Pneumatika i Hidraulika Prezentacija

VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA U BJELOVARU Stručni studij mehatronike

PNEUMATIKA I HIDRAULIKA Predavanje 5

Predavač:

Neven Maleš, dipl. ing. Voditelj Centra za nove tehnologije - Mehatronika [email protected]

PNEUMATSKO UPRAVLJANJE

UPRAVLJANJE Upravljanje p j j jje p proces u nekom sustavu u kojem j jjedna ili više ulaznih varijabli, preko zakonitosti koja je svojstvena tom sustavu, utječu na druge varijable kao izlazne veličine. Značajka j upravljanja p j j jje otvoren tok odvijanja j j p procesa preko pojedinih elemenata ili preko upravljačkog lanca.

REGULACIJA Regulacija g j jje p proces p pri kojem j se neprekidno p prati određena p veličina (regulirana veličina) i uspoređuje sa željenom veličinom, te ovisno o rezultatu usporedbe, djeluje na reguliranu g veličinu tako da se ona približi p željenoj j j veličini. Proces se odvija u zatvorenom krugu - regulacijskom krugu.

PNEUMATSKO UPRAVLJANJE Pneumatsko upravljanje p j j jje oblik rješenja j j upravljanja p j j nekog procesa korištenjem pneumatskih elementima. Kod svakog upravljačkog sklopa razlikuju se dva dijela:

- Upravljački (informacijski) To je dio upravljačkog lanca koji čini skup članova koji primaju, obrađuju i daju u prikladnom obliku nalog (informaciju) izvršnim članovima.

- Izvršni I š i (energetski) ( t ki) To je cjelina upravljačkog lanca kojeg čine izvršni, radni članovi koji u skladu s dobivenim nalogom opskrbljuju komponente s medijem energetske razine.

PNEUMATSKI SUSTAV

Izvršni (energetski) ( g )

Upravljački (informacijski)

PNEUMATSKA SHEMA 1.0

70%

1. 01

1.1

70%

Izvršni (energetski)

1.2

4

12 5

1

Upravljački (informacijski)

1.2

1

0.1

3

3 1

2 1

1.4

2

1. 02

2

14

1.6

1.3

1.3

2

1

3

2

1

3

RAZLIKOVANJE PO OBLIKU INFORMACIJSKOG PRIKAZA UPRAVLJANJE

ANALOGNO

DIGITALNO

BINARNO

Analogno g upravljanje j j – pri obradi informacije j koristi analogni g signal g Digitalno upravljanje – informacijski parametar prikazan brojevima Binarno upravljanje – kod obrade podataka radi s binarnim signalom

SIGNALI Signali su promjenjive veličine na ulazu ili izlazu sustava sustava, a mogu poprimiti različite fizikalne oblike (električni napon, struja, tlak …). Signal je iskazivanje informacije. „ Analogni signali se javljaju u prirodi „ Digitalni signali su binarno kodirani analogni signali „ Binarni signali daju informaciju o graničnoj vrijednosti

STANJA: DA – NE (IMA – NEMA) UKLJUČENO - ISKLJUČENO

SIGNALI

DISKRETNI SIGNALI

Diskretni Di k t i signal i l je j skokovita k k it promjena j parametara t u određenom d đ intervalu. Pod diskretnim signalima podrazumijevaju se signali čiji parametar informacije Ip može poprimiti određenu vrijednost u okviru zadanih granica. Svakoj vrijednosti je pridružena određena informacija. U diskretne signale spadaju digitalni i binarni signali.

DIGITALNI SIGNAL Digitalni signal je diskretni signal s većim brojem područja vrijednosti parametara signala Ip. Svakom području je pridružena određena informacija, a svako područje vrijednosti predstavlja cjelobrojni umnožak osnovne jedinice E. Primjeri: - Digitalni sat - Brojčanici - Digitalni mjerni instrumenti

ANALOGNI SIGNAL Analogni A l i signal i l jje signal i l s ne skokovitom, k k it neprekinutom promjenom vrijednosti. Unutar svakog djelića mjernog intervala poprima odgovarajuću vrijednost.

