Elektropneumatika

1. Elektropneumatika

2. 1. A vezérléstechnika alapfogalmai

3. Vezérlések • Logikai vezérlés: olyan vezérlés, ahol a bemenő jelek jelállapotaihoz a Boole-algebra logikai műveleteinek (ÉS, VAGY, NEM) megfelelően vannak hozzárendelve a kimenőjelek meghatározott jelállapotai. • Követő vezérlés: Programozott sorrendben lépésenként haladó vezérlés. Továbblépés a léptetési feltételektől függően történik. • Időkövető vezérlés: a lépési feltételei kizárólag idő függőek. • Folyamatkövető vezérlés: lépési feltételei csak a vezérelt folyamat jeleitől (érzékelők) függenek.

4. 2. Elektromos építőelemek • 2.1 Elektromos tápegység

5. 2.2 Elektromos jeladók, jelfeldolgozók 2.2.1 Nyomógombok • Záróérintkezős • Nyitóérintkezős • Átkapcsoló érintkezős

7. 2.2.2 Érzékelők • Feladata: az irányítandó folyamat figyelése, arról információ a jelfeldolgozáshoz • Legfőbb területei: -dugattyú két véghelyzetének érzékelése -munkadarabok meglétének és pozíciójának ellenőrzése -veszélyes munkatér ellenőrzése -munkadarabok szortírozása

8. Végálláskapcsoló • Gépalkatrészek vagy egyéb működtető készülékek meghatározott helyzetének ellenőrzésére szolgál • Általában beköthetők nyitó-, záró-, vagy váltókapcsolóként

10. Közelítő kapcsoló • Érintésmentes érzékelők, mechanikai működtetés nélkül • Típusai: -mágneses közelítő kapcsoló -induktív -kapacitív -optikai

11. Mágneses közelítő kapcsoló • Reed-relé – két érintkező egy védőgázzal töltött üvegcsőben • Mágneses tér hatására kapcsol • Hosszú élettartam, rövid kapcsolási idő (kb. 0,2 ms) • Kevésbé zavaró környezeti feltételek (por, nedvesség,..) • Erős mágneses térben nem használható • Hátrány a mechanikus érintkező (prell jelenség)

13. Elektronikus érzékelők • Induktív, optikai és kapacitív érzékelők • Érintkező nélküliek, nem tartalmaznak mechanikus mozgó alkatrészt • Kisteljesítményű kimenőjelet adnak, ehhez tápfeszültségre van szükségük • Általában háromvezetékesek(+24V,0V,jelvezeték) • A kimenőjel alapján lehet: -PNP (kimenet +24V) vagy -NPN (kimenet -24V)

14. Induktív érzékelő • Fémek érzékelése • Felépítése: oszcillátor, küszöbáramkör, erősítő • Működése: oszc. – nagyfrekvenciás váltakozó tér (gömb) – fém –örvényáram- oszc. feszültsége esik – trigger jelet ad

15. Kapacitív érzékelő • Fémes és nem fémes anyagok érzékelése • Dielektromos tulajdonságot érzékel • Felépítése: kondenzátor-ellenállás rezgőkör • Működése: a hatósugarába kerülő tárgy hatására a kondenzátor kapacitása megváltozik

16. Optikai érzékelő • A kibocsátott fény visszaverődését érzékeli • Általában vörös vagy infravörös fény alkalmazása • Forrás: LED, vevő: fototranzisztor, fotodióda

17. Optikai érzékelők típusai: • Tárgyreflexiós: adó és vevő egymás mellett, a fény a tárgyról verődik vissza, a tárgy magas fényvisszaverő képességű.

18. Tükörreflexiós: adó és vevő egymás mellett, a fényt a tükör (prizma) veri vissza. A fénynyaláb megszakításakor kapcsol.

