PNEUMATYCZNA TECHNIKA PROPORCJONALNA

Podobne dokumenty
BUDOWA I TESTOWANIE UKŁADÓW ELEKTROPNEUMATYKI

BUDOWA I TESTOWANIE UKŁADÓW PNEUMATYKI

ĆWICZENIE NR P-8 STANOWISKO BADANIA POZYCJONOWANIA PNEUMATYCZNEGO

BADANIA PNEUMATYCZNEGO SIŁOWNIKA BEZTŁOCZYSKOWEGO

PROJEKTOWANIE UKŁADÓW PNEUMATYCZNYCH za pomocą programu komputerowego SMC-PneuDraw 2.8

MODELOWANIE I SYMULACJA UKŁADÓW PNEUMATYCZNYCH, HYDRAULICZNYCH I ELEKTRYCZNYCH za pomocą programu komputerowego AUTOSIM 200

BUDOWA PNEUMATYCZNEGO STEROWNIKA

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych Napęd hydrauliczny

BUDOWA PNEUMATYCZNYCH SIŁOWNIKÓW Z RYGLAMI ORAZ SIŁOWNIKÓW Z HAMULCAMI

BUDOWA I TESTOWANIE UKŁADÓW PODCIŚNIENIA

Serwozawory 3/3 sterowane bezpośrednio przeznaczone do sterowania przepływem (LRWD2), ciśnieniem (LRPD2) i pozycją (LRXD2)

MODELOWANIE I SYMULACJA UKŁADÓW PNEUMATYCZNYCH, HYDRAULICZNYCH I ELEKTRYCZNYCH za pomocą programu komputerowego AUTOMATION STUDIO

Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska Katedra Ciepłownictwa. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych

INSTRUKCJA Regulacja PID, badanie stabilności układów automatyki

Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska Katedra Ciepłownictwa. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych

Ćwiczenie 1. Badanie aktuatora elektrohydraulicznego. Sterowanie Napędów Maszyn i Robotów Przemysłowych - laboratorium. Instrukcja laboratoryjna

Pneumatyczne, elektryczne i elektrohydrauliczne siłowniki do zaworów regulacyjnych i klap

Temat: Układy pneumatyczno - hydrauliczne

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

P O L I T E C H N I K A Ł Ó D Z K A INSTYTUT ELEKTROENERGETYKI ZAKŁAD ELEKTROWNI LABORATORIUM POMIARÓW I AUTOMATYKI W ELEKTROWNIACH

NAPĘD I STEROWANIE PNEUMATYCZNE PODSTAWY

Newsletter 3/2016. Zminiaturyzowane elektroniczne regulatory proporcjonalne. elektronika w pneumatyce.

WAT - WYDZIAŁ ELEKTRONIKI INSTYTUT SYSTEMÓW ELEKTRONICZNYCH. Przedmiot: CZUJNIKI I PRZETWORNIKI Ćwiczenie nr 1 PROTOKÓŁ / SPRAWOZDANIE

NAPĘD I STEROWANIE PNEUMATYCZNE PODSTAWY

NAPĘD I STEROWANIE PNEUMATYCZNE PODSTAWY

Seria Jubileuszowa. Rozwiązania informatyczne. Sprężarki śrubowe Airpol PRM z przetwornicą częstotliwości. oszczędność energii. ochrona środowiska

NAPĘD I STEROWANIE PNEUMATYCZNE PODSTAWY

Statyczne badanie wzmacniacza operacyjnego - ćwiczenie 7

NAPĘD I STEROWANIE PNEUMATYCZNE PODSTAWY

Sterowanie odbiornikiem hydraulicznym z rozdzielaczem proporcjonalnym

wejście wartości zadanej

Ćwiczenie HP3. Instrukcja

dr inż. Piotr Pawełko / Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia patrz punkt 6!!!

