Релейно-контактное управление в системах гидро- и пневмоавтоматики

1. Релейно-контактное управление в системах гидро- и пневмоавтоматики

Кафедра систем управления,
мехатроники и робототехники (И8).
Преподаватель: Морозов Михаил
Викторович
2018
Релейно-контактные системы управления
1

2. Основные понятия электротехники

Электрический ток в проводнике создается свободными электронами
Направление электротока от положительного полюса к отрицательному (принято).
Электрический ток оказывает тепловое, магнитное и химическое действие.
Название
Формула
Сила тока
Единица
Ампер (А)
I
Заряд электрический
(количество
электричества)
Напряжение (разность
потенциалов)
Сопротивление
электрическое
2018
Q I t
U ,E
R
U
I
Комментарии
1 Ампер – сила тока при которой два
параллельных проводника,
расположенных на 1 м друг от друга
испытывают силу взаимодействия 2*10-7
Н на каждый метр длины.
Кулон
Кл = А*с
Заряд электрический –произведение силы
тока на время протекания тока
Вольт
VDC
VAC
Вольт – напряжение между двумя точками
проводника, при котором на этом участке
при токе в 1А выделяется мощность в 1
Вт
Ом
Сопротивление – отношение напряжения
на концах проводника к силе тока,
текущего по проводнику
Релейно-контактные системы управления
2

3. Сопротивление электрическому току

Сопротивление
электрическое
удельное
R S
l
t 20 [ 1 ( t 200 C )]
Ом*м
Серебро - Медь –
Алюминий –
Сталь Чугун Нихром -
Последовательное соединение сопротивлений
Параллельное соединение сопротивлений
Полное сопротивление цепи, содержащей
активное сопротивление, емкость и
индуктивность
2018
0,0162 (0,92)
0,0175 (1)
0,029 (1,66)
0,13 (7,43)
0,8 (17,14)
1,0 (57,14)
R Ri
1
1
R
Ri
1
Z R jX R j ( L
)
C
X
Z R 2 X 2 .... arctg
R
Релейно-контактные системы управления
3

4.

Источник постоянного тока
2018
Релейно-контактные системы управления
4

5. Источник питания для системы управления 3-фазным электродвигателем

Контакты
Шина
Возвратная
пружина
Якорь
Сердечник
Катушка
L1, L2, L3 - силовые фазы
N
- нейтральная
линия
PE
- заземление
F1
- предохранители
мотора
2018
F2 - защитные реле
мотора (термореле)
F3 - предохранители
T - трансформатор
Релейно-контактные системы управления
5

6.

Электромеханическое реле
2018
Релейно-контактные системы управления
6

7.

Типы контактов
2018
Релейно-контактные системы управления
7

8.

Электромеханическое реле
времени
Реле времени с задержкой на включение
Реле времени с задержкой на отключение
2018
Релейно-контактные системы управления
8

9. Типы кнопок

2018
Релейно-контактные системы управления
9

10. Типы контактов

2018
Релейно-контактные системы управления
10

11. Датчик положения (конечный выключатель)

2018
Релейно-контактные системы управления
11

12. Конечный выключатель

2018
Релейно-контактные системы управления
12

13. Датчик индуктивного типа

1.
2.
3.
4.
5.
Магнитное поле
Металлический объект
Катушка электромагнита
Генератор
Усилитель
Бесконтактный датчик с электрическим выходом тип SMТO,
работает по принципу возбуждения осциллирующего тока
в колебательном контуре при приближении магнита
2018
Релейно-контактные системы управления
13

14. Датчик ёмкостного типа

2018
Релейно-контактные системы управления
14

15. Датчик магнитного типа (геркон)

2018
Релейно-контактные системы управления
15

16. Датчик конечных положений пневмоцилиндра

Бесконтактный датчик с электрическим выходом тип SMЕO с герконом.
При приближении магнита, установленного на поршне геркон замыкает
электрическую цепь.
2018
Релейно-контактные системы управления
16

17. Датчик оптического типа (на просвет и на отражение)

2018
Релейно-контактные системы управления
17

18. Реле давления (пневмоэлектрические преобразователи)

2018
Релейно-контактные системы управления
18

19.

Датчики давления с цифровой
индикацией
P
1
BN
4
BK
2
WH RL
3
BU
RL
+24 V
0V
PNP
Тип SDE1… FESTO
2018
Тип PENV-A… FESTO
Релейно-контактные системы управления
19

20. Пневмораспределители с электромагнитным управлением

2018
Релейно-контактные системы управления
20

21.