Analogni signal

BINARNI SIGNAL Binarni signal je jednoparametarski digitalni signal sa samo dva područja vrijednosti parametra signala. To je signal s dvije informacije. Označavanje s (0 i 1) Primjer: ima struje, nema struje, DA / NE

ANALOGNI DIGITALNI BINARNI SIGNAL

VRSTA SIGNALA

ANALOGNI SIGNAL

t

DIGITALNI t

BINARNI t

Vrste upravljanja prema načinu njegova odvijanja (DIN 19226) Upravljanje

Programsko upravljanje

Upravljanje ovisno o vremenu

Upravljanje ovisno o putu

Upravljanje s samodržanjem

Koračno upravljanje

Vođeno upravljanje

PODJELA UPRAVLJAČKIH SUSTAVA PREMA NAČINU OBRADE SIGNALA

UPRAVLJAČKI SUSTAV

SLIJEDNI

VOĐEN VREMENOM

ASINKRONI

VOĐEN PROCESOM

SINKRONI

LOGIČKI Č

PODJELA UPRAVLJAČKIH SUSTAVA PREMA NAČINU OBRADE SIGNALA „ Sinkroni Si k i upravljački lj čki sustav t

To je upravljački sustav čija se obrada signala odvija u skladu s određenim taktnim signalom signalom. „ Asinkroni upravljački sustav

To je upravljački sustav kod kojeg se radnja odvija j isključivo j na bazi slučajne j promjene j ulaznih signala.

PODJELA UPRAVLJAČKIH SUSTAVA PREMA NAČINU OBRADE SIGNALA „ Logički upravljački sustav

Obrada funkcija ostvaruje se u skladu s algebrom logike (Boolova algebra), algebra) te se određenoj kombinaciji ulaznih signala pridružuje odgovarajuća kombinacija izlaznih signala. signala „ Slijedni j upravljački p j sustav

To je upravljački sustav kod kojeg se slijedeći korak u odvijanju programa obavlja tek nakon što je prethodni izvršen.

PODJELA UPRAVLJAČKIH SUSTAVA PREMA NAČINU OBRADE SIGNALA „ Slijedni upravljački sustav s vremenskim

vođenjem To je slijedni upravljački sustav kod kojeg odvijanje radnji ovisi isključivo o vremenskoj funkciji. „ Slijedni upravljački sustav s procesnim vođenjem Uvjeti koji diktiraju odvijanje programa šalje u obliku signala upravljani proces (postrojenje).

METODE PNEUMATSKOG UPRAVLJANJA INŽENJERSKE METODE PROJEKTIRANJA

FUNKCIONALNI PRINCIP

KASKADNI PRINCIP

KORAČNI PRINCIP

• VDMA

• MARTONAIR

• KORAK PO KORAK

• NORDIJSKA

• MAXAM

• TAKT

• MECMAN

• SEQUENZ MODUL 4

• LUCAS

MATEMATIČKE METODE Matematičke metode baziraju se na postupcima čija je osnova algebra logike. Bez primjene matematičkih metoda ne bi se mogle g riješiti j kompleksni p p problemi upravljanja. p j j

- METODA VREDNOVANJA FAZA MATRIČNE METODE - HUFMANOVA METODA - VEITCH-KARANAUGHOVA

VDMA - METODA VDMA –

Verein Deutscher Maschinenbau Anstalten (Savez njemačkih ustanova za strojogradnju)

„ Metoda s kratkim izlaznim signalom „ Grafička metoda ƒ ƒ

Dijagram kretanja izvršnih elemenata Upravljački Up a jač dijagram d jag a - dijagram put vrijeme - dijagram dij putt kkorak k

FUNKCIONALNI DIJAGRAM IZVRŠNIH Š ELEMENATA - dijagram put vrijeme 1 CILINDAR 0 1 CILINDAR 0 t - vrijeme j

FUNKCIONALNI DIJAGRAM IZVRŠNIH ELEMENATA - dijagram put korak

CILINDAR

CILINDAR

PRIKAZ ULAZNIH SIGNALA (ELEMENATA) U FUNKCIONALNI DIJAGRAM

PRIKAZ SIGNALNIH LINIJA U FUNKCIONALNOM DIJAGRAMU

SIGNALNE LINIJE

GRANANJE SIGNALA

ILI - VENTIL

I - VENTIL

PRIKAZ ULAZNIH ELEMENATA U FUNKCIONALNOM C O A O DIJAGRAMU AG A FIZIČKI NAČINI AKTIVIRANJA

TIPKALO

NAČINI AKTIVIRANJA

ANIMACIJA 2A

1A

POLOŽAJNA SKICA CILINDAR

CILINDAR

FUNKCIONALNI DIJAGRAM IZVRŠNIH ELEMENATA

BLOKIRAJUĆI SIGNAL s

2.2

1.0 2.3 2.0 S

1.3 t

4 14

2.1

2 12

To jje signal g kojij drži razvodnik u jednom razvodnom položaju, a time onemogućava promjenu položaja u trenutku kada je ona potrebna u radnom procesu. Javlja se pri radu s dva i više cilindara. cilindara

BLOKIRAJUĆI SIGNAL

BLOKIRAJUĆI SIGNAL

VDMA – METODA UGRADNJOM ZGLOBNOG TICALA IZBJEGAVAMO BLOKIRAJUĆI SIGNAL

ANALIZIRAJTE SHEMU POSTOJI LI BLOKIRAJUĆI Ć SIGNAL?

