PNEUMATIKA I HIDRAULIKA
Modul 4
Elektropneumatika
Elektropneumatika spaja dva svijeta: stlačeni zrak i dalje obavlja rad, a odluke o tome kada i kojim redoslijedom donosi električni upravljački dio na 24 V. Modul počinje električnim simbolima, tipkalima, sklopkama, relejima, beskontaktnim senzorima i elektromagnetskim ventilima, a zatim iz njih gradi osnovne sklopove, logičke i vremenske funkcije te metode upravljanja slijedom: izravnu, kaskadnu i taktnu. Sve se primjenjuje na napravu SL-3 za savijanje lima.
- čitati i crtati električnu shemu sa strujnim stazama i tablicom kontakata
- razlikovati signalne elemente: tipkala, sklopke, granične sklopke i beskontaktne senzore te odabrati odgovarajući
- objasniti rad releja i vremenskih releja i njihovu ulogu u obradi signala
- odabrati monostabilni ili bistabilni elektromagnetski ventil prema ponašanju pri nestanku napona
- spojiti direktno i indirektno upravljanje cilindrom, automatski povrat i krug samodržanja
- ostvariti logičke i vremenske funkcije kontaktima i vremenskim relejima
- prepoznati blokirajuće signale i odabrati metodu upravljanja slijedom
- projektirati elektropneumatsko upravljanje kaskadnom i taktnom električnom metodom
- dodati upravljanju pogonske načine: uključenje, jedan ciklus, neprekidni rad i hitno zaustavljanje
O modulu
U čisto pneumatskom upravljanju signal putuje zrakom kroz granične ventile i logičke elemente. U elektropneumatici putuje vodičem: granična sklopka ili senzor javlja položaj, relej ili PLC odlučuje, a elektromagnetski ventil pretvara električnu naredbu u protok zraka. Cilindri, razvodnici i pripremna grupa ostaju isti; mijenja se način na koji se njima upravlja, a s njim brzina signala, domet, fleksibilnost i mogućnost dijagnostike.
Prvih pet jedinica upoznaje elemente. Jedinica 4.1 uvodi građu elektropneumatskog sustava, napajanje 24 V DC, električne simbole i shemu sa strujnim stazama. Jedinice 4.2 do 4.5 obrađuju signalne elemente (tipkala, sklopke, granične sklopke, reed-sklopke, beskontaktne senzore), releje i vremenske releje te elektromagnetske ventile, s naglaskom na razliku između monostabilnih i bistabilnih ventila. Druga polovica modula od tih elemenata gradi upravljanje: osnovne sklopove sa samodržanjem i vremenskim relejem (4.6), logičke i vremenske funkcije i dvoručno upravljanje (4.7), postupak od dijagrama put–korak do električne sheme s pogonskim načinima (4.8) te kaskadnu (4.9) i taktnu (4.10) električnu metodu.
Zajednički primjer cijelog modula je naprava SL-3 za savijanje lima s tri dvoradna cilindra (A stezanje, B savijanje, C izbacivanje), redoslijedom A+ B+ B− A− C+ C− i mrežom pretlaka 6 bar. Isti redoslijed rješava se izravnom, kaskadnom i taktnom metodom, pa se na jednom zadatku vidi zašto izravna metoda zakazuje, koliko releja i strujnih staza traže druge dvije i kako se taktni lanac prenosi u GRAFCET za PLC. Modul se oslanja na pneumatske metode iz modula 3 i priprema elektrohidrauliku u modulu 7.
Nastavne jedinice
- Otvori
4.1
Elektropneumatski sustav i električni simboli
Građa elektropneumatskog sustava, napajanje 24 V DC, električni simboli i pravila crtanja sheme strujnih staza s tablicom kontakata.
- Otvori
4.2
Tipkala, prekidači i granične sklopke
Tipkala i sklopke, gljivasto tipkalo STOP, mehaničke granične sklopke, reed-sklopka na cilindru, odskakivanje i vijek kontakata.
- Otvori
4.3
Releji
Građa i rad releja, radni, mirni i preklopni kontakti, pomoćni i vremenski releji, kontaktor, zaštitna dioda i tablica kontakata.
- Otvori
4.4
Beskontaktni senzori
Induktivni, kapacitivni, optički, magnetski i ultrazvučni senzori, izlazi PNP i NPN, trožilni spoj, domet, faktor redukcije i histereza.
