Taktna metoda

Načelo taktne metode

Kaskadna metoda dijeli slijed u grupe i za svaku grupu drži jedan vod pod tlakom. Taktna metoda ide korak dalje: svaki korak slijeda dobiva svoju memoriju. Memorije se slažu u niz koji se zove taktni lanac, a jedan element lanca zove se taktni modul (u literaturi i memorijski modul ili taktna stepenica). U svakom trenutku aktivan je samo jedan modul, onaj čiji se korak upravo izvodi. Njegov izlaz daje naredbu glavnom razvodniku cilindra i istodobno priprema sljedeći modul.

Sljedeći se modul ne uključuje sam od sebe. Za to su potrebna dva uvjeta istodobno: prethodni modul mora biti aktivan, i granični ventil mora potvrditi da je gibanje prethodnog koraka stvarno izvršeno. Tek tada se novi modul postavlja, a prethodni se briše. Lanac se, dakle, pomiče korak po korak, poput kazaljke koja preskače s broja na broj, i to isključivo nakon potvrde iz stroja. Otuda i naziv: upravljanje radi u taktu koraka.

Takvo upravljanje ima dvije važne posljedice. Prvo, blokirajući signali ne postoje: granični ventil može biti pritisnut koliko god dugo, ali njegov signal djeluje samo na modul koji je u tom trenutku pripremljen. Drugo, isti granični ventil može se koristiti u više koraka, jer ga svaki modul „čita" samo dok je na redu. Zato taktna metoda prirodno rješava duge slijedove i ponavljanje istog gibanja u ciklusu, gdje bi kaskada trebala mnogo grupa.

Taktni modul

Taktni modul je gotov sklop koji u jednom kućištu objedinjuje tri logičke funkcije: ventil I (ventil dvostrukog tlaka), memoriju (impulsni razvodnik 3/2 ili 5/2) i ventil ILI (naizmjenični ventil). Moduli se slažu jedan uz drugi na zajedničku podnožnu ploču, a veze između susjednih modula ostvaruju se kroz kanale u ploči, bez cijevi. Na shemi se modul često crta kao pravokutnik s oznakama priključaka, a njegova se unutarnja građa prikazuje logičkim simbolima kao na slici 3.6.1.

Priključci modula imaju ustaljena značenja:

Rad modula: kad su istodobno prisutni Yn i Xn, ventil I propušta signal na ulaz S memorije i memorija se postavlja. Izlaz memorije Q napaja naredbu An, pripremu Yn+1 i signal brisanja Zn−1 prethodnog modula. Memorija ostaje postavljena i kad Xn nestane, sve dok preko ventila ILI ne stigne brisanje Zn od sljedećeg modula ili opći reset L. Mali optički pokazivač na modulu pokazuje je li modul aktivan. Na njemu se u pogonu odmah vidi na kojem je koraku upravljanje stalo, što taktnu metodu čini izuzetno pogodnom za dijagnostiku.

Važno je da je modul napajan izravno iz mreže (priključak P), a ne kroz niz drugih modula. Naredba koraka 10 ima isti tlak i jednako kašnjenje kao naredba koraka 1. To je bitna razlika prema kaskadi, u kojoj zrak za grupu I prolazi kroz sve kaskadne razvodnike.

Taktni lanac: start, potvrda i reset

Taktni lanac sastavlja se od onoliko modula koliko slijed ima koraka. Izlaz Yn+1 svakog modula vodi se na ulaz Yn sljedećeg, a izlaz Zn−1 na ulaz Zn prethodnog. Posljednji modul zatvara krug: njegov izlaz priprema prvi modul, pa se lanac nakon posljednjeg koraka vraća na početak. Potvrde izvršenja dovode se odozdo, s graničnih ventila, a naredbe odlaze prema glavnim razvodnicima.

Potvrda izvršenja. Svako gibanje mora biti potvrđeno graničnim ventilom koji javlja krajnji položaj. Potvrda koraka n dovodi se na ulaz X modula n+1. Granični ventili napajaju se izravno iz mreže i smiju biti trajno pritisnuti; njihov signal djeluje samo na modul koji je u tom trenutku pripremljen. Ako se korak ne završi (na primjer lim se zaglavi i cilindar B ne dođe do b1), lanac stoji na tom koraku i pokazivač pokazuje gdje je zastoj.

