VJEŽBA V14 · MODUL 7 · DOKUMENTACIJA U ELEKTROTEHNICI

Vježba V14 · 2 sata

Shema upravljanja strujnim stazama i označavanje

Upravljački krug osi PS-1 na 24 V DC crta se u strujnim stazama: sigurnosni relej sa zaustavljanjem u nuždi, tipkala, senzor referentne točke, granične sklopke i ulazi upravljača. Svaki element nosi oznaku po IEC 81346, pa ga monter nađe u ormariću, a serviser u shemi.

Moći ću:

nacrtati shemu upravljanja u strujnim stazama između sabirnica L+ i M simbolima prema IEC 60617
označiti elemente, priključke i stezaljke prema IEC 81346 i uputiti na kontakte u drugim stazama
pročitati shemu i opisati što se događa pri zaustavljanju u nuždi, prekidu vodiča i dolasku na graničnu sklopku
izračunati potrošnju upravljačkog kruga i pad napona na vodu

O vježbi

Vježba V14Trajanje: 2 sataModul 7

Prije vježbe proći gradivo: 7.1 Sustav označavanja elemenata, 7.2 Grafički simboli u crtežima i shemama, 7.4 Čitanje električnih shema.

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

Ormarić =PS1+ORM osi PS-1 napaja upravljački krug s 24 V DC iz napajanja -G1 preko osigurača -F1. Nacrtajte shemu upravljanja u strujnim stazama za ovaj opis rada:

gljivasto tipkalo -S0 (otvarajući kontakt) vodi se na ulaz sigurnosnog releja -K1; tipkalo -S5 (zatvarajući kontakt) služi za poništenje nakon deblokade -S0;
sigurnosni izlazni kontakt -K1 13-14 daje omogućenje upravljaču koračnog motora -T1 (ENA) i ujedno javlja upravljaču -A1 na ulaz I0.0 da je sigurnosni krug u redu;
-S3 START (zatvarajući) na I0.1, -S4 STOP (otvarajući) na I0.2;
induktivni senzor referentne točke -B1 (PNP, zatvarajući, trožični) na I0.3;
granične sklopke -S1 i -S2 (otvarajući kontakti) na I0.4 i I0.5; -B1, -S1 i -S2 su na osi, pa se spajaju preko rednih stezaljki -X1;
izlazi -A1: Q0.0 zelena -H1 (rad), Q0.1 crvena -H2 (smetnja), Q0.2 i Q0.3 impulsi koraka i smjer za -T1 (pitanje 6).

Shema se crta na jednom listu A3 (položeno), s numeriranim strujnim stazama, a ispod svakog releja upisuje se tablica kontakata s brojem staze u kojoj je kontakt.

Oprema i pribor

računalo s programom za izradu električnih shema (knjižnica simbola IEC 60617, automatsko numeriranje staza i unakrsnih uputa) ili papir A3 i šablona simbola;
popis opreme PS-1 s oznakama referentnih elemenata;
podaci iz uputa proizvođača za sigurnosni relej, upravljač koračnog motora i senzor (oznake priključaka, potrošnja);
tablica boja vodiča i presjeka za upravljačke krugove.

Pravila koja se primjenjuju

Označavanje (IEC 81346-1 i -2): znak = označava funkciju ili sustav (=PS1), znak + mjesto (+ORM), znak − proizvod (-K1). Puna oznaka je =PS1+ORM-K1; na listu gdje je mjesto jasno piše se samo -K1. Slovo razreda govori o namjeni: S pretvara ručno djelovanje u signal, B mjerenu veličinu u signal, K obrađuje signal, T pretvara energiju, F štiti, X spaja, W vodi. Oznake priključaka (A1/A2, 13-14, 11-12) pišu se uz simbol, a stezaljke kao -X1:2.

Simboli (IEC 60617) i sheme (IEC 61082-1): kontakti se crtaju u neaktiviranom stanju i bez napona; strujne staze su okomite, sabirnica L+ gore, M dolje; staze se numeriraju slijeva nadesno. Električna oprema strojeva (IEC 60204-1) preporučuje tamnoplavu boju vodiča za istosmjerne upravljačke krugove. Primjenjuje se važeće izdanje norme.

Napomena o razredima: u zajedničkom primjeru PS-1 svjetlosni pokazivači nose oznaku -H1 i -H2, kako je uobičajeno u starijoj praksi; važeće razvrstavanje prema IEC 81346-2 svrstava pokazivače u razred P. Projekt mora odabrati jedan sustav i navesti ga u legendi.

