A pneumatika alapjai 3. - Vilivili.pmmf.hu/portal/documents/19217/24228/alapkapcsolasok.pdf · A...

PTE PMMFK 1

A pneumatika alapjai 3.

AlapkapcsolásokAlapkapcsolásokAlapkapcsolásokAlapkapcsolások

PTE PMMFK 2

Tartalom:

� Elemek azonosításaElemek azonosításaElemek azonosításaElemek azonosítása

� Kapcsolási rajz példaKapcsolási rajz példaKapcsolási rajz példaKapcsolási rajz példa

� Vezérlés Vezérlés Vezérlés Vezérlés 2/2 2/2 2/2 2/2 szeleppelszeleppelszeleppelszeleppel

� Vezérlés 3Vezérlés 3Vezérlés 3Vezérlés 3/2 /2 /2 /2 szeleppelszeleppelszeleppelszeleppel

� Vezérlés 5Vezérlés 5Vezérlés 5Vezérlés 5/2 /2 /2 /2 szeleppelszeleppelszeleppelszeleppel

� Kézi vezérlésKézi vezérlésKézi vezérlésKézi vezérlés

� ÚtÚtÚtÚt----függő vezérlésfüggő vezérlésfüggő vezérlésfüggő vezérlés

� Önműködő ciklusÖnműködő ciklusÖnműködő ciklusÖnműködő ciklus

� A vezérlés „építőkockái”A vezérlés „építőkockái”A vezérlés „építőkockái”A vezérlés „építőkockái”

� Az „építőkockák” ismétléseAz „építőkockák” ismétléseAz „építőkockák” ismétléseAz „építőkockák” ismétlése

PTE PMMFK 3

Elemek azonosítása

� A nagy terjedelmű kapcsolások esetében célszerű az ISO szabvány szerinti számozással és jelöléssel ellátni a rajzot

� Itt most egyszerűsített jelölést alkalmazunk

� Hengerek: A,B,C stb. � A működtető szelepek

betű-és számkódja a működtetett hengerhez illeszkedik

� A B hengerhez: b0 és b1

A

a0 a1

1

2

3

12 10

a0

2

13

12 10

a1

� az a0a0a0a0 szelep szimbóluma a működtető AAAA munkahengerdugattyúrúdjának aktuális helyzetéhez rajzolandó!

PTE PMMFK 4

Kapcsolási rajz példa

IndulIndulIndulIndul////leállleállleállleáll

Aa0 a1

Bb0 b1

Cc0 c1

a0 a1 b0b1 c0c1

10 bar max10 bar max10 bar max10 bar max 6 bar6 bar6 bar6 barMinden fogyasztóhozMinden fogyasztóhozMinden fogyasztóhozMinden fogyasztóhoz

Ütemek:Ütemek:Ütemek:Ütemek:A+A+A+A+B+B+B+B+BBBB----C+C+C+C+CCCC----AAAA----

PTE PMMFK 5

2/2 szelep alkalmazása

PTE PMMFK 6

Vezérlés 2/2 szeleppel

� Két azonos 2/22/22/22/2 szeleppel vezérelhető egy egyszeres működtetésű munkahenger

� Alapállásban minkét szelep zárt

� Működtetéshez a ++++gombot kell megnyomni

� Csak az egyik szelep működtetése hatásos

21012

1

11012

2+ (ki) - (be)

---- ++++

PTE PMMFK 7

Vezérlés 2/2 szeleppel

� Működtetéshez a ++++gombot kell megnyomni

� A henger nyomás alá kerül� A –––– szelepnek zárva kell

lennie

� A dugattyú a légköri nyomás ellenében előre halad

210

1

1211012

2+ (ki) - (be)

---- ++++

PTE PMMFK 8

Vezérlés 2/2 szeleppel

� A ++++ nyomógombot elengedve lezár a szelep

� A hengerben lévő nyomásból adódó dugattyúerő egyensúlyba kerül a külső terheléssel

