Разработка систем управления пневмоприводом, работающим по заданной программе

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

(ДГТУ)

Кафедра «Гидравлика гидропневмоавтоматика и тепловые процессы»

РАЗРАБОТКА СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ПНЕВМОПРИВОДОМ, РАБОТАЮЩИМ ПО ЗАДАННОЙ ПРОГРАММЕ

Методические указания к выполнению лабораторной работы № 5

г. Ростов-на-Дону 2008

Составитель: канд. техн. наук, доц.

УДК631354-82(076.5)

Разработка систем управления пневмоприводом, .работающим

по заданной программе ;Методическиеуказания к лабораторной работе /ДГТУ, Ростов н/Д,9 с.

Дана обобщенная методика и правила разработки автоматизированных систем пневмропривода с релейно-контактной системой управления.

Для студентов 3 курса направления 222000 «Инноватика» по дисциплине «Инновационные методы проектирования ГПС»

Научный редактор:

Доктор технических наук, профессор

Кафедра «Гидропривод и гидропневмоавтоматика» Южно-Российского государственного технического университета, доцент, кандидат технических наук

Донской государственный технический университет, 2008

1. Цель работы

Изучение и реализация на практике принципов построения релейно-контактных систем управления пневмоприводом.

2. Основные теоретические положения

Пневматический привод широко используется в качестве исполнительной части автоматизированных устройств и механизмов, работающих в режиме стабилизации, слежения или по заданной программе. Режим работы автоматизированных устройств и механизмов обеспечивается системой управления. Для обеспечения работы пневмопривода по заданной программе применяют системы, использующие электрическую энергию. В таких системах управления в качестве объекта используются пневматические аппараты

релейного типа с электромагнитным управлением, а в качестве задатчиков, хорошо зарекомендовавшие себя, электрические датчики положения, давления и т. д.В качестве основных рабочих элементов в таких системах могут использовать контактные или твердотельные реле, герконы, микросхемы, программируемые или непрограммируемые контроллеры. При реализации простых автоматизированных циклов наиболее часто используют, как достаточно эффективные, релейно - контактные системы управления.

При создании систем управления электромагнитными элементами пневмопривода возможно прямое управление, когда питающее напряжение подается на соленоид непосредственно через пусковую кнопку, ключ, концевой или путевой переключатель или другой задатчик. Такое управление посредством контактов задатчика целесообразно при малых мощностях исполнительных электромагнитов (до 20 Вт.)

При средних и больших мощностях используется непрямое управление, когда питающее напряжение на соленоид подается через контакты реле, работой которого управляет задатчик. Непрямое управление позволяет существенно повысить надежность релейно-контактных систем. При непрямом управлении в системах управления используется пониженное напряжение, что повышает безопасность объекта эксплуатации.

В автоматизированных системах пневмопривода, работающих по заданной программе, с релейно-контактной системой управления в зависимости от сочетания входных сигналов, можно получить необходимую последовательность включения или выключения исполнительных устройств. По существу такие схемы выполняют логические операции той или иной сложности, состоящие из элементарных логических операций И. ИЛИ. НЕ … .

3. Задачи работы

3.1 Разработать и реализовать принципиальные пневматическую и электрическую схему прямого управления пневмоприводом в соответствии с заданиями №1,2

Задание №1

Постановка задач Обеспечить подачу заготовок на рабочую позицию сверлильного станка из накопителя посредством пневмопривода.

При нажатии на электрическую кнопку «Пуск» шток цилиндра выдвигается и перемещает заготовку из накопителя в рабочую позицию.

Сверлильный станок с механизированной подачей заготовок на рабочую позицию

После отпускания пусковой кнопки шток возвращается в исходную позицию.

Разработать принципиальные пневматические и электрические (релейно-контактные схемы подачи заготовок из накопителя в рабочую позицию сверлильного станка на базе пневмоцилиндров одностороннего и двустороннего действия, используя прямое управление соленоидом распределителя.

Смоделировать электропневматические приводы подачи заготовок на тренажере.

Решение

Подача заготовок на рабочую позицию сверлильного станка Принципиальная пневматическая схема
Управление пневмоцилиндром одностороннего действия	Управление пневмоцилиндром двустороннего действия

Подача заготовок на рабочую позицию сверлильного станка Принципиальная электрическая схема

Задание №2

Постановка задачи В муфельной печи дверь должна приводиться в движение пневмоприводом на базе бесштокового пневмоцилиндра.

Закрытие и открытие двери производить кратковременным нажатием соответствующих выключателей.

Муфельная печь с пневмоприводной дверью

Разработать принципиальные пневматические и электрические (релейно-контактные) схемы привода муфельной печи на базе пневмоцилиндра двустороннего действия, используя прямое управление электромагнитами распределителя.

Смоделировать электропневмопривод на тренажере.

Решение

Для того чтобы дверь муфельной печи оставалась в положении «Открыто» или «Закрыто» после кратковременного нажатия соответствующих выключателей, управлять приводным пневмоцилиндром необходимо бистабильным (импульсным) 4/2 или 5/2 электропневматическим распределителем.

