Pneumatika - A pneumatikus vezérléstechnika alapjai

Tartalom

1. rész: Vezérléstechnikai alapfogalmak 11
1.1. Bevezetés 11
1.2. Vezérlés- és szabályozástechnikái bevezető.
Definíciók 11
1.2.1. A vezérlés definíciója a DIN 19 226 szabvány szerint 12
1.2.2. A szabályozás definíciója a DIN 19 226 szerint 14
1.3. Különféle szabályozás- és vezérléstechnikai fogalmak 16
1.3.1. Hatásvonal és hatásirány 16
1.3.1.1. A hatásvonal felosztása 16
1.3.1.2. A hatásvonalon fellépő jellemzők és értéktartományok 17
1.3.2. Jelek 17
1.3.2.1. Analóg jel 18
1.3.2.2. Diszkrét jel 19
1.3.2.2.1. Digitális jel 19
1.3.2.2.2. Bináris jel 20
1.4. A vezérlőlánc felosztása 21
1.5. A működtető és a vezérlési rész energiafajtái, összehasonlítás és kiválasztás 23
1.5.1 Munkaközegek 24
1.5.1.1. A különféle munkaközegek összehasonlítása 25
1.5.2. A vezérlőközegek 27
1.5.2.1. A különféle vezérlőközegek összehasonlítása 27
1.6. A vezérlések megkülönböztetésére szolgáló ismérvek 28
1.6.1. Vezérlések megkülönböztetése a felhasznált energia alapján 28
1.6.2. A vezérlések megkülönböztetése a működési mód alapján, az információmegjelenítés és a jelfeldolgozás figyelembe vételével 28
1.6.3. A vezérlések megkülönböztetése a folyamat jellege szerint 28
1.6.3.1. Vezető vezérlés 29
1.6.3.2. Tartótagos vezérlés 30
1.6.3.3. Programvezérlés 30
1.6.3.3.1. Időterv vezérlés 30
1.6.3.3.2. Útterv vezérlés 31
1.6.3.3.3. Lefutó vezérlés 32
1.6.3.4. A programvezérlések összehasonlítása 32
1.6.4. A vezérlések megkülönböztetésére szolgáló ismérvek a DIN 19 237 szabványtervezet szerint 33
1.6.4.1. A vezérlések megkülönböztet 34
1.6.4.1.2. Digitális vezérlés 34
1.6.4.1.3. Bináris vezérlés 34
1.6.4.2. A vezérlések megkülönböztetése a jelfeldolgozás fajtája szerint 34
1.6.4.2.1. Szinkron vezérlés 35
1.6.4.2.2. Aszinkron vezérlés 35
1.6.4.2.3. Logikai vezérlés 35
1.6.4.2.4. Lefutó vezérlés 35
1.6.4.2.4.1. Idővezérelt lefutó vezérlés 35
1.6.4.2.4.2. Folyamatvezérelt lefutó vezérlés 36
1.7. A mozgási folyamatok és a kapcsolási helyzetek ábrázolása 36
1.7.1. Az időbeli sorrend felírása 37
1.7.2. Táblázatos ábrázolás 37
1.7.3. Vektordiagram 37
1.7.4. Rövidített leírás 37
1.7.5. Működési vázlat a DIN 40 719 szerint 37
1.7.5.1. A működési vázlat célja 38
1.7.5.2. A működési vázlatokra vonatkozó szabályok, a működési vázlatok grafikus szimbólumai 38
1.7.5.3. A 12. példán szereplő mozgási folyamat ábrázolása működési vázlattal 41
1.7.6. Grafikus ábrázolás diagram segítségével 42
1.7.6.1. Mozgási diagram 42
1.7.6.1.1. Út-lépés diagram 42
1.7.6.1.2. Út-idő diagram 43
1.7.6.1.3. Vezérlési diagram 44
1.7.7. Jelképek és ábrázolási előírások 46
1.7.7.1. Mozgások 4 6