Start. Tipkalo START ugrađuje se u potvrdu za prvi korak, u seriji s graničnim ventilom posljednjeg gibanja ciklusa. Kod naprave SL-3 prvi modul postavlja se signalom c0 · S: izbacivač uvučen i pritisnut START, uz pripremu iz posljednjeg modula.

Reset. Opći reset L briše sve module osim posljednjeg, a posljednji postavlja. Time se lanac dovodi u stanje „ciklus završen, čekam start", neovisno o tome gdje je stao. Reset se koristi pri uključenju napajanja, nakon zastoja i nakon rada u ručnom načinu. Prije reseta cilindri se moraju dovesti u početni položaj (ručno ili posebnim slijedom), jer reset briše samo memorije, a ne pomiče cilindre.

Najmanji lanac. Svaki modul briše prethodni i priprema sljedeći. S dva modula isti bi modul istodobno dobivao signal za postavljanje i signal za brisanje, pa se u praksi lanac gradi od najmanje tri modula. Kratki slijed od dva koraka (na primjer A+ A−) rješava se zato jednostavnijim sklopom ili lancem od tri modula u kojem je jedan korak prazan.

Preklapanje pri prijelazu. Kad se modul n+1 postavi, modul n još nekoliko milisekundi drži svoju naredbu, dok ne stigne brisanje. Ako su dva uzastopna koraka suprotna gibanja istog cilindra (B+ pa B−), impulsni razvodnik kratko dobiva oba signala i prebacuje čim nestane stari. To kašnjenje je zanemarivo i nije blokirajući signal, jer stari signal nestaje sam, bez obzira na položaj graničnih ventila.

Primjer: taktno upravljanje naprave SL-3

Slijed naprave SL-3 je A+ B+ B− A− C+ C−, dakle šest koraka i šest taktnih modula M1…M6 (slika 3.6.2). Cilindri A (Ø32/12, hod 50 mm), B (Ø50/20, hod 100 mm) i C (Ø25/10, hod 80 mm) upravljaju se impulsnim razvodnicima 5/2. Svaki cilindar ima dva granična ventila, ukupno šest. Tablica pokazuje povezivanje.

Tijek ciklusa: nakon reseta aktivan je M6, a C je uvučen, pa je c0 prisutan. Pritisak na START postavlja M1 i briše M6; A se izvlači i steže lim. Kad A dođe do a1, postavlja se M2 (B+), a M1 se briše. Kad B dođe do b1, postavlja se M3 (B−). Granični ventil a1 i dalje je pritisnut, ali to ne smeta: njegov signal djeluje samo na M2, a M2 je obrisan. Nakon b0 postavlja se M4 (A−), nakon a0 modul M5 (C+), a nakon c1 modul M6 (C−). Izbacivač se vraća, c0 se ponovno pojavljuje i lanac čeka novi START.

Usporedite to s VDMA izvedbom istog slijeda: ondje granični ventil b0 drži signal A− već u mirovanju pa blokira naredbu A+ na početku ciklusa, a a1 blokira B−. U taktnom lancu isti granični ventili ne smetaju, jer b0 djeluje samo na M4, a a1 samo na M2. Pri taktu od 12 s (5 ciklusa na minutu) prebacivanje modula traje nekoliko milisekundi i ne utječe na trajanje ciklusa; vrijeme određuju brzine cilindara i eventualna zadržavanja.

Ponavljanje gibanja i dugi slijedovi

Pravo mjesto taktne metode su slijedovi u kojima se isto gibanje ponavlja. Uzmimo varijantu naprave SL-3 s dvostrukim savijanjem, u kojoj cilindar B savija dvaput za redom da bi se smanjilo elastično vraćanje lima: A+ B+ B− B+ B− A− C+ C−. Slijed ima osam koraka.

U kaskadnoj metodi taj se slijed dijeli na C− A+ B+ | B− | B+ | B− A− C+, dakle četiri grupe i tri kaskadna razvodnika. Uz to, granični ventili b1 i b0 trebaju djelovati u različitim grupama, pa se njihovi signali moraju razdvojiti dodatnim ventilima, a naredbe B+ i B− dolaze iz dviju grupa i trebaju ventile ILI. Shema postaje gusta i teško se prati.

