Pneumatikus hálózatok tervezése

BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM KÖZLEKEDÉSMÉRNÖKI KAR KÖZLEKEDÉSAUTOMATIKAI TANSZÉK

Pneumatikus hálózatok tervezése Segédlet az Irányítástechnika I. c. tantárgyhoz

Összeállította: dr. Katkó László egyetemi adjunktus BME Közlekedésautomatikai Tanszék Átdolgozva: 2005. November

Budapest, 1996. július

2

Pneumatikus hálózatok

Tartalomjegyzék

Bevezetés ____________________________________________________ 3 1. Pneumatikus alapkapcsolások: ________________________________ 5 2. Áramkörök tervezése: ______________________________________ 13 2.1. Kombinációs hálózatok tervezése, analízise_____________________ 13 2.2. Sorrendi hálózatok tervezése, analízise ________________________ 14 Irodalomjegyzék _____________________________________________ 26

BME Közlekedésautomatikai Tanszék

3


Bevezetés A pneumatika igen vonzó hatással van a termelés gondját vállaló szakemberekre. Segítségével olyan eszköz áll rendelkezésre, amely a munkáskéz pótlására a legközvetlenebbül alkalmas; mozgat, szállít, emel, gyorsan és biztonságosan. Nem kényes az üzemi, vagy külsőtéri viszonyokra, jól illeszkedik a munkahelyek körülményeihez. Bizonyos esetekben, ahol elektronikus automatikák nem alkalmazhatók (pl. robbanásveszély miatt vegyi üzemben, vagy bányákban stb.) szinte csak pneumatikus és hidraulikus vezérléseket találunk. Ez a segédlet a Budapesti Műszaki Egyetem Közlekedésmérnöki Kar hallgatói számára az Irányítástechnika I. című tantárgyhoz készült. A tárgyat az új tantervben az egész évfolyam számára a Közlekedésautomatikai Tanszék oktatja. A tanszéktől nem áll távol a pneumatikus hálózatok tervezése és oktatása, hiszen az 1975 - 85 közötti időszakban jó néhány jelentős kutatás, tervezés folyt külső cégek számára. Az oktatásban, a "Logikai kapcsolástan" c. tárgy keretében jelentős óraszám biztosította a pneumatikus eszközök és tervezési módszerek megismerését. A segédlet azokat az eszközöket és kapcsolásokat mutatja be, amelyek a gyakorlatban a legelterjedtebbek, de levezetünk néhány konkrét alkalmazási példát is. A témakör tárgyalása során feltételezzük, hogy az olvasó birtokában van az alapvető digitális technikai ismereteknek. Sajnálatos tény, hogy az elektronikus elemek szinte világra szóló szabványos ábrázolásmódjával szemben a pneumatikában minden jelentősebb cég (pl. a svéd MECMAN, vagy a német FESTO) saját jelölési rendszerét használja. Segédletünkben a FESTO jelöléseivel ismerkedhetünk meg, mert a méréseket is ilyen elemekkel állítjuk össze. A pneumatikában alkalmazott eszközök alapvetően két fő csoportba sorolhatók: - mozgó elemes, és - mozgó elemektől mentes kapcsolók. A mozgó elemektől mentes, un. FLUIDIKUS kapcsoló elemeket, amelyek kialakítása és kapcsolástechnikája leginkább a félvezetős integrált áramkörökkel tart rokonságot, segédletünkben nem tárgyaljuk. BME Közlekedésautomatikai Tanszék

4


A pneumatikában az előzőekben ismertetettek miatt az ábrázolás és tervezés annyira szerteágazó, hogy szinte külön tantárgyként is oktatható lenne. Az időkorlátok és az érthetőség kedvéért a segédletben az anyag tárgyalása során az alábbi megszorításokat vezetjük be: - kizárólag mozgó elemes szerkezetekkel foglalkozunk, - figyelmen kívül hagyjuk, hogy kis-, vagy nagynyomású szerkezeti elemekről van-e szó, - a kapcsolási változatok közül a hangsúlyt az alaptípusokra, vagyis a háromutú és négyutú szelepekre helyezzük, - nem térünk ki arra a jelenségre, hogy a pneumatikus automatika területén sok villamos és hidraulikus működtetésű szerkezeti részletet is találhatunk.


