VJEŽBA V26 · MODUL 4 · ELEKTROPNEUMATIKA
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.
- razložiti slijed 1A+ 2A+ 2A− 2A+ 2A− 1A− u korake i dodijeliti svakom koraku relej
- spojiti taktni lanac releja s uključivanjem sljedećeg i brisanjem prethodnog koraka
- spojiti elektromagnete na releje koraka i objasniti kako se isti signal senzora razlikuje u različitim koracima
- usporediti taktnu i kaskadnu metodu po broju releja, preglednosti i dijagnostici
- izračunati silu žigosanja, trajanje gibanja i potrošnju zraka
O vježbi
Prije vježbe proći gradivo: 4.10 Taktna električna metoda.
Pitanja i zadaci na ovoj stranici su bez odgovora. Rješenje s postupkom otvara se gumbom Prikaži rješenje ispod svakog pitanja, a upute za nastavnika nalaze se na dnu stranice.
Zadatak
Na napravi za označavanje žigom utiskuje se oznaka u čeličnu pločicu. Za čitljiv otisak žig mora udariti dvaput dok je pločica stegnuta. Cilindar 1A (Ø32/12 mm, hod 40 mm) steže pločicu, a cilindar 2A (Ø63/20 mm, hod 25 mm) nosi žig. Slijed je 1A+ 2A+ 2A− 2A+ 2A− 1A−, dakle šest koraka. Oba cilindra imaju bistabilne razvodnike 5/2 (1Y1/1Y2, 2Y1/2Y2) i magnetske senzore 1B1, 1B2, 2B1, 2B2. Tlak je 6 bar; brzina stezanja oko 0,2 m/s, brzina žiga oko 0,15 m/s.
Signal 2B2 javlja se dvaput u ciklusu: nakon prvog udarca treba pokrenuti povratak žiga, a nakon drugog također, ali nakon drugog povratka treba otpustiti pločicu, a ne ponovno udariti. Sam senzor ne „zna“ koji je udarac bio. To znanje nosi taktni lanac: za svaki korak postoji relej K1–K6. Relej koraka n uključuje se kad je aktivan relej koraka n−1 i kad senzor javi kraj koraka n−1; drži se samodržanjem, a isključuje ga relej koraka n+1. U svakom trenutku aktivan je samo jedan korak, pa isti senzor u koracima 3 i 5 djeluje različito.
Oprema i pribor
- pripremna grupa (6 bar), razdjelnik, cijevi, četiri jednosmjerna prigušna ventila;
- dva dvoradna cilindra s magnetskim klipom, četiri magnetska senzora PNP 24 V DC;
- dva bistabilna elektromagnetska razvodnika 5/2 sa svjetlećim utikačima;
- modul napajanja 24 V DC, modul tipkala, relejni moduli sa šest releja (po četiri kontakta);
- umjesto žiga i pločice: plastični odstojnik i komad drva; vodiči, multimetar, zaporni sat.
Sigurnost pri radu
Pažnja
Cilindar Ø63 mm pri 6 bar gura silom od oko 1,9 kN, a hod od 25 mm prolazi za manje od 0,2 s — prst se ne stigne izvući. Na vježbenoj ploči ne stavljajte ništa između žiga i podloge osim predviđenog odstojnika. Pri prvom pokretanju smanjite tlak na 3 bar i pritvorite prigušne ventile. Relejni moduli sa šest releja imaju mnogo vodiča: spojene vodiče označavajte na ispisu sheme.
Shema
| Korak | Gibanje | Relej | Uključuje ga | Isključuje ga | Elektromagnet |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 1A+ stezanje | K1 | S1 · 1B1 · 2B1 | K2 | 1Y1 |
| 2 | 2A+ prvi udarac | K2 | K1 · 1B2 | K3 | 2Y1 |
| 3 | 2A− povratak | K3 | K2 · 2B2 | K4 | 2Y2 |
| 4 | 2A+ drugi udarac | K4 | K3 · 2B1 | K5 | 2Y1 |
| 5 | 2A− povratak | K5 | K4 · 2B2 | K6 | 2Y2 |
| 6 | 1A− otpuštanje | K6 | K5 · 2B1 | 1B1 (mirni) | 1Y2 |
Postupak
- Nacrtajte dijagram put–korak za šest koraka i ispod njega stanje releja K1–K6. Označite gdje se 2B2 i 2B1 javljaju dvaput.