U taktnoj metodi lanac se jednostavno produlji na osam modula. Naredba B+ dolazi iz modula M2 i M4, pa se njihovi izlazi spajaju preko jednog ventila ILI na upravljački priključak razvodnika B. Isto vrijedi za B− iz M3 i M5. Granični ventil b1 vodi se na module M3 i M5, a b0 na M4 i M6, običnim račvanjem voda. Budući da je pripremljen samo jedan modul, isti signal b1 uvijek pomiče lanac točno za jedan korak. Za svako ponovljeno gibanje potreban je, dakle, jedan dodatni modul i jedan ventil ILI, a nijedan dodatni granični ventil.

Dugi slijedovi imaju i drugu prednost. Kaskada s mnogo grupa gubi tlak i brzinu jer se signal za grupu I provlači kroz sve kaskadne razvodnike, dok je u taktnom lancu svaki modul napajan izravno. Izmjena slijeda također je jednostavnija: umetanje novog koraka znači umetanje jednog modula i premještanje nekoliko cijevi, bez nove podjele u grupe i precrtavanja cijele sheme.

Usporedba taktne i kaskadne metode

Obje metode sigurno uklanjaju blokirajuće signale. Razlikuju se po cijeni, broju elemenata, brzini, preglednosti i lakoći izmjene. Tablica sažima usporedbu za tipične naprave s dva do pet cilindara.

Procjena, a ne pravilo: za kratke slijedove bez ponavljanja, kakav je osnovni slijed naprave SL-3, kaskada je jeftinija i dovoljno pregledna. Kad slijed ima više od osam do deset koraka, ponavljanja ili treba biti lako promjenjiv, taktni lanac se isplati unatoč višoj cijeni modula. Kad se uz to traže i načini rada, brojanje komada, vremena i spoj s nadređenim sustavom, prijelaz na elektropneumatiku i PLC (jedinica 3.7 i modul 4) najčešće je najbolje rješenje.

Taktni lanac ima i svoju zamku. Budući da svaki korak čeka potvrdu, neispravan ili krivo namješten granični ventil zaustavlja cijeli stroj. Granični ventili moraju biti pouzdano pričvršćeni i namješteni tako da ih klipnjača pritisne tek u krajnjem položaju, a ne nekoliko milimetara prije njega.

Računski prikaz: taktni lanac prema kaskadi

Unesite broj koraka slijeda, broj cilindara i broj grupa koje bi za isti slijed trebala kaskada. Prikaz računa broj taktnih modula i procjenjuje ukupni broj upravljačkih elemenata za obje metode. Pretpostavke: dvoradni cilindri s impulsnim razvodnicima 5/2 i s dva granična ventila po cilindru; tipkala START i reset; za svako ponovljeno gibanje (koraci iznad 2 · c) jedan ventil ILI na naredbi u obje metode, a u kaskadi još jedan ventil I za razdvajanje signala graničnog ventila koji djeluje u više grupa. Taktni modul broji se kao jedan element, iako u sebi ima tri logičke funkcije.

E_takt = max(n, 3) + 3 · c + r + 2     E_kaskada = (G − 1) + 3 · c + 2 · r + 2     r = n − 2 · c

Za napravu SL-3 (n = 6, c = 3, dvije grupe) taktni lanac treba 6 modula i ukupno 17 elemenata (6 modula, 3 glavna razvodnika, 6 graničnih ventila, START i reset), a kaskada 12 elemenata (1 kaskadni razvodnik, 3 glavna razvodnika, 6 graničnih ventila, START i reset). Razlika od 5 elemenata ide u korist kaskade. Za varijantu s dvostrukim savijanjem (n = 8, četiri grupe) taktni lanac ima 21 element, a kaskada 18, pa se razlika smanjuje na 3. Za slijed od 12 koraka s tri cilindra i sedam grupa obje metode trebaju po 29 elemenata. Broj elemenata tada više ne odlučuje, nego preglednost, dijagnostika i brzina, a tu je taktni lanac bolji.

Ključni pojmovi

Provjeri se

Kratka provjera prije prelaska na sljedeću jedinicu. Odgovor se potvrđuje klikom, a obrazloženje se prikazuje odmah.

Vježbe uz jedinicu

Gradivo ove jedinice priprema za sljedeće vježbe:

• V14 Taktna metoda s dva cilindra · 2 sata