- Otvori
4.5
Elektromagnetski ventili
Direktno upravljani i predupravljani elektromagnetski ventili, monostabilni i bistabilni, svici 24 V DC i 230 V AC, ručno pomoćno aktiviranje i ventilski otoci.
- Otvori
4.6
Osnovni elektropneumatski sklopovi i krug samodržanja
Direktno i indirektno upravljanje cilindrom, automatski povrat graničnom sklopkom, krug samodržanja i zadržavanje vremenskim relejem.
- Otvori
4.7
Logičke i vremenske funkcije u elektropneumatici
Funkcije I, ILI, NE, NI i NILI kontaktima, kombinirane funkcije, vremenski releji i dvoručno upravljanje.
- Otvori
4.8
Metode elektropneumatskog upravljanja
Od dijagrama put–korak do električne sheme: izravna metoda, blokirajući signali, izbor ventila i pogonski načini.
- Otvori
4.9
Kaskadna električna metoda
Grupe kao releji, samo jedan relej aktivan, prijelaz grupa, izvedbe s dvije i tri grupe i cijela shema naprave SL-3.
- Otvori
4.10
Taktna električna metoda
Taktni lanac releja: korak po relej, samodržanje, brisanje prethodnog koraka, start, reset, primjer SL-3 i prijelaz na GRAFCET.
Ključni pojmovi modula
| Pojam | Značenje |
|---|---|
| Elektropneumatski sustav | sustav s električnim upravljačkim dijelom (24 V DC) i pneumatskim izvršnim dijelom, povezanima elektromagnetskim ventilima |
| Napajanje 24 V DC | izvor stabiliziranog istosmjernog napona sa sigurnosnim odvajanjem od mreže, zajednički za senzore, releje i svitke |
| Tipkalo | ručni signalni element koji mijenja stanje kontakta samo dok je pritisnut, a opruga ga vraća |
| Sklopka (prekidač) | signalni element koji ostaje u položaju u koji je postavljen |
| Relej | elektromagnetska sklopka kod koje svitak pokreće kotvu koja istodobno preklapa više kontakata |
| Kotva | pomični dio magnetskog kruga releja koji svitak privlači, a opruga vraća |
| Induktivni senzor | beskontaktni senzor s oscilatorom koji prigušuju vrtložne struje u metalnom predmetu |
| Kapacitivni senzor | senzor koji reagira na promjenu kapaciteta, osjeća gotovo sve materijale |
| Elektromagnetski ventil | razvodnik kojim upravlja elektromagnet; spojnica električnog i pneumatskog dijela |
| Direktno upravljani ventil | ventil kod kojeg kotva magneta izravno otvara sjedište; mali protok, radi od 0 bar |
| Strujna staza | Okomiti strujni put između vodiča +24 V i 0 V; kontakti su gore, trošilo dolje, a staza nosi broj. |
| Direktno upravljanje | Signalni element (tipkalo, sklopka) izravno napaja svitak ventila. |
| Binarni signal | Signal sa samo dva stanja, 0 i 1; uz pozitivnu logiku 1 znači napon 24 V na vodiču. |
| Funkcija I | Izlaz je 1 samo kad su svi ulazi 1; izvodi se serijskim spojem radnih kontakata. |
| Dijagram put–korak | Prikaz položaja klipnjača svih cilindara po koracima ciklusa. |
| Tablica signala | Za svako gibanje: svitak koji ga izvodi, signal koji ga pokreće i koraci u kojima je taj signal aktivan. |
Vježbe uz modul
Uz modul idu 12 vježbi, ukupno 24 sati. Pitanja u vježbama su bez odgovora, a rješenje se otvara gumbom Prikaži rješenje; upute za nastavnika su na dnu svake vježbe.
- Otvori
VJEŽBA V15 · 2 SATA
Elektropneumatika — direktno upravljanje dvoradnim cilindrom
Zaklopku dozirnog lijevka otvarate dvoradnim cilindrom kojim izravno upravlja tipkalo S1 preko svitka Y1 monostabilnog elektromagnetskog ventila 5/2. Uz to spajate prvu signalizaciju položaja senzorom B1 i računate struju svitka, pad napona u kabelu i silu cilindra.