- Spojite pneumatski dio prema slici V26.1, postavite senzore i provjerite ih po LED indikatorima.
- Spojite taktni lanac, staze 1–6. Bez zraka ispitajte lanac: pritisnite S1 i premošćivanjem senzora redom 1B2, 2B2, 2B1, 2B2, 2B1 pratite kako se releji uključuju jedan za drugim. U svakom trenutku smije svijetliti samo jedan relej.
- Spojite staze 7–10 prema slici V26.4.
- Pustite zrak na 3 bar i pokrenite ciklus. Provjerite da žig udara dvaput i da se pločica otpušta tek nakon drugog povratka.
- Povisite tlak na 6 bar, namjestite prigušne ventile i pet puta izmjerite trajanje gibanja u ciklusu.
- Preuredite lanac tako da žig udara triput (dodajte dva koraka) i ispitajte novi slijed.
- Isključite napajanje i zrak, ispustite tlak, rastavite sklop.
Pitanja i zadaci
1. Senzor 2B2 aktivan je na kraju koraka 2 i na kraju koraka 4. Kako lanac zna da nakon prvog aktiviranja treba uključiti K3, a nakon drugog K5?
Prikaži rješenje
K3 se uključuje preko serije K2 · 2B2, a K5 preko serije K4 · 2B2. Na kraju koraka 2 aktivan je samo K2, pa 2B2 može uključiti samo K3; na kraju koraka 4 aktivan je samo K4, pa 2B2 uključuje K5. Relej aktivnog koraka „otvara vrata“ samo jednom sljedećem koraku.
2. Računski zadatak: izračunajte teorijsku i stvarnu silu žiga Ø63 mm pri 6 bar (η = 0,9). Koliki bi tlak bio potreban za silu od 2 kN?
Prikaži rješenje
A = π · 63² / 4 = 3117 mm². Ft = 0,6 · 3117 = 1870 N; F = 1870 · 0,9 = 1683 N. Za 2000 N: p = 2000 / (3117 · 0,9) = 0,713 N/mm² = 7,1 bar — više od tlaka mreže. Treba veći cilindar (Ø80 mm daje oko 2,7 kN) ili pojačivač tlaka.
3. Računski zadatak: izračunajte trajanje gibanja u ciklusu (preklapanje oko 30 ms po koraku) i potrošnju slobodnog zraka po ciklusu.
Prikaži rješenje
1A: 2 · 40 / 200 = 0,40 s. 2A: 4 · 25 / 150 = 0,67 s. Gibanja 1,07 s, preklapanja 6 · 0,03 = 0,18 s, ukupno ≈ 1,25 s.
Zrak, omjer 6,923: 1A (804,2 + 691,2) · 40 = 59 816 mm³ → 0,414 Nl. 2A, dva dvostruka hoda: (3117,2 + 2803,1) · 25 · 2 = 296 016 mm³ → 2,049 Nl. Ukupno ≈ 2,46 Nl po ciklusu.
4. Dopunite shemu: nacrtajte staze koje treba dodati da žig udara triput. Koliko releja tada ima lanac i kako se mijenjaju staze 8, 9 i 10?
Prikaži rješenje
Slijed postaje 1A+ 2A+ 2A− 2A+ 2A− 2A+ 2A− 1A− — osam koraka, releji K1–K8. Dodaju se K6 (2A+, uključuje K5 · 2B1) i K7 (2A−, uključuje K6 · 2B2); dosadašnji zadnji korak postaje K8 (1A−, uključuje K7 · 2B1, isključuje 1B1). K5 sad isključuje K6, K6 isključuje K7, K7 isključuje K8. Staza 8 dobiva paralelni kontakt K6 (2Y1 = K2 + K4 + K6), staza 9 kontakt K7 (2Y2 = K3 + K5 + K7), a staza 10 napaja se preko K8.
5. Koliko bi releja trebala kaskadna metoda za isti slijed? Napišite podjelu u grupe i usporedite metode.
Prikaži rješenje
Grupe: I = 1A+ 2A+; II = 2A−; III = 2A+; IV = 2A− 1A−. Četiri grupe, četiri releja — dva manje nego u taktnoj metodi. Taktna metoda ima više releja, ali je potpuno pravilna: svaki korak izgleda jednako, pa se lako crta, proširuje i dijagnosticira (svjetleći relej pokazuje korak u kojem je sklop stao). Kod dugih slijedova s ponavljanjem istog cilindra ta prednost prevladava.