5


1. Pneumatikus alapkapcsolások: A pneumatikus vezérlések jeladókból, vezérlő szervekből és beavatkozó szervekből állnak. A jeladó és vezérlő szervek a beavatkozó szervek működési folyamatát határozzák meg, ezeket összefoglaló néven szelepeknek (kapcsolóknak) nevezzük. A szelepek azok az elemek, amelyek befolyásolják az áramló közeg (levegő, olaj) útját, irányát, mennyiségét, nyomását. A szelep - a nemzetközi nyelvhasználatnak megfelelően - közös megnevezése az összes kapcsolóelemnek, azaz magába foglalja a tolózárakat, golyós szelepeket, tányérszelepeket, csapokat, stb. A CETOP (Comite Europeen des Transmissions Oelhydrauliques et Pneumatiques) ajánlása alapján a szelepeket az alábbi 5 csoportba osztjuk: 1. Útszelepek 2. Zárószelepek 3. Nyomás állítók 4. Mennyiség állítók 5. Elzárószelepek Ezek közül csak az útszelepek képezik vizsgálatunk tárgyát.

1.1. Kapcsoló eszközök: A kapcsolók csoportosítását többféle szempont szerint végezhetjük el. Ismérv lehet a kapcsolási utak száma, a kapcsoló szerkezet anyaga, a működtetés módja (mechanikus, pneumatikusan, vagy villamosan távvezérelt), a konstrukció (membrános, vagy szelepes), a levegő nyomására vonatkozó előírás (kis-, és nagynyomás), stb. Az irányítástechnikában tanultakhoz illeszkedően kapcsolástechnikai szempontból a szerkezeteknek csupán két tulajdonságát emeljük ki, és vizsgáljuk : - a levegő áramlási útjainak az elem nyugalmi és munkaállapotbeli kapcsolási változatait, és - a szerkezet működtetési módjait. BME Közlekedésautomatikai Tanszék

6


Az útszelepek olyan elemek, amelyek a levegőáramlás útján vezérlik, a start-, és stop állapotokat, valamint az átáramlás irányát. A szelepeket a kapcsolási rajzokon rajzjelekkel ábrázoljuk, amelyek semmit sem mondanak a konstrukcióról, csak a kapcsoló funkcióját mutatják. A szelepek kapcsolási állásait négyzetekkel ábrázoljuk, amelyeknek darabszáma megmondja, hogy hány kapcsolási állása van a szelepnek, ez a szám van a törtvonal mögött. A négyzeten lévő csatlakozási helyek darabszáma adja meg a törtvonal előtti számot (pl. az 1. ábrán 4/2 utú szelep). A funkciót és a működési módot a négyzetek belsejében jelöljük. A vonalak a belső átvezetéseket (csatlakozási pontok közti belső kapcsolatokat) ábrázolják, a nyilak az áramlási irányt jelzik. A lezárt csatlakozási pontokat a mezőkben keresztvonallal ("T" jel) tüntetjük fel (pl. a 3. ábrán). Az elemek közötti csővezetékek összeköttetéseit ponttal jelöljük (pl. a 9. ábrán). A csatlakozások betű-, vagy számjeleit MINDIG az ALAPHELYZETNÉL tüntetjük fel, azaz annál a négyzetnél olvashatók a jelek, amelyek belseje megmutatja, hogy az eszköz mozgó alkatrészei a szelep hálózatba építését követően a hálózati nyomás, és adott esetben a villamos feszültség bekapcsolása után milyen helyzetet vesz fel. Ezzel a helyzettel kezdődik az előírt kapcsolási program (ld. az 1. ábra magyarázatát). Monostabil szelepeknél alaphelyzetnek azt a helyzetet nevezzük, amelyet a szelep mozgó alkatrészei akkor vesznek fel, ha a szelepet nem működtetjük. A szelepek egyértelmű, helyes bekötése érdekében a csatlakozó pontokat a következő módon jelölik (mi a betűjeleket használjuk): Csatlakozási pont Munkavezetékek Energiacsatlakozás Kipufogás Vezérlő vezetékek

Számjel (MECMAN) Betűjel (FESTO) 2, 4 A, B, C 1 P 3, 5, 7 R, S, T (10), 12, 14 Z, Y, X

Csőcsatlakozó nélküli kipufogó furatnál háromszög van a négyzet adott pontján, csőcsatlakozós kipufogó nyílás esetén a háromszög nem a rajzjelen látható, hanem attól távolabb, vezetékkel bekötve. BME Közlekedésautomatikai Tanszék

7


Az 1. ábrán - egyfajta szerkezeti modellként - bemutatjuk a 4/2 utú alapkapcsolót, egyenlőre vezérlési típus nélkül.