- Otvori
VJEŽBA V16 · 2 SATA
Indirektno upravljanje dvoradnim cilindrom — monostabilni ventil
Pneumatsku stegu na stolu bušilice upravljate s udaljenog pulta: tipkalo S1 uključuje relej K1, a njegovi kontakti uključuju svitak Y1 monostabilnog ventila i signalnu svjetiljku. Spajate indirektno upravljanje, čitate kontaktnu tablicu releja i računate struje, pad napona i silu stezanja.
- Otvori
VJEŽBA V17 · 2 SATA
Indirektno upravljanje dvoradnim cilindrom — bistabilni ventil
Zaklopku u kanalu za odsis prašine otvarate i zatvarate kratkim pritiskom na tipkala S1 i S2 preko releja K1 i K2 i bistabilnog elektromagnetskog ventila sa svicima Y1 i Y2. Uspoređujete ponašanje s monostabilnim ventilom, dodajete međusobno blokiranje i računate moment na zaklopki i potrošnju energije.
- Otvori
VJEŽBA V18 · 2 SATA
Granična sklopka u elektropneumatskom sklopu
Cilindar za skretanje paketa s valjkaste staze izvlači se kratkim pritiskom na S1, a na kraju hoda mehanička granična sklopka B1 preko releja K2 sama ga vraća. Istražujete što se događa pri predugom signalu, uvodite prednost povrata i računate silu, kašnjenje i mjesto ugradnje granične sklopke.
- Otvori
VJEŽBA V19 · 2 SATA
Logička funkcija ILI u elektropneumatici
Graničnik na kliznoj stazi za dijelove spušta se kad se pritisne tipkalo S1 na pultu ILI tipkalo S2 na drugom kraju stanice. Logičku funkciju ILI ostvarujete paralelnim spojem kontakata, uspoređujete je s pneumatskim naizmjeničnim ventilom i proširujete je trećim ulazom i isključivanjem s dva mjesta.
- Otvori
VJEŽBA V20 · 2 SATA
Logička funkcija I u elektropneumatici
Pneumatska preša za utiskivanje oznaka radi samo dok su pritisnuta oba tipkala S1 i S2 i dok senzor B1 javlja da je obradak u prihvatu. Logičku funkciju I ostvarujete serijskim spojem kontakata, učite sustavno tražiti prekid mjerenjem napona i razlikujete jednostavan serijski spoj od propisanog dvoručnog uključivanja.
- Otvori
VJEŽBA V21 · 2 SATA
Krug samodržanja
Kratkim pritiskom na tipkalo cilindar se izvlači i ostaje izvučen dok ga ne zaustavi tipkalo STOP — pamćenje signala preuzima relej s kontaktom samodržanja. U vježbi se spajaju i uspoređuju dvije inačice kruga: s dominantnim isključivanjem i s dominantnim uključivanjem.
- Otvori
VJEŽBA V22 · 2 SATA
Vremenski relej s kašnjenjem ukapčanja
Čahura se utiskuje u kućište i cilindar mora zadržati silu točno tri sekunde prije povratka. Vrijeme držanja mjeri vremenski relej s kašnjenjem ukapčanja koji pokreće senzor krajnjeg položaja.
- Otvori
VJEŽBA V23 · 2 SATA
Beskontaktni senzori
Na mjernom stolu ispituju se četiri vrste beskontaktnih senzora: induktivni, kapacitivni, optički i magnetski na cilindru. Mjeri se stvarna sklopna udaljenost za različite materijale i boje, histereza i širina područja uključivanja.
- Otvori
VJEŽBA V24 · 2 SATA
VDMA metoda u elektropneumatici
Slijed stezanja i savijanja na napravi SL-3 izvodi se elektropneumatski, izravno iz dijagrama put–korak. U slijedu se javljaju blokirajući signali koje uklanja jedan pomoćni relej.
- Otvori
VJEŽBA V25 · 2 SATA
Kaskadna električna metoda
Puni ciklus naprave SL-3 — stezanje, savijanje, otpuštanje i izbacivanje — rješava se kaskadnom električnom metodom. Slijed se dijeli u grupe, a svaka grupa ima svoj relej koji daje napon samo elektromagnetima te grupe.
- Otvori
VJEŽBA V26 · 2 SATA
Taktna električna metoda
Žig dvaput udara u isti izradak dok je stegnut, pa se isti cilindar giba naprijed-natrag dvaput u jednom ciklusu. Takav slijed najpreglednije rješava taktna električna metoda, u kojoj svaki korak ima svoj relej.