19. Egy utas fénysorompó (infra sorompó): elválasztott adó-, és vevőegységgel. A fénynyaláb megszakításakor kapcsol.

20. Az érzékelő bekötése:

21. Nyomásérzékelők (nyomáskapcsolók) • Feladata, hogy a beállított nyomásértéknél elektromos jelet adjon • Különféle kialakításai: -nem állítható – pneumatikus-elektromos jelátalakító -a bekapcsolási nyomásérték állítható -a be- és a kikapcsolási nyomás külön állítható –állítható hiszterézisű

22. Mechanikus nyomáskapcsoló • A nyomás egy dugattyú, vagy membrán felületére hat. Ha a beállított rugóerőt legyőzi, akkor egy mikrokapcsoló átkapcsol. A kimenőjel mindaddig megmarad, míg fennáll a szükséges nyomás a bemeneten.

23. Elektronikus nyomáskapcsoló • A mechanikus érintkezés helyett itt a kimenet elektronikusan kapcsol. Ehhez a membránra nyomás-, vagy erőérzékeny mérőelemeket kell szerelni. Az érzékelt jelet egy elektronikus kapcsolás értékeli ki. • Ezeknél általában a hiszterézis is állítható.

24. Analóg nyomásérzékelők • A nyomás bemenettel arányos elektromos jelet adnak. • pl. piezo ellenállásos mérőcella – a nyomásváltozás ellenállásváltozást eredményez. Ezt az elektronika kiértékeli, és megfelelő kimeneti jelet képez. Emelkedő nyomásnak a kimeneten emelkedő feszültség a velejárója.

25. Áramlásérzékelők • Szivárgásellenőrzésre, tárgy érzékelésére (pl. vákuumos megfogásnál), légfogyasztás mérésére használják. • Analóg és bináris kimenőjellel egyaránt rendelkezhetnek.

26. 2.2.3Relé • Elektromágnesesen működtetett kapcsoló • Kis energiaráfordítás mellett kapcsol • Nagy működési sebesség • A relék feladatai: • jelsokszorosítás • a jelek késleltetése és átalakítása • elektromos öntartás megvalósítása • a vezérlő és a főáramkör szétválasztása

28. 2.2.4 Időrelé • Bekapcsolás- vagy kikapcsolás késleltetésű (meghúzásra- vagy elengedésre késleltetett) • A késleltetési idő állítható

29. 2.2.5 Mágneskapcsoló • A relékhez hasonló elven működik • Nagyobb teljesítmény kapcsolása • Felépítésük: - kettős megszakítás - kényszerpályás érintkezések - zárt kamrák (ívoltó kamrák)

31. 3. Egyen- és váltakozó áramú mágnesek • 3.1 Egyenáramú mágnes Felépítése: vasmagja tömör lágyvas (egyszerű, robosztus) Jellemzői: -lágyan csillapított meghúzás, -hosszabb kapcsolási idő, -kis bekapcsolási teljesítmény (egyenirányító, szikraoltás szükségessége)

32. 3.2 Váltakozó áramú mágnes Felépítése: lemezelt vasmag Jellemzői: -nagy áramtranziens, -nagy meghúzóerő, -rövidebb kapcsolási idő, -melegedés

34. 4. Elektromosan működtetett útszelepek (mágnesszelepek) • Feladatuk a villamos jelek átalakítása pneumatikus jelekké • A mágnesszelepek egy pneumatikus szelepből és egy elektromos kapcsolórészből (mágnesfejből) állnak

35. A mágnesszelepek felépítése • Két csoportjuk: -rugó visszaállítású (monostabil) szelepek; csak addig vannak működtetett helyzetben, amíg a tekercsen áram folyik -impulzus (bistabil) szelepek; megtartják az utolsó kapcsolási helyzetet akkor is, ha a tekercsek árammentesek

36. Leggyakrabban használt mágnesszelepek • 3/2-es monostabil mágnesszelep

37. 5/2-es monostabil mágnesszelep

38. 5/2-es bistabil mágnesszelep

39. 5. Elektropneumatikus vezérlés • Végrehajtás – Végrehajtók (munkahengerek, motorok.. ) • Jelkiadás – Erősítők (mágnesszelepek) • Jelfeldolgozás – Irányítók (relék,PLC-k) • Jelbevitel – Jeladók (nyomógombok, érzékelők..)

41. Az elektropneumatikus vezérlés előnyei a tisztán pneumatikussal szemben: - magasabb fokú megbízhatóság (kevesebb mechanikusan mozgó építőelem) • kisebb tervezési és üzembe helyezési költség • kisebb helyszükséglet • gyorsabb működés