Rozdzial 1 - wstęp PDF

Preview

Summary

wstęp...

Description

Napęd i sterowanie pneumatyczne odgrywa znaczącą rolę w różnych gałęziach przemysłu. Szerokie stosowanie pneumatyki w ostatnich latach stało się możliwe dzięki zwiększonemu poziomowi wiedzy na temat sprężonego powietrza oraz zapotrzebowania na dogodne systemy automatycznej produkcji. Dzisiaj trudno znaleźć zakład przemysłowy, który nie wykorzystuje napędu i sterowania pneumatycznego. Pneumatyka stosowana jest w wielu gałęziach przemysłu, m.in. w górnictwie, budownictwie, kolejnictwie, motoryzacji. Jako przykłady zastosowań można wymienić: · uchwyty obróbkowe i montażowe w maszynach technologicznych, · układy rozruchowe silników dużej mocy, · napęd i sterowanie manipulatorów i robotów, · urządzenie do pakowania i transportu w przemyśle spożywczym, · układy hamulcowe w maszynach mobilnych, · układy regulacji instalacji przemysłowych, · narzędzia pneumatyczne. Ta różnorodność zastosowań techniki sprężonego powietrza wynika z zalet urządzeń z napędem pneumatycznym. Do istotniejszych zalet zaliczyć należy: · ogólną dostępność powietrza, · brak przewodów powrotnych, · odporność na zakłócenia, · ekologiczny i bezpieczny napęd, · duża szybkość działania, · łatwość uzyskania ruchu prostoliniowo - zwrotnego, · uzyskiwanie dużych prędkości ruchu, · możliwość uzyskiwania dużych sił. Napęd i sterowanie pneumatyczne staje się jeszcze bardziej atrakcyjne, gdy występuje w połączeniu z hydrauliką (napęd pneumohydrauliczny) bądź elektrotechniką (sterowanie elektropneumatyczne), a w połączeniu z elektroniką daje możliwość budowy układów pneumatycznych programowalnych. Pneumatyczne układy napędu i sterowania, aby mogły prawidłowo funkcjonować, składają się z następujących zespołów: · elementy wykonawcze (siłowniki i silniki pneumatyczne), · elementy sterujące pracą członów wykonawczych (zawory rozdzielające, zawory zwrotno-dławiące), · elementy przetwarzające informacje (zawory: logiczne rozdzielające, opóźniające, progowe, sekwencyjne, bloki pamięci, sterowniki pneumatyczne), · elementy wejściowe (przyciski, wyłączniki drogowe), · elementy przygotowania sprężonego powietrza (filtry, reduktory, smarownice, elementy kontrolne), · elementy wytwarzania sprężonego powietrza (sprężarki, zbiorniki, osuszacze), · przewody zasilające i sterujące.