PRIKAZ BLOKIRAJUĆEG SIGNALA

PRIKAZ BLOKIRAJUĆEG SIGNALA

FUNKCIONALNI DIJAGRAM

BLOKIRAJUĆI SIGNAL

UKLANJANJE BLOKIRAJUĆEG SIGNALA ZGLOBNIM RAZVODNICIMA

FUNKCIONALNI DIJAGRAM Kako prepoznati blokirajući signal? Dijagram j g p put – korak. Analizom dijagrama, kada kosa linja prelazi u horizontalnu na tom mjestu aktivira granični prekidač 2.2 i uključen je cijelo vrijeme mirovanja klipnjače, odnosno dužine horizontalne linije. Ako se ispod horizontalne linije na d drugom cilindru ili d pojavi j i granični ič i prekidač 2.3 (koji ima isti prvi broj pripada istom cilindru) tada se javlja j signal. g blokirajući Kada kosa linija prelazi u kosu (vrhovi), signali su kratki jer se klipnjača odmah vraća,, granični g p prekidač se uključi j i odmah isključi. j Granični prekidači (2.2; 3.2 i 1.3) moraju biti kratko uključeni i odmah isključeni kako bi izbjegli blokirajući signal na glavnim razvodnicima (bistabilima).

FUNKCIONALNI DIJAGRAM

Alfanumerički zapis

A+B+B-C+B+B-C-A-

Položajna slika

KASKADNA METODA TVRTKE MARTONAIR PRAVILA RADA

„

Kretanje klipnjače cilindra prikazuje se alfa-numeričkim ( l (slovno-brojčanim) b jč i ) zapisom i

„

Nacrta se krug krug, u smjeru kazaljke na satu ispiše se redoslijed rada cilindara u krug Krug se podjeli u kružne isječke, jedan cilindar jednom se može pojaviti u kružnom isječku Jedan kružni isječak predstavlja jednu kaskadu

„ „

KASKADNA METODA TVRTKE MARTONAIR „ Svaki cilindar ima dva g granična p prekidača u krajnjim j j p položajima j

(3/2 razvodnik granični prekidač) „ Iznad oznake cilindra upišu se oznake graničnog prekidača a0-uvučeni č i položaj l ž j a1-izvučeni i č i položaj l ž j „ Granični p prekidač kojij jje zadnjij u kaskadi uključi j iduću kaskadu „ Uključivanjem slijedeće kaskade prethodna se isključi „ Broj kaskada određuje broj kaskadnih razvodnika

n= k-1 n – broj kaskadnih razvodnika k-broj kaskada „ Kaskadni razvodnik može biti 5/2 ili 4/2 bistabil

KASKADNI RAZVODNIK IK

II K

4

2

14

12 5

3 1

Kod kaskadne metode u svakom trenutku samo je jedna kaskadna linija pod tlakom a ostale kaskadne linije su bez tlaka tlaka, jer je zrak ispušten u atmosferu atmosferu.

KASKADNA METODA Alfanumerički zapis:

A+ B A B+ B B- A AIK

IIK

Funkcijski krug: a1 A+

b1 B+ B B-

Aa0

b0

KASKADNA METODA

IK

IIK

KASKADNA METODA

A

KASKADNA METODA - NOVE OZNAKE

KASKADNA METODA s I ventilima Alfanumerički zapis:

A+ B+ B- A-

FUNKCIJSKI

KRUG

PNEUMATSKA SHEMA UPRAVLJANJA

FUNKCIJSKI KRUG

3 KASKADE 2 KASKADNA RAZVODNIKA

4

2

14

12 5

1

3

4

2

14

12 5

1

3

4 KASKADE 3 KASKADNA RAZVODNIKA 4 – kaskade (g (grane))

Signal 14 – uključi 3 kaskadu

Signal 14 – uključi 4 kaskadu

Signal 12 – isključi 4 kaskadu

Signal g 14 – uključi 2 kaskadu

Signal 12 – uključi 1 kaskadu

4 KASKADE 3 KASKADNA RAZVODNIKA 4 – kaskade (grane) (g )

Signal 14 – uključi 2 kaskadu Signal 16 – uključi 3 kaskadu Signal 18 – uključi 4 kaskadu Signal 12 – uključi 1 kaskadu

