Schema de acționare pneumatica

Schema de acționare pneumatica

Limbajul tehnic presupune si utilizarea, de comun acord, conform unor standarde internationale, a unor simboluri care sa permita reprezentarea si identificarea usoara a aparatelor si componentelor pneumatice atat ca elemente singulare, cat si inglobate in sisteme (circuite).

Simbolurile pneumatice trebuie sa ofere informatii privind: functia (functiile) aparatului, notarea conexiunilor, metodele de actionare, parametrii admisibili ai agentului de comanda si de lucru.

Aparatele pneumatice și conexiunile dintre ele, precum funcțiile pe care acestea le indeplinesc sunt redate prin simboluri, notații specifice, cuprinse și descrise in norme unanim acceptate, numite standarde.

1. Simboluri și semne convenționale

Semnele convenționale pentru comanda echipamentelor pneumatice se gasesc in tabelul de semne convenționale de la fișa suport 2.4.

2. Necesitatea unui racord

Tubulatura, fie ca este rigida sau flexibila, nu poate fi legata direct la diferitele aparate pneumatice din rețea.

Legatura dintre aparatura și tubulatura va fi asigurata de racorduri.

Un racord, la care se asigura etanșeitatea, trebuie sa realizeze doua tipuri de legaturi:

legatura racord - aparat;

legatura racord - tubulatura.

Racordurile trebuie sa aiba mai multe caracteristici:

sa fie demontabile;

etanseitate totala la presiuni și temperaturi ridicate;

insensibile la vibrații sau la loviturile de berbec;

montare rapida;

sa poata fi recuperate.

Aceste legaturi se fac in general prin utilizarea racordurilor filetate.

3. Reguli de instalare a tuburilor pneumatice

Un tub flexibil nu trebuie niciodata instalat drept. El trebuie sa prezinte intotdeauna o sageata, care, in funcție de lungimea sa poate varia. Normele prevad o variatie a lungimii de la +2 la 4%.

Un tub flexibil nu trebuie niciodata instalat rasucit. Marcajul care exista pe tub va permite verificarea daca acesta a fost instalat corect.

Un tub flexibil nu trebuie niciodata curbat imediat dupa ieșirea din record. Este necesara prevederea unei lungimi de minim 3 ori diametrul exterior al tubului intre ieșirea din racord și inceputul razei de curbura.

Cand un racord drept este instalat perpendicular pe un aparat, tubul atarna in spatele acestui racord, creand tensiuni la nivelul de prindere al tubului in racord. Pentru a se evita aceasta se va inlocui racordul drept cu un racord cu cot.

Se va evita trecerea cu tuburile flexibile prin zonele de lucru. In caz contrar, tuburile se vor proteja cu o teaca de protecție.

In cazul aerului comprimat, tuburile flexibile expuse la smulgere trebuie protejate pentru a se evita pericolele care pot apare in cazul ruperii lor.

In general raza de curbura a tuburilor flexibile este precizata de furnizorii acestora.

In tabelul urmator este data corespondenta si semnificatia notarii racordurilor.

Trebuie mentionat ca aceste notatii se aplica tuturor echipamentelor pneumatice, nu numai distribuitoarelor.

Exemplu: distribuitorul de mai jos este cu 3 cai si 2 pozitii, normal inchis, comandat pneumatic indirect (cu pilot), iar revenirea pe pozitie (resetarea) se face pneumatic, direct (fara pilot).

4. Ciclograma de mișcare

Intr-o instalație electropneumatica, elementele de execuție se mișca intr-o anumita ordine, descrisa  cu ajutorul unui instrument grafic numit ciclograma sau diagrama de mișcare.

Sistemele electropneumatice inglobeaza elemente din doua domenii disjuncte, pneumatica si electronica, conferindu-le integrarea si valoarea unitara necesara in aplicatiile moderne.

Un sistem electropneumatic contine un circuit pneumatic responsabil cu actiunea directa in procesul automatizat si un circuit electric responsabil cu conducerea circuitului pneumatic. De obicei, se considera circuitul pneumatic ca fiind partea de forta a sistemului, iar circuitul electric ca fiind partea de decizie, implementand logica secventiala de control.

Scopul principal al unui sistem electropneumatic este acela de a actiona mecanic in cadrul unui proces dat. Din acest motiv, de cele mai multe ori, in proiectare se porneste de la actionarea mecanica, prin conturarea performantelor si a comportamentului mecanic dorit. Apoi se aleg acele componente pneumatice care pot satisface cerintele mecanice impuse. Cu aceste componente se proiecteaza circuitul pneumatic ce va deservi sistemul. Apoi se procedeaza la proiectarea logicii de control, construita in circuitul electric al sistemului. Trebuie remarcat ca in unele cazuri, proiectarea celor doua circuite nu este independenta. In final, dupa modelarea si simularea computerizata a sistemului, cu confirmarea corectitudinii proiectarii, se trece la implementarea lui fizica si testarea propriu-zisa. Dupa ce toate testele au fost trecute cu succes, se poate proceda la lansarea sistemului in procesul pentru care a fost proiectat.