1.7.7.2. A VDI 3260 szerinti jelelem, jelvonal és jelkapcsolat szimbólumok, ezek út-lépés diagramon történő ábrázolásához 47
1.7.7.3. A nyomógombok és a jelzőlámpák színjelzése 48
1.7.7.4. Funkcionális jelképek 48
1.8. Egy vezérlési feladat megoldása 49
1.8.1. A probléma megfogalmazása, a feltételek meghatározása 49
1.8.2. Vázlatos helyzetrajz 50
1.8.3. A mozgási folyamat rögzítése 50
1.8.4. A vezérlés fajtájának megválasztása 50
1.8.5. A vezérlőenergia megválasztása 51
1.8.6. Kapcsolási rajz 51
1.9. Gyakorló feladat 51
1.9.1. A gyakorló feladat megoldása 51
1.9.1.1. A probléma megfogalmazása, a feltételek rögzítése 52
1.9.1.2. A működtető energia megválasztása, a működtető elemek méretezése 52
1.9.1.3. Elrendezési rajz 53
1.9.1.4. A mozgási folyamat rögzítése 53
1.9.1.5. A vezérlés fajtájának megválasztása 54
1.9.1.6. A vezérlőenergia 54
2. rész: Pneumatikus vezérlések 54
2.1. Bevezetés 55
2.2. A felhasznált szimbólumok felsorolása 56
2.3. A pneumatikus kapcsolási rajzok grafikus ábrázolása 68
2.3.1. A kapcsolási rajz felépítése 68
2.3.2. Az elemek azonosítása 70
2.3.2.1. Jelölés számozás segítségével 71
2.3.2.2. Jelölés betűk segítségével 72
2.3.3. Az elemek ábrázolása 73
2.3.4. A kapcsolási helyzetek /állások/ definiálása a VDI 3260 szerint 73
2.3.4.1. A berendezés nyugalmi helyzete 73
2.3.4.2. Az építőelemek nyugalmi helyzete 73
2.3.4.3. Alapállás 73
2.3.4.4. Kiindulási helyzet 73
2.3.4.5. Startfeltétel 74
2.3.5. A felhasznált szimbólumok 74
2.3.6. A vezetékek ábrázolása 74
2.3.7. A vezetékek jelölése 74
2.3.8. A kapcsolási rajzon lévő kiegészítő adatok 75
2.3.9. Átalakítások 75
2.3.10. Összefoglalás 76
2.4. Pneumatikus alapkapcsolások 76
2.4.1. Gyakorló feladatok az alapvezérlésekhez 77
2.4.2. Útszelepes alapkapcsolások 79
2.4.2.1. Egyszeres működtetésű henger vezérlése 79
2.4.2.2. Kettős működtetésű henger vezérlése 79
2.4.2.3. Egyszeres működtetésű henger indirekt vezérlése 80
2.4.2.4. Kettős működtetésű henger indirekt vezérlése 80
2.4.2.5. Egyszeres működtetésű henger indirekt vezérlése öntartó vezérléssel 81
2.4.2.6. Kettős működtetésű henger önműködő hátravezérlése végállásérzékelő segítségével 83
2.4.2.7. Kettős működtetésű henger folyamatos előre- és hátramozgatása, lekapcsolási lehetőséggel 84
2.4.2.8. Kettős működtetésű henger leállítása és rögzítése közbülső helyzetben 84
2.4.2.9. Összefoglalás 86
2.4.3. Sebességszabályozó kapcsolások a hengereknél 87
2.4.3.1. Sebességszabályozás egyszeres működtetésű hengernél 88
2.4.3.1.1. Az előremenet fojtása 88
2.4.3.1.2. A hátramenet fojtása 88
2.4.3.1.3. A - mozgás sebességének növelése 88
2.4.3.1.4. A + és a - mozgás külön-külön beállítható fojtása 89