� Ha idő előtt elengedjük a nyomógombot, lehet, hogy a mozgás nem fejeződik be

210

1

1211012

2+ (ki) - (be)

---- ++++

PTE PMMFK 9

Vezérlés 2/2 szeleppel

� A dugattyú visszatérítéséhez a ----gombot kell működtetni

� A levegő a külső erő és/vagy a rugóerő hatására távozik a hengerből

� A visszatérítés csak akkor sikerül, ha a ++++ gomb nem működtetett (bizonytalan állapot)

210

1

121

2

1012

+ (ki) - (be)

---- ++++

PTE PMMFK 10

Vezérlés 2/2 szeleppel

� Ha idő előtt elengedjük a ----nyomógombot, lehet, hogy a mozgás nem fejeződik be

� Bármilyen szivárgás (hibás szerelés/meghibásodás) a a működés bizonytalanságát eredményezi

210

1

121

2

1012

+ (ki) - (be)

---- ++++

PTE PMMFK 11

Vezérlés 2/2 szeleppel

� Lehetőség van a dugattyú sebességének szabályzására fojtók beépítésével

� A fojtószelep mindkét irányban befolyásolja a levegő áramlását

1012 10122

1

1

2+ (ki) - (be)

---- ++++

PTE PMMFK 12

Vezérlés 2/2 szeleppel

� Ha a dugattyú mozgása közben elengedjük a nyomógombot, a hengertérben levegő marad

� Ez csak kis sebességnél jelent gondot

1012 10122

1

1

2+ (ki) - (be)

---- ++++

PTE PMMFK 13

Vezérlés 2/2 szeleppel

� Nyomásmérő, vagy nyomásindikátor beépítésével ellenőrizhetővé (biztonságosabbá) tehető a működés

210

1

121

2

1012

+ (ki) - (be)

---- ++++

PTE PMMFK 14

3/2 szelepek alkalmazása

PTE PMMFK 15

Vezérlés 3/2 szeleppel

� Az egyszeres működésű henger vezérlésére a 3/23/23/23/2szelep önmagában is megfelelő lehet

� Alaphelyzetben a rugó által zárt a szelep, a dugattyú hátsó helyzetben van

1

2

3

12 10

PTE PMMFK 16

Vezérlés 3/2 szeleppel

� A dugattyú előre mozgatásához a nyomógomb működtetésével nyitni kell a szelepet

� A mozgás befejeztével elengedhető a nyomógomb

� Ha a dugattyúnak tartós erőkifejtést kell biztosítania, a nyomógombot folyamatosan kell működtetni

1

2

3

12 10

PTE PMMFK 17

Vezérlés 3/2 szeleppel

� Itt is lehetőség van a sebesség szabályzására

� Mivel a fojtó minkét irányban azonosan szűkíti az áramlási keresztmetszetet, nehezen állítható be a szükséges sebesség

1

2

3

12 10

PTE PMMFK 18

Vezérlés 3/2 szeleppel

� Fojtó-visszacsapó szeleppel a dugattyú ++++mozgása szabályozható

� A sebességet a terhelés is befolyásolja

1

2

3

12 10

PTE PMMFK 19

Vezérlés 3/2 szeleppel

� Két egymással szembe épített fojtó-visszacsapó szelep a dugattyú mindkét irányú sebességszabályzását lehetővé teszi

1

2

3

12 10

PTE PMMFK 20

5/2 szelepek alkalmazása

PTE PMMFK 21

Vezérlés 5/2 szeleppel

� A kettős működésű munkahenger célszerűen vezérelhető 5/2 szeleppel

� A bemeneti csatorna itt külön van választva a kimenetektől 1

24

5 3

14 12

+-

PTE PMMFK 22

Vezérlés 5/2 szeleppel

1

24

5 3

14 12

+-

� A kettős működésű munkahenger célszerűen vezérelhető 5/2 szeleppel

� A bemeneti csatorna itt külön van választva a kimenetektől

PTE PMMFK 23

Vezérlés 5/2 szeleppel

� A sebesség beállítása fojtó-visszacsapó szelepekkel oldható meg

� Célszerű a fojtó-visszacsapó szelepeket úgy beépíteni, hogy a dugattyú „légpárnára” támaszkodjék, mert így a sebességet a terhelés kevésbé befolyásolja