ZINTEGROWANY HAMULEC HYDRAULICZNY

Instrukcja obsługi SPEED CONTROL. Electro-pneumatic Speed control system Elektropneumatyczny Regulator Wydajności Pompy

PNEUMAX DIDACTIC automatyzacja w pneumatyce - system edukacyjny - pneumatyka i dydaktyka

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych. Układy ruchu szybkiego

2. Metoda impulsowa pomiaru wilgotności mas formierskich.

ARKUSZ EGZAMINACYJNY ETAP PRAKTYCZNY EGZAMINU POTWIERDZAJĄCEGO KWALIFIKACJE ZAWODOWE CZERWIEC 2010

Urządzenia nastawcze

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych. Układy rewersyjne

Ćwiczenia laboratoryjne z przedmiotu : Napędy Elektryczne, Hydrauliczne i Pneumatyczne

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych. Sterowanie odbiornikiem hydraulicznym z rozdzielaczem typu Load-sensing

P.P.H.U. PRAMAL KIELCE, ul. Zagórska 167 tel mob

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2018 ZASADY OCENIANIA

Temat: Sondy pojemnościowe nowoczesnym elementem do regulacji poziomu cieczy w aparatach instalacji chłodniczych.

Dostępne są dwie wersje prowadzenia: prowadnice w tulejach z brązu spiekanego oraz toczne z łożyskami kulkowymi.

Zawory regulacji ciśnienia Zawory regulacji ciśnienia E/P Seria EV07. Broszura katalogowa

PCEUiP.ZP/341-2/08 załącznik nr 2

ARKUSZ EGZAMINACYJNY ETAP PRAKTYCZNY EGZAMINU POTWIERDZAJĄCEGO KWALIFIKACJE ZAWODOWE CZERWIEC 2010

Ćw. 18: Pomiary wielkości nieelektrycznych II

Hamulce hydrauliczne serii 43. NAPĘDY > Hamulce hydrauliczne serii 43 KATALOG > Wydanie 8.7

PNEUMATYCZNE ELEMENTY LOGICZNE

Laboratorium Napędu i Sterowania Pneumatycznego

Więcej niż automatyka More than Automation

Przykładowe zadanie egzaminacyjne w części praktycznej egzaminu w modelu d dla kwalifikacji E.18 Eksploatacja urządzeń i systemów mechatronicznych.

Próby wytrzymałościowe łożysk elastomerowych

Wyznaczanie charakterystyk statycznych dwudrogowego regulatora przepływu i elementów dławiących

Wprowadzenie. - Napęd pneumatyczny. - Sterowanie pneumatyczne

II. STEROWANIE I REGULACJA AUTOMATYCZNA

Załącznik 1. Obejmuje zdjęcia wykonanych stanowisk i pomocy dydaktycznych do laboratorium Specjalnych Metod Odlewania

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2017 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

PNEUMATYKA - elementy przygotowania powietrza

Zestawy pompowe PRZEZNACZENIE ZASTOSOWANIE OBSZAR UŻYTKOWANIA KONCEPCJA BUDOWY ZALETY

APARATURA POMIAROWA DO BADANIA SZCZELNOŚCI WYROBÓW

Ćw. 18: Pomiary wielkości nieelektrycznych II

Urządzenia automatyki przemysłowej Kod przedmiotu

Rok akademicki: 2030/2031 Kod: EAR n Punkty ECTS: 5. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: -

Przetwornik ciśnienia Rosemount 951 do suchego gazu

Zawory regulacji ciśnienia Zawory regulacji ciśnienia E/P. Uwagi Techniczne. Temperatura medium min./maks.