Управление дверью муфельной печи Принципиальная пневматическая схема

Самостоятельно

Управление дверью муфельной печи Электрическая схема
Вариант 1	Вариант 2

3.2 Разработать и реализовать в соответствии с вариантом задания №1,2 принципиальные пневматическую и электрическую схемы пневмопривода с релейно-контактной системой управления, при непрямом управлении пневмораспределителем.

Решение задания №1

Подача заготовок на рабочую позицию сверлильного станка Принципиальная электрическая схема

Примечание Поскольку на тренажере используется напряжение =24V, то следует собрать следующую схему:

Решение задания №2

Управление дверью муфельной печи Электрическая схема

Самостоятельно

3.3 Разработать и реализовать в соответствии с вариантом задания №3 принципиальные пневматическую и электрическую схемы пневмопривода с релейно-контактной системой управления, работающего по заданному циклу.

Задание№3

Постановка задачи Осуществить подачу рабочего инструмента на сверлильном станке посредством электропневматического привода. При кратковременном нажатии на электрическую кнопку «Пуск» патрон с инструментом совершает рабочую операцию и после ее выполнения автоматически возвращается в исходную позицию.

Дополнительные условия:

·  скорость рабочей подачи должна быть регулируемой ·  скорость отвода инструмента должна быть максимально возможной

Сверлильный станок с пневмоприводом рабочего инструмента

Разработать принципиальные пневматическую и электрическую схемы.

Смоделировать привод и систему управления на тренажере.

Решение

Для того чтобы дверь муфельной печи оставалась в положении «Открыто» или «Закрыто» после кратковременного нажатия соответствующих выключателей, управлять приводным пневмоцилиндром необходимо бистабильным (импульсным) 4/2 или 5/2 электропневматическим распределителем.

Управление дверью муфельной печи Принципиальная пневматическая схема

Самостоятельно

Управление дверью муфельной печи Электрическая схема
Вариант 1	Вариант 2

3.4 Разработать и реализовать в соответствии с вариантом задания №4,5 принципиальные пневматическую и электрическую схемы пневмопривода с релейно-контактной системой управления, при непрямом управлении пневмораспределителем, реализуя логические функции «И» и «ИЛИ».

Реализация логической функции «И»

Задание №4

Постановка задачи Машина для обрезки листов бумаги до заданного формата снабжена электропневматическим приводом. Для обеспечения безопасности работы оператора пуск должен производиться только при нажатии двух кнопок. Возврат резака осуществляется автоматически после выполнения рабочей операции.

Бумагорезательная машина

Разработать принципиальные пневматическую и электрическую схемы бумагорезательной машины на базе пневмоцилиндров одностороннего и двустороннего действия.

Смоделировать пневмопривод и систему управления на тренажере.

Решение

Бумагорезательная машина Принципиальная пневматическая схема

Самостоятельно

Бумагорезательная машина Принципиальная электрическая схема

Самостоятельно

Реализация логической функции «ИЛИ»

Задание №5

Постановка задачи Коробки с конфетами продаются на транспортный конвейер с двух упаковочных рабочих мест посредством пневматического сталкивателя. Выдвижение штока толкателя должно производиться с левого или правого рабочего места при кратковременном нажатии на соответствующую электрическую кнопку «Пуск».

Возврат толкателя в исходную позицию осуществляется автоматически.

Пневматический толкатель на два рабочих места

Разработать принципиальные пневматическую и электрическую схемы пневматического толкателя с двумя альтернативными пусковыми кнопками на базе пневмоцилиндра двустороннего действия и импульсного электропневматического распределителя.

Смоделировать пневмопривод на тренажере.

Разработать принципиальные пневматическую и электрическую схемы пневматического толкателя с двумя альтернативными пусковыми кнопками на базе пневмоцилиндра одностороннего действия с магнитным поршнем и моностабильного распределителя.

Смоделировать пневмопривод на тренажере.

Решение

Пневматический толкатель на базе цилиндра двустороннего действия и импульсного электропневматического распределителя Принципиальная пневматическая схема

Самостоятельно

Пневматический толкатель на базе цилиндра двустороннего действия и импульсного электропневматического распределителя Принципиальная электрическая схема

Самостоятельно

Решение 2

Пневматический толкатель на базе цилиндра одностороннего действия с магнитным поршнем и моностабильного электропневматического распределителя Принципиальная пневматическая схема

Пневматический толкатель на базе цилиндра одностороннего действия с магнитным поршнем и моностабильного электропневматического распределителя Принципиальная электрическая схема

4.Экспериментальная база

4.1 В качестве экспериментальной базы, для реализации исполнительной части, использовать тренажер, пневмооборудование, соединительную арматуру, быстросъемные рукава и набор устройств в соответствии с вариантом задания.

4.2 Для реализации электрической схемы релейно - контактной системы управления для

каждого из вариантов задания предлагается:

- три электромагнитных реле с 4-мя замыкающимися и размыкающимися контактами;

- геркон;

- две кнопки кратковременного нажатия;

-один ключ:

- сеть переменного тока напряжением 220 В.;

-два блока питания постоянного тока напряжением 24 В.;

-необходимое количество концевых выключателей;

5. Заключение.

Представить и описать функционирование реализованных автоматизированных систем работающих по заданному циклу.

6. Литература.