Искрогашение на переключающих
контактах в цепях с
электромагнитными катушками
При наличии индуктивности в цепи в момент отключения возникает высокое
напряжение обусловленное:
dI
U L 1000 V
dt
Защитная R-C схема
R ~ 100 ом
C ~ 0,05 мкФ
2018
Защита катушки
при помощи стабилитрона
Защита катушки
при помощи диода
Релейно-контактные системы управления
21

22. Принципы защиты контактных групп управления при размыкании от токов самоиндукции

2018
Релейно-контактные системы управления
22

23. Электромагнитное управление

Односторонний электромагнит
Двухсторонний электромагнит
Односторонний электромагнит
с ручным дублированием
Электрогидравлический
преобразователь (распределитель с
пилотным клапаном)
2018
Релейно-контактные системы управления
23

24. Прямое электроуправление пневмоклапаном

2018
Релейно-контактные системы управления
24

25. Непрямое (пилотное) электроуправление невмоклапаном

2018
Релейно-контактные системы управления
25

26. Электропневматическая схема

2018
Релейно-контактные системы управления
26

27. Прямое и непрямое управление

S1
S1
1M1
2018
K1
K1
Релейно-контактные системы управления
1M1
27

28. Схема электрическая принципиальная

2018
Релейно-контактные системы управления
28

29. Логические функции. Соответствие пневматических (ISO 1219/1) и электрических (DIN EN 60617-7) символов.

2018
Релейно-контактные системы управления
29

30. Логические функции. Соответствие пневматических (ISO 1219/1) и электрических (DIN EN 60617-7) символов.

2018
Релейно-контактные системы управления
30

31.

Реализация логических функций
при релейно-контактном
управлении
«И»
2018
«ИЛИ»
Релейно-контактные системы управления
31

32.

Электросхема доминирующего
включения
2018
Релейно-контактные системы управления
32

33.

Электросхема доминирующего
выключения
2018
Релейно-контактные системы управления
33

34. Пример схемы принципиальной электропневматической системы

2018
Релейно-контактные системы управления
34

35.

Реализация контроля давления в
поршневой полости цилиндра
2018
Релейно-контактные системы управления
35

36. Аварийное отключение

2018
Релейно-контактные системы управления
36

37.

Реализация аварийного
отключения
2018
Релейно-контактные системы управления
37

38.

Пример реализации режимов
работы релейно-контактной
системы управления
2018
Релейно-контактные системы управления
38

39.

Работа в ручном (MAN) и
автоматическом режимах
2018
Релейно-контактные системы управления
39

40.

Переключающий регистр с
отключением
предыдущего сигнала
2018
Релейно-контактные системы управления
40

41. Преобразование системы управления пневмоприводом

Релейно-контактная
система управления
Управление от контроллера
2018
Релейно-контактные системы управления
41

42. Переход от релейно-контактной системы управления к контроллеру

2018
Релейно-контактные системы управления
42

43. Эксплуатационная документация

2018
Описание работы машины
Гидравлическая (пневматическая) схема принципиальная (Г3, П3 по ЕСКД)
Электрическая схема принципиальная (Э3 по ЕСКД)
Схема гидравлических (пневматических) соединений (Г4, П4 по ЕСКД) либо
сборочный чертеж со спецификацией трубопроводов и их соединений
Схема электрических соединений (Э4 по ЕСКД)
Схема расположений с обозначенными гидроэлементами (пневмоэлементами)
и трубопроводами
Диаграмма «Перемещение – Шаг»
Диаграмма состояния входных и выходных сигналов датчиков обратной связи и
электромагнитов распределителей
Спецификация гидроэлементов (пневмоэлементов)
Паспорта гидроэлементов (пневмоэлементов)
Ведомость ЗИП
Инструкция по эксплуатации включающая руководство по монтажу наладке и
обслуживанию, перечень возможных неисправностей и методов их устранения.
Инструкция по диагностике системы
Инструкция для оператора
Журнал обслуживания
Релейно-контактные системы управления
43

44. Алгоритм ввода в эксплуатацию пневматической системы

Получение технического задания на ввод
системы в эксплуатацию
Комплектность
документации
не полная
Затребовать у
поставщика
оборудования
Изменения
внести в
комплект
документации,
прилагаемый к
машине
2018
Проверка комплектности всей
сопроводительной документации
(см. табл. № )
Комплектность документации
полная
Комплектность
оборудования не
полная
Проверка комплектности имеющегося
оборудования по спецификации
Комплектность оборудования
полная
Релейно-контактные системы управления
Комплектовать
необходимым
оборудованием
44

45.

Комплектность оборудования
полная
Принятие
решения о
первоочерёдности выполнения
прокладки
энергетических и
коммутационных
пневмомагистралей
Прокладка
пневмомагистралей
до монтажа
всех
элементов
системы
2018
Комплектность инструмента
и приспособлений
не полная
Проверить наличие комплекта монтажного
инструмента, расходных материалов и
приспособлений
Комплектность инструмента и
приспособлений полная
Доукомплектовать,
дозаказать,
изготовить
Прокладка пневмомагистралей
после монтажа всех элементов
системы
Этап I
Монтаж исполнительных устройств на
объекте с предварительной проверкой
механического перемещения приводов с
рабочими органами
Обеспечение требований техники
безопасности при выполнении всех
сборочных операций
Релейно-контактные системы управления
45

46.