Układy napędowe maszyn - opis przedmiotu

Kanałowa nagrzewnica elektryczna z modułem regulacji temperatury


Zajęcia laboratoryjne

Piezorezystancyjny czujnik ciśnienia: pomiar i wyznaczenie parametrów metrologicznych czujnika i przetwornika ciśnienia

POLITECHNIKA ŁÓDZKA INSTYTUT OBRABIAREK I TECHNOLOGII BUDOWY MASZYN. Ćwiczenie OB-7

09 - Dobór siłownika i zaworu. - Opór przepływu w przewodzie - Dobór rozmiaru zaworu - Dobór rozmiaru siłownika

WYDZIAŁ MECHANICZNY Katedra Budowy i Eksploatacji Maszyn specjalność: konstrukcja i eksploatacja maszyn i pojazdów

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Dane techniczne analizatora CAT 4S

Elementy podlegające ocenie/kryteria oceny

Zawory serii V2001 zawór trójdrogowy typu 3323 z siłownikiem pneumatycznym lub elektrycznym

Proporcjonalny zawór przelewowy typ WZPSE6

Zajęcia laboratoryjne

/ 2 ASCO PRZEWODNIK. Właściwy dobór zaworów proporcjonalnych

Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska Katedra Ciepłownictwa. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych

Projektowanie siłowych układów hydraulicznych - opis przedmiotu

Seria. Kanałowa nagrzewnica elektryczna z blokiem sterowania

Zawory obrotowe trójdrogowe PN6

Pomiary elektryczne wielkości nieelektrycznych

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2017 ZASADY OCENIANIA

Tranzystory bipolarne. Właściwości dynamiczne wzmacniaczy w układzie wspólnego emitera.

DOBÓR ELEMENTÓW PNEUMATYCZNYCH UKŁADÓW NAPĘDOWYCH

USTAWNIK TOLERUJĄCY USZKODZENIA TORU SPRZĘśENIA ZWROTNEGO

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Cyfrowy wzmacniacz AED dla przetworników tensometrycznych.

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2019 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

SZCZEGÓŁOWE WARUNKI I SPOSOBY OCENIANIA WEWNĄTRZSZKOLNEGO UCZNIÓW Z PRZEDMIOTU URZĄDZENIA I SYSTEMY MECHATRONICZNE

Transkrypt:

INSTYTUT OBRABIAREK I TECHNOLOGII BUDOWY MASZYN POLITECHNIKI ŁÓDZKIEJ ĆWICZENIE NR P-7 PNEUMATYCZNA TECHNIKA PROPORCJONALNA Koncepcja i opracowanie: dr hab. inż. Witold Pawłowski dr inż. Michał Krępski Łódź, 2011 r. Stanowiska wykorzystywane w ćwiczeniu zostały zakupione w ramach projektu: - Dostosowanie infrastruktury edukacyjnej Wydziału Mechanicznego Politechniki Łódzkiej do prognozowanych potrzeb i oczekiwań rynku pracy województwa łódzkiego poprzez zakup wyposażenia przeznaczonego do nowoczesnych metod nauczania współfinansowanego przez Unię Europejską z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Łódzkiego na lata 2007-2013.

Temat ćwiczenia: 2 PNEUMATYCZNA TECHNIKA PROPORCJONALNA Cel ćwiczenia: Celem ćwiczenia jest zapoznanie studentów z pneumatyczną techniką proporcjonalną: - elementami, budową układów pneumatycznych, sposobem sterowania i efektami działania. Program ćwiczenia: Ćwiczenie obejmuje: 1. Zapoznanie z elementami proporcjonalnymi wchodzącymi w skład stanowiska. 2. Podłączenie układu pneumatycznego dla określonego działania układu wg poleceń prowadzącego ćwiczenia. 3. Wykonanie sprawozdania. Literatura: 1. Podręcznik firmy SMC: - Sprężone powietrze i jego zastosowanie, 2011r. 2. Katalogi firm produkujących elementy pneumatyczne: SMC, ASCO - NUMATICS, FESTO, PREMA i inne. 3. Polska Norma PN-ISO 1219-1: grudzień 1994. Napędy i sterowania hydrauliczne i pneumatyczne. Symbole graficzne i schematy układów.

