Устройства ЭПА

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Омский государственный технический университет»

УСТРОЙСТВА

ЭЛЕКТРОПНЕВМОАВТОМАТИКИ ФИРМЫ FESTO

Методические указания к лабораторным работам

Омск Издательство ОмГТУ

2012

Составители: Н. Г. Скабкин, канд. техн. наук, доцент каф. АРТ; Е.С. Гебель, канд. техн. наук, доцент каф. АРТ; В. В. Клевакин, ст. преп. каф. АРТ; И. В. Лазаренко, ст. преп. каф. АРТ

Методические указания содержат общие сведения об элементах электропневматических систем управления и их устройстве. Приведены описания лабораторных стендов и правила выполнения лабораторных работ.

Предназначены для студентов дневной, заочной и дистанционной форм обучения по направлениям 220700.62 – «Автоматизация технологических процессов и производств», 220400.62 – «Управление в технических системах», 221000.62 «Мехатроника и робототехника» и специальности 220301 – «Автоматизация технологических процессов и производств».

Печатается по решению редакционно-издательского совета Омского государственного технического университета

© ФГБОУ ВПО «Омский государственный технический университет», 2012

2

ВВЕДЕНИЕ

Электропневмоавтоматика успешно используется во многих отраслях промышленности. Изменение в требованиях к технологическому оборудованию и технический прогресс заметно сказались на развитии электропневматических систем. Интеграция электрических и пневматических устройств позволяет комплексно решать задачи автоматизации производственных процессов. Электропневматические средства автоматики дают разработчику систем управления такие преимущества, как возможность передачи сигнала на большие расстояния, сокращение времени передачи и обработки сигнала.

Развитие электроники привело к постепенному вытеснению релей- но-контактных схем в части обработки сигналов электропневматических систем и замене их на программируемые логические контроллеры, которые лучше соответствуют требованиям гибкости. Новые концепции внедряются и в исполнительную часть, примерами этого могут служить пневмоострова, пропорциональная пневматика и т.д.

На практике исполнительные пневматические устройства решают различные задачи, связанные с организацией поступательного или вращательного перемещения объекта. При этом они могут выполнять следующие наиболее распространенные производственные операции: зажим, перемещение, позиционирование, ориентация.

Наиболее часто электропневматические системы используются при упаковке, подаче и подсчете деталей, управлении дверьми и бункерами, транспортировке материалов и изделий, при повороте и перевороте деталей и узлов, их сортировке и складывании, штамповке, резке и клеймении деталей.

Целью работ является изучение студентами назначения, устройства и принципа действия электропневматических систем, а также приобретение навыков проектирования схем управления исполнительными устройствами, овладение методикой экспериментального исследования систем, приобретение навыков монтажа схем, реализующих различные логические функции.

3

1. ОПИСАНИЕ ПНЕМАТИЧЕСКОГО СТЕНДА ФИРМЫ «FESTO»

Пневматический стенд фирмы «Фесто» [5] предназначен для практического изучения элементной базы и основных систем управления производственными процессами с помощью пневматических средств автоматики.

Все виды работ при сборке и разборке исследуемых схем проводятся при выключенном блоке подготовки воздуха и блоке электропитания 24В. На рис. 1.1. показана панель входов стенда. При соединении электрических и электронных устройств между собой следует использовать красные и синие провода, входящие в состав стенда. Рекомендуется красные провода использовать для подключения «+» прибора к выходу «+24 В» источника электропитания, а синие для подключения «–» электроприбора к выходу «0 В» источника электропитания. При монтаже рекомендуется соединять устройства в последовательности прохождения сигнала в электрической части системы, соединяя выход одного устройства со входом (входами) другого.

1

2

4

5

3

Рис. 1.1. Панель входов, электрическая:

1– выход «+24 В», 2 – кнопка моностабильная, 3 – выход «0 В», 4 – вход элемента «Лампа», 5 – выход элемента «Лампа».

4

В основную комплектацию стенда входят пневматические и электрические устройства, представленные в таблицах 1.1-1.2.