B

A

B

A

P

R

P

R

Nyugalmi állapot

Munkaállapot

1. ábra 4/2 utú szelep konstrukciója és szimbólumai Az 1. ábra bal oldalán látható, hogy nyugalmi (alap) helyzetben a "P" tápnyomás (besötétített háromszög) a "B" munkavezetékre jut, míg az "A" csatlakozó pont az "R" kipufogónyílással (üres háromszög) van összekötve. A kapcsolási helyzeteket úgy állítjuk elő, hogy képzeletben eltoljuk a négyzeteket addig a pozícióig, amíg a belső jelek a csatlakozó pontok betűjeleivel érintkeznek. Így munkaállapotban a tápnyomás az "A" munkavezetékre kerül, míg a "B" vezetékről a levegő az "R" kipufogó nyíláson távozhat. A két állapot között a váltás pl. úgy is megoldható, hogy a metszeteken oldalról a jelölés nélküli furatokon levegőt juttatunk a dugattyú mögé, de csak az egyik oldal lehet nyomás alatt, a másikról a levegőt el kell távolítani. BME Közlekedésautomatikai Tanszék

8


Ezért elöljáróban a pneumatikus (hidraulikus) és az elektronikus kapcsolások közti alapvető különbségként jegyezzük meg, hogy míg a felépített elektromos kapcsolási utak lebontásához elegendő az utak megszakítása kontaktussal, a logikai feszültségértékek átmenete, vagy nagy impedancia bekapcsolása, addig a pneumatikus és hidraulikus rendszerekben a működtető közeg (levegő, olaj) TÁVOZÁSI ÚTJÁT is biztosítani kell! A fenti példában említett kapcsoló az un. bistabil szelep, mert átállítás után az új állapotában marad a következő váltásig. Ezért az átállításhoz elegendő egy rövid léglökés (levegőimpulzus) is. Ha a dugattyú visszatérítését pl. rugó végzi, akkor a vezérlő nyomásnak folyamatosan meg kell lennie. A mechanikusan működtetett szerkezeti elemek a kapcsolástechnika szempontjából teljesen azonosan kezelhetők a távvezérelhető szelepekkel. A pneumatikában sok változata van a mechanikus kapcsolóknak, hiszen ezek érzékelik a berendezésnek mind a saját mozgásait, mind a kapcsolódó álló, mozgató és mozgatott külső tényezők (pl. kezelő személyzet, végálláskapcsoló stb.) beavatkozásait. A mintafeladatok során a kapcsolókon kívül még három fő elemet alkalmazunk, a munkahengert, a pneumatikus lámpát, és a fojtószelepet, az alábbi alapszimbólumokkal:

2. ábra Munkahenger, kijelző, fojtószelep 1.2. Alapáramkörökök: 1.2.1. Munkahenger vezérlések Az egyik leggyakrabban előforduló feladat, hogy a különböző típusú munkahengereket különféle feltételek szerint működtessük. Az alábbiakban néhány jellegzetes megoldást mutatunk be, amelyek kialakításához még nem szükséges a kapcsoláselméleti háttér, elegendő a feladat spekulatív megoldása. Ahol külön nem jelezzük, a "P" ponton tápnyomás van, az "R" pont a szabad levegőre nyitott állapotú. BME Közlekedésautomatikai Tanszék

9

Pneumatikus hálózatok A (-)

P

(+)

R

3. ábra Rugós visszatérítésű munkahenger vezérlése A 3. ábrán a legprimitívebb vezérlési változat látható. A munkahenger működtetése a kézi kapcsolású 3/2 utú szeleppel történik. Alaphelyzetben a dugattyút rugó tartja "-" állapotban. Ekkor a dugattyú vezérelhető oldala az "A" munkavezetéken keresztül a szabad levegővel van kapcsolatban ("R" kipufogó nyílás). Ha a kapcsolót benyomjuk, akkor képzeletben a mellette levő négyzetet eltoljuk az alaphelyzet helyére, és így a kipufogó nyílást zárjuk, a "P" tápnyomás az "A" vezetéken keresztül a dugattyút "+" állásba teszi át. A

A (-)

X

P

(+)