1

24

5 3

14 12

+-

PTE PMMFK 24

Vezérlés 5/2 szeleppel

1

24

5 3

14 12

+-

� A sebesség beállítása fojtó-visszacsapó szelepekkel oldható meg

� Célszerű a fojtó-visszacsapó szelepeket úgy beépíteni, hogy a dugattyú „légpárnára” támaszkodjék, mert így a sebességet a terhelés kevésbé befolyásolja

PTE PMMFK 25

Kézi vezérlés

� kettős működésű munkahenger kézi vezérlése

� ++++ nyomógomb +mozgás� ---- nyomógomb ----mozgás

� az 5/2 bistabil szelep addig marad valamelyik kapcsolási helyzetben, amíg újabb vezérlő impulzust nem kap

1

24

5 3

14 12

1

2

3

12 10

1

2

3

12 10

+ -

+-

PTE PMMFK 26

Kézi vezérlés

� a ++++ gomb működtetése csak akkor eredményes, ha a –––– gomb elengedett állapotú 1

24

5 3

1

2

3

12 10

1

2

3

12 10

14 12

+ -

+-

PTE PMMFK 27

Kézi vezérlés

� az 5/2 bistabil szelep addig marad valamelyik kapcsolási helyzetben, amíg újabb vezérlő impulzust nem kap

� a ---- gomb működtetése csak akkor eredményes, ha a ++++ gomb elengedett állapotú

1

24

5 3

1

2

3

12 10

1

2

3

12 10

14 12

+ -

+-

PTE PMMFK 28

Kézi vezérlés

� az 5/2 bistabil szelep addig marad valamelyik kapcsolási helyzetben, amíg újabb vezérlő impulzust nem kap

� a ---- gomb működtetése csak akkor eredményes, ha a ++++ gomb elengedett állapotú

� a –––– gomb működtetése a dugattyú –––– mozgását eredményezi

1

24

5 3

14 12

1

2

3

12 10

1

2

3

12 10

+ -

+-

PTE PMMFK 29

Kézi vezérlés

� a –––– gomb elengedésével az alaphelyzet áll elő

� újabb ciklus a ++++ gomb újbóli működtetésével indítható

14

1

2

3

12 10

1

2

3

12 10

+ -

1

24

5 3

12

+-

PTE PMMFK 30

Kézi vezérlés

� egy példa:

Bélyegző berendezés vezérlése

Feladat:

A bélyegző dugattyú térjen ki hátsó véghelyzetből elülső véghelyzetébe, ha a két indító gomb közül az valamelyiket, vagy mindkettőt megnyomjuk.A dugattyú maradjon véghelyzetében mindaddig, amíg a visszatérést vezérlő gombot nem nyomjuk meg. (Ez a gomb csak akkor váljék aktívvá, ha a dugattyú már elérte a véghelyzetét)Az interaktív gyakorlótáblán csövezzük össze az elemeket a kapcsolási rajz segítségével, majd a nyomás rákapcsolásával ellenőrizzük a helyes működést.A optikai látjelzők felhasználásával követhetjük a kialakuló nyomásállapotokat!