Pažnja

Tipkalo STOP i granične sklopke spajaju se otvarajućim kontaktom. Ako vodič pukne ili ispadne iz stezaljke, ulaz padne na 0 kao da je pritisnut STOP ili dosegnuta granica, pa se os zaustavi. Zatvarajući kontakt na tom mjestu ne bi javio prekid, a os bi nastavila voziti do udara. Ovaj primjer sigurnosnog kruga je pojednostavljen (jedan kanal); stvarna izvedba određuje se procjenom rizika prema ISO 13849-1.

Crtež

Kontakti su nacrtani u mirovanju: -S0, -S4, -S1 i -S2 zatvoreni, -S3, -S5 i -K1 13-14 otvoreni. Stezaljke -X1 označavaju mjesto gdje vodovi s osi ulaze u ormarić.

Slika V14.1 — shema upravljanja PS-1 u strujnim stazama 1–10: sigurnosni krug zaustavljanja u nuždi i ulazi upravljača -A1, napon 24 V DC

Postupak

Otvorite novi projekt sheme, upišite oznake =PS1 i +ORM u svojstva projekta i lista, odaberite A3 s numeriranim stazama.
Nacrtajte sabirnice L+ i M i upišite izvor (24 V DC iz -G1 preko -F1, upućivanje na list napajanja).
Postavite sigurnosni relej -K1 kao jedan element s priključcima A1, A2, S12, S34 i 13-14 (oznake prema uputama proizvođača; ovdje primjer).
Ucrtajte staze 1–3: napajanje -K1, ulaz kanala preko -S0, poništenje preko -S5. Kontakt 13-14 stavite u stazu 4 i povežite s -T1 ENA i s ulazom I0.0.
Ucrtajte staze 6–10 s -S3, -S4, -B1, -S1 i -S2. Na vodove prema osi dodajte stezaljke -X1 s brojevima.
Postavite upravljač -A1 (ulazi) s oznakama I0.0–I0.5 i priključkom 1M na sabirnicu M.
Provjerite da je ispod -K1 generirana tablica kontakata s uputom na stazu 4 i da svaki element ima jedinstvenu oznaku.
Na drugom listu nacrtajte izlaze (pitanje 6) i izvezite popis opreme i popis stezaljki iz programa.

Pitanja i zadaci

1. Što znači puna oznaka =PS1+ORM-K1:13? Kako bi glasila oznaka senzora -B1 ako je montiran na osi, na mjestu označenom +OS?

Prikaži rješenje

=PS1 je sustav (pozicionirna os), +ORM mjesto (upravljački ormarić), -K1 proizvod (sigurnosni relej), a :13 njegov priključak 13. Senzor na osi dobiva oznaku =PS1+OS-B1. Ista oznaka proizvoda pojavljuje se u shemi, popisu opreme, na naljepnici u ormariću i u uputama za održavanje.

2. Os vozi i netko pritisne -S0. Opišite redom što se događa u shemi i što treba učiniti da se os ponovno pokrene.

Prikaži rješenje

Kontakt -S0 11-12 (staza 2) se otvori i -K1 izgubi signal na ulazu S12. Relej odmah otvori sigurnosni kontakt 13-14 (staza 4): -T1 gubi omogućenje ENA i prestaje napajati namote motora, a -A1 na I0.0 vidi 0 i prekida program vožnje. Ponovni rad: deblokirati -S0 (okretanjem ili povlačenjem glave), pritisnuti -S5 za poništenje releja, zatim -S3 START. Samo otpuštanje -S0 ne smije pokrenuti os.

3. Na kojem ulazu i s kojom vrijednošću upravljač vidi (a) pritisnuto tipkalo STOP, (b) prekinut vod do -S2, (c) klizač u referentnoj točki?

Prikaži rješenje

(a) I0.2 = 0 (otvarajući kontakt se otvori). (b) I0.5 = 0, jednako kao da je dosegnuta granica — os staje na strani -S2; program ne može razlikovati prekid od granice, ali je stanje sigurno. (c) I0.3 = 1: PNP senzor pri približavanju metala spaja izlaz BK na L+.

4. Tehnički opis navodi potrošnju iz 24 V (primjer): -A1 0,25 A, -K1 0,10 A, -B1 0,02 A, -H1 i -H2 po 0,02 A, -T1 s motorom najviše 2,5 A. Je li napajanje -G1 od 5 A dovoljno ako se traži najmanje 20 % zalihe?

Prikaži rješenje

I = 0,25 + 0,10 + 0,02 + 0,02 + 0,02 + 2,5 = 2,91 A

I / I_n = 2,91 / 5 = 0,58 → iskorištenje 58 %, zaliha 42 %

Zahtjev (najviše 80 % opterećenja, tj. 4 A) je ispunjen. Osigurač -F1 bira se između najveće radne struje (2,91 A) i struje koju napajanje može dati; odabir je dio jednopolne sheme u V15.