Y

R P

R

4. ábra Terheletlen munkahenger vezérlése kézi szelepekkel A 4. ábrán két kézi működtetésű szeleppel vezérlünk egy munkahengert. Ha az "X" jelű kapcsolót benyomjuk, a dugattyú "-" állásból kiindul, és addig mozog "+" irányba, amíg a szelepet nyomva tartjuk. Ha a végállás előtt "X"-et kikapcsoljuk, a munkahenger félállásban marad. A dugattyút alaphelyzetbe az "Y" szeleppel állíthatjuk vissza. Ha egyidőben mindkét szelepet működtetjük, akkor a dugattyú egyik irányba sem tud elmozdulni, mert egyszerre zártuk mindkét kipufogási utat. B

A

(-)

Y

P

R

(+)

Z

5. ábra Terheletlen munkahenger vezérlése bistabil szeleppel


10


A bistabil szelepeket alkalmazzuk leggyakrabban a hálózatban elhelyezett munkahengerek működtetésére (pl. 5. ábra). A szelep "Z" és "Y" vezérlő bemeneteire adott nyomásjel (állandó érték, vagy levegőimpulzus) a dugattyút a két végállás között mozgatja. A beérkező jelek jöhetnek egy kézi kapcsolótól, vagy egy bonyolultabb kapcsolás eredményeként. Az alaphelyzetet az "Y" oldal biztosítja, a kimozdulást az "Z" oldalra érkező levegő. 1.2.2. Jelek negációja A negált jelek képzése a konstrukciós adottságoktól függ. A MECMAN elemeknél pl. elegendő a csatlakozó pontok fordított bekötése, mert a szelep belső átkötései mindkét irányban vezethetik a levegőt. Ezzel szemben a FESTO elemek alkalmazása esetén a szelepekben a csatlakozók közötti belső átkötések NEM KÉTIRÁNYÚAK, hanem csak a nyilak irányába áramolhat a levegő! Így a negált jel előállítására két mód kínálkozik: - minden elemnek gyártanak "negatív" változatát is, így azt kell megvenni és beépíteni; pl. az 6/a. ábrán látható egy 3/2 utú távvezérelt szelep ponált és negált változata a típusszámok feltüntetésével, vagy ha nincs ilyen elem a készletben, akkor - az 6/b. ábra szerint segédáramkört építünk, pl. egy rugós visszatérítésű munkahenger és a "-" állást érzékelő végálláskapcsoló felhasználásával. VL - 3 - 1/4 tipus A

X

(ki) (-)

X (be)

P

R

VLO - 3 - 1/4 tipus A

A

X (ki)

P

X (be) X (be)

P

a.)

(+)

P

R R

R

b.)

6. ábra Negált jel előállításának megoldásai BME Közlekedésautomatikai Tanszék

A

X

(ki)

11


1.2.3. Soros kapcsolás: A soros kapcsolás egyszerűen előállítható úgy, hogy az egyik szelep munkavezetékét a másik tápnyomás bemenetére kötjük (7. ábra) . X*Y (ki) A

X (be)

A

P

R

Y (be)

P

R

7. ábra Pneumatikus soros kapcsolás Így a kimeneten csak akkor van táplevegő, ha mindkét szelepet működtetjük. Bármelyik, vagy mindkettő alaphelyzetében a kimenet a szabad levegővel kerül kapcsolatba. 1.2.4. Párhuzamos kapcsolás: A FESTO szelepek irányítottsága miatt a párhuzamos kapcsolás kialakításához egy újabb elem, a golyósszelep alkalmazása válik szükségessé. Ennek tulajdonsága, hogy bármelyik bemeneti oldalról is érkezik a tápnyomás, az a golyót a levegő útjából a másik végállásba tolja, és a táplevegő a kimenetre jut. Ha a táplevegő az adott oldalon megszűnik, a golyó az eredeti helyén maradva lehetőséget biztosít a kipufogásra. (Elemezze ki mi történik, ha mindkét oldalon egyszerre van logikai "1" !) X+Y A

X

(be)

P

(ki)

A

R

Y (be)