1. Wstęp 3 Zmiany w układach pneumatyki idą w stronę większej prostoty montażu i obsługi przy równoczesnym zwiększeniu precyzji w stosowaniu urządzeń pneumatycznych. Oznacza to konieczność stosowania pneumatyki proporcjonalnej. Technika sterowania proporcjonalnego elementami pneumatycznymi umożliwia sterowanie procesami przy pomocy sygnałów analogowych, tak więc elementy proporcjonalne stanowią ogniwo łączące układy pneumatyczne z elektronicznym układem sterowania. Historycznie rzecz biorąc najpierw technikę proporcjonalną wprowadzono w układach hydraulicznych, a w latach 80-tych XX wieku pojawiły się w układach pneumatycznych. Urządzenia proporcjonalne pozwalają na szybką i ciągłą zmianę wartości ciśnienia lub natężenia przepływu sprężonego powietrza, czyli stosuje się je w celu sterowania: - kierunkiem przepływu czynnika, - natężeniem przepływu czynnika (prędkością), - ciśnieniem czynnika (siłą lub momentem). Stanowią połączenie: - najnowszej technologii pneumatycznej, - bardzo dokładnej mechaniki, - nowoczesnej elektroniki. Znajdują zastosowanie w przemyśle, w: - transporcie, przetwórstwie, pakowaniu, lakierowaniu powierzchni itp. Przykłady zastosowań: - sterowanie siłą w siłownikach pneumatycznych, - sterowanie prędkością turbin pneumatycznych, - sterowanie prędkością narzędzi pneumatycznych, - sterowanie prędkością elementów mechanicznych, - regulacja ciśnienia lub natężenia przepływu w pistoletach lakierniczych, - dozowanie i transport ciał sypkich, - pozycjonowanie pneumatyczne, - aktywne tłumienie drgań.

4 2. Przykłady systemów pneumatyki proporcjonalnej Producenci elementów pneumatycznych oferują szereg systemów wykorzystujących technikę proporcjonalną. Przykładowo, firma ASCO NUMATICS (dawniej ASCO JOUCOMATIC) oferuje następujące systemy pozycjonowania: - POSITRONIC, - SERVOTRONIC, - SENTRONIC. System POSITRONIC (rys. 1) składa się z: - specjalnego siłownika z zintegrowanym czujnikiem, - dwóch serwozaworów, - sterownika. Rys. 1. Elementy systemu POSITRONIC Zasadę działania systemu POSITRONIC przedstawia rys. 2. Rys. 2. Zasada działania systemu POSITRONIC

5 W opcji dostępne są: - uchwyt prowadzący siłownik na łożyskach kulkowych, - blokada mechaniczna tłoczyska siłownika, - system sterowania siłą. Parametry systemu POSITRONIC: - średnica siłownika - 40 lub 63 mm, - skok tłoczyska - od 200 do 800 mm, - siła dynamiczna (pozioma) 3 do 120 dan, - obciążenie pionowe maksymalne do 60 kg, - prędkość do 1,5 m/s, - dokładność pozycjonowania - ±0,1 do 0,3 mm, - ciśnienie robocze 6 bar. System pozwala na wykonywanie następujących funkcji: - pozycjonowanie od punktu do punktu, - sterowanie prędkością, - sterowanie siłą, - sterowanie kombinowane (możliwość kombinacji wyżej podanych funkcji). Dla zapewnienia optymalnego działania systemu, w układzie znajdują się trzy pętle sprzężenia zwrotnego: - pętla regulacyjna pozycji, - pętla regulacyjna prędkości, - pętla regulacyjna przyśpieszenia i ciśnienia różnicowego. Zalety systemu POSITRONIC: - łatwość zastosowań pozycjonowanie programowe, sterowanie siłą i prędkością, - wielofunkcyjność zastosowanie jednego siłownika do wielu zastosowań (różne pozycje i skoki), - prosta obsługa programowanie z wykorzystaniem rozwijalnego menu, - szybkość, - krótki czas odpowiedzi, - bezpieczeństwo blokada przesuwu zapewniająca zatrzymanie w momencie wypadku, - łatwość montażu.