Uproszczony schemat blokowy układu pneumatycznego, zawierają cy podstawowe grupy elementów, pokazano na rys. 1. Zaznaczono na nim wzajemne oddziaływanie i przepływ strumieni zasilają cych i sygnałów sterują cych. W celu jednoznacznego opisu funkcji poszczególnych elementów, na schematach pneumatycznych stosuje si ę przyjętą symbolikę . Wybrane symbole pokazano na schemacie. Poprawnie zaprojektowany układ pneumatyczny może powstać w wyniku odpowiedniego doboru poszczególnych elementów wymienionych zespołów oraz prawidłowego układu połą czeń , zapewniają cego pracę według założonego programu. Zagadnienia tego typu będ ą przedmiotem realizowanych ćwiczeń laboratoryjnych, których tematyk ę zamieszczono w niniejszym opracowaniu. Schematy układów napędu i sterowania pneumatycznego rysowane są za pomocą przyjętej, umownej symboliki. Każdy element przedstawiany jest symbolem graficznym, którym wyrażana jest funkcja jaką spełnia w układzie. Symbol graficzny nie obrazuje natomiast budowy i wielkości elementu. Symbole graficzne elementów pneumatycznych ujęte są w normie: PN-85/M01050 - "Rysunek techniczny. Elementy napędów i sterowań hydraulicznych i pneumatycznych. Symbole graficzne." Norma ta jest zgodna z normą ISO 1219, ustaloną przez Komitety Techniczne ISO/TC10, "Rysunek techniczny" i ISO/TC131, "Technika płynowa". Norma ISO została przyjęta i obowiązuje w szeregu krajach. Znajomość symboli graficznych jest niezbędna przy tworzeniu oraz czytaniu schematów układów napędu i sterowania pneumatycznego. Jednolita forma symboli obowiązująca w skali międzynarodowej ułatwia wymianę informacji technicznych i handlowych w różnojęzycznych opracowaniach. Symbole graficzne, stosowane na schematach układów pneumatycznych, przedstawiono w tablicach od 1.1 do 1.6, zestawiając je w grupy elementów. Dostarczane do układu pneumatycznego powietrze powinno być sprężone do odpowiedniego ciśnienia i właściwie przygotowane. Źródłem sprężonego powietrza są sprężarki lub stacje sprężarek. Na schematach pneumatycznych często stosuje się symbol uproszczony źródła sprężonego powietrza - tabl. 1.1. Przygotowanie sprężonego powietrza obejmuje usunięcie z niego wilgoci i zanieczyszczeń. Zasadnicze osuszanie i filtrowanie odbywa się w osuszaczu i filtrze, będących w wyposażeniu stacji zasilania. Kolejne uzdatnianie sprężonego powietrza, zależnie od indywidualnych cech układu napędu i sterowania, odbywa się w indywidualnym zespole przygotowania sprężonego powietrza tabl.1.1. Składa się on z filtra, zaworu redukcyjnego oraz smarownicy - nasycającej powietrze mgłą olejową. Zespół ten często przedstawia się symbolem uproszczonym. Przewody robocze na schematach rysowane są linią ciągłą - tabl.1.2. Połączenia, czy rozgałęzienia przewodów, zaznacza się wyraźnie kropką na przecięciu linii. Najliczniejszą grupę odbiorników energii sprężonego powietrza stanowią siłowniki pneumatyczne o ruchu postępowo-zwrotnym - tabl.1.3. W napędach pneumatycznych występuje ich duże zróżnicowanie pod względem rozwiązań konstrukcyjnych. Oprócz siłowników tłokowych istnieje liczna grupa siłowników specjalnych posiadających odmienne symbole. Tablica.1.1 Symbole graficzne elementów przygotowania sprężonego powietrza

Tablica.1.2 Elementy przeniesienia energii

Tabela1.3 Symbole graficzne siłowników

pneumatycznych

Przepływem powietrza sterują zawory rozdzielające - tabl.1.4. Zawór rozdzielający przedstawia się jako zespół kwadratów, przy czym poszczególne kwadraty określają

położenie elementu sterującego (stan zaworu rozdzielającego). Liczba przyłączy w kwadracie wskazuje, ile dróg zawiera zawór rozdzielający. Linie wskazują połączenie między przyłączami, a strzałki kierunek przepływu powietrza. Wylot powietrza do atmosfery oznacza się za pomocą trójkąta. Tabela 1.4 Symbole graficzne zaworów rozdzielających

Rodzaj sterowania zaworu rozdzielającego (tabl.1.5) dorysowuje się do symbolu zaworu. W praktyce spotyka się prawie wszystkie możliwe skojarzenia rodzaju zaworu z rodzajem sterowania. Symbole graficzne pozostałych zaworów pneumatycznych, sterujących ciśnieniem lub natężeniem przepływu sprężonego powietrza, posiadają zróżnicowana grafikę - tabl.1.6. Skośna strzałka oznacza, że zawór posiada element nastawny. Tabela 1.5 Oznaczenie sterowania zaworami