2.4.3.1.5. A + és a - mozgás nem külön-külön beállítható fojtása 89
2.4.3.1.6. A + és a - sebesség fix /nem beállítható/ fojtása 89
2.4.3.2. Sebességszabályozás kettős működtetésű hengernél 89
2.4.3.2.1. A beáramló levegő fojtása 89
2.4.3.2.2. A kiáramló levegő fojtása 90
2.4.3.2.3. Útfüggő fojtás 90
2.4.3.2.4. A löketsebesség növelése 91
2.4.3.3. A 2.4.1.9. gyakorlófeladat kapcsolási rajza 91
2.4.3.4. A 2.4.1.10. gyakorlófeladat kapcsolási rajza 91
2.4.4. Váltószelepes, kétnyomású szelepes, nyitott 3/2-utú szelepes kapcsolások /ÉS-, VAGY-, NEM funkciók/ 92
2.4.4.1. Váltószelep /VAGY elem/ 92
2.4.4.1.1. A VAGY függvény 92
2.4.4.1.2. Egy egyszeres működtetésű henger vezérlése két különböző helyről 93
2.4.4.2. Kétnyomású szelep /ÉS elem/ 94
2.4.4.2.1. Az ÉS függvény 94
2.4.4.2.2. Az ÉS függvény hardware realizálása 94
2.4.4.2.3. Kettős működtetésű henger vezérlése két szeleppel és egy ÉS elemmel 96
2.4.4.3. NEM függvény 97
2.4.5. Nyomásfüggő vezérlések 98
2.4.5.1. Nyomásfüggő átvezérlés a véghelyzet útfüggő ellenőrzésével 98
2.4.5.2. Nyomásfüggő átvezérlés véghelyzet ellenőrzés nélkül 99
2.4.6. Időfüggő kapcsolások 100
2.4.6.1. Késleltetett meghúzású kapcsolás 100
2.5.6.2. Késleltetett elengedésű kapcsolás 100
2.4.6.3. Késleltetett meghúzású és elengedésű kapcsolás 101
2.4.6.4. Jelrövidítés 101
2.4.6.5. Jelnyújtás 101
2.4.6.6. Kettős működtetésű henger időfüggő átvezérlése 102
2.4.7. Érintés nélküli érzékelős /szenzoros/ alapkapcsolások 103
2.4.7.1. Reflex-szem 103
2.4.7.2. Légsorompó 104
2.4.7.3. Torlófúvóka 104
2.4.7.4. Erősítő 104
2.4.7.5. Kettős működtetésű henger kivezérlése légsorompóval és visszavezérlése reflex-szemmel 105
2.4.7.6. Kettős működtetésű henger előre- és hátravezérlése torlófúvókával 105
2.4.8. Különféle alapkapcsolások 106
2.4.8.1. Váltókapcsolások 106
2.4.8.1.1. Végálláskapcsolós reteszeléssel ellátott váltókapcsolás 107
2.4.8.1.2. Bistabil szelepes és VAGY elemes reteszeléssel ellátott váltókapcsolás 107
2.4.8.1.3. Váltókapcsolás, bistabil szeleppel és NEM elemes /3/2-utú szelepes/ reteszeléssel 109
2.4.8.1.4. Váltókapcsolás, bistabil szelepes és ÉS elemes reteszeléssel 109
2.4.8.1.5. Bináris osztók 110
2.4.8.1.6. Bináris osztót tartalmazó kapcsolások 110
2.4.8.2. Kapcsolások rezgőmozgás létrehozásához 111
2.4.9. Jelelnyomó és jellekapcsoló kapcsolások 112
2.4.9.1. Jelelnyomó kapcsolások 113
2.4.9.2. Jellekapcsoló kapcsolások 113
2.4.9.2.1. Mechanikus jellekapcsolás impulzus adóval 113
2.4.9.2.2. Mechanikus jellekapcsolás görgővel /csak egy irányban működik/ 114
2.4.9.2.3. Kapcsolástechnikai jellekapcsolás jelrövidítés segítségével 114
2.4.9.2.4. Jellekapcsolás bistabil szeleppel /tároló/ 115