6 System SERVOTRONIC może służyć do sterowania: - natężeniem przepływu (rys. 3) w zakresie od 0 do 1400 dm 3 /min przy sygnale sterującym z przedziału ±10 V, - ciśnieniem (rys. 4). Jest 7 zakresów regulacji: pierwszy 0 0,1 bar, siódmy 0 16 bar. Sygnały sterujące z zakresów: 0 10 V, 0 20 ma, lub 4 20 mv. Rys. 3. Sposoby sterowania natężeniem przepływu w systemie SERVOTRONIC Rys. 4. Sposoby sterowania ciśnieniem w systemie SERVOTRONIC

Zalety urządzeń systemu SERVOTRONIC: - nadają się do sterowania natężeniem przepływu lub ciśnieniem, - bardzo krótki czas odpowiedzi, - bardzo mała histereza, - wysoka dokładność sterowania przepływem, - zwarta konstrukcja z wbudowanym czujnikiem ciśnienia, - wysoka niezawodność i gwarantowany długi czas eksploatacji, - kilka sposobów sterowania (napięcie prąd) do sterowania ciśnieniem. System SENTRONIC składa się z: - serwozaworu, - zaworu proporcjonalnego trójdrogowego, - karty sterowania elektronicznego, - wzmacniacza, - czujników ciśnienia, - innych elementów pneumatycznych. Parametry elementów systemu podano na rys. 5. 7 Rys. 5. Elementy systemu SENTRONIC

3. Stanowisko szkoleniowe 8 Stanowisko dydaktyczne wyposażone jest w panel montażowy (rys. 6) o wymiarach 1150x760 mm, na którym można mocować elementy składające się na układ pneumatycznej techniki proporcjonalnej. Rys. 6. Widok stanowiska szkoleniowego Na stanowisku znajduje się siłownik pneumatyczny (rys. 7) typ CE1 B20-50 firmy SMC, wyposażony w układ pomiaru położenia MONOSASHi- KUN (liniał pomiarowy). Siłownik stanowi układ wykonawczy, a liniał pozwala określić położenie tłoczyska oraz jego prędkość. Zamontowany na stanowisku siłownik serii CE1 posiada tłoczysko o średnicy φ12 zabezpieczone przed obrotem. Specjalny zintegrowany system pomiaru drogi z cyfrowym wskazaniem charakteryzuje się dokładnością wskazania ±0,1 mm. Schemat określający zasadę działania układu pomiarowego zamontowanego w siłowniku jest zaprezentowany na rysunku 8.

9 Rys. 7. Siłownik pneumatyczny z liniałem pomiarowym Rys. 8. Zasada działania układu pomiaru położenia w siłowniku serii CE1 Siłownik wyposażony w układ pomiaru położenia może zostać wykorzystany na stanowisku badawczym np. do pomiaru powtarzalności pozycjonowania, testowania prędkości tłoczyska w funkcji ciśnienia zasilania. W praktyce można zastosować taki siłownik również np. do pomiaru głębokości otworu w elementach przemieszczanych na linii produkcyjnej w celu segregowania elementów według tego kryterium. W celu określenia położenia lub prędkości siłownika zastosowano na stanowisku laboratoryjnym specjalny licznik CEU5P-D firmy SMC (rys. 9). Ten licznik umożliwia pomiar przemieszczenia względnego siłownika po wcześniejszym wyzerowaniu jego wskazania w położeniu odniesienia.

10 Rys. 9. Licznik współpracujący z liniałem pomiarowym siłownika CE1 Na wyposażeniu stanowiska laboratoryjnego techniki proporcjonalnej jest również element sterujący w postaci przetwornika elektropneumatycznego proporcjonalnego z zaworami sterującymi (rys. 10). Rys. 10. Przetwornik elektropneumatyczny proporcjonalny