P

8. ábra BME Közlekedésautomatikai Tanszék

R

12


Pneumatikus jelek párhuzamos kapcsolása 1.2.5. Tartó áramkör Az áramkör megvalósítását egy jól ismert példán keresztül mutatjuk be. Az autóbusz ajtaján lévő leszállásjelző működtető áramkörét készítjük el teljesen pneumatikus eszközökkel (9. ábra). A kijelző az utas "U" jelző kapcsolójának benyomásakor kigyullad, majd a vezető "V" ajtónyitó kapcsolójának benyomásakor elalszik. A köztes időszakban a lámpa azért marad égve, mert az "U" kapcsoló "R" kipufogó nyílása csőcsatlakozással ellátott, és így lehetőség van a lezárására. A lámpa táplevegője a "V" kapcsoló benyomásakor úgy tud távozni, hogy a "P" csatlakozóra kötöttük, és az "A" munkavezeték a szabad levegőre nyílik, tehát ez most a kipufogó nyílás. A

U

A

P

R

V

P

R

ZÁRVA

9. ábra Pneumatikus tartó áramkör A fenti egyszerű példa is mutatja, hogy a FESTO elemek alkalmazása mindenképpen gondolkodásra késztet az említett nem kétirányú átkötések miatt! Ezért, mint a következőkben látni fogjuk, bonyolultabb kombinációs hálózatot a mérésekhez rendelkezésre álló FESTO elemkészlettel (ld. 5. pont) megépíteni nem, vagy csak több mérőhely elemeit felhasználva tudunk, de a MECMAN elemekből a mérésekre összeállítottunk bemutató kapcsolásokat is.


13


2. Áramkörök tervezése: A pneumatikus áramkörök tervezése alapvetően két módszer alapján történhet: - intuitív, spekulatív (próbálgatásos) módon, és - szisztematikus (a kapcsoláselméletre alapozó) technikával. Mindkét megoldás alapfeltétele, hogy a vezérlési problémát minden oldalról körültekintő alapossággal definiáljuk. Az első módszernél a feladatot teljesen érzés alapján, illetve meglévő tapasztalataink segítségével oldjuk meg. Ezzel a metódussal összetettebb vezérlési rendszerek tervezésénél jelentősebb a rutinigény, és az időszükséglet. A második módszernél a tanult tervezési lépéseket hajtjuk végre, de mindkét eljárásnak megbízhatóan működő vezérlést kell szolgáltatnia. Ismeretes, hogy a logikai áramköröket alapvetően kombinációs és sorrendi áramköri csoportokba soroljuk. A tanult tervezési lépéseket (elektromos realizációval) már ismertnek tételezzük fel, így azokat nem indokoljuk. A következőkben mindkét típusra néhány feladatot, illetve megoldást mutatunk be. 2.1. Kombinációs hálózatok tervezése, analízise 2.1.1. Munkadarab helyzetének meghatározása Egy munkadarab 10 munkafázison megy keresztül. A fázisok helyszínéről négy pneumatikus érzékelő (A,B,C,D) tájékoztat az alábbi táblázat szerint:

Hely A B C D

1 1 1 1 1

2 1 0 1 0

3 1 1 1 0

4 1 1 0 1

5 0 0 1 0

6 0 1 1 0

7 0 1 1 1

(A fel nem tüntetett kombinációk nem fordulhatnak elő.)


8 0 1 0 1

9 1 1 0 0

10 1 0 1 1

14


Feladat: Tervezzünk olyan kombinációs hálózatot, amelynek kimenetén akkor, és csak akkor van "1", ha a munkadarab az első négy hely valamelyikén van. A kimeneti függvény az alábbiak szerint alakul:

F = A(BD + CD) A megvalósításhoz érzékelőként kézi kapcsolókat, "D" negálásához egy negátor szelepet, a függvény megjelenítésére (kijelző híján) rugós visszatérítésű munkahengert használunk fel (10. ábra). (-)

_ A(BD+CD)

(+)

A

A P

B

_ (BD+CD) _ CD

R

A P

D R

P

A

BD

C

P

R

A

_ D

A

D

R

P

R

10. ábra Helymeghatározó áramkör Méréskor meglévő elemkészletünkkel kell megépíteni a fenti kapcsolást, ezért érzékelőként végálláskapcsolókat, és egy - másik mérőhelyről kölcsönvett végálláskapcsolóból és rugós hengerből a 6./b.) ábra szerint épített - negátort kell használnunk. 2.2. Sorrendi hálózatok tervezése, analízise BME Közlekedésautomatikai Tanszék