Fig. 1.  Circuitul pneumatic al sistemului pneutronic cu doi cilindrii

Vom considera exemplul unui sistem electropneumatic cu doi cilindri (fig.1). Cursa pistonului pentru un cilindru, denumit aici A, este de 100mm, intre pozitiile pe care le vom nota simbolic A0 (0mm), respectiv A1 (100mm). In mod identic se vor face notatiile pentru cilindrul B. Procesul in care va functiona acest sistem pneutronic necesita un ciclu de piston ce porneste din pozitia A0, parcurge distanta A0-A1, atinge pozitia A1, declanseaza pornirea lui B, din B0 spre B1, atingerea lui B1, retragerea lui B dinspre B1 spre B0, atingerea lui B0, care declanseaza intrarea lui A de la A1 la A0 oprirea lui A in A0. Se cere proiectarea sistemului pneutronic adecvat acestor cerinte.

Din formularea cerintelor mecanice, se deduce ca este nevoie de cilindri cu piston cu cursa minima de 100mm, care se vor pozitiona astfel incat in pozitia intrat complet pistoanele sa fie in A0, respectiv B0, iar in pozitia iesit complet sa fie in pozitia A1, respectiv B1. Se aleg cilindri cu doua camere actionate pneumatic pentru a permite comanda independenta a acestora.

Ca element de control al fluidului se va folosi distribuitorul 5/3 cu comanda electrica. Comutarea camerelor acestuia se face la alimentarea cu curent electric a bobinelor.

Pentru culegerea informatiilor mecanice se vor folosi 4 senzori de tip contact, actionand ca niste comutatoare electrice.

Sursa de presiune alimenteaza circuitul pneumatic, debitand puterea necesara actionarii.

Pentru reprezentarea grafica a secventei de comanda, se va construi ciclograma pentru cilindri (fig. 3). Secventa este A1B1B0A0.

Fig. 2. Ciclograma pentru cilindri

Axa orizontala a ciclogramei reprezinta timpul. Axa verticala din stanga este axa starilor. Aici sunt reprezentate cele doua stari principale ale pistonului A0 si A1, respectiv B0 si B1. Axa verticala din dreapta este axa de pozitie a pistonului. La orice moment de timp se poate deduce pozitia exacta a pistonului. Cele mai importante 5 momente sunt reprezentate pe ciclograma cu notatiile t₁, t₂, t₃, t₄ si t₅. Declansarea ciclului se produce in momentul t₁. Pistonul A ajunge in A1 la momentul t₂, declanseaza iesirea lui B care ajunge in B1 la t₃, apoi intra spre B0, atinge B0 la t₄, declanseaza intrarea lui A care atinge A0 la t₅. Asadar, pistonul realizeaza miscarea impusa.

In figura 2, intervalele (t₁-t₂), (t₂-t₃), (t₃-t₄) si (t₄-t₅) sunt egale in ipoteza comenzii cu aceeasi presiune in camerele cilindrilor. Pentru a avea durate diferite ale intervalelor se va modifica presiunea la camere prin introducerea unor regulatoare de presiune sau drosele.

In mod asemanator se va realiza ciclograma pentru distribuitoare. Aceasta este redata in figura  3:

Fig. 3. Ciclograma pentru distribuitoare

Ciclograma distribuitoarelor prezinta tranzitia intre cele doua stari posibile ale acestora, respectiv camera activata pentru deplasarea pistonului in pozitia A0, respectiv A1, si evident, B0 si B1. Se va remarca nuanta problemei. Timpul de comutare a camerelor nu este 0, dar il vom considera neglijabil in comparatie cu timpul necesar deplasarii pistonului.

Exista programe de simulare a schemelor și ciclogramelor de mișcare.

www.festo.com www.smc.ro

Sugestii metodologice:

UNDE PREDAM?

Continutul poate fi predat in laborator sau intr-o sala AEL.

CUM PREDAM?

Se pot utiliza: videoproiectorul, retroproiectorul, simulari pe echipamente, PC-uri și A.P.

Se recomanda utilizarea fiselor de lucru pentru elevi la activitatile de fixare a noilor cunostinte.

Prezentarea conținuturilor se poate face prin expunere, conversatie euristica, problematizare, demonstrație, observatie dirijata etc.

Se recomanda efectuarea de lucrari de laborator pentru determinarea ciclogramei de mișcare pentru elementele electropneumatice.

ORGANIZAREA CLASEI:

Clasa poate fi organizata frontal sau pe grupe de 3-4 elevi, in functie de nivelul clasei.

EVALUAREA CUNOSTINTELOR:

Evaluarea se poate realiza prin fise de evaluare individuale in care elevul sa poata realiza diferite ciclograme de mișcare sau simulari pe PC-uri.