6. Sklop je stao usred ciklusa. Svijetli relej K4, žig je uvučen, pločica stegnuta. Gdje tražite kvar?
Prikaži rješenje
K4 je korak 4, drugi udarac: 2Y1 bi trebao biti pod naponom i 2A izvučen. Redom se provjerava: svijetli li utikač 2Y1 (staza 8, kontakt K4); ako svijetli, kvar je pneumatski (razvodnik zapeo, prigušni ventil zatvoren, nema zraka); ako ne svijetli, kvar je u stazi 8 — kontakt K4 ili vodič. Kad bi 2A bio izvučen, a K5 se ne uključuje, provjerava se senzor 2B2 i serija K4 · 2B2 u stazi 5.
7. Zašto je u stazi 1 uz tipkalo START uvjet 1B1 · 2B1? Što bi se dogodilo da ga nema, a netko pritisne START usred ciklusa?
Prikaži rješenje
Uvjet osigurava da ciklus počinje samo iz početnog položaja. Bez njega bi pritisak na START usred ciklusa uključio K1 uz relej aktivnog koraka; K1 bi ponovno uključio 1Y1, a lanac bi imao dva aktivna koraka i izvodio neodređen slijed. Pravilo taktne metode je da u lancu smije biti aktivan samo jedan korak.
Za nastavnika
Otvori upute za nastavnika
Priprema
Vježba traži šest releja; ako ih nema dovoljno, studenti rade u paru skupina na dvije spojene ploče. Svaki relej treba četiri kontakta: samodržanje, uvjet sljedećeg koraka, mirni kontakt u prethodnom koraku i kontakt elektromagneta (K1 i K6 trebaju tri). Pripremite ispis staza s označenim brojevima staza i releja. Ispitivanje lanca bez zraka (korak 3 postupka) nemojte preskakati — ono pokazuje glavnu ideju metode. Prethodno znanje: V21, V24, V25 i jedinica 4.10.
Tijek sata
- Uvod: problem ponavljanja istog cilindra, načelo taktnog lanca (10 min).
- Dijagram put–korak i tablica koraka (10 min).
- Pneumatski dio i senzori (10 min).
- Taktni lanac i ispitivanje bez zraka (25 min).
- Staze elektromagneta, puštanje u rad, mjerenje vremena (20 min).
- Proširenje na tri udarca ili rasprava o dijagnostici, računski zadaci, rastavljanje (15 min).
Očekivani rezultati
Studenti objašnjavaju zašto isti senzor u različitim koracima uključuje različite releje i pokazuju da je u svakom trenutku aktivan samo jedan korak. Ciklus radi s dva udarca; izmjereno trajanje gibanja je 1,2–1,6 s. Računski: 1683 N, 7,1 bar za 2 kN, ≈ 1,25 s, ≈ 2,46 Nl po ciklusu. Uspješnije skupine proširuju lanac na tri udarca.
Česte pogreške
- Relej koraka uključuje se samo senzorom, bez kontakta prethodnog koraka — lanac „preskače“ korake.
- Mirni kontakt sljedećeg releja izostavljen, pa ostaje više aktivnih koraka i razvodnik dobiva suprotne naredbe istodobno.
- U stazama 8 i 9 releji koraka spojeni serijski umjesto paralelno.
- K6 se isključuje relejem K1 umjesto senzorom 1B1 pa ostaje uključen u mirovanju.
- Pri proširenju na tri udarca zaboravi se preusmjeriti isključivanje K5 na novi relej.
Vrednovanje
| Kriterij | Bodovi |
|---|---|
| Dijagram put–korak i tablica koraka s relejima | 3 |
| Taktni lanac ispravno spojen i ispitan bez zraka | 6 |
| Staze elektromagneta, ciklus s dva udarca radi | 4 |
| Točni računski zadaci | 3 |
| Proširenje ili obrazložena usporedba s kaskadnom metodom | 2 |
| Sigurnost i red na radnom mjestu | 2 |
| Ukupno | 20 |