Tabela1.6 Symbole graficzne zaworów sterujących ciśnieniem i przepływem

Dla identyfikacji gniazd przyłączeniowych, i właściwego połączenia elementów w funkcjonalny układ, niezbędne jest oznaczenie gniazd. Gniazda zaworów przyjęto oznaczać cyframi lub dużymi literami w sposób następujący (rys.1.1):

Rys.1.1. Oznaczenia gniazd zaworów pneumatycznych wg ISO 5599 Rysowanie schematu układu pneumatycznego Zasady rysowania schematu układu pneumatycznego można ująć w kilku punktach: 1. Schemat układu sterowania powinien być podzielony na oddzielne zespoły zawierające element napędowy (siłownik) oraz elementy sterujące jego ruchami. 2. Zaleca się rysowanie wszystkich siłowników i zaworów rozdzielających na jednakowych poziomach. 3. Zespoły powinny być uszeregowane, o ile to możliwe, w kierunku od lewego do prawego, w kolejności startu poszczególnych elementów napędowych. 4. Schemat połączeń należy rysować w kierunku przebiegu sygnału, tj. od dołu do góry, nie jest wymagane uwzględnianie przestrzennego rozmieszczenia elementów. 5. Położenie pneumatycznych ew. elektrycznych łączników drogowych oznacza się pionową kreską umieszczona prostopadle na drodze przemieszczającego się elementu. 6. Elementy pneumatyczne powinny być rysowane w położeniu, jakie zajmują w układzie na chwilę przed podaniem sygnału START. 7. Siłowniki i zawory rozdzielające powinny być zasadniczo rysowane poziomo. 8. Przewody należy rysować liniami prostymi, unikając wzajemnego przecinania się. Przykładowe schematy układów pneumatycznych pokazano na rys. 1.2 i 1.3. Oznaczenia elementów na schemacie można dokonać za pomocą cyfr lub liter. Przyjmując oznaczenie elementów za pomocą cyfr, gniazda należy opisać literami i odwrotnie. Oznaczenie elementów za pomocą cyfr Oznaczenie elementów za pomocą cyfr polega na numerowaniu zespołów, a następnie numeracji wewnątrz zespołu. Rys. 1.2 Przykładowy schemat układu pneumatycznego z oznaczeniami elementów za pomocą cyfr

Rys.1.3. Przykładowy schemat układu pneumatycznego z oznaczeniami elementów za pomocą liter

Podział na zespoły: 0 - elementy zasilania sprężonym powietrzem, 1; 2; 3 - zespoły przyporządkowane siłownikom. Numerowanie wewnątrz zespołu: .0 - elementy wykonawcze (siłowniki), .1 - elementy sterujące kierunkiem przepływu sprężonego powietrza (zawory rozdzielające), .2; .4 - elementy wejściowe powodujące ruch do przodu siłownika (liczby parzyste), .3; .5 - elementy wejściowe powodujące ruch powrotny siłownika (liczby nieparzyste),

.01; .02 - elementy nie wpływające na wywołanie czy zmianę kierunku ruchu, np. zawory dławiące, przekaźniki czasowe. Przykład układu pneumatycznego z naniesionymi oznaczeniami cyfrowymi elementów pokazano na rys.1.2. W przypadku bardziej rozbudowanych układów sygnały jednego elementu oddziałują także na inne zespoły i nie zawsze jest możliwe jednoznaczne przyporządkowanie elementu do danej grupy. Oznaczenie elementów za pomocą liter Oznaczenie za pomocą liter stosowane jest przede wszystkim w przypadku rozbudowanych schematów połączeń. Obowiązują tu następujące zasady: 1. Elementy robocze oznaczane są dużymi literami: A, B, C. 2. Elementy wejściowe oznaczane są małymi literami: a, b, c. 3. Elementy wejściowe przypisywane są do siłowników, którymi sterują. Na rys.1.3 pokazano układ pneumatyczny z rys.1.2, tym razem z oznaczeniami literowymi elementów....