2.5 A kapcsolási rajz elkészítésének lehetséges módjai 117
2.6. Kapcsolási rajz készítés útvezérlésekhez /folyamatfüggő sorrendi vezérlésekhez/ 119
2.6.1. 6.1. feladat - csomagátrakás, 120
2.6.1.1. Kapcsolási rajz tervezet a 6.1. feladathoz 121
2.6.2. 6.2. feladat - szegecselőkészülék 124
2.6.2.1. Kapcsolási rajz tervezet a 6.2. feladathoz, csak egy irányban működő görgős 3ellekapcsolassal vagy jelrövidítéssel 125
2.6.2.2. Intuitív kapcsolási rajz a 6.2. feladathoz, bistabil szelepes jellekapcsolással /tárolóval/ 128
2.6.2.3. Szisztematikus kapcsolási terv a 6.2 feladathoz, bistabil szelepes /tárolós/ jellekapcsolással 131
2.6.2.4. Bistabil szelepek /tárolók/ sorbakapcsolása a jellekapcsoláshoz 133
2.6.2.5. A bistabil szelepek /tárak/ sorbakapcsolásának korlátai 135
2.6.2.6. A tervezés lépései a kapcsolási rajz blokkmódszerrel történő előállításakor 137
2.6.2.7. Léptetőláncok működése és felépítése 140
2.6.2.7.1. Léptetőlánc alaphelyzetbe állítása 141
2.6.2.7.2. A léptetőláncok megkülönböztetésére szolgáló ismérvek 141
2.6.2.7.3. A léptetőlánc modulok működési elve 142
2.6.2.7.4. A léptetőlánc lépésenkénti átkapcsolása 144
2.6.2.7.5. Tervezési lépések a léptetőláncok kapcsolási rajzának létrehozásakor 146
2.6.3. 6.3. feladat - munkadarab bélyegzése 148
2.6.3.1. Kapcsolási rajz a 6.3. feladathoz, csak egy irányba működő görgős jellekapcsolással 150
2.6.3.2. Kapcsolási rajz a 6.3. feladathoz, bistabil szelepes /tárolós/ jellekapcsolással, a tervezés a blokk-módszerrel történik 152
2.6.3.3. Kapcsolási rajz a 6.3. feladathoz, a jellekapcsolás léptetőlánccal történik 156
2.6.4. Vezérlést kiegészítő feltételek 157
2.6.4.1. "Vezérlés BE - KI" 158
2.6.4.2. "START" 158
2.6.4.3. "MANUÁLIS-AUTOMATIKUS" 158
2.6.4.4. "MANUÁLIS" /MAN/ 158
2.6.4.5. "AUTOMATIKUS" /AUT/ 158
2.6.4.6. "EGY CIKLUS" 158
2.6.4.7. "AUTOMATA CIKLUS" 158
2.6.4.8. "STOP" 158
2.6.4.9. "KIINDULÁSI HELYZETBEÁLLÍTÁS" 158
2.6.4.10. "VÉSZ-STOP" 159
2.6.4.11. A feltételek realizálása 159
2.6.4.12. Beviteli kapcsolás, a jeladó nyomógombok 159
2.6.4.13. Beviteli kapcsolás, a jeladó kapcsoló 161
2.6.4.14. Beviteli kapcsolás, parancs-modulokkal 163
2.6.4.15. Kibővített beviteli kapcsolás, parancs-modulok felhasználásával 165
2.6.4.16. A 6.3. feladat kapcsolási rajza, léptetőlánccal és parancs-modulokkal 166
2.6.5. 6.5. feladat - hajlítókészülék 168
2.6.5.1. Kapcsolási rajz a 6.5. feladathoz, a jellekapcsolás bistabil szeleppel /tárolóval/, a tervezés a blokk-módszerrel történik 169
2.6.5.2. Kapcsolási rajz a 6.5. feladathoz, a jellekapcsolás léptetőlánccal történik 171
2.6.6. a léptetőláncos vezérlések optimalizálása 172
2.6.6.1. A tervezés lépései az optimalizált léptetőláncok kapcsolási rajzának létrehozásakor 174