				Таблица 1.1
	Комплект элементов электропневмоавтоматики ТР 201
		Условное
№	Название	графическое	Изображение		Кол-во
		обозначение
1	2	3	4		5
1	Панель входов, электрическая				1
2	Панель с 3-мя реле с переклю-				2
	чающимися контактами
	Концевой выключатель, элек-
3	трический с переключением				1
	слева
	Концевой выключатель, элек-
4	трический с переключением				1
	справа
5	Бесконтактный путевой вы-				2
	ключатель оптический
	Концевой выключатель
6	(геркон) для крепления				2
	на гильзу цилиндра
	3/2 распределитель с односто-
7	ронним электромагнитным				2
	управлением, нормально за-
	крытый
	5/2 распределитель с односто-				1
8	ронним электромагнитным
	управлением

5

Продолжение табл. 1.1

1	2	3	4	5
	5/2 распределитель с двусто-
9	ронним электромагнитным			2
	управлением
10	Датчик давления с индикато-			1
	ром
11	Дроссель с обратным клапаном			4
12	Цилиндр одностороннего			1
	действия
13	Цилиндр двустороннего			2
	действия
14	Блок подготовки воздуха			1
15	Коллектор			1
16	Пластиковые трубопроводы 10			2
	m, PUN 4×0,75
11	Дроссель с обратным клапаном			4

6

Таблица 1.2

Комплект элементов электропневмоавтоматики ТР 202

		Условное
№	Название	графическое	Изображение	Кол-во
		обозначение
1	2	3	4	5
1	Панель входов, электрическая			1
2	Панель с 3-мя реле с переклю-			2
	чающимися контактами
3	Панель с двумя типа реле вре-			1
	мени
4	Панель со счѐтчиком электри-			1
	ческим суммирующим
5	Кнопка АВАРИЙНЫЙ СТОП			1
6	Бесконтактный путевой вы-			1
	ключатель индуктивный
7	Бесконтактный путевой вклю-			1
	чатель емкостной

7

Продолжение табл. 1.2

1	2	3	4	5
	5/2 распределитель с двусто-
8	ронним электромагнитным			2
	управлением
9	Управляемый обратный клапан			2

Условно графические изображения и обозначения буквенноцифровые для электрических устройств даны в соответствии с ГОСТ 2.755-87 «Обозначения условные графические в электрических схемах. Устройства коммутационные и контактные соединения», ГОСТ 2.756-76 «Обозначения условные графические в схемах. Воспринимающая часть электромеханических устройств» и ГОСТ 2.710-81 «Обозначения буквен- но-цифровые в электрических схемах».

Перед сборкой и разборкой схемы нужно обязательно отключить сжатый воздух и электропитание.

При работе на стенде необходимо строго соблюдать требования по технике безопасности, основные положения которой приведены в кафедральной инструкции по технике безопасности.

2. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1 СБОРКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ТИПОВЫХ ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

2.1. Теоретическая часть

Автоматизированные системы управления (АСУ) технологическими процессами однородные по физическому принципу действия (гидравлические, пневматические или электрические) из-за недостатков присущих каждой из них имеют ограничения по области применения. Стремление к

8

минимизации отрицательных свойств создаваемых систем привело к появлению комбинированных структур, состоящих из элементов, функционирующих на основе различных физических принципов, что позволяет максимально использовать положительные стороны отдельных элементов. В связи с бурным развитием электронной техники наиболее широкое распространение получили АСУ с электрической управляющей частью, как наиболее быстродействующие, гибкие и компактные.

В электропневматических системах, силовая часть которых выполнена на пневматической элементной базе, а управляющая – на электрической (электронной), сочетаются высокие скорости перемещений исполнительных механизмов и высокая производительность системы управления.

Общая структура электропневматической системы

Электропневматическая система использует два вида энергии:

электрическую в подсистеме обработки сигналов;

пневматическую в исполнительной подсистеме.

Взаимодействие между двумя частями электропневматической системы осуществляется при помощи пневматических распределителей с электромагнитным управлением. Переключение между позициями распределителя, приводящее к перемещению рабочих органов исполнительных механизмов, происходит подачей сигналов управления на электромагнитные катушки.

Электропневматические системы, как и пневматические, имеют пневматическую исполнительную систему. Системы обработки сигналов

уних отличаются:

В пневматических системах управления [5] используются пневматические элементы, такие как, различные клапаны (клапан двух давлений, перекидной клапан и т.д.), распределители, клапаны последовательностей, пневмобарьеры и т.д.

В электропневматических системах управления (рис. 2.1) часть, занятая обработкой сигналов, состоит из электрических или электронных устройств, например, электрических кнопок, путевых контактных и бесконтактных выключателей, реле (реле времени, реле давления и т.д.) или программируемых логических контроллеров

(ПЛК).

9

Рис. 2.1. Схема электропневматической системы управления

Элементы электропневматической системы (рис. 2.1) группируются по подсистемам:

подсистема энергоснабжения (элементы энергоснабжения),

информационная подсистема (датчики),

логико-вычислительная подсистема (процессоры),

исполнительная подсистема (управляющий распределитель и исполнительное устройство).

Подсистема обработки сигналов электропневматической системы управления состоит из трех функциональных блоков, структура которых показана на рис.2.2.

Вход сигналов происходит через датчики, кнопки или выключатели.

Источником входных сигналов для системы управления являются датчики приближения, для обработки сигналов используется реле.

10