15


A sorrendi hálózatokra jellemző, hogy minden áramköri kapcsolási folyamat valamilyen meghatározott menetrend szerint bonyolódik le, vagyis egy összetett szerkezet működése felbontható rész-, sőt elemi folyamatokra. Ezek során egy kapcsoló több elemi folyamatban is közreműködhet. Nincs akadálya, hogy az áramkör egyes állapotait egymás után, vagy éppen egymáshoz viszonyítva vizsgáljuk. Erre a lekövetésre szolgál az állapotjelző működési diagram, amelyben a függőleges oszlopok egy - egy állapotra utalnak. Az állapotok fennállásának időtartama kapcsolástechnikailag közömbös. Lényeges viszont a szomszédos oszlopok egymásrahatása. Az állapotjelző működési diagram alkalmazása mind a tervezés, mind az analízis számára igen hasznos segédeszköz. 2.2.1. Csomagátrakás

12. ábra A csomagátrakó gép rajza, mozgásai, állapotdiagramja BME Közlekedésautomatikai Tanszék

16


A csomagok görgőpályán érkeznek a 12/a). ábra szerint. A mozgásokat a b.) ábrarészlet szemlélteti. A csomagokat az "A" henger emeli meg (1), majd a "B" henger áttolja azokat egy másik pályára (2). Ha megtörtént az áttolás, "A" visszaindulhat (3), de a "B" henger csak akkor mehet vissza alaphelyzetbe, ha előzőleg "A" már visszatért (4). A mozgássorozat rövidített leírása: (A+,

B+,

A-,

 B-)

A munkahengerek helyzetéről két - két végálláskapcsoló ad információt. Az "1" indexű szelep a "-" végállást jelzi, a "2" indexű a "+" állapotot. A hengerek vezérlésére bistabil szelepeket használunk "U", "V" illetve "X", "Y" logikai vezérlő bemenetekkel, amelyek nem azonosak a szelepek "Y", "Z" fizikai bemeneteivel.

Feladat: Tervezzük meg a működtető hálózatot. A megoldást az állapotjelző működési diagram (12./c. ábra) felrajzolásával kezdjük. Az egyes állapotokat (oszlopokat) kisbetűkkel, a logikai jeleket nagybetűkkel jelöljük. Az ábrában az adott logikai jelek sorában vastag vonal jelzi, hogy az adott állapotban milyen logikai szintet (0,1) vesz fel. Ha egy mezőben "|" jellel kezdődő, vagy végződő "1"-es állapot van, akkor az azt jelenti, hogy az adott jelet létre kell hozni, vagy meg kell szüntetni. Pl. az első ("a") állapotban az "U" jel megjelenik, a "V" jel megszűnik. A jeleket generáló függvények soraiban a vastag vonal a fix "1"-es mezőket jelzi, a szaggatott vonal mezőiben lehet "1"-es is, de "0" is. (A bistabil szelepeknél, mint említettük, lehet a vezérlő bemeneteken folyamatos nyomás, de elegendő egy levegőimpulzus is az átálláshoz.) A szaggatott vonalaknak a Weitch diagramokban a közömbös kombináció "-" jele felel meg. A következő tervezési lépés a kibővített logikai táblázat felrajzolása. Állapot

A1

A2

B1

B2

Bináris

Fu

Fv

Fx

Fy

a b c d e f

1 0 0 0 0 0

0 0 1 1 1 0

1 1 1 0 0 0

0 0 0 0 1 1

10 2 6 4 5 1

1 0 0

0 0 0 0 1 -

0 0 1 -

0 0 0 0


17


g h

1 1

0 0

0 0

1 0

9 8

0 0

-

0 0

1 -

A logikai táblázatból felrajzolhatjuk a négy vezérlő függvény egyszerű előállításához szükséges Weitch diagramokat, majd ezekből az alábbi függvényeket kapjuk:

F u= B1; F v= B2; F x= A1; F y= A2 Látható, hogy semmilyen tároló elemre nincs szükségünk, a bistabil szelepek vezérlése a végálláskapcsolókról közvetlenül megoldható. Mivel a ciklus "A" henger kimozdulásával kezdődik, amelyet az "U" vezérlő jel indít, egy START kapcsolót a "B1" végálláskapcsoló tápvezetékébe kellene kötni. A mérések összeállításánál a START szelepnek "VÉSZKIKAPCSOLÓ" funkciója is van, és a hálózatba bejövő teljes táplevegő be- és kikapcsolását biztosítja, ezért külön kapcsolószelep erre a célra nem kell. A START szelep nélküli végleges kapcsolási rajz a 13. ábrán látható.


