Wydził Inżynierii Mechnicznej i Mechtroniki PIOTR PWEŁKO NPĘD I STEROWNIE PNEUMTYCZNE PODSTWY ĆWICZENI LBORTORYJNE Digrmy funkcyjne i cyklogrmy prcy Mteriły przeznczone są dl studentów Wydziłu Inżynierii Mechnicznej i Mechtroniki kopiownie, powielnie, rozpowszechninie bez wiedzy utor zbronione Poniższ instrukcj jest frgmentem skryptu o tym smym tytule, wydnym z zgodą Dziekn Wydziłu Inżynierii Mechnicznej i Mechtroniki ZUT w Szczecinie, ISBN 978-83-7518-614-7, 213, Szczecin SZCZECIN 214 www.piopwelko.zut.edu.pl Piotr.Pwelko@zut.edu.pl
Wydził Inżynierii Mechnicznej i Mechtroniki 1. Cyklogrmy prcy Rolą cyklogrmu prcy (ng Functionl Digrm) jest przedstwienie kolejnych etpów ruchu elementów wykonwczych (orz sygnłów sterujących) w cyklu prcy ukłdu pneumtycznego, Przedstwi się go w formie grficznej, n osi odciętych (poziomej) odkłd się jednkowe odległości symbolizujące kolejne tkty w cyklu prcy. N osi rzędnych (pionowej) zmieszcz się jedynie istotne elementy ukłdów, tzn elementy robocze, zwory sterujące, których zmin stnu jest istotn dl dziłni cłego ukłdu. Dl elementów roboczych n osi rzędnych nnosi się oznczeni położeni, czyli przebytej drogi, dl zworów ntomist stny przesterowni pozycji. Istotą cyklogrmu prcy jest przedstwienie przyczynowo skutkowe dziłni projektownego ukłdu w pełnym cyklu prcy, z podziłem n tkty. N tej podstwie możn dobrć zrówno niezbędne elementy wykonwcze i sterowni, jk i w późniejszej fzie projektu prowdzić obliczeni np. chwilowych wymgnych ntężeń przepływu w instlcji. tkt 1 1 1 2 3 4 5 B b b1 b1 b Dt Rys. 5.1. Cyklogrm prcy dwóch siłowników [3]. Przykłd cyklogrmu prcy dwóch siłowników pneumtycznych i B pokzno n rys. 5.1. Cykl prcy skłd się z czterech tktów. W pierwszym (-1) tkcie nic się nie wydrzyło z elementmi roboczymi, więc nie jest zliczny. Odcinki współrzędnej czsu n cyklogrmie nie odpowidją rzeczywistym czsom dziłń mechnizmów. Cyklogrm m znczenie jedynie poglądowe. Pogrubione linie poziome n cyklogrmie oznczją stny stbilne, w tym przypdku siłowników, zś pogrubione linie pochyłe lub pionowe zminę stnu, w tym przypdku ruch elementów wykonwczych. Cyklogrm prcy, by w pełni opisywł zleżności pomiędzy elementmi roboczymi elementmi sterowni, powinien być uzupełniony o kolejne wiersze, w których nleżłoby oznczyć położeni istotnych zworów rozdzieljących, sterujących prcą siłowników. W celu łtwiejszego odczytywni zprojektownej, dokłdnie ujmując nrysownej logiki dziłni ukłdu, umożliwi się nnoszenie n cyklogrmy prcy dodtkowych oznczeń. Są to przebiegi sygnłów sterowni, pokzują np. które i w jki sposób sygnły www.piopwelko.zut.edu.pl Piotr.Pwelko@zut.edu.pl
Wydził Inżynierii Mechnicznej i Mechtroniki wejściowe podne z łączników drogowych lub przycisków powodują ruch w kolejnym tkcie. Cyklogrm prcy może być uzupełniony o grficzne symbole pomocnicze, dodtkowo uszczegółowijące zsdę dziłni projektownego ukłdu. Oznczeni symboli pomocniczych zestwiono w tbeli 5.1. Tk jk w rysunku technicznym, tk i w rysowniu zrówno schemtów pneumtycznych jk i ich cyklogrmów prcy unik się opisów słownych, bzując n przyjętych stndrdch zpisu. Pozwl to uniknąć błędów w próbie słownego opisu dziłni ukłdu. Tbel 5.1 Symbole pomocnicze nnoszone n cyklogrmy prcy Symbol E Znczenie Sygnł informujący o włączeniu zsilni Sygnł z przycisku - STRT Sygnł z przycisku - prc utomtyczn Lmpk kontroln t P Opóźnienie sygnłu Sygnł z przetwornik ciśnieniowego S S Sygnł pneumtyczny S Wykorzystnie sygnłu w dwóch punktch S1 S1 S3 S4 S2 S2 S4 Sum logiczn sygnłów S1 i S2 Iloczyn logiczny sygnłów S1 i S2 Sygnł z łącznik drogowego S3 Negcj sygnłu S4 z łącznik drogowego www.piopwelko.zut.edu.pl Piotr.Pwelko@zut.edu.pl