A berendezés megépítése kapcsolási rajz alapjánA megépített berendezés tesztelése, működésnek vizsgálata

PTE PMMFK 31

Kézi vezérlés

� a kapcsolási rajz:

PTE PMMFK 32

Kézi vezérlés

� a kapcsolás:

PTE PMMFK 33

Út-függő vezérlés

� a dugattyú önműködően visszavezérelhető adott út megtétele után

� a rajzon a henger az „AAAA”jelet, a vezérlő szelep az „a1a1a1a1” jelet kapja

� az „a1a1a1a1” szelepet a dugattyú, vagy a mozgatott tárgy működteti

14

1

2

3

12 10

1

2

3

12 10

+ -

A

a1

a1

1

24

5 3

12

+-

PTE PMMFK 34

Önműködő ciklus

14

2

13

12 10

1

2

3

12 10

1

2

312

10

indít/leáll

A

a0 a1

a0 a1

� egy indító/leállítóindító/leállítóindító/leállítóindító/leállítónyomógomb beépítésével önműködővé tehető a ciklus a dugattyú két beállított helyzete között

� a rajzon a henger az „AAAA” jelet, a vezérlő szelep az „a1a1a1a1”, ill. „a0a0a0a0” jelet kapja

� mindkét szelepet a dugattyú, vagy a mozgatott tárgy működteti

� a dugattyú alaphelyzetében az a0 működtetett helyzetben van

1

24

5 3

12

+-

PTE PMMFK 35

Követő vezérlés

PTE PMMFK 36

A vezérlés „építőkockái”

� Az előzőekben vázolt vezérlőkör többszörözve felhasználható két, vagy több munkahenger egymást követő működtetésére

� mindegyik szelep, ill. henger önálló táplevegőt kap� az „AAAA” henger indítását az indít/leállindít/leállindít/leállindít/leáll szelep végzi� a működés logikáját az út-ütem diagram adja

indít/leáll

A Ba0 a1 b0 b1

PTE PMMFK 37

Az „út-ütem” diagram

� az út-ütem diagram az egyes (A, B, C…A, B, C…A, B, C…A, B, C…) munkahengerek dugattyúinak mozgását mutatja ütemenként

� minden mozgás egy előző befejezése után indítható(követő vezérlés)

� az együttműködő hengerek száma nem korlátozott

ütemek 1 2 3 4 5ütemek 1 2 3 4 5ütemek 1 2 3 4 5ütemek 1 2 3 4 5

+

-

+

-

+

-

A

B

C

Itt: A+ B+ C+ A- B- C-

Illetve: A+ B+ C+ A,B- C-

útútútút

egyszerűsített leírás

PTE PMMFK 38

Példa „út-ütem” diagram

� az út-ütem diagram az egyes munkahengerek dugattyúinak mozgását mutatja ütemenként

� minden mozgás egy előző befejezése után indítható(követő vezérlés)

� az együttműködő hengerek száma legyen kettőkettőkettőkettő

+

-

+

-

+

-

A

B

C

Itt:Itt:Itt:Itt: A+ B+ AA+ B+ AA+ B+ AA+ B+ A---- BBBB----

útútútútegyszerűsített leírás

ütemek 1 2 3 4 ütemek 1 2 3 4 ütemek 1 2 3 4 ütemek 1 2 3 4

PTE PMMFK 39

Az „építőkockák” ismétlése

� az A és B henger egymás utáni működtetését leíró formula:A+ B+ AA+ B+ AA+ B+ AA+ B+ A---- BBBB----

� az egyes ütemek indítása ebben a sorrendben történik� az ütemek szerint kell az elemeket címkézni és összerendelni

� működtetett elemek alaphelyzetben: b0, a0b0, a0b0, a0b0, a0

indít/leáll

A B

a0a1b0 b1

a0 a1 b0 b1

PTE PMMFK 40

� A rajz demonstrálja a működést� A sorrend A+ B+ BA+ B+ BA+ B+ BA+ B+ B---- AAAA----

indít/leáll

A B

b1a1a0 b0

a0 a1 b0 b1

Az „építőkockák” ismétlése

PTE PMMFK 41

Ellentétes jelek

� Ha a szelep „indít” parancsot kap, az A henger nem indul el mert az 5/2 szelep nem tud átváltani

Indít/Leáll

A B

b1a1a0 b0

a0 a1 b0 b1

PTE PMMFK 42

Jel-lekapcsolás

� A probléma oka, hogy a b0 és a1 szelepek működés közben ellentétes parancsot kaptak

� Ha két szelepet egy irányba működővé alakítjuk, részben megoldódik a probléma, mert így nem adnak folyamatos jelet.