18


R A

B2

R

P

A

P

B1 (-)

(+)

A

A2

A

(+)

Fv Â

Y

P A

R

P

R

Y

B

Z

(-) P R

Fu Â

B A

A1

Ã Fx

P

R

Ã Fy

Z

13. ábra A csomagátrakó gép vezérlő hálózata 2.2.2. Horonymarás Marógéppel hornyot kell marni egy fakeretbe. A fakereteket egy pneumatikus henger (A) fogja be. A maróasztal előtolását egy másik henger (B) végzi. Az előtolási sebesség a "B" munkahenger kimozdulását vezérlő ágba épített fojtószeleppel szabályozható. A hengerek helyzetét végálláskapcsolók érzékelik, vezérlésük bistabil szelepekkel történik.


19


15. ábra A horonymaró elrendezési rajza

Feladat: Az előző példa alapján a hálózat megtervezése. A következőkben két gyakorló feladatot ismertetünk. 2.2.3. Vágókészülék A 16. ábrán látható egy vágókészülék elrendezési rajza, amely egy lemezcsík egyik oldalát vágja le további feldolgozásra. A lemezcsíkot kézzel betesszük a készülékbe, és befogjuk az "A" hengerrel. Ezt követően a "B" henger a késsel derékszögben levágja a lemezcsíkot. Ezután az "A" henger elengedi a csíkot, a "C" henger pedig kidobja azt.


20


Segítség: A mozgássorozat rövid leírása: (A-, B+, B-,  A+,

C+,

C-)

Segítség: A mozgássorozat rövid leírása: (A+, B+, C+,  C-,

A-,

B-)


21


A fúrni kívánt alkatrészeket kézzel tesszük a készülékbe. A START szelep lenyomásának hatására az "A" henger rögzíti a munkadarabot. Ha a munkadarab a megfelelő helyzetben van, akkor előremegy a "B" henger, és beszorítja az alkatrészt. Ha a "B" henger befogási helyzetben van, elindul a fojtószeleppel szabályozható sebességű előtoló egység ("C"), és megmunkálja a munkadarabot. Ha a munkafolyamat végetért, az előtoló egységet egy végálláskapcsoló visszavezérli alaphelyzetbe. Ezt követően kiold az "A" rögzítőhenger, és csak ezután oldja "B" a szorítást. Az előző két feladat megoldása otthoni megoldása "igényesebb kollégáknak" ajánlott. Nem előfeltétele annak, hogy a mérésen részt vegyünk, de jelentősen segítheti a vizsgára történő felkészülést, és jobban megismerhetjük a pneumatikus elemeket, továbbá több megoldás elkészítésével felfogható egyfajta logikai játéknak is. A kapcsolás elkészítésénél tetszőleges darabszámú elemet alkalmazhatunk, mert egy mérőhely elemkészletével nem lehetséges a feladatok megoldása. A munkahengerek vezérléséhez használjunk bistabil szelepeket, a hengerek helyzetének érzékeléséhez pedig végálláskapcsolókat. Az állapotjelző működési diagram "kritikus", azaz ugyanazon bemenő változók által jellemzett állapotainak megkülönböztetésére pedig használjunk szekunder változókat (tároló elemeket), amelyeket a primer változókkal billentünk be-, illetve ki. Tárolóelemként ideális a bistabil szelep. A következőkben azt ismertetjük, hogy: • miként készüljünk fel a mérésre, • a mérés során milyen feladatokat kell végrehajtani, • a végrehajtáskor mire ügyeljünk, vagyis milyen MUNKAVÉDELMI ELŐÍRÁSOKAT kell betartani, és • egy mérőasztalnál milyen alkatrész készlet áll rendelkezésre.


22


3. Felkészülés a mérésre: - Alaposan ismerkedjünk meg a segédlet tartalmával. - A feladatok megoldásánál vegyük figyelembe az elemkészletet (5. pont), és használjuk fel a segítségként adott ötleteket. - Készítsük elő a segédlet utolsó részéből kinyomtatható jegyzőkönyvet, mert ez a mérésen való részvétel előfeltétele! - Készüljünk fel labormérésen végrehajtandó feladatok megoldására a jegyzőkönyv megfelelő részleteinek előzetes kitöltésével!