11 Zasada działania proporcjonalnego przetwornika elektropneumatycznego jest zaprezentowana na rys. 11. Wzrost sygnału sterującego (napięcia, prądu) powoduje uaktywnienie przez moduł sterowania, elektromagnesu zaworu 2/2 na zasilaniu (1). Wówczas sprężone powietrze płynie przez zawór (1 ) do komory sterowania (3). Wzrost ciśnienia w komorze (3) powoduje ugięcie membrany (4), a zawór główny (5) otwiera się i sprężone powietrze przepływa z wejścia do wyjścia przetwornika. Zwiększenie ciśnienia na wyjściu przetwornika czujnik ciśnienia (7) przetwarza na sygnał elektryczny, który jest podawany do modułu sterowania. W module sterowania wartość zadana wielkości sterującej (elektryczny sygnał sterujący) jest porównywana z rzeczywistą wartością wielkości regulowanej czyli sygnałem z czujnika ciśnienia (7). Jeżeli wartość ciśnienia odpowiada wartości zadanej, zawór (1) zamyka się. Jeżeli ciśnienie w układzie za przetwornikiem jest wyższe od żądanego, sygnał elektryczny z modułu sterowania (9) otwiera zawór odpowietrzający 2/2 (2). Ciśnienie w komorze (3) zmniejsza się, co powoduje, że membrana (4) unosi się ku górze. Wtedy zawór odpowietrzający (6) otwiera się i część powietrza jest wydmuchiwana kanałem wydechowym (EXH). Odpowietrzanie następuje dotąd, aż wartość ciśnienia w kanale wyjściowym (OUT) będzie zgodna z wartością zadaną. Rys. 11. Zasada działania przetwornika elektropneumatycznego proporcjonalnego z zaworami sterującymi

12 Ciśnienie na wyjściu zaworu proporcjonalnego jest mierzone za pomocą przetwornika ciśnienia firmy SMC (rys. 12), który może zostać zastosowany w układzie regulacji np. w celu uruchomienia cyklu pracy układu pneumatycznego po osiągnięciu pewnej, zadanej wartości ciśnienia w układzie. Rys. 12. Cyfrowy przetwornik ciśnienia do analogowych czujników firmy SMC W skład stanowiska wchodzą również inne elementy, które są niezbędne w celu zbudowania układów wykorzystujących technikę proporcjonalną, m.in. regulator ciśnienia, programowalny przekaźnik ciśnienia, zbiornik sprężonego powietrza. Do budowy układów techniki proporcjonalnej można wykorzystywać także elementy z podstawowych zestawów PNEU (pneumatyki i elektropneumatyki) firmy SMC.

4. PRZEBIEG ĆWICZENIA 13 Zadanie 7.1. Charakterystyka szybkości napełniania zbiornika. Dla układu wyposażonego w przetwornik elektropneumatyczny proporcjonalny oraz zbiornik ciśnienia przeprowadzić pomiar charakterystyki szybkości napełniania zbiornika do określonego ciśnienia w funkcji ciśnienia zasilania regulowanego przetwornikiem proporcjonalnym. Zadanie 7.2. Charakterystyka zależności położenia od ciśnienia zasilania. W układzie wyposażonym w siłownik ze zintegrowanym pomiarem położenia, zbiornik ciśnienia i przetwornik proporcjonalny, wykonać charakterystykę zależności położenia od ciśnienia zasilania. Zadanie 7.3. Powtarzalność pozycjonowania siłownika. W układzie wyposażonym w siłownik ze zintegrowanym pomiarem położenia, zbiornik ciśnienia i przetwornik proporcjonalny, wykonać pomiary powtarzalności pozycjonowania siłownika dla wskazanych przez prowadzącego zajęcia wartości ciśnienia zasilania siłownika.

ĆWICZENIE P-7 Laboratorium 14 PNEUMATYCZNA TECHNIKA PROPORCJONALNA INSTYTUT OBRABIAREK I TECHNOLOGII BUDOWY MASZYN Imię i nazwisko Nr alb. Grupa Data wykonania ćwiczenia Zaliczenie Uwagi prowadzącego ćwiczenie Sprawozdanie powinno zawierać co najmniej następujące punkty dla każdego zrealizowanego zadania: 1. Przedstawić schemat połączeń pneumatycznych. 2. Załączyć tabelę z wynikami przeprowadzonych pomiarów. 3. W sposób graficzny przedstawić wyznaczaną charakterystykę. 4. Sformułować wnioski z przeprowadzonych badań.