydrauliczne i Pneumatyczne Układy Automatyki Laboratorium 2
Zasilacz
Rys. 3.3. Sposób podłączenia układu elektrycznego dla obwodu z rysunku 3.2a
Zasilacz
Rys. 3.4. Sposób podłączenia układu elektrycznego dla obwodu z rysunku 3.2b
Roman Korzeniowski Katedra Automatyzacji Procesów 3
0V
24V
BL
RD
0V
24V
X01
X02
X03
X04
X05
X06
X07
X08
X09
X10
X11
X12
X13
X14
X15
X16
X17
X19
X20
X21
X22
X23
X24
X25
X26
X27
X28
X29
X30
X31
X32
X33
X34
X35
X36
X37
X39
X40
X18
X38
LZ-0x
START
0V
24V
BL
RD
0V
24V
X01
X02
X03
X04
X05
X06
X07
X08
X09
X10
X11
X12
X13
X14
X15
X16
X17
X19
X20
X21
X22
X23
X24
X25
X26
X27
X28
X29
X30
X31
X32
X33
X34
X35
X36
X37
X39
X40
X18
X38
LZ-0x
START
Hydrauliczne i Pneumatyczne Układy Automatyki Laboratorium 2
3.2 Sterowanie układem
_A1
z elektropneumatycznym zaworem
monostabilnym
Połącz elementy pneumatyczne zgodnie ze
_V3
schematem pokazanym na rysunku 3.5. Układ
sterowania powinien realizować funkcję _Y3.1
V0 Z1
wynikającą z właściwości obwodu
elektrycznego z rysunku 3.6. Uruchomienie
układu wymaga uprzedniego połączenia
elementów elektrycznych zgodnie ze
Rys. 3.5. Schemat układu elektropneumatycznego
schematem pokazanym na rysunku 3.7.
Po uruchomieniu układu określ jego
+24V
0V
S1 _Y3.1
właściwości. Sprawdz
jak zachowuje się układ
1
pneumatyczny dla różnej długości sygnału
sterującego związanego z wciśnięciem
przycisku S1. Dla każdego z wariantów pracy
Rys. 3.6. Obwód elektryczny
sporządz
cyklogram pracy.
Zasilacz
Rys. 3.7. Schemat układu połączeń elektrycznych
Roman Korzeniowski Katedra Automatyzacji Procesów 4
0V
_Y3.1
24V
BL
RD
0V
24V
X01
X02
X03
X04
X05
X06
X07
X08
X09
X10
X11
X12
X13
X14
X15
X16
X17
X19
X20
X21
X22
X23
X24
X25
X26
X27
X28
X29
X30
X31
X32
X33
X34
X35
X36
X37
X39
X40
X18
X38
LZ-0x
START
Hydrauliczne i Pneumatyczne Układy Automatyki Laboratorium 2
3.3 Sterowanie układem
_S1.1 _S1.2
A1
z elektropneumatycznym zaworem
bistabilnym
Połącz elementy pneumatyczne zgodnie ze
schematem pokazanym na rysunku 3.8. Układ
_V1
sterowania powinien realizować funkcję
_Y1.1 _Y1.2
wynikającą z właściwości obwodu
V0 Z1
elektrycznego z rysunku 3.9. Uruchomienie
układu wymaga uprzedniego połączenia
elementów elektrycznych zgodnie ze
Rys. 3.8. Schemat układu elektropneumatycznego
schematem pokazanym na rysunku 3.10.
+24V 0V
Po uruchomieniu układu określ jego
_Y1.1
S1
właściwości. Sprawdz
jak zachowuje się układ
1
pneumatyczny po wciśnięciu przycisku S1, S2
oraz w sytuacji kiedy przyciski te są włączane
jednocześnie. Dodatkowo określ wpływ
S2 _Y1.2
2
długości działania sygnału sterującego na
zachowanie układu pneumatycznego. Dla
każdego z wariantów pracy sporządz

Rys. 3.9. Obwód elektryczny
cyklogram pracy.