23


4. Munkavédelmi előírások: A pneumatikus kapcsolások összeállítása, működtetése

VESZÉLYES ÜZEM mert ellentétben egy RELOG mérőeszköz, egy 5 Voltos IC mérőpanel, vagy egy SIEMENS PLC kezelésével, a figyelmetlenség sérülést, balesetet okozhat! Ezért az alábbiakban leírt előírásokat be kell tartani, és annak tudomásulvételét a jegyzőkönyv megfelelő részén aláírással igazolni kell! ► A mérés összeállítása, módosítása, csak a táplevegő teljes kikapcsolása (START kapcsoló alaphelyzetében, vagy a mérőhely főtápcsatlakozójának kihúzása) esetén végezhető el!

EGY TÁPNYOMÁS ALATT LÉVŐ KÁBEL, HA LEHÚZZUK, ÉS ELSZABADUL, "KÍGYÓKÉNT" VISELKEDHET, CSAPKOD A LEVEGŐBEN, ÉS AKÁR KIÜTHETI A MÉRÉST VÉGZŐ SZEMÉLY SZEMÉT! ► A gyorscsatlakozók illesztésénél mindig mindkét oldali részt erősen meg kell fogni, bedugás esetén meg kell győződni arról, hogy a záró hüvely az aparészt rendesen befogadta!

HA UGYANIS EGY HÜVELY NEM ZÁRÓDIK BE RENDESEN, AKKOR A TÁPDUGÓT VISSZALÖVI, AMI MARADANDÓ KÁROSODÁST OKOZHAT A KAPCSOLÁST ÖSSZEÁLLÍTÓ SZEMÉLYBEN! ► A kapcsolások bontásakor először emeljük ki az alkatrészt mérőasztalból, csak a kiemelt elemről húzzuk le a kábelt!

ÍGY ELKERÜLHETŐ, HOGY EGY SZOROSAN ILLESZKEDŐ KÁBEL LEHÚZÁSA SORÁN KEZÜNKET EGY MÁSIK ALKATRÉSZBE ÜSSÜK! ► Az összeállított, és tápnyomás alatt lévő kapcsolás elemeihez hozzányúlni tilos! BME Közlekedésautomatikai Tanszék

24


(Egy nagynyomású munkahenger olyan gyorsan, és akkora erővel mozog, hogy szétroncsolhatja az ember kezét, vagy széttépheti a beakadt ruházatot!)


25


5. A méréshez rendelkezésre álló FESTO elemkészlet: Db

1

3

Megnevezés

Szimbólum (+)

(-)

(+)

Rugós visszatértésû munkahenger

100 mm lökethosszú munkahenger B

1

(-)

A

START kapcsoló A P

1

Nagyméretû golyósszelep (GYORS)

2

Kisméretû golyósszelep (VAGY)

R

R

P A

Y

X A

1

3/2 utú kapcsoló

Z P

R A

4

Végálláskapcsoló P

R

B A

2

Bistabil szelep

2

Fojtószelep

Y

Z P

1 táplevegõ szûrõ, 1 tápelosztó, 6 tápkábel,

R

8 átkötõ kábel

_________________________________________________________


26


Irodalomjegyzék [1]

Dr. Gál József:

Bevezető a pneumatikus logikai gépek kapcsolástechnikájába. GÉP 1971. 11. - 12.

szám. [2]

Bevezetés az elektropneumatikába. FESTO Didactic, Budapest, 1988.

[3]

FESTO kézikönyv a mérőkészletekhez.


Pneumatikus mérés jegyzőkönyve Laborfelkészülés: Tervezzen ekvivalencia kapcsolást! (Az ábrát a labor elején be kell mutatni):

A pneumatikus labormérésen végrehajtandó feladatok: 1.)

Meg kell építeni a 3., 4., 5. ábrákon látható munkahenger vezérléseket, olymódon, hogy a hengervezérlő ágakba fojtószelep kerüljön. Az 5. ábrához szelepvezérlőként használjunk végálláskapcsolókat.

2.)

Építse meg az ekvivalencia áramkört!

A segédletben leírt Munkavédelmi előírásokat megértettem, azokat betartom:

A mérés időpontja: 200 ................................................................................ A jegyzőkönyvet készítette(Név, Neptun kód):............................................ Laborvezető aláírása:..................................................................................... BME Közlekedésautomatikai Tanszék

Pneumatikus hálózatok tervezése

Recommend Documents