2.6.6.2. Kapcsolási rajz a 6.5. feladathoz, a jellekapcsolás optimalizált léptetőláncon keresztül történik 177
2.6.7. 6.7. feladat - vágókészülék /vezérlés párhuzamos mozgásokkal/ 178
2.6.7.1. Kapcsolási rajz a 6.7. feladathoz, a jellekapcsolás léptetőláncon keresztül /maximális alak/ történik 180
2.6.7.2. Kapcsolási rajz a 6.7. feladathoz, a jellekapcsolás egy optimalizált léptetőláncon keresztül történik /minimalizált alak/ 180
2.6.8. 6.8. feladat - benyomókészülék /dupla mozgásos vezérlés/ 182
2.6.8.1. Kapcsolási rajz a 6.8. feladathoz /maximális alak/ 184
2.6.8.2. Kapcsolási rajz a 6.8. feladathoz /minimális alak/ 184
2.6.9. 6.9. feladat - fúrókészülék 186
2.6.9.1. Kapcsolási rajz a 6.9. feladathoz feltételek nélkül /maximális alak/ 188
2.6.9.2. Kapcsolási rajz a 6.9. feladathoz feltételek nélkül /minimális alak C modulokkal/ 189
2.6.9.3. Kapcsolási rajz a 6.9. feladathoz feltételekkel /maximális alak/ 190
2.6.10. A 2.6. "Útterv vezérlések /folyamatfüggő lefutó vezérlések/ fejezet összefoglalása 191
2.7. Kapcsolási rajzok elkészítés az időterv vezérlésekhez /időfüggő lefutó vezérlésekhez/ 191
2.8. Kapcsolási rajzok elkészítése a követő vezérlésekhez /logikai vezérlésekhez/ 193
2.8.1. 8.1. feladat - dobozellenőrző állomás 194
2.8.1.1. A 8.1. feladat megoldásának módja 194
2.8.1.2. Kapcsolási rajz a 8.1. feladathoz 196
2.8.2. 8.2. feladat - ellenőrző állomás 196
2.8.2.1. A 8.2. feladat megoldásának módja 197
2.8.2.2. Kapcsolási rajz a 8.2. feladathoz 198
2.9. Kapcsolási rajzok készítése a tartótagos vezérlésekhez 198
2.9.1. 9.1. feladat - pneumatikus váltó 199
2.9.1.1. A 9.1. feladat megoldásának módja 200
2.9.1.2. Kapcsolási rajz a 9.1. feladathoz 200
3. rész. Vezérlési feladatok. Példák és megoldások 201
3.1. 3.1. feladat - befogókészülék fúrógéphez 201
3.1.1. Kapcsolási rajz a 3.1. feladathoz /l. változat/ 202
3.1.2. Kapcsolási rajz a 3.1. feladathoz /2. változat/ 202
3.2. 3.2. feladat - tolóajtó vezérlés 203
3.2.1. Kapcsolási rajz a 3.2. feladathoz 204
3.3. 3.3. feladat - profilidom szállítása 205
3.3.1. Kapcsolási rajz a 3.3. feladathoz 206
3.4. 3.4. feladat - felvonó vezérlés 207
3.4.1. Kapcsolási rajz a 3.4. feladathoz 208
3.5. 3.5. feladat - pántalkatrész megmunkálás 209
3.5.1. Kapcsolási rajz a 3.5. feladathoz 211
3.6. 3.6. feladat - szemüvegkeret hajlító készülék 212
3.6.1. Kapcsolási rajz a 3.6. feladathoz /jellekapcsolás kaszkád vezérlésre/ 213
3.6.2. Kapcsolási rajz a 3.6. feladathoz /jellekapcsolás minimalizált léptetőlánccal/ 214
4. rész. Függelék 215
4.1. Példa a kapcsolási rajzok ábrázolására 215
4.2. Szakszójegyzék 219
4.3. Irodalomjegyzék 223

Témakörök