5. Vod -W4 od -T1 do motora dug je 3 m, presjeka 0,5 mm², struja faze 2 A. Izračunajte pad napona (ρ_Cu = 0,0175 Ω·mm²/m) i izrazite ga u postotku od 24 V. Isto za vod senzora -B1 duljine 5 m, 0,25 mm², 20 mA.

Prikaži rješenje

ΔU = 2 · L · I · ρ / A = 2 · 3 · 2 · 0,0175 / 0,5 = 0,42 V → 0,42 / 24 = 1,75 %

ΔU_B1 = 2 · 5 · 0,02 · 0,0175 / 0,25 = 0,014 V

Faktor 2 uzima u obzir polazni i povratni vodič. Oba pada su mala; kod senzora je važnije da ulaz upravljača pouzdano prepozna razinu 1, a to se uz 14 mV pada ne dovodi u pitanje.

6. Nacrtajte izlazne staze 11–14: -H1 na Q0.0, -H2 na Q0.1, impulsi koraka PUL na Q0.2 i smjer DIR na Q0.3 upravljača -T1, te vod -W4 do motora -M1.

Prikaži rješenje

Izlazi -A1 su izvorni (daju L+), pa trošila idu između izlaza i M. Signali PUL i DIR vode se u optički odvojene ulaze -T1; njihovi povratni priključci spajaju se na M upravljačkog kruga.

Slika V14.2 — rješenje: izlazne staze 11–14 s pokazivačima -H1, -H2 i signalima koraka i smjera za -T1

7. Što znači zapis „kontakt 13-14 → staza 4" ispod releja -K1 i čemu služi?

Prikaži rješenje

To je tablica (zrcalo) kontakata: pokazuje da relej -K1 ima zatvarajući kontakt 13-14 i da je on nacrtan u stazi 4. Kad shema ima više listova, uz broj staze piše se i broj lista (npr. 2.4). Serviser tako iz svitka nađe sve njegove kontakte, a iz kontakta natrag svitak, bez pregledavanja cijele sheme.

8. Zašto se -B1, -S1 i -S2 spajaju preko rednih stezaljki -X1, a -S3 i -S4 ne?

Prikaži rješenje

-B1, -S1 i -S2 su na osi (+OS), izvan ormarića; njihovi kabeli ulaze u ormarić i završavaju na stezaljkama -X1, pa se mogu odspojiti i mjeriti bez diranja upravljača. Tipkala na vratima ormarića spajaju se unutar ormarića, najčešće također preko stezaljki ili konektora vrata. Popis stezaljki (-X1:1 do -X1:3 za trožični senzor, -X1:4 do -X1:7 za dvije sklopke) izvodi se iz sheme.

Za nastavnika

Otvori upute za nastavnika

Priprema

Pripremite popis opreme PS-1 s oznakama i izvadak iz uputa bilo kojeg sigurnosnog releja (oznake priključaka razlikuju se među proizvođačima, i to vrijedi reći). Ako postoji maketa ili stvarni ormarić, pokažite tipkalo za nuždu, relej i stezaljke. U programu za sheme unaprijed provjerite da je uključena knjižnica simbola IEC i automatsko numeriranje staza.

Tijek sata

Označavanje po IEC 81346: aspekti =, +, − i razredi slova (10 min).
Čitanje gotove sheme (Slika V14.1): pitanja 2 i 3 usmeno (15 min).
Samostalna izrada sheme u programu ili na papiru (35 min).
Izlazne staze (pitanje 6) i popis stezaljki (15 min).
Računski zadaci 4 i 5, provjera u paru (15 min).

Očekivani rezultati

Shema u deset strujnih staza s ispravnim simbolima u neaktiviranom stanju, potpunim oznakama elemenata i priključaka, stezaljkama za elemente na osi i tablicom kontakata ispod -K1; izlazne staze 11–14; izračunana potrošnja 2,91 A (58 % napajanja) i pad napona 0,42 V.

Česte pogreške

STOP ili granične sklopke nacrtane kao zatvarajući kontakti.
Kontakti nacrtani u aktiviranom stanju (npr. -S0 otvoren).
Ista oznaka za dva elementa ili oznaka bez znaka − (npr. „K1").
PNP senzor spojen tako da mu izlaz ide na M.
Nedostaje povratni vod 1M upravljača ili A2 releja.
U računu pada napona zaboravljen faktor 2.

Vrednovanje

Kriterij	Bodovi
Simboli i stanje kontakata prema IEC 60617	5
Označavanje elemenata, priključaka i stezaljki prema IEC 81346	5
Ispravnost funkcije (sigurnosni krug, NC za STOP i granice, PNP)	4
Izlazne staze i tablica kontakata	3
Računski zadaci 4 i 5	3
Ukupno	20