Indít/Leáll

A B

b1a1a0

a0 a1 b0 b1

b0

PTE PMMFK 43

Jel-lekapcsolás

� A probléma megoldható:

� kaszkád-kapcsolással,� követő vezérléssel,

� elektro-pneumatikusmódon,

� PLC -vel

� A kaszkád kapcsolás állandó sorrendet biztosít a működésben. Minimális elemszámmal megoldható (egy logikai elem csoportonként).

� A követő vezérlés hasonlít a kaszkádhoz, lépésenként egy logikai elemet tartalmaz.

� Az elektro-pneumatikuskapcsolás vill. áramköri elemekkel valósítja meg a megfelelő sorrendiséget.

� Nagyobb rendszereket PLC-vel érdemes működtetni.

PTE PMMFK 44

Kaszkád két csoporttal

� Az A+ B+ BA+ B+ BA+ B+ BA+ B+ B---- AAAA---- sorrendmegoldható két csoportra osztott kaszkád kapcsolással

� A megosztás egyértelművé teszi a működést

� A két csoport:Group llll és llllllll

� Gp l A+ B+ / Gp ll B- A-� Az 5/2 szelepre kapcsolt

jelek az I, ill. II. csoportnak biztosítanak levegőt

� Egy időben csak az egyik csoport kaphat levegőt

� A standard 5/2 szelep alkalmas elem erre

1

24

5 3

14 12

Group l Group ll

Select l Select ll

PTE PMMFK 45

Kaszkád két csoporttal

Sorrend:Gp l A+ B+ Gp ll B- A-

A B

a1

b0

a0 a1 b0 b1

Run/End

a0 b1

Gp l

Gp ll

PTE PMMFK 46

Kaszkád két csoporttal

A B

a1

b0

a0 a1 b0 b1

Run/End

a0 b1

Gp l

Gp ll

Sorrend:Gp l A+ B+ Gp ll B- A-

PTE PMMFK 47

Kaszkád két csoporttal

A B

b0

a0 a1 b0 b1

Run/End

a1

a0 b1

Gp l

Gp ll

Sorrend:Gp l A+ B+ Gp ll B- A-

PTE PMMFK 48

Kaszkád két csoporttal

A B

b0

a0 a1 b0 b1

Run/End

a1

a0 b1

Gp l

Gp ll

Sorrend:Gp l A+ B+ Gp ll B- A-

PTE PMMFK 49

A Ba0 a1 b0 b1

Run/End

a1

a0

Gp l

Gp ll

b0

b1

Kaszkád két csoporttal

Sorrend:Gp l A+ B+ Gp ll B- A-

PTE PMMFK 50

Kaszkád két csoporttal

A Ba0 a1 b0 b1

Run/End

Gp l

Gp ll

b0

b1

a1

a0

Sorrend:Gp l A+ B+ Gp ll B- A-

PTE PMMFK 51

Kaszkád blokk

� A két csoportot működtető5/2 szelepet kézi szelep közbeiktatásával vezérlő impulzussal (pl.ellenőrzőjel) működtetjük

� Több henger működtetése esetén a kapcsolás bővíthető

1

24

5 3

14 12

1

2

312

10

Gp l

Gp ll

Sel l

Sel llRun/End

PTE PMMFK 52

Kaszkád blokk

Gp l

Gp llSel l

Sel ll

Gp lll

Sel lll

Run/End

� A három csoport számára három vezérlő elem osztja szét egymás utáni sorrendben a levegőt