Этап II
Прокладка
пневмомагистралей
до монтажа
всех
элементов
системы
Монтаж системы подготовки воздуха и
распределительных устройств (блоков,
модулей, островов).
Обеспечение чистоты сборочных
операций.
Обеспечение требований техники
безопасности при выполнении всех
сборочных операций
Этап III
Монтаж системы управления (СПК,
релейно- контактные системы)
2018
Релейно-контактные системы управления
46

47.

Прокладка
пневмомагистралей
до монтажа
всех
элементов
системы
Этап IV
Прокладка пневмомагистралей
Этап V
Коммутация элементов системы,
присоединение пневмомагистралей и всех
электрических разъёмов (распределители,
датчики)
Этап VI
Приведение системы в исходное состояние
без подачи энергии
2018
Релейно-контактные системы управления
47

48.

Этап VII
Включение источника энергии и проверка
утечек в соединениях
Есть утечки
Устранить утечки
Этап VIII
Включение источника энергии и проверка
утечек в соединениях
Нет утечек
Этап IX
Этап X
2018
Настройка необходимых уровней давления в
контурах системы
Проверка работоспособности пневматической
системы в ручном режиме.
Проверка работы аварийных и блокирующих
выключателей
Релейно-контактные системы управления
48

49.

Этап XI
Этап XII
2018
Настройка технологических параметров
движения рабочих органов пневматической
системы (скорости движения
пневмоцилиндров, скорости вращения
пневмодвигателей и т. д.)
Пробный запуск системы в режиме единичного
цикла
Этап XIII
Кратковременный запуск системы в
автоматическом цикле
Этап XIV
Систематизация всех внесённых в
техническую документацию изменений в
журнале изменений
Релейно-контактные системы управления
49

50.

Заключительная подготовка системы к непрерывной
эксплуатации
1. Заправка необходимых технологических жидкостей и
материалов
Этап XV
2. Создание журналов для операторов,
эксплуатирующих систему:
а) Журнал обнаруженных неисправностей и
возможных причин их возникновения
б) Журнал внесённых изменений в технической
документации в
период эксплуатации
2018
Релейно-контактные системы управления
50

51. Правила планового обслуживания пневмосистем

Квартальное
Годовое
Производится
разборка
цилиндров и
внутренний
осмотр их
уплотнительных манжет
(замена из
ремкомплек-тов
при необходимости.
2018
Полугодовое
Производится
проверка
уплотнений
штоков
цилиндров на
износ и их
замена по мере
необходимос-ти.
Замена
грязезащитных
и уплотнительных колец.
Проверка мест
соединений на наличие
утечек.
Замена пневмошлангов, касающихся
подвижных частей
машины. Проверка
выхлопных отверс-тий
клапанов на наличие
утечек во включенном и
выключенном
состоянии.
Промывка фильтроэлементов в мыльной
воде (без растворителей!!) и продувка их
сжатым воздухом в
направлении, обратном
рабочему.
Еженедельное
Ежедневное
Проверка
генераторов
сигналов
(датчиков) с
целью
устранения пыли
и мелкоой
стружки,
манометров на
регуляторах
давления и
маслораспылителей.
Выпуск конденсата из корпусов
фильтров, если
содержание во-ды
в воздухе высокое
и нет специальных
устройств автоматического отвода конденсата.
Проверка уровня
масла в маслораспылителях и
настройка пода-чи
масла в систему.
Релейно-контактные системы управления
51

52. Задача

Если временной интервал при
последовательном нажатии на обе кнопки
превышает 1 с, то штамп остается
неподвижным.
Усилие штамповки F = 6000 … 7500 кгс в
зависимости от штампуемой заготовки.
Выбрать необходимый пневмоцилиндр по
каталогу, учитывая, что коэффиент
усиления составляет I = 10.
Ход поршня, не менее 200 мм
2018
Релейно-контактные системы управления
52

53. Решение задачи

2018
Релейно-контактные системы управления
53

54. Задача

2018
Релейно-контактные системы управления
54

55. Решение задачи (пневмосхема)

2018
Релейно-контактные системы управления
55

56. Решение задачи (электросхема)

2018
Релейно-контактные системы управления
56

57. Задача

Заготовки вставляются в зажимное
устройство вручную.
Цилиндр А осуществляет зажим
заготовки при нажатии на кнопку пуска.
После зажима заготовки при помощи
цилиндра В осуществляется подача
сверлильной головки на обрабатываемую
деталь.
После того, как деталь будет
просверлена, сверлильная головка
возвращается в исходное положение.
В момент возврата сверлильной головки
осуществляется обдув обработанной
детали из сопла С.
Далее следует разжим обработанной
детали.
2018
Релейно-контактные системы управления
57

58. Решение задачи (пневматика)

2018
Релейно-контактные системы управления
58

59. Решение задачи (электрика)

2018
Релейно-контактные системы управления
59