Zasilacz
Rys. 3.10. Schemat układu połączeń elektrycznych
Roman Korzeniowski Katedra Automatyzacji Procesów 5
0V
_Y1.1
_Y1.2
24V
BL
RD
0V
24V
X01
X02
X03
X04
X05
X06
X07
X08
X09
X10
X11
X12
X13
X14
X15
X16
X17
X19
X20
X21
X22
X23
X24
X25
X26
X27
X28
X29
X30
X31
X32
X33
X34
X35
X36
X37
X39
X40
X18
X38
LZ-02
START 2
START 1
Hydrauliczne i Pneumatyczne Układy Automatyki Laboratorium 2
+24V 0V
3.4 Przekaz
nik jako wzmacniacz sygnału
elektrycznego
S1
K1
1
Kolejne zadanie wymaga przygotowania układu
pneumatycznego jak na rysunku 3.5. Następnie należy
przygotować połączenia elektryczne tak aby układ _Y3.1
K1
2
realizował funkcję obwodu elektrycznego z rysunku
3.11.
Inny sposób wykorzystania przekaz
nika elektrycznego
Rys. 3.11: Obwód elektryczny sterowania
pokazano na rysunku 12. Do realizacji tego zadania
zaworem monostabilnym i przekaz
nikiem
należy przygotować układ pneumatyczny jak na rysunku
3.8. W zależności od wyposażenia stanowiska wybrać i zrealizować obwód z łącznikiem drogowym
(rysunek 3.12a) lub czujnikiem indukcyjnym (rysunek 3.12b). Określ właściwości uruchomionych
układów oraz sporządz
dla każdego z nich cyklogram pracy.
+24V 0V +24V 0V
a) b)
_Y1.1 _Y1.1
S1 S1
1 1
_B1.2
_B1.2 K1
+ -
2
2
K1
3
_Y1.2
K1
3 _Y1.2
K1
4
Rys. 3.12. Obwód elektryczny sterowania zaworem bistabilnym i przekaz
nikiem: a) układ z
łącznikiem drogowym, b) układ z czujnikiem indukcyjnym
Sposób realizacji układu z rysunku 3.11 przedstawiono na rysunku 3.13.
Sposób realizacji układu z rysunku 3.12 przedstawiono na rysunku 3.14.
Roman Korzeniowski Katedra Automatyzacji Procesów 6
Hydrauliczne i Pneumatyczne Układy Automatyki Laboratorium 2
_B1.1 _B1.2 _B2.1 _B2.2
Zasilacz
Rys. 3.13: Schemat połączeń elektrycznych dla układu z rysunku 3.11
_B1.1 _B1.2 _B2.1 _B2.2
Zasilacz
Rys. 3.14. Schemat połączeń elektrycznych dla układu z rysunku 3.12
Roman Korzeniowski Katedra Automatyzacji Procesów 7
A1
21
11
K1
12
24
22
14
A2
0 V
_Y1.1
_Y1.2
_Y2.1
_Y2.2
_Y3.1
_Y4.1
2 4 V
BR
BL
BK
RD
BL
0V
24V
X01
X02
X03
X04
X05
X06
X07
X08
X09
X10
X11
X12
X13
X14
X15
X16
X17
X18
X19
X20
X21
X22
X23
X24
X25
X26
X27
X28
X29
X30
X31
X32
X33
X34
X35
X36
X37
X38
X39
X40
LZ-0x
START
0 V
_Y1.1
_Y1.2
_Y2.1
_Y2.2
_Y3.1
_Y4.1
2 4 V
BR
BL
BK
RD
BL
0V
24V
X01
X02
X03
X04
X05
X06
X07
X08
X09
X10
X11
X12
X13
X14
X15
X16
X17
X18
X19
X20
X21
X22
X23
X24
X25
X26
X27
X28
X29
X30
X31
X32
X33
X34
X35
X36
X37
X38
X39
X40
LZ-0x
11
21
A1
K1
START
12
14
22
24
A2
Hydrauliczne i Pneumatyczne Układy Automatyki Laboratorium 2
Literatura
1. Prede G., Scholz D.: Electropneumatics. Basic Level, FESTO Didactic
2. Szenajch W.: Napęd i Sterowanie Pneumatyczne, Warszawa, WNT 2003
Roman Korzeniowski Katedra Automatyzacji Procesów 8