Wydził Inżynierii Mechnicznej i Mechtroniki N rys. 5.2 pokzno cyklogrm prcy z rys. 5.1 uzupełniony o informcję o położeniu zworów rozdzieljących, sterujących siłownikmi i B, orz o położeniu łączników drogowych umieszczonych w pozycjch, 1, b, i b1. N cyklogrmie prcy nniesiono dodtkowo symbole pomocnicze, informujące, który z sygnłów wejściowych powoduje przesterownie zworu rozdzieljącego i w konsekwencji ruch siłowników. Rys. 5.2. Cyklogrm prcy dwóch siłowników uzupełniony o elementy sterowni i symbole pomocnicze Z przedstwionego cyklogrmu wynik, że cykl prcy rozpoczyn siłownik po podniu sygnłu STRT pod wrunkiem, że istnieją tkże sygnły i bo (iloczyn logiczny sygnłów STRT, i b). Ruch tłoczysk siłownik B w tkcie drugim jest wywołny sygnłem 1. Po zkończeniu ruchu i pojwieniu się sygnłu wejściowego b1 przewidzin jest zwłok czsow Dt. W tkcie trzecim relizowny jest ruch powrotny tłoczysk siłownik. Ruch powrotny tłoczysk siłownik B, w trkcie czwrtym, może się rozpocząć, o ile zistnieją dw sygnły i b1. N podstwie rozszerzonego i uzupełnionego cyklogrmu możn przystąpić do sporządzeni schemtu pneumtycznego. Podstwową grupę elementów stnowi tzw. zespół wykonwczy złożony z siłownik, zworu rozdzieljącego orz wyłączników www.piopwelko.zut.edu.pl Piotr.Pwelko@zut.edu.pl
Wydził Inżynierii Mechnicznej i Mechtroniki drogowych. Wyjści z zworu rozdzieljącego łączy się z siłownikiem. Wyjści z przycisków, wyłączników drogowych, ew. z przekźników czsowych, łączy się z wejścimi zworów rozdzieljących sterujących siłownikmi. Jeśli w ukłdzie mją być zrelizowne funkcje logiczne (lterntywy lub koniunkcji), to n ogół zwory lterntywy są umieszczne n wejściu zworów rozdzieljących sterujących siłownikmi, zś elementy koniunkcji są osdzne n wyjściu z wyłączników drogowych tych zespołów, które dziłją kilkkrotnie. Rys. 5.3. Schemt ukłdu pneumtycznego relizującego prcę dwóch siłowników i B wg cyklogrmu pokznego n rys. 5.2 Component Description Designtion 3/n Wy Vlve STRT Double cting cy linder mm 5/n Wy Vlve V1 3/n Wy Vlve 3/n Wy Vlve 1 1 Double cting cy linder B 5 mm 5/n Wy Vlve V2 3/n Wy Vlve B 3/n Wy Vlve B1 3 4 1 5 Rys. 5.4. Wygenerowny digrm prcy (ng. Stte Digrm) ukłdu ze schemtu z rys. 5.3 w progrmie Festo FluidSIM www.piopwelko.zut.edu.pl Piotr.Pwelko@zut.edu.pl
Wydził Inżynierii Mechnicznej i Mechtroniki Opis prcy ukłdu zmieszczonego n schemcie n rys. 5.3. Po podniu sygnłu STRT, przy spełnionym wrunku, że tłoczysk siłowników i B są wsunięte (łączniki drogowe i b są przesterowne), zostje przesterowny zwór rozdzieljący V1 siłownik. W tym przypdku jedną koniunkcję spełniono poprzez szeregowe połączenie przycisku STRT z wyłącznikiem drogowym b, zś drugą koniunkcję i b uzyskno wprowdzjąc zwór koniunkcji. Tłoczysko siłownik zczyn się wysuwć, wykonuje ruch +. W pierwszym tkcie ruch do przodu wykonuje tłoczysko siłownik. W położeniu wysuniętym sygnł z łącznik drogowego 1 przesterowuje zwór rozdzieljący V2 siłownik B. W tkcie drugim wysuwne jest tłoczysko siłownik B, tłoczysko wykonuje ruch B+. W położeniu krńcowym sygnł z wyłącznik b1 jest doprowdzony do przekźnik czsowego V3. Po upływie nstwionego czsu Dt przesterowny zostje zwór V1 siłownik. W tkcie trzecim tłoczysko siłownik wykonuje ruch powrotny, ruch -. Przy spełnionym wrunku, że tłoczysko siłownik jest wsunięte (sygnł