NAPIŠITE ALFANUMERIČKI ZAPIS

A+B+C+D+B-CA- D-

PNEUMATSKA SHEMA UPRAVLJANJA

A+B+C+D+B-CA- D-

PONAVLJANJE SLIJEDA

Ako su granični prekidači a0 i a1 aktivirani dva puta, morate koristiti logičku I funkciju (I ventil) kako bi signal bio poslan u pravo vrijeme na pravo mjesto. Granični prekidač a1 Granični prekidač a1 Granični prekidač a0 Granični prekidač a0

i kaskada S1 i kaskada S3 i kaskada S2 i kaskada S4

preko I ventila prebaci signal na kaskadu S2 preko I ventila prebaci signal na kaskadu S4 aktiviraju B + aktiviraju B -

II K III K IK

IV K

PREDNOSTI I MANE KASKADNE METODE Prednosti „ Izrada sheme jednostavna „ Preko funkciojskog kruga i alfanumeričkog zapisa jednostavno je detektirati uzrok kvara Mane „ Za neke probleme upravljanja upravljanja, kaskadna metoda nije najjednostavnije riješenje (A+A-A+A-A+A-…). „ Ako je granični prekidač aktiviran pod nekom vanjskom silom neovisno o samom krugu i ako je zadržan tijekom cijelog ciklusa, stvoriti će problem pri izradi sheme.

KORAČNA METODA

A+B+B-C+C-A-

KORAČNA METODA „ Metoda korak po korak ili taktna metoda. „ Osnovna ideja je da se svakim novim

upravljačkim p j signalom g uspostavlja p j novi izlaz. „ Izlaz upravlja kretanjem cilindra u jednom koraku. „ Svaki radni korak zahtjeva jedan taktni modul. „ Minimalno a o se ttri modula odu a mogu ogu po povezati e at u ta taktni t lanac. „ Postoje j tri tipa p taktnih modula ((memorijski j član)) TAA, TAB i TAC.

TAKTNI MODUL - TAA A – izlazni signal

Yn – set memorijskog člana P – tlačni vod Zn – reset memorijskog člana L – resetiranje modula X – ulazni signal

TAKTNI MODUL - TAB A – izlazni signal

Y – sett memorijskog Yn ij k člana čl P – tlačni vod Z – reset memorijskog člana Zn L – resetiranje modula

X – ulazni l i signal i l

TAKTNI MODUL

SPAJANJE TAKTNOG MODULA

TAKTNI MODUL

TAKTNI MODUL

TAKTNI MODUL

TAKTNI MODUL

TAKTNA METODA

TAKTNA METODA

TABLIČNO PRIKAZIVANJE

FUNKCIJSKI PLAN

PRIKAZ JEDNOG RJEŠRENJA

FUNKCIJSKI PLAN

PRIKAZ SIMBOLA U FUNKCIJSKOM PLANU

PRIKAZ SIMBOLA U FUNKCIJSKOM PLANU DIN 40719

FUNKCIJSKI PLAN

FUNKCIJSKII PLAN

Opis procesa i povijesni razvoj Funkcionalni F k i l i dijagram dij 1962 − 1992

Funkcijski F k ij ki plan l 1992 − 2002

GRAFCET since 2002

1B1* 2B1 1 (START)

P1 S1* P1

2

1A1 := 1 1B2

3

2A1 := 1 2B2

4

1A1 := 0 1B1

5

2A1 := 0 2B1

83

PRISTUP PROJEKTIRANJU 1.

DEFINIRATI SILE, HODOVE I BRZINE IZVRŠNIH ELEMENATA

2.

DEFINIRATI GRANIČNE UVJETE

3.

NACRTATI POLOŽAJNU SKICU

4.

PRIKAZATI ODVIJANJE RADNOG PROCESA

5.

IZABRATI VRSTU UPRAVLJANJA

6 6.

IZABRATI MEDIJ I ENERGIJU ZA UPRAVLJANJE

7.

IZRADITI SHEMU UPRAVLJANJA

TAKTNA METODA

TAKTNA METODA