z wyłącznik ) i jednocześnie tłoczysko siłownik B pozostje wysunięte (sygnł z wyłącznik b 1 ), ztem dl iloczynu logicznego sygnłów i b 1, nstępuje przesterownie zworu V2 siłownik B do położeni początkowego, i w tkcie czwrtym jest relizowny ruch powrotny tłoczysk siłownik B, ruch B-. Oprcowny schemt ukłdu pneumtycznego wymg n ogół sprwdzeni zgodności jego dziłni z cyklogrmem. Częstym błędem jest równoczesne pojwienie się dwóch sprzecznych sygnłów sterujących jednym bistbilnym zworem rozdzieljącym. Przebieg ćwiczeni 1. Dl podnej w zpisie słownym sekwencji prcy ukłdu pneumtycznego, oprcowć cyklogrm uzupełniony o elementy sterowni i symbole pomocnicze. 2. Sporządzić schemt ukłdu pneumtycznego. 3. Przeprowdzić symulcję dziłni prcy ukłdu w plikcji n PC, wygenerowć digrm prcy ukłdu 4. Zmontowć ukłd pneumtyczny n tblicy montżowej. 5. Sprwdzić zgodność dziłni zmontownego ukłdu z cyklogrmem i digrmem prcy ukłdu www.piopwelko.zut.edu.pl Piotr.Pwelko@zut.edu.pl
Wydził Inżynierii Mechnicznej i Mechtroniki LITERTUR Książki [1] Szenjch W. Npęd i sterownie pneumtyczne, WNT, Wrszw 1992. [2] Szenjch W. Przyrządy uchwyty i sterownie pneumtyczne, WNT, Wrszw 1983. [3] Niezgod J., Pomierski W.: Sterownie pneumtyczne ćwiczeni lbortoryjne, Wydwnictwo Politechniki Gdńskiej,, Gdńsk 1998 [4] Lewndowski D.i inni.: Pneumtyk i hydrulik urządzeń mechnicznych - lbortorium. Wydwnictwo Politechniki Łódzkiej, Łódź 1999 [5] Węsierski Ł.: Podstwy pneumtyki. GH, Krków, 199 [6] Węsierski, Ł. N.; Rzeczywiste dziłnie elementów pneumtycznych, Pneumtyk; 2 nr 5 2-22 [7] Świder J., Sterownie i utomtyzcj procesów technologicznych i ukłdów mechtronicznych, Wydwnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 26 Normy [8] PN - ISO 1219-1 1991 - Npędy i sterowni hydruliczne i pneumtyczne -- Symbole grficzne i schemty ukłdów -- Symbole grficzne [9] PN-ISO 1219-2:1998, Npędy i sterowni hydruliczne i pneumtyczne -- Symbole grficzne i schemty ukłdów -- Schemty ukłdów [1] PN-M-731:1991 + Npędy i sterowni hydruliczne i pneumtyczne. Terminologi. [11] PN-ISO 2944:25 - Npędy i sterowni hydruliczne i pneumtyczne -- Ciśnieni nominlne [12] PN-ISO 332:1998 - Npędy i sterowni hydruliczne i pneumtyczne -- Średnice cylindrów i średnice tłoczysk -- Szereg metryczny [13] PN-ISO 3322:1998 - Npędy i sterowni hydruliczne i pneumtyczne -- Cylindry (siłowniki) -- Ciśnieni nominlne [14] PN-ISO 4393:1998 - Npędy i sterowni hydruliczne i pneumtyczne -- Cylindry -- Skoki tłok; szereg podstwowy [15] PN-ISO 4397:1994 - Npędy i sterowni hydruliczne i pneumtyczne -- Łączniki i części współprcujące -- Średnice nominlne zewnętrzne przewodów sztywnych lub półsztywnych i średnice nominlne wewnętrzne przewodów giętkich [16] PN-M-732:1973 - Npędy i sterowni hydruliczne i pneumtyczne -- Elementy i zespoły hydruliczne i pneumtyczne -- Ogólny podził i oznczenie Strony www z okresu 1.1.-3.1.213 [17] Mteriły firmy FESTO www.festo.com [18] Mteriły firmy PNEUMT www.pneumt.com.pl [19] Mteriły firmy CMOZZI www.cmozzi.com [2] Mteriły firmy SMC www.smc.pl [21] Mteriły firmy IR-COM http://ir-com.pl [22] Mteriły firmy BIBUS MENOS www.bibusmenos.pl [23] Mteriły firmy PREM www.prem.pl [24] Mteriły firmy CDWIT www.cdwit.pl [25] Mteriły firmy MINDMN www.mindmn.com.tw [26] Npęd i Sterownie Hydruliczne i Pneumtyczne www.hip.gh.edu.pl [27] Mteriły firmy ir-com www.ir-com.pl [28] Politechnik Krkowsk, Instytut Konstrukcji Mszyn http://grf.mech.pk.edu.pl/ www.piopwelko.zut.edu.pl Piotr